12cr1movg管道焊后熱處理工藝控制要點(diǎn)

1、<p>　　12Cr1MoVG管道焊后熱處理工藝控制要點(diǎn)</p><p>　　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

2、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) </p><p>　　關(guān)鍵詞：熱處理工藝 控制要點(diǎn) 12Cr1MoVG管道 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TG15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、施工準(zhǔn)備 </b>&l

3、t;/p><p><b>　　1.1技術(shù)準(zhǔn)備 </b></p><p>　　熟悉施工圖紙，編制合金鋼管道焊后熱處理方案 </p><p>　　明確需要進(jìn)行焊后熱處理的焊接接頭如下： </p><p>　　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； </p>&l

4、t;p>　　合金鋼管12Cr1MoVG上的對(duì)焊支管座； </p><p>　　其他經(jīng)焊接工藝評(píng)定需進(jìn)行焊后熱處理的管件； </p><p><b>　　1.2人員準(zhǔn)備 </b></p><p>　　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)

5、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)書進(jìn)行施工，記錄熱處理操作過程，完成自檢等。 </p><p>　　1.3 設(shè)備及輔助材料準(zhǔn)備 </p><p>　　西門子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。 </p><p&g

6、t;　　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。快速接長(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。 </p><p>　　焊后熱處理工藝及措施 </p><p><b>　　2.1加熱方法 </b></p>

7、<p>　　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。 </p><p><b>　　2.2熱處理溫度 </b></p><p>　　根據(jù)焊接作業(yè)指導(dǎo)書和熱處理施工方案，12Cr1MoVG鋼的焊后熱處理溫度為750℃。 </p><p><b>　　2.3加熱速率 </b></p>&l

8、t;p>　　溫度在400℃以下加熱速率無需控制，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。 </p><p>　　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℃ </p><p>　　焊口溫度由750℃降至400℃，恒溫后的冷卻速率不大于(260

9、×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。 </p><p><b>　　2.4加熱范圍 </b></p><p>　　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。 </p><p><

10、b>　　2.5溫差控制 </b></p><p>　　焊后熱處理過程中。焊件內(nèi)外壁和焊縫兩側(cè)溫度應(yīng)均勻；在恒溫過程中，管道在加熱范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)的溫差應(yīng)小于＜50℃。 </p><p>　　2.6 熱處理時(shí)間安排 </p><p>　　由于焊后熱處理應(yīng)在焊縫外觀外觀檢查及規(guī)定的無損檢測(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

11、的立即進(jìn)行，無法立即進(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。 </p><p><b>　　主要操作方法 </b></p><p>　　3.1 安裝熱電偶 </p><p>　　根據(jù)加熱方法，采用K形熱電偶用接觸法測(cè)溫 </p><p>　　熱電偶安裝時(shí)必須保證熱電偶的熱端與焊縫接觸良好，熱電

12、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。 </p><p>　　3.2安裝保溫材料 </p><p>　　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。 </p><p>　　溫度范圍從焊縫破口邊緣算起，每側(cè)不小于管子壁厚的

13、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。 </p><p>　　保溫厚度以40 ~60mm為宜，對(duì)水平管道可通過改變保溫層厚度來減小管道上下部分的溫差 </p><p><b>　　四、退火工藝 </b></p><p><b>　　4.1基本原理 </b></p><p&

14、gt;　　采用西門子S7-200CPU是224 ，可編程序控制器；計(jì)算機(jī)端安裝組態(tài)王，編寫退火程序，利用人機(jī)界面來顯示退火全過程，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PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，來控制外部接觸器的接通與斷開。進(jìn)而控制焊縫溫度。 </p><p>　　硬件連線如圖所示： </p

15、><p>　　計(jì)算機(jī)控制界面如圖所示： </p><p><b>　　4.2過程控制 </b></p><p>　　按照焊后熱處理溫度控制曲線編寫退火程序，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

16、溫時(shí)間控制的目的，下圖為焊后熱處理實(shí)際升溫曲線： </p><p>　　通過計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面對(duì)熱處理全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)溫度值跳躍過大時(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。 </p><p>　　管道焊接熱處理過程中，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 </p><p><b>　　4.3硬度

17、檢測(cè) </b></p><p>　　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。 </p><p>　　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，黏貼在相應(yīng)

18、的熱處理曲線上 </p><p>　　硬度檢查超過規(guī)定要求的，查找原因，采取糾正措施，重新進(jìn)行熱處理。 </p><p><b>　　記錄報(bào)告 </b></p><p><b>　　4.4數(shù)據(jù)處理 </b></p><p>　　管道焊接熱處理過程中，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

19、規(guī)定的格式填寫“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。 </p><p><b>　　五、結(jié)語 </b></p><p>　　本項(xiàng)目鉻鉬耐熱鋼管道從2012年11月底開始焊接施工，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，保證了焊接接頭的焊接質(zhì)量。 </p><p&g