12Cr1MoVG管道焊后熱處理工藝控制要點(diǎn)

12Cr1MoVG管道焊后熱處理工藝控制要點(diǎn)摘要：目前低合金耐熱鋼12Cr1MoVG在化工企業(yè)中使用非常廣泛，由于其材料對(duì)延遲裂紋敏感的特性，在焊接過(guò)程中和焊接結(jié)束后易產(chǎn)生延遲裂紋，其形成的宏觀裂紋以致貫穿裂紋與材料的韌性和殘余應(yīng)力大小有很大關(guān)系。根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程的規(guī)定，鉻鉬耐熱鋼管道焊后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理來(lái)降低擴(kuò)散氫含量，消除殘余應(yīng)力以避免焊縫裂縫的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的熱處理設(shè)備使用熱處理以設(shè)備，現(xiàn)已唐山中浩化工有限公司廠外外管蒸汽管道低合金耐熱鋼12Cr1MoVG為例采用新方法焊后熱處理的工藝控制要點(diǎn)關(guān)鍵詞：熱處理工藝控制要點(diǎn)12Cr1MoVG管道一、施工準(zhǔn)備1.1技術(shù)準(zhǔn)備熟悉施工圖紙，編制合金鋼管道焊后熱處理方案明確需要進(jìn)行焊后熱處理的焊接接頭如下：本工程中合金鋼管12Cr1MoVG規(guī)格為Φ323.9×22.2，其所有的對(duì)接接頭；合金鋼管12Cr1MoVG上的對(duì)焊支管座；其他經(jīng)焊接工藝評(píng)定需進(jìn)行焊后熱處理的管件；1.2人員準(zhǔn)備由于本項(xiàng)目需要焊后熱處理的焊口總數(shù)不多，且工作量較集中，場(chǎng)地方便，項(xiàng)目部指定一名技術(shù)員，負(fù)責(zé)編制焊接熱處理施工方案和作業(yè)指導(dǎo)數(shù)等技術(shù)文件，指導(dǎo)并監(jiān)督熱處理人員的工作，整理熱處理資料等；指定一名熱處理工，負(fù)責(zé)按照熱處理施工方案和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行施工，記錄熱處理操作過(guò)程，完成自檢等。1.3設(shè)備及輔助材料準(zhǔn)備西門(mén)子S7-200PLC模塊（可編程序控制器）、交流接觸器、繼電器、計(jì)算機(jī)、柔性陶瓷電阻加熱器，配備一臺(tái)里氏硬度計(jì)，以測(cè)量焊縫和母材的硬度值。輔助材料有快速接長(zhǎng)導(dǎo)線，串聯(lián)導(dǎo)線、熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、接插件、硅酸鋁巖棉氈、鐵絲等?？焖俳娱L(zhǎng)導(dǎo)線供加熱器與交流接觸器連接，K形熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線是用于測(cè)溫；硅酸鋁纖維毯耐溫1000℃，主要用于熱處理的保溫；鐵絲用于固定熱電偶和綁扎硅酸鋁纖維毯。焊后熱處理工藝及措施2.1加熱方法本項(xiàng)目采用柔性陶瓷電阻加熱的方法對(duì)管道焊縫進(jìn)行加熱。2.2熱處理溫度根據(jù)焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和熱處理施工方案，12Cr1MoVG鋼的焊后熱處理溫度為750℃。2.3加熱速率溫度在400℃以下加熱速率無(wú)需控制，當(dāng)溫度升至400℃以上時(shí)，加熱速率不應(yīng)大于(205×25/δ)℃/h，且不得大于350℃/h，既溫度升至400℃以上時(shí)加熱速率為230℃/h。熱處理溫度為750℃，恒溫時(shí)間為2h。在恒溫期間內(nèi)最高與最低溫差低于65℃焊口溫度由750℃降至400℃，恒溫后的冷卻速率不大于(260×25/δ)℃/h且不得大于260℃/h,既冷卻速率為260℃/h。焊口溫度由400℃降至常溫，使其自然冷卻。2.4加熱范圍對(duì)管道及焊件的加熱范圍為：從焊縫中心算起，每側(cè)不小管道壁厚的3倍，且不小于60mm。本項(xiàng)目合金鋼管道加熱范圍為80mm。2.5溫差控制焊后熱處理過(guò)程中。焊件內(nèi)外壁和焊縫兩側(cè)溫度應(yīng)均勻；在恒溫過(guò)程中，管道在加熱范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)的溫差應(yīng)小于＜50℃。2.6熱處理時(shí)間安排由于焊后熱處理應(yīng)在焊縫外觀外觀檢查及規(guī)定的無(wú)損檢測(cè)合格后進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，每天焊口焊接完成后，有條件進(jìn)行熱處理的立即進(jìn)行，無(wú)法立即進(jìn)行焊后熱處理時(shí)在焊后立即均勻加熱至200-300℃并進(jìn)行保溫緩冷。主要操作方法3.1安裝熱電偶根據(jù)加熱方法，采用K形熱電偶用接觸法測(cè)溫?zé)犭娕及惭b時(shí)必須保證熱電偶的熱端與焊縫接觸良好，熱電偶冷端溫度不穩(wěn)定時(shí)，必須使用補(bǔ)償導(dǎo)線，將熱電偶信號(hào)按布置工藝要求接入西門(mén)子EM235模擬量出入模塊。平口對(duì)準(zhǔn)插座的凸點(diǎn)插入，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°左右。3.2安裝保溫材料將硅酸巖棉氈均勻覆蓋在安裝好的柔性陶瓷電阻加熱器上，并用鐵絲綁扎牢固。溫度范圍從焊縫破口邊緣算起，每側(cè)不小于管子壁厚的5倍，且每側(cè)應(yīng)比加熱器的安裝寬度增加不小于100mm，以減少溫度梯度。保溫厚度以40~60mm為宜，對(duì)水平管道可通過(guò)改變保溫層厚度來(lái)減小管道上下部分的溫差四、退火工藝4.1基本原理采用西門(mén)子S7-200CPU是224，可編程序控制器；計(jì)算機(jī)端安裝組態(tài)王，編寫(xiě)退火程序，利用人機(jī)界面來(lái)顯示退火全過(guò)程，分別是運(yùn)行、停止、當(dāng)前溫度、設(shè)定溫度、實(shí)時(shí)溫度趨勢(shì)曲線，歷史記錄、加熱時(shí)間。K型熱電偶傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)加熱焊縫的溫度，把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，來(lái)控制外部接觸器的接通與斷開(kāi)。進(jìn)而控制焊縫溫度。硬件連線如圖所示：計(jì)算機(jī)控制界面如圖所示：4.2過(guò)程控制按照焊后熱處理溫度控制曲線編寫(xiě)退火程序，因交流接觸器、繼電器只具備簡(jiǎn)單的通斷功能，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)斜率曲線升溫，為保證升溫速率，將程序編制為：溫度升至一定溫度后，讓其在一個(gè)小范圍內(nèi)成波形曲線，實(shí)現(xiàn)保持溫度的要求；將升溫曲線分段使其達(dá)到控制升溫時(shí)間控制的目的，下圖為焊后熱處理實(shí)際升溫曲線：通過(guò)計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面對(duì)熱處理全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)溫度值跳躍過(guò)大時(shí)，可以進(jìn)行人工手動(dòng)控制，熱處理人員及時(shí)檢查信號(hào)線、熱電偶。管道焊接熱處理過(guò)程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄熱處理溫度變化曲線，熱處理結(jié)束后，打印熱處理曲線圖并編號(hào)保存4.3硬度檢測(cè)焊縫焊后熱處理后，待其冷卻至室溫時(shí)，及時(shí)測(cè)量焊縫和熱影響區(qū)及母材的硬度值，以檢查熱處理效果。焊接接頭現(xiàn)場(chǎng)硬度檢測(cè)采用里氏硬度計(jì)，按GB/T17394-1998《金屬里氏硬度試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行，每個(gè)測(cè)量部位都打磨光滑平整。每個(gè)測(cè)量部位一般進(jìn)行5次檢測(cè)，取其平均值作為一個(gè)里氏硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，讀取其數(shù)值后打印出來(lái)，黏貼在相應(yīng)的熱處理曲線上硬度檢查超過(guò)規(guī)定要求的，查找原因，采取糾正措施，重新進(jìn)行熱處理。記錄報(bào)告4.4數(shù)據(jù)處理管道焊接熱處理過(guò)程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄熱處理溫度變化曲線，熱處理結(jié)束后，按規(guī)定的格式填寫(xiě)“熱處理報(bào)告”，并黏貼打印出的熱處理記錄曲線和硬度檢驗(yàn)值。五、結(jié)語(yǔ)本項(xiàng)目鉻鉬耐熱鋼管道從2012年11月底開(kāi)始焊接施工，焊縫外觀檢查及X射線探傷合格后，及時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行了焊后熱處理，且做到了每道焊口都有與其對(duì)應(yīng)的一道熱處理曲線，保