改善我國壓力容器行業(yè)焊后熱處理現(xiàn)狀的設(shè)想20131029

1、改善我國壓力容器行業(yè)焊后熱處理現(xiàn)狀的設(shè)想2013年11月11日合肥目 錄1.國內(nèi)壓力容器焊后熱處理發(fā)展狀況2.承壓設(shè)備焊后熱處理特點3.壓力容器焊后熱處理的管理“漏洞”4.壓力容器焊后熱處理的技術(shù)“漏洞”5.焊后熱處理相關(guān)標準缺失6.焊后熱處理實踐知識普及不足7.改善壓力容器焊后熱處理管理和技術(shù)現(xiàn)狀的設(shè)想8.結(jié)語1.國內(nèi)壓力容器焊后熱處理發(fā)展狀況 截至2008年底，我國已有4380多家企業(yè)取得壓力容器制造、安裝許可證，成為世界范圍內(nèi)壓力容器生產(chǎn)的大國，壓力容器正朝著大型化、高參數(shù)、長周期方向發(fā)展，這無疑對焊后熱處理提出更高、更嚴的要求。表1 國內(nèi)近期完成壓力容器焊后熱處理實例名稱鋼號總重量（噸

2、） 外形尺寸（mm）焊后熱處理方法煤制油反應器2Cr-1Mo-V2040高60000，壁厚340，外徑4800分兩段爐內(nèi)整體焊后熱處理，兩段組裝后環(huán)焊縫局部熱處理二甲苯塔Q345R12001300高130000，壁厚60，外徑7200現(xiàn)場采用內(nèi)燃法分段熱處理，環(huán)焊縫局部熱處理丙烯塔Q345R500高78000，壁厚3648不等，外徑6000現(xiàn)場采用內(nèi)燃法，上、下兩臺燃燒器，一次完成整體熱處理再生器Q345R600高60000，外徑770014500變徑現(xiàn)場采用內(nèi)燃法，上、下兩臺燃燒器，一次完成整體熱處理 壓力容器焊后熱處理涉及化工機械、熱處理、焊接、金屬材料、熱工裝置、儀表及自動化等多種專業(yè)類

3、別，從事焊后熱處理的企業(yè)需要具備一定的能力和條件。 國內(nèi)承接壓力容器焊后熱處理企業(yè)有兩種情況: 1、具備工程建設(shè)承包資質(zhì)的綜合性建筑安裝企業(yè)。其內(nèi)部有焊后熱處理職能機構(gòu)； 2、不具備工程建設(shè)承包資質(zhì)的專業(yè)熱處理企業(yè)。大多從綜合性建筑安裝企業(yè)分包焊后熱處理項目。2.承壓設(shè)備焊后熱處理特點2.1焊后熱處理的整體性、一次性、終結(jié)性；2.2壓力容器焊后熱處理后的質(zhì)量是由規(guī)范保證的，各種檢測都具有局限性；2.3焊后熱處理的實踐性極強，關(guān)鍵工藝靠經(jīng)驗。3.壓力容器焊后熱處理的管理“漏洞”3.1壓力容器焊后熱處理沒有建立市場準入制度3.2壓力容器焊后熱處理市場混亂，極不規(guī)范4.壓力容器焊后熱處理的技術(shù)“漏洞

4、”4.1焊后熱處理的定義不準確4.2焊后熱處理裝置沒有定型產(chǎn)品4.3沒有對焊后熱處理工藝進行驗證4.4若干需要明確的問題4.4.1 焊后熱處理厚度（PWHT） 應當指焊縫厚度，而不是母材厚度，壓力容器之所以要求焊后熱處理，是由于焊接的原因，焊縫厚度表達了焊接對焊接接頭影響的深度與廣度，當對接接頭對接焊縫截面全焊透時，焊縫厚度（余高不計）與母材厚度相等；如果沒有焊透，只能按已焊焊縫厚度來計。4.4.2 焊后熱處理溫度測量 正確的做法是要求測定焊件溫度，有不少廠家是測定爐溫用來表述焊后熱處理溫度，這是不對的，爐溫總比焊件要高一些。4.4.3 測溫點數(shù)量與分布 GB/T 500942010球形儲罐施

5、工規(guī)范中規(guī)定，測溫點應均勻的布置在球殼表面上，相鄰兩測溫點的間距不宜大于4.5m，測溫點數(shù)不應少于表2的規(guī)定。表2 GB/T50094規(guī)定的測溫點數(shù)球罐公稱容積m340065010002000300040005000測溫點數(shù)個14222532404550表3 CF鋼制球罐焊后熱處理規(guī)程規(guī)定測溫點數(shù)球罐公稱容積m34006501000150020003000400050006000800010000測溫點數(shù) 個142026354255667787106122圖1 熱電偶布置圖4.4.4 熱電偶與焊件的連接 在GB/T 50094中規(guī)定“測溫用的熱電偶可采用儲能焊或螺柱固定于球殼外表面上”，如圖2

6、所示。1開槽螺母；2點焊焊縫；3球殼板；4螺栓；5熱電偶 NB/T 470152011壓力容器焊接規(guī)程中規(guī)定“應將熱電偶直接焊（如采用電容放電法）在焊件。焊接法將熱電偶與焊連接是最可靠的方法，在ASME第八卷中也做出同樣規(guī)定。圖3 熱電偶表面測溫的焊接方法1導熱墊；2固體表面；4.4.5 焊后熱處理最低保溫溫度 根據(jù)國內(nèi)研究，NB/T 47015及ASM 的規(guī)定焊后熱處理推薦低溫度是從消除殘余應力出發(fā)的，而某些產(chǎn)品標準中的焊后熱處理溫度低于規(guī)定值是從保證性能或避免再熱裂紋等出發(fā)的。如果既要消除殘余應力又要求保證性能或避免再熱裂紋，按NB/T 47015規(guī)定可以降低焊后熱處理溫度，但必須延長保溫

7、時間。5 焊后熱處理相關(guān)標準缺失5.1 沒有焊后熱處理工藝標準 在壓力容器標準體系中，沒有焊后熱處理專用標準，只在相關(guān)標準中列有相關(guān)條款。這對于在社會化大生產(chǎn)中進行焊后熱處理顯然是不夠的。5.2 沒有適用的焊后熱處理爐有效加熱區(qū)測定標準 GB 94522003熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法中有效加熱區(qū)測定范圍太小，不適用于壓力容器。5.3 沒有壓力容器焊后熱處理熱工計算規(guī)范 壓力容器焊后熱處理按加熱范圍分為整體焊后熱處理與局部焊后熱處理，壓力容器本體不可能是各部均勻的，殼體上還有法蘭、人孔、接管及其補強板，以及凸緣、蓋板、甚至還有內(nèi)件、擋板，殼體外側(cè)還可能有匝和各種不同結(jié)構(gòu)形式的裙座，這就除了考慮

8、總體熱工計算外，還得考慮各部分熱工計算。6 焊后熱處理實踐知識普及不足 例如：焊后熱處理保溫時間是影響焊后熱處理質(zhì)量的重要參數(shù)。如何確定壓力容器焊后熱處理保溫時間做法相差很大。 不論是爐外還是爐內(nèi)焊后熱處理，焊件上各測溫點都不會同一時間進入或離開保溫溫度范圍，各測溫點的保溫時間并不相同。正確的保溫時間應為從所有的測量點溫度都達到或超過最低保溫溫度時開始計算，當其中任一測量點的溫度低于最低保溫溫度后結(jié)束。7 改善壓力容器焊后熱處理管理和技術(shù)現(xiàn)狀的設(shè)想7.1 在工程建設(shè)行業(yè)中設(shè)立“焊后熱處理項目”7.2 建立焊后熱處理企業(yè)市場準入制度7.2.1 劃分壓力容器焊后熱處理企業(yè)資質(zhì)等級 a）I級(管道級

9、)：壓力管道及管件的焊后熱處理； b）II級(容器級)：容器(長度與外徑之比5)、球罐的焊后熱處理； c）III級(塔器級)：塔器、容器(長度與外徑之比5)的焊后熱處理；III A級：立置塔器級焊后熱處理；III B級：臥置塔器級焊后熱處理。7.2.2 進行壓力容器焊后熱處理企業(yè)等級管理a）具備高級別焊后熱處理企業(yè)，可以承擔低級別的焊后熱處理，反之不可；具備III B級的焊后熱處理企業(yè)，可以承擔III A級的焊后熱處理，反之不可；b）需要定級的焊后熱處理企業(yè)，從中任意抽取兩臺壓力容器（I級需提供100個管接頭或管件2套）焊后熱處理資料，審查定級；c）需要升級的焊后熱處理企業(yè)，評審小組對一臺見證

10、件進行現(xiàn)場審定。d）由于焊后熱處理不當造成壓力容器重大質(zhì)量事故（報廢或降級使用）的企業(yè)，應停止其相應等級的焊后熱處理，經(jīng)評審小組確認，一年后才可恢復原等級。7.2.3 壓力容器焊后熱處理企業(yè)基本條件a）持有含焊后熱處理項目的營業(yè)執(zhí)照與法人資質(zhì)；b）焊后熱處理處理責任人應經(jīng)考核，持證上崗，焊后熱處理操作人員需持有培訓證書；c）建立了焊后熱處理質(zhì)量保證體系，編制了質(zhì)量保證體系文件；d）制訂有本企業(yè)的壓力容器焊后熱處理工藝規(guī)程和操作程序；e）焊后熱處理用熱源及相應設(shè)備、裝置應符合規(guī)定的技術(shù)條件；f）采用自動化方式控制熱處理過程、溫度及升（降）溫速度可以調(diào)控；g）采用數(shù)字化儀表進行連續(xù)自動測溫與記錄；

11、h）測溫與記錄裝置上應設(shè)有監(jiān)督管理措施。7.2.4下列范圍的壓力容器焊后熱處理方案應報業(yè)主組織專家審查，并在現(xiàn)場監(jiān)督全過程。a）公稱容積5000m3的球罐；b）公稱容積500m3的容器級設(shè)備；c）外徑5m的塔器級設(shè)備。7.3建立健全焊后熱處理安全技術(shù)規(guī)范和標準7.3.1在安全技術(shù)規(guī)范中充實焊后熱處理的管理規(guī)定，補充對焊后熱處理責任工程師的技術(shù)要求，完善質(zhì)保體系內(nèi)容，加強焊后熱處理監(jiān)督管理。7.3.2制訂下列標準，完善壓力容器標準體系。a）壓力容器焊后熱處理規(guī)程；b）壓力容器焊后熱處理工藝導則；c）壓力容器焊后熱處理裝置用技術(shù)條件7.3.3建立壓力容器焊后熱處理用裝置的定型、鑒定和認可制度，確保用于壓力容器焊后熱處理的可靠性。7.4開展壓力容器焊后熱處理研究，提升我國焊后熱處理水平7.4.1進行壓力容器焊后熱處理的熱工計算研究。確定下列熱工計算規(guī)則：a）壓力容器的爐內(nèi)、爐外整體焊后熱處理熱工計算；b）壓力容器局部焊后熱處理熱工計算；c）局部焊后熱處理時均溫區(qū)、加熱區(qū)和隔熱區(qū)的確定方法。7.4.2建立壓力容器焊后熱處理工藝驗證平臺，確定焊后熱處理工藝評定方法7.4.3焊后熱處理應力測定方法研究7.4.4壓力容器焊后熱處理新工藝、新裝置研究7.5廣泛宣傳壓力容器焊后熱處理基本知識，引起壓力容器全行業(yè)重視。主要內(nèi)容：a）壓