管道焊后热处理工艺PPT课件.ppt

焊后热处理工艺 管道工程 1 索引1范围2编制依据3施工准备4热处理的原则5热处理的技术条件 6热处理工艺 7质量标准范围8安全事项9质量记录 2 1范围本工艺适用于石油 化工等工业的管道工程焊后热处理 碳素钢 合金钢管道的焊后消应力热处理及稳定型铬镍奥氏体不锈钢的焊后稳定化热处理热处理 3 2编制依据 工业金属管道工程施工规范 GB50235 2010 石油化工金属管道工程施工质量验收规范 GB50517 2010 石油化工有毒 可燃介质钢制管道工程施工及验收规范 SH3501 2011 现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236 2011 石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程 SH T3520 2004 4 2编制依据 石油化工铬镍不锈钢 铁镍合金和镍合金焊接规程 SH T3523 2009 压力容器焊接规程 NB T47015 2011 工艺管道 B31 3 2006 石油化工建设工程施工安全技术规范 GB50484 2008 347型铬镍奥氏体不锈钢炉管焊接工程技术条件 中国石化北京设计院的说明书 供参考 5 3施工准备3 1技术准备3 1 1施工前焊接技术人员应熟悉图纸及规范 标准 编制施工技术方案 3 1 2焊接技术人员按图纸及规范要求 编写焊接工艺指导书 组织进行焊接工艺评定 3 1 3施工前焊接工程师针对各类焊接接头编制 焊接工艺卡 施焊过程严格按照工艺卡要求的参数进行 施焊前对所有施焊焊工进行技术交底 明确焊接工艺要求 6 3施工准备3 2施工用材料及机具准备3 2 1热处理所用保温材料应能满足热处理保温性能要求 且应有质量证明书或合格证 不锈钢的热处理还应满足其氯离子含量不得超过25PPm 捆扎热电偶的材料必须用细不锈钢丝 3 2 2热处理设备为可自动控制温度的固定盘柜式控制柜或手提式控制箱 并应配有电子电位差仪即长图记录仪 加热器采用绳状红外线加热器 热电偶为K型 不锈钢时如EU 2型测温1100 其连接线为补偿导线 也可根据情况采用履带式加热器 7 3施工准备3 2施工用材料及机具准备3 2 3不锈钢的热处理保温棉宜采用耐温 1000 的硅酸铝高铝毯 厚度 30mm 或中国石化北京设计院的说明书中提到的使用耐火纤维毡 厚50mm 3 2 4热处理设备应经检查合格 温度指示仪表及热电偶校验准确 3 2 5挡风 雨 雪的遮盖物准备齐全 8 3施工准备3 3作业条件准备3 3 1热处理操作者应熟悉专业标准以及工艺 操作设备 测量仪表的使用 3 3 2热处理前应对焊缝进行确认 确认项目包括 焊接工作已完成 焊缝外观符合质量标准 除铬钼耐热钢以外焊缝的无损检验已检验合格 并已取得检验合格通知单 其它要求的检验项目已检验合格 并取得检验合格通知 防变形措施 9 4热处理的原则4 1热处理应根据钢材的淬硬性 焊件厚度 结构刚性 焊接方法及使用条件等因素综合确定 4 2对有应力腐蚀和设计有要求的焊缝 应进行焊后热处理 4 3非奥氏体异种钢焊接时 应按焊接性较差的一侧钢材选定焊前预热和焊后热处理温度 但焊后热处理温度不应超过另一侧钢材的临界点AC1 4 4对铬钼合金钢和标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa 焊后应及时进行焊后热处理 否则 应在焊后立即后热缓冷 后热温度应为300 350 保温时间不少于0 5小时 其加热范围应与焊后热处理要求相同 10 4热处理的原则4 5热处理温度应符合设计的规定 当无规定时 应符合GB50517 2010表7 4 4 常用材料焊接接头热处理 中的规定 稳定型铬镍奥氏体钢可参照SH3523 2009表4 4 6热处理应在焊缝外观检验 对于有延迟倾向的钢材还应满足及无损检测合格 后 且在压力试验前进行 4 7经焊后热处理合格的部位 不得再从事焊接作业 否则应重新进行热处理 4 8焊接热处理人员应经专业培训和交底 焊接热处理人员应按规范 焊接作业指导书及设计文件中的有关规定 进行焊缝热处理工作 11 4热处理的原则 12 4热处理的原则 4 9热处理时 应测量和记录其温度 测温点的部位和数量应合理 测温仪表应经计量检定合格且在有效期内 13 5热处理的技术条件 5 1热处理参数 见表7 4 4 表4 5 2热处理的加热速率 恒温时间及冷却速率 见图1 2 应符合下列相应的规定 14 5热处理的技术条件 5 2 1GB50235的相关规定 当温度升至400 以上时 加热速率不应大于 205 25 h 且不得大于205 h 恒温时间应符合见表7 4 4的规定 恒温后的冷却速率不应大于 260 25 h 且不得大于260 h 400 以下可自然冷却 15 5热处理的技术条件 5 2 2NB T47015 2011的相关规定 当温度升至400 以上时 加热速率不应大于 205 25 h 且55 220 h 恒温时间应符合见表7 4 4的规定 恒温后的冷却速率不应大于 7000 h 且不得大于55 280 h 400 以下可自然冷却 16 5热处理的技术条件 5 2 3GB50517 SH3501的相关规定 当温度升至300 以上时 加热速率不应大于 5125 h 且不得大于220 h 恒温时间可按碳钢2 5min mm 合金钢3min mm计算 最短时间应符合见表7 4 4的规定 恒温期间各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内 其差值不得大于50 恒温后的冷却速率不应大于 6500 h 且不得大于260 h 300 以下可自然冷却 17 5热处理的技术条件 5 2 4不锈钢的稳定化热处理见表4的规定 且恒温期间各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内 其差值不得大于65 18 5热处理的技术条件 5 2 5不锈钢的稳定化热处理参数 中国石化北京设计院的说明书 347型铬镍奥氏体不锈钢炉管焊接工程技术条件 档案号重炉B 1153 明 供参考 升温速率不限恒温温度为900 25 恒温时间不少于3h 热处理后应强制空冷至环境温度 19 6热处理工艺 6 1总体要求6 1 1加热方法应能提供要求的金属温度的均匀性 温度控制 包括炉内加热 局部火焰加热 电阻 电感应加热等 6 1 2冷却方法应能提供要求的或期望的冷却速率 可包括在炉内冷却 空气中冷却 使用局部加热或绝热来控制冷却速率 20 6热处理工艺 6 2整体热处理焊后需进行消除应力或稳定化热处理的管道组件 应尽可能在热处理炉内进行整体热处理 但该组件不得带有焊接阀门等组件 21 6热处理工艺 6 3分段热处理当焊接完毕的管道组件需进行消除应力或稳定化热处理 但又不能整体放入热处理炉内时 可允许进行分段热处理 在分段热处理时 重复加热的长度至少为1500mm 同时需对炉外部分进行保护 以防止有害的温度梯度 22 6热处理工艺 6 4局部热处理6 4 1对接焊缝热处理时 应对其环形带进行加热 加热宽度 以焊缝中心为基准 每侧不应小于焊缝宽度的3倍 且不少于50mm 加热区以外的100mm范围内应予以保温且管子两端应封闭 以防止产生有害的温度梯度 见图3 23 6热处理工艺 24 6热处理工艺 6 4 2支管与主管之间的焊缝热处理 应环绕主管环带加热 并应包括支管在内 直至整个管截面达到规定的温度范围 加热宽度从焊缝中心算起 每侧不应小于焊缝宽度的3倍 且不少于50mm 加热带以外部分进行保温 以防止产生有害的温度梯度 25 6热处理工艺 6 4 3火焰加热法 仅作资料性介绍 6 4 3 1 60mm管道 焊口热处理可以采用火焰加热 按规定的加热速率 加热到预定温度后 保持5 10分钟 随后用较小的火焰使其缓冷即可 同时应消除焊口内外壁的温差 6 4 3 2采用数字式测温仪测量 控制热处理温度 加热应由焊工或其他持有动火证的人员承担 但记录和测温等工作由热处理工承担 26 6热处理工艺 6 4 4电加热法 现场施工主要方法 6 4 4 1管道焊口焊后热处理 采用履带式或绳状电加热器加热 宜采用程序自控热处理机进行 6 4 4 2施工工艺流程 见下页 27 6热处理工艺 28 6热处理工艺 29 6热处理工艺 6 4 4 3热处理时应卸下阀门 对于焊接阀门 在热处理时应将阀门打开 6 4 4 4热电偶测温点应设在焊缝中心或边缘 当管口直径 300mm时 每个焊接接头应安置1热电偶测温计 当管口直径 300mm时 应在焊缝的应对称安置2热电偶测温计 一般在顶部和底部各设1个测温点 并与被加热金属管道紧密接触 30 6热处理工艺 点焊式 热电偶丝采用自熔式点焊机点在焊缝中心 热处理结束后 应将疤点磨平 也可以采用捆绑式 b 绑扎式 热电偶安装在靠近焊缝边缘 管材与热电偶端部接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽 热电偶安装采用细铁丝 不锈钢时用细不锈钢丝 捆扎 端部紧贴焊缝 为保证所测温度为管材实际温度 在热电偶与加热器之间垫小块保温玻璃布以进行隔离 如下图4 31 6热处理工艺 c 中国石化北京设计院要求 至少应有一个控制用热电偶 置于焊口上方 另外 至少应有一个记录热电偶进行温度监控 置于控制热电偶900处 热电偶应电焊或电阻焊在焊缝中央 32 6热处理工艺 6 4 4 5履带式或绳状加热器设置根据加热宽度 管壁厚度 管道直径 选择合适的加热器 牢固地设置在加热带上 以将焊口加热到所需的温度范围 电加热缠绕宽度应满足条款6 4 1的要求 见图3 一根加热器应缠绕一道焊缝 特殊情况下 一根加热器要缠绕多道焊缝时 必须保证热处理部位的相似性 即 同材质 同规格 缠绕的圈数及宽度相同 33 6热处理工艺 6 4 4 6保温材料应有足够的厚度 必要时要做热工计算 一般应为20 60mm范围以内 选择的保温材料应能经受热处理温度且导热系数较小 保温材料需包扎牢固 防止脱落 影响热处理效果 加热器安装完毕后用保温棉进行保温 保温厚度100mm 150mm 为降低温度梯度 加热器外部100mm范围内应予以保温 中国石化北京设计院要求 以焊口中心为基准 加热方位每侧应不小于100mm 保温方位每侧应不小于250mm 保温采用耐火纤维毡 厚50mm 34 6热处理工艺 6 4 4 7热处理机设置 选用程序自控热处理机 这种热处理机用电脑控制 即将热处理加热速率 恒温温度及时间 降温速率输入电脑 用工作电缆连接电源 热处理机及加热板 启动热处理电源后 热处理机按电脑输入的规范工作 热电偶测得的温度 通过自动温度记录仪输出 35 6热处理工艺 6 4 4 8热处理操作在送电之前操作人员应认真检查电源是否正确连接 漏电保护器是否灵敏 有无裸露的电源线及接头 加热器瓷环有无损坏 保温是否符合热处理工艺要求 热处理设备和管道接地是否良好等 热处理过程中操作者应注意观察温度指示仪表有无异常 如发现温度异常时应停止升温 分析原因 找出问题并处理完毕后才能继续升温 36 6热处理工艺 6 4 4 8热处理操作c 在临近恒温温度约50 时 应逐步减小电流 电压 使升温速度逐渐减慢 平滑过渡至恒温温度 6 4 4 9程序结束恒温后的冷却温度参照条款5 2 1 5 2 4执行 37 6热处理工艺 6 4 4 10热处理记录 报告 热处理过程必须采用自动记录 热处理工作完毕 热处理操作人员应在自动温度记录仪输出的报告记录上标明管线号 焊口号 规格 报告编号和走纸速度或时间 温度坐标 并签上操作者姓名和日期 质检员应对热处理操作是否符合热处理工艺要求检查 并在 热处理记录 签字确认 热处理责任人员负责监督热处理操作 审核热处理结果是否与工艺要求一致 38 6热处理工艺 6 4 4 11注意事项及要点热处理必须使用阻燃材料 需焊后热处理的管道 热处理时管道必须接地 在正式进行热处理前 施工员应会同委托单位一起检查现场情况 如阀门是否卸下或打开 为防止管道受热弯曲 检查支架是否牢靠 必要时应采取加强措施 热电偶端部与母材接触必须紧密 且与加热器隔离 热电偶补偿导线应避免与其他强电电缆并行 测温系统每个端子必须紧固 39 6热处理工艺 6 4 4 11注意事项及要点g 缠绕加热器时 瓷环间不得露出电阻丝 严禁电阻丝芯断头与管壁接触 h 在热处理过程中 操作工应随时观察程序运行情况 若发现程序丢失或热电偶断线而使自控部分突然中止运行等情况 应立即进行处理和修复 i 调节电流 电压时 应平稳 慢速 多次 严禁电参数急速大跨度变化 j 操作人员及时作好热处理记录 40 7质量标准 7 1炉内整体热处理及分段热处理的焊缝应检查炉温记录 其记录的热处理曲线应符合设计文件 相关标准或焊接作业指导书的规定 图例见下页 7 2局部热处理的焊缝检查实测热处理曲线及加热宽度应符合设计文件 焊接作业指导书及本规程的有关规定 图例见下页 41 7质量标准 42 7质量标准 43 7质量标准 7 3硬度检测及比例 消应力热处理 7 3 1GB50517和B31 3的规定 热处理后应做硬度检测 检测区域包括焊缝和热影响区 热影响区的测定应紧邻熔合线 硬度值应符合设计文件及表7 4 4的规定 当经热处理后的焊缝硬度值超过规定值时 应重新进行热处理 并仍须作硬度测定 硬度检测的比例 在炉内热处理的每一热处理炉次应抽查焊接接头的10 而进行局部热处理时应对焊接接头100 做检测 异种钢焊接时 焊缝和热影响区均应应符合表7 4 4规定的硬度值 表中为列入材料或未注明硬度值的材料 应按设计文件执行 44 7质量标准 7 3 2SH3501的规定 经焊后热处理的焊接接头 应对焊缝和热影响区进行100 硬度值测定 且其硬度值均不得超过表7 4 4的规定 热影响区的测定区域应紧邻熔合线 异种钢焊接时 焊接接头两侧均应各自符合表7 4 4规定的硬度值 45 7质量标准 7 3 3不合格硬度的评判 焊接接头热处理后 若被查部件的焊接接头硬度值超过规定范围时 应重新进行热处理 46 7质量标准 7 4铁素体检测 稳定化热处理 7 4 1SH3501及GB50517的规定设计文件