焊接熱處理!!如何操作?流程是什麼?附焊接熱處理通用工藝


1總則

1.1為了保證焊接熱處理質量,指導焊接熱處理作業,特制定本工藝。

1.2本工藝適用於鍋爐、壓力容器、壓力管道及在受壓元件上焊接非受壓元件的安裝檢修焊焊前預熱、後熱和焊後熱處理工作。

1.3焊接熱處理的安全技術、勞動保護應執行國家現行的方針、政策、法律和法規有關規定。

1.4焊接熱處理除執行本工藝的規定外,還應符合國家有關標準規範的規定以及設計圖紙的技術要求。

2編寫依據

2.1《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》(勞部發[1996]276號)

2.2DL612—1996《電力工業鍋爐壓力容器監察規程》

2.3DL/T869—2004《火力發電廠焊接技術規程》

2.4DL/T752—2001《火力發電廠異種鋼焊接技術規程》

2.5DL/T819—2002《火力發電廠焊接熱處理技術規程》

2.6DL/T734—2000《火力發電廠鍋爐汽包焊接修復技術導則》

2.7DL/T868—2004《焊接工藝評定規程》

2.8GB/T17394—1998《金屬里氏硬度試驗方法》

2.9GB/T16400—2003《絕熱用硅酸鋁棉及其製品》

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3基本要求

3.1人員要求

3.1.1焊接熱處理人員資格:

a)焊接熱處理操作人員應具備初中以上文件程度,經專業操作技術培訓考核合格並取得資格證書;

b)接熱處理技術人員應具備中專及以上文化程度,經專業培訓並取得資格證書;

c)沒有取得資格證書的人員只能從事輔助性的焊接熱處理工作,不能單獨作業或對焊接熱處理結果進行評價。

3.1.2熱處理技術人員的職責:

a)熟悉相關規程,熟練掌握和嚴格執行DL/T819—2002《火力發電廠焊接熱處理技術規程》;

b)負責編制焊接熱處理方案、作業指導書等技術文件;

c)指導並監督熱處理工的工作,收集、匯部、整理焊接熱處理資料。

3.1.3熱處理工的職責:

a)執行DL/T819—2002《火力發電廠焊接熱處理技術規程》,嚴格按照焊接熱處理施工方案、作業指導書進行施工。

b)記錄熱處理操作過程並在熱處理後進行自檢。

3.2施工設備和材料要求

3.2.1熱處理設備

a)熱處理施工前,熱處理設備應經調試合格,設備應滿足工藝的要求,參數調節靈活、方便,通用性好,運行穩定、可靠並滿足安全要求;

b)熱處理應採用自動溫度控制箱,並配有自動打印記錄儀,設備的溫度精度應在±5℃以內,計算機溫度控制系統的顯示溫度應以自動記錄儀的溫度顯示為準進行調整,兩者記錄誤差不大於0.5%;

c)焊接焊接熱處理所用的計量器具必須經過校驗,並在有效期內使用。維修後的計量器具必須重新校驗;

d)熱處理應採用繩狀或履帶式遠紅外線加熱器,在採用K型熱電偶時,其連接線應採用補償導線。柔性陶瓷電阻加熱器的技術要求應符合DL/T819—2002《火力發電廠焊接熱處理技術規程》附錄A的規定。

3.2.2施工材料

a)採用氧—乙炔加熱時,應採用瓶裝氣體。

b)熱處理用保溫材料應採用無硬鹼超細玻璃或硅酸鋁纖維氈,保溫材料的性

能應滿足工藝及環保的要求,產品質量應符合GB/T16400—2003《絕熱用硅酸鋁棉及其製品》的要求。

c)當用於不鏽鋼熱處理保溫時,其熱處理材料中的氯離子含量不超過2510,且熱電偶應採用不鏽鋼絲捆綁。

3.3技術準備

3.3.1熱處理施工前,應根據設計文件、標準、規範、工藝的要求,編制熱處理施工技術方案或熱處理技術措施。

3.3.2熱處理施工前,應向施工作業人員進行詳細的施工技術交底。

3.4熱處理作業條件

3.4.1熱處理作業人員已熟練掌握熱處理的方法、程序和作業技術要求及質量控制標準,並已掌握熱處理設備和測量儀表的操作要領。

3.4.2焊接工作已完成。焊縫外觀質量符合質量標準,除鉻鉬耐熱鋼以外,焊縫已經過無損檢測合格。

3.5熱處理安全要求:

3.5.1焊接熱處理作業時應穿戴必要的勞動防護用品,防止燙傷、觸電;

3.5.2遵守施工和電和易燃易爆物品的安全規定,工作場所應旋轉足夠數量的滅火器材並設置高溫、有電等警示牌;

3.5.3採用電加熱時,至少應有兩人值班。拆裝熱處理加熱裝置之前必須確認已切斷電源,工作完畢應檢查現場並確認無引起火災的危險後方可離開。

4熱處理

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4.1熱處理範圍

4.1.1下列焊接接頭焊後應進行熱處理:

a)壁厚>30mm的碳素鋼管子與管件;

b)耐熱鋼管子與管件;

c)經焊接工藝評定需做熱處理的焊件。

4.1.2凡採用氬弧焊或低氫型焊條、焊前預熱和焊後適當緩冷的下列部件可免作

焊後熱處理。

a)壁厚≤10mm,管徑≤108mm的15CrMo、12Cr2Mo鋼管;

b)壁厚≤6mm,管徑≤108mm的12CrlMoV鋼管。

4.2熱電偶及加熱器安裝

4.2.1爐管焊後熱處理時,熱電偶及加熱器應按熱處理施工技術方案或熱處理技術措施要求進行安裝,熱電偶及加熱器的安裝詳見圖1。

4.2.2熱電偶應安裝在距焊縫邊緣30mm的範疇內,熱電偶端部與熱處理管件的接觸處應用砂輪機打磨露出金屬光澤。熱電偶的安裝應採用細鐵絲(或細不鏽鋼絲)捆紮,為保證所測溫度為管了加熱的實際溫度,在熱電偶與加熱器之間應墊小塊保溫玻璃布進行隔離。

4.3焊接熱處理工藝

4.3.1焊接熱處理評定

4.3.1.1焊接熱處理工藝必須按照DL/T868—2004《焊接工藝評定規程》的規定,在相應原焊接工藝評定工作中進行評定;

4.3.1.2實際採用的焊接熱處理工藝應與評定的內容一致。

4.3.2焊前預熱

4.3.2.1焊前預熱的前提條件和預熱參數按照焊接工藝評定的內容進行,常用材料的焊前預熱的條件和預熱溫度見表1。

表1 常用鋼的預熱溫度

4.3.2.2預熱寬度從對口中心開始,每側不小於焊件厚度的3倍,且不少於100mm。

4.3.2.3特殊情況下的焊前預熱要求:

a)在0℃及以下的低溫環境下壁厚不小於6mm的耐熱鋼管子、管件和厚度不小於34mm的板件焊接時,預熱溫度可以按表1的規定值提高30℃~50℃;

b)在-10℃及以下低溫下,壁厚小於6mm的耐熱鋼管子和壁厚大於15mm的碳素鋼管子焊接時應適當預熱,溫度控制在50℃~70℃,可採和氧-乙炔加熱;

c)異種鋼焊接時,預熱溫度應按照焊接性能較差和合金含量較高的一側選擇;

d)接管座和主管焊接時,應以主管規定的預熱溫度為準;

e)非承壓和承壓件焊接時,預熱溫度應按承壓件一側選擇。

4.3.2.4施焊過程中,層間溫度應不低於規定的預熱溫度的下限,且不高於400℃

4.3.2.5當用繩形加熱器進行加熱時,坡口兩側佈置的加熱器應對稱,加熱器的纏繞圈數、纏繞密度應儘可能相同,纏繞方向應相反。

4.3.2.6按要求應該預熱的焊件返修和重新焊接時應重新預熱。

4.3.3後熱

4.3.3.1有冷裂紋傾向的焊件,當焊接工作停止後,若不能立即進行焊後熱處理,應進行後熱。後熱恆溫度為300℃~400℃,保溫時間為2h~4h,使焊年緩慢冷卻。

4.3.3.2對馬氏體鋼的焊接,如要進行後熱,應在馬氏體轉變結束後進行。

4.3.4焊後熱處理工藝

4.3.4.1當焊件符合DL/T869—2004《火力發電廠焊接技術規程》中5.4.2條、5.4.3條、5.4.4條和DL/T752—2001《火力發電廠異種鋼焊接技術規程》的相關規定,或其他規程、焊接工藝文件有要求時,應進行熱處理。

4.3.4.2常用鋼的焊後熱處理溫度和恆溫時間見表2。

表2 常用鋼的焊後熱處理溫度和恆溫時間

4.3.4.3焊後熱處理的溫度選擇應按下屬原則綜合考慮。

a)不能超過Ac1,一般應在Ac1以下30℃~50℃;

b)對調質鋼,應低於調質處理時的回火溫度;

c)對異種鋼,按合金含量低一側鋼材的Ac1選擇。

4.3.4.4焊後熱處理、降溫速度應符合以下規定:

a)熱處理過程中的升溫、降溫速度應符合以下規定:

1)升溫、降溫速度一般可按250×25/壁厚℃/h計算,且不大於/h。

2)降溫過程中溫度在300℃以下可不控制。

b) 熱處理過程中升、降溫速度的控制原則:

1)承壓管道和受壓元件,焊接熱處理升降溫度速度為6250/δ(單位為℃/h,δ為焊件厚度)且不大於300℃/h。降溫時,300℃以下可不控制;

2)對主管道與接管的焊接(如管座),應按主管的壁厚計算焊接熱處理的升、降溫速度;

3)對返修焊件的恆溫時間按焊件的名義厚度計算,名義厚度如表3。

表3 焊件名義厚度的計算

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4.3.4.5異種鋼焊接接頭的焊後處理,應按兩側鋼材及所用焊材綜合考慮,熱處理溫度一般不超過合金鋼低側鋼材的下臨界點ACL。

4.3.4.6熱處理地,應保證內、外壁和焊縫兩側溫度均勻,恆溫加熱範圍內任意兩側點間溫差應低於50℃。厚度大於10mm時應採用感應加熱或電阻加熱。

4.3.4.7熱處理應採用自動溫度記錄儀進行測溫,所用、熱電偶及其附件,應按規定要求進行檢定或校驗。

4.3.4.8進行熱處理時,測溫點應對稱佈置在焊縫中心兩側,且不得小於兩點。

4.3.4.9焊接接頭熱處理時應同步做好記錄,熱處理完畢後應做好標識。

4.4焊接熱處理工藝措施

4.4.1溫度測量

4.4.1.1根據加熱方法可選擇接觸式和非接觸式測定焊件溫度,柔性陶瓷電阻加熱和電爐加熱一般採用接觸式測溫,火焰加熱一般採用非接觸測溫。

4.4.1.2熱電偶測溫時就根據處理溫度和測溫儀表的型號選擇熱電偶,宜選擇防水型鎧裝熱電偶。

4.4.1.3熱電偶的直徑和長度應根據焊件的大小、加熱寬度、固定方式選擇。

4.4.1.4熱電偶的安裝位置應以保證測溫準確可靠、具有代表性為原則,且與焊件接觸良好、固定牢固。

4.4.1.5對於管道應按圓周均勻對稱佈置,且不少於兩點。水平管道的測溫點應上下對稱佈置。

4.4.1.6熱電偶冷端溫度不穩定時,必須使用補償導線進行補償,補償導線與熱電偶的型號、極性必須相匹配。

4.4.2加熱範圍

4.4.2.1對於承壓管道及其返修焊件的加熱,宜採用整圈加熱的方法,加熱寬度從焊縫中心算起,每側不小於管子壁厚的3倍,且不小於60mm。

4.4.2.2主管與接管的加熱,宜採用環形加熱的方法,加熱寬度應不小於兩者較大厚度的3倍。

4.4.3加熱器的安裝

4.4.3.1應將焊件的表面焊瘤、焊渣、飛濺清理乾淨,使加熱器與焊件表面緊貼,必要時應用專用夾具,加熱器的佈置寬度至少應比要求的加熱寬度每側多出60mm。

4.4.3.2對水平放置的直徑大於273mm的管道或大型部件進行焊後熱處理時,宜分區控制溫度。

4.4.4保溫與溫差控制

4.4.4.1焊接熱處理的保溫寬度從焊縫隙坡口邊緣算起,每側不得小於管子壁厚5倍,且每側應比加熱器的安裝寬度增加不少於100mm。

4.4.4.2焊接熱處理的保溫厚度以40mm~60mm為宜。對於水平管道,可以通過調整保溫層厚度的方法來減少管道上下部分的溫差。

4.4.4.3焊接熱處理恆溫過程中,承壓管道在加熱範圍內任意兩點的溫差應小於50℃,壓力容器在加熱範圍內最大溫差不宜大於65℃。

4.4.5火焰加熱工藝措施

4.4.5.1用火焰加熱進行熱處理,應根據焊件的大小選擇噴嘴型號與數量。採用多個噴嘴時,應對稱佈置、均勻加熱。

4.4.5.2火焰焰心至工件的距離應在10mm以上,噴嘴的移動速度要穩定,不得在一個位置長期停留。火焰加熱時,應注意控制火焰的燃燒狀況,防止金屬的氧化或增碳。

4.4.5.3火焰加熱應以焊縫為中心,加熱寬度為焊縫兩側各外延不少於50mm,火焰加熱的恆溫時間按每毫米焊件厚度保持1min計算。

4.4.5.4加熱完畢,應立即使用乾燥的保溫材料進行保溫。

4.5質量檢驗

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4.5.1焊接熱處理升溫前應進行的核查:

a)加熱及測溫設備、器具是否符合工藝要求;

b)加熱裝置的佈置、溫度控制分區是否合理;

c)加熱範圍是否符合標準、規範和工藝的要求,保溫層厚度、寬度是否合適;

d)溫度測點的安裝方法、位置和數量是否符合工藝的要求;

e)設定的加熱溫度、恆溫時間、升降溫速度等是否符合工藝要求;

f)是否符合現場安全的要求。

4.5.2焊接熱處理後自檢的要求:

a)工藝參數在控制範圍以內,並有自動記錄曲線;

b)熱電偶無損壞、無位移;

c)焊接熱處理記錄曲線與工藝卡吻合;

d)焊件表面無裂紋、無異常。

4.5.3硬度檢驗要求

4.5.3.1當熱處理自動記錄曲線與工藝卡不符或無自動記錄曲線時,應做硬度檢驗,硬度檢驗結果應符合表4的要求。

表4 焊後熱處理的焊縫硬度檢測合格值

注:非奧氏體異種鋼熱處理的硬度值以合金含量低側母材的成分計算。

4.5.3.2應對焊縫和母材進行硬度檢驗,當管道直徑≥273mm時,檢驗部件不少於兩處,檢驗部位應周向均勻分佈。

4.5.3.3採用里氏硬度計檢驗時,其檢驗方法和表示方法符合GB/T17394—1988《金屬里氏硬度試驗方法》的要求。

4.5.3.4硬度檢查結果超過規定範圍時,應按班次加倍複查,當加倍複查仍有不合格者時,應將該班次進行100%的複查。

4.5.3.5焊接熱處理工程師應組織熱處理技術人員對不合格接頭分析原因並制定措施,對不合格接頭重新熱處理後應重新檢驗硬度。

5文件控制

5.1焊接熱處理技術人員在熱處理工作進行前應根據焊接工藝評定製定相應的熱處理工藝卡,並報焊接熱處理工程師審核。

5.2焊接熱處理操作過程應進行記錄,並按分項工程的熱下理日期順序進行統計,焊接熱處理工程師審核。

5.3焊接熱處理技術資料在工程竣工後與焊接技術資料一起移交。


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