現(xiàn)場焊接熱處理專業(yè)知識應(yīng)用與練習(xí)

1、現(xiàn)場焊接熱處理專業(yè)知識應(yīng)用與練習(xí)一、案例分析目的 :通過案例使學(xué)員了解特殊鋼材的熱處理工藝。背景：XX電廠在焊接熱處理工作，當(dāng)對主蒸汽P92 大管進(jìn)行焊接熱處理時，熱處理技術(shù)人員編制的關(guān)鍵作業(yè)指導(dǎo)書有關(guān)工藝的內(nèi)容如下：1預(yù)熱溫度打底100-200 ，電焊 200-250 ，控制層間溫度小于等于250。溫度升到預(yù)熱溫度后至少保溫30 分鐘方可開始焊接。2焊縫焊完后，冷卻到80根據(jù)壁厚不同保溫2 3 小時，然后升溫進(jìn)行焊后熱處理。3P92 熱處理溫度為：750 770，根據(jù)壁厚不同保溫4小時及以上。4加熱寬度： 6壁厚 +120mm，討論問題：1工藝是否制定全面、準(zhǔn)確？2按此方案指導(dǎo)工作時可能會造

2、成什么影響？案例講評要點：1 工藝不夠全面，應(yīng)補(bǔ)充和修改的內(nèi)容：加熱寬度修改為4.5 Rt，測溫?zé)犭娕夹吞柡虷B 166GCBt9Rt固定方法、測溫點布置位置和數(shù)量、升降溫速度、保溫寬度和厚度、不能及時熱處理采用的補(bǔ)救方法、熱處理方法、工藝卡（焊接熱處理工藝曲線、焊接熱處理過程應(yīng)注意什么工作） 、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等等。2 按照上述工藝措施施工容易造成以下問題：根部、層間熱處理溫度不夠，根部、層間不能充分轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l特征明顯的馬氏體組織， 根部、層間及表面硬度偏高，板條特征不明顯馬氏體組織是由加熱寬度和保溫寬度厚度不夠和熱處理均溫區(qū)恒溫時間不足造成。不能及時熱處理又不采取措施時易造成表面裂紋。預(yù)防措施：2

3、.1根部層間熱處理溫度不夠易造成板條特征不明顯的馬氏體組織。（增加加熱和保溫寬度）2.2 未分區(qū)易造成周向硬度偏差大。（分區(qū)控溫）2.3恒溫時間不足容易造成消除應(yīng)力不徹底和硬度偏高，造成開裂（按12.5mm/1 小時不少于4 小時）總結(jié)要點：對 P92 大管編寫焊接工藝時應(yīng)注意以下幾點：1. 選用的熱電偶型號和固定方法必須描述清楚2. 不能及時熱處理時，要在低溫轉(zhuǎn)變后進(jìn)行后熱處理。3. 熱處理加熱寬度按 166+4.5 （內(nèi)徑壁厚） 1/2 計算。4. 熱處理保溫寬度按壁厚 +9（內(nèi)徑壁厚） 1/2 計算，厚度為50mm。5. 熱處理升溫速率： 300以下 150-200 / 小時300以上升

4、溫速率80-120 / 小時6. 降溫速率： 300以上 100-150 / 小時7. 控制區(qū)按下表布置水平管道 PWHT布置的控溫加熱區(qū)數(shù)量和熱電偶布置管道尺寸推薦控溫?zé)犭娕嘉恢茫ǎ?mm區(qū) 數(shù)量（個）273 以下112： 00273-406212： 00 和 6： 00426-54031： 00、6： 00 和 11： 00550-70043： 00、6： 00 和 9： 00、 12：00700 以上控溫區(qū)數(shù)量和熱電偶由加熱器周向?qū)挾却_定8. 恒溫時間按12.5mm/1小時不少于4 小時計算。9. 預(yù)熱預(yù)熱溫度打底 100-200 ，電焊 200-250 和層間溫度小于等于 250。10

5、. 卻到 80 -100 根據(jù)壁厚不同保溫23 小時的低溫轉(zhuǎn)變冷。11. 如不能及時熱處理，應(yīng)在冷卻到 80 -100 根據(jù)壁厚不同保溫 2 3 小時的低溫轉(zhuǎn)變冷后， 做 350根據(jù)壁厚不同保溫 2 3 小時的后熱處理。二、練習(xí)設(shè)計? 練習(xí)目的：能夠引用焊接工藝評定內(nèi)容，并結(jié)合焊接規(guī)程規(guī)范內(nèi)容，編寫 P92 鋼焊接預(yù)熱、熱處理工藝要點。? 練習(xí)背景：* 發(fā)電廠新建 41000MW超超臨界機(jī)組工程，主蒸汽管道設(shè)計為 2-2 型：從爐頂末級過熱器集箱左右兩側(cè)出口分別引出接到 A335P92/559 102 的管道上，在爐前標(biāo)高76 米處通過大小頭過渡接到A335P92/ Di349 72 的管道上

6、，進(jìn)入汽機(jī)房。其設(shè)計壓力為27.46MPa，溫度為 610。P92 是在 91 材料的基礎(chǔ)上經(jīng)過改良而發(fā)展起來的，與 P91相比， P92 鋼加入了鎢， 減少鉬的含量以調(diào)整鐵素體奧氏體元素之間的平衡，并且加入了微量的合金元素硼。P91與P92 的成份對比見表1。表 1P91 與 P92 材料成份對比成份C MnSiSPCrMoNiNbVWBN鋼材下 0.00.28.00.10.30-0.85-0.03限8008P91上 0.10.50.00.0 9.50.40.20.601.05-0.07限2012005下 0.08.50.00.10.03-0.30-1.50.0010.03限7045P92上

7、 0.10.50.00.0 9.50.40.00.20.600102000.60092.00.0060.07限35現(xiàn)場使用的P92 鋼是經(jīng)過正火及回火處理，其顯微組織為回火馬氏體組織（主要是 Fe/Cr/Mo 的碳化物及 V/Nb 的氮化物），是國內(nèi)火力發(fā)電廠近幾年剛開始應(yīng)用的一種新鋼種，其許用應(yīng)力見表 2。由于 W的固溶強(qiáng)化和 Nb、 V 的碳氮化物的彌散強(qiáng)化作用，與 P91 相比，高溫持久強(qiáng)度在 600下要高 30 35。在高溫下（ 600及以上）可以有效地減低結(jié)構(gòu)的設(shè)計壁厚，降低結(jié)構(gòu)的整體重量。表 2P91與 P92 許用應(yīng)力值（ MPa）566593600621649P91897166

8、4030P921039491.57048P91 與 P92 比值1.161.321.391.461.6?練習(xí)任務(wù)：請按照背景內(nèi)容，制定一套熱處理工藝措施（完成如下1、規(guī)格材質(zhì)2、熱處理方法3、熱處理設(shè)備P92 鋼材完整的焊接預(yù)熱、10 個要點）。4、焊前預(yù)熱準(zhǔn)備5、焊接預(yù)熱和層間溫度控制6、焊接熱處理升溫前應(yīng)進(jìn)行下列檢查7、焊后熱處理8、焊接熱處理后自檢的要求9、硬度檢查要求10、其他規(guī)定（工藝、安全注意事項）?評價標(biāo)準(zhǔn)或參考答案技術(shù)要點1. 規(guī)格材質(zhì)主干路管道規(guī)格材質(zhì)為：559 102/A335P92 、 Di349 72/A335P922. 熱處理方法柔性陶瓷電阻加熱。3. 熱處理設(shè)備電阻

9、加熱設(shè)備4. 焊前預(yù)熱準(zhǔn)備4.1檢查對口及安全設(shè)施合格后，接受委托。4.2預(yù)熱加熱器為每側(cè)不小于310mm（ 220mm），且分上下2區(qū)。4.3保溫材料為每側(cè)不小于410mm（ 320mm），厚度為50mm。4.3 熱電偶選用鎧裝 K 型 ( 或熱電偶絲 ) ，數(shù)量為 4 根（ 2 主控點， 2 備用點）。4.4電源線為 2 路。4.5進(jìn)行安全交底簽字。4.6制定熱處理工藝卡。4.7預(yù)熱焊口熱電偶固定、加熱器幫扎、保溫、接線。4.8設(shè)備調(diào)試5. 焊接預(yù)熱和層間溫度控制5.1 按 80 /h 的速度升溫到 100-200 之間的一個溫度，保溫一定時間（ 30 分鐘），然后用輻射溫度計檢測坡口溫度

10、超過 100后（測溫點沿管道均勻分布） ，通知焊工進(jìn)行打底施焊。5.2 打底完成后，調(diào)整熱處理設(shè)備預(yù)熱溫度到 200-250 之間的一個溫度，保溫一定時間（ 30 分鐘），然后用輻射溫度計檢測坡口溫度超過 200后（測溫點且沿管道均勻分布） ，通知焊工進(jìn)行電焊施焊。5.3焊接過程中，控制層間溫度小于等于250（測溫點沿管道均勻分布） 。6. 焊接熱處理升溫前應(yīng)進(jìn)行下列檢查加熱和測溫設(shè)備、器具應(yīng)符合工藝要求；加熱裝置的布置、溫度控制分區(qū)及加熱范圍、保溫層厚度、溫度測點的安裝方法、位置和數(shù)量符合工藝要求及現(xiàn)場安全要求，符合標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求。7. 焊后熱處理7.1 當(dāng)焊接完畢，焊接接頭冷卻到80-10

11、0 時，恒溫120 分鐘后，按150-200 /h 升降溫速度進(jìn)行焊后熱處理。7.2當(dāng)焊接接頭不能及時熱處理時，應(yīng)于焊后在低溫轉(zhuǎn)變（ 80-100 恒溫 120 分鐘）結(jié)束后進(jìn)行后熱處理，加熱溫度為 350、恒溫 2 小時的后熱處理。7.3焊接接頭的熱處理應(yīng)采用高溫回火，熱處理溫度750-770 。7.4 為保證焊后熱處理質(zhì)量，熱處理加熱裝置控制區(qū)分為4個（ 3：00、 6： 00 和 9： 00、 12： 00）和 3 個（ 1： 00、 6：00 和11： 00）；熱處理加熱寬度按166+4(Rt)1/2 、保溫寬度按t+9(Rt)1/2計算，厚度按保溫層外溫度小于80考慮。7.5 焊接熱

12、處理升、降溫速度按300以前150 /h，300以后 80 /h ，降溫按 100 /h 。降溫至 300時，可不控制，在保溫層內(nèi)冷卻至室溫。7.6 恒溫時間9 小時和 6 小時（恒溫時間按12.5mm/h 計算）。8. 焊接熱處理后自檢的要求工藝參數(shù)在控制范圍以內(nèi)，并有自動記錄曲線；熱電偶無損壞、無位移；焊接熱處理記錄曲線與工藝卡吻合；焊件表面無裂紋、無異常。9. 硬度檢查要求硬度檢查結(jié)果應(yīng)符合不大于 HB250的要求。當(dāng)對焊接接頭進(jìn)行硬度檢查時，應(yīng)對焊縫和母材進(jìn)行硬度試驗，試驗部位不少于四處，每一部位測量五次求其平均值作為有效數(shù)據(jù)。各試驗部位應(yīng)周向均勻分布。硬度檢查結(jié)果超出規(guī)定范圍時，應(yīng)查找原因，采取措施。必要時重新熱處理，如果重新熱處理則應(yīng)在熱處理后再進(jìn)行硬度試驗。為控制熱處理質(zhì)量，熱處理后對上述材質(zhì)管道進(jìn)行100%的硬度抽查。10. 其他規(guī)定10.1 熱電偶采用鐵絲固定或采用熱電偶絲焊接。10.2 加熱區(qū)的加熱器和熱處理線一定要與加載鋼絲繩、木楔分開保持一定距離，確保鋼絲繩等加載物不受熱、不燃燒。加熱區(qū)、二次線應(yīng)遠(yuǎn)離油、氫管路及動力、控制電纜。無法避免應(yīng)有有效的絕熱、絕緣措施。10.3 作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境條件，作業(yè)場所應(yīng)放置足夠數(shù)量的滅火器材并設(shè)置高溫、有電警示標(biāo)牌；作業(yè)場所附近