专题研究焊后消氢及热处理8

1、重要构件的焊接、合金钢的焊接及厚部件的焊接，都要求在焊前必须预热。焊前预热的主要作用如下：（ 1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。 同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。（ 2）预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间 的温度差（也称为温度梯度） 。这样，一方面降低了焊接应力， 另一方面， 降低了焊接应变速率， 有利于避免产生焊接裂纹。（ 3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度 的提高，裂纹发生率下降。预热温度和层间温度的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关，

2、还与焊接结构的刚性、焊接方法、环境温度等有关，应综合考虑这些因素后确定。另外， 预热温度在钢材板厚方向的均匀性和在焊缝区域的均匀性， 对降低焊接应力有着重要的影响。 局部预热的宽度， 应根据被焊工件 的拘束度情况而定，一般应为焊缝区周围各三倍壁厚，且不得少于 150-200 毫米。如果预热不均 匀，不但不减少焊接应力，反而会出现增大焊接应力的情况。焊后热处理的目的有三个：消氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100 c以下时，进行的低温热处理一般规范为加热到 200350 C,保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区 中氢

3、的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。在焊接过程中， 由于加热和冷却的不均匀性， 以及构件本身产生拘束或外加拘束， 在焊接工 作结束后， 在构件中总会产生焊接应力。 焊接应力在构件中的存在， 会降低焊接接头区的实际承 载能力，产生塑性变形，严重时，还会导致构件的破坏。消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的缓慢加热到一定温度， 然80%-90% 的焊接应力。另常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放入加热炉内， 后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除 种方法是局部高温回火， 即只对焊缝及其附近区域进行加热

4、， 然后缓慢冷却， 降低焊接应力的峰 值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的有些合金钢材料在焊接以后，其焊接接头会出现淬硬组织，使材料的机械性能变坏。此外，这种淬硬组织在焊接应力及氢的作用下， 可能导致接头的破坏。 如果经过热处理以后， 接头的金 相组织得到改善，提高了焊接接头的塑性、韧性，从而改善了焊接接头的综合机械性能。消氢处理是在300400度加热温度范围内保温一段时间。目的是加速焊接接头 中氢的逸出， 消氢处理效果比低温后热更好。 焊接后及焊后热处理， 焊后及时后 热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一， 对于厚度超过100mm勺厚壁压 力容器及其他重要的产品构件， 焊

5、接过程中， 为防止因厚板多道多层焊氢的积聚 而导致的氢致裂纹，应进行 2到3次中间消氢处理。压力容器设计中对热处理的考虑压力容器设计中对热处理的考虑 热处理作为一种传统并行之有效的改善和恢复金属性能的方法在压力容器设计、 制造等环节 中一直属于相对薄弱的环节。压力容器涉及四种热处理：焊后热处理（消除应力热处理） ； 改善材料性能热处理； 恢复材料性能热处理； 焊后消氢处理。 这里重点对压力容器设计中应 用广泛的焊后热处理的有关问题予以讨论。1、奥氏体不锈钢制压力容器是否需要焊后热处理 焊后热处理是利用金属材料在高温下屈服极限的降低， 使应力高的地方产生塑性流变， 从而 达到消除焊接残余应力的目

6、的， 同时可以改善焊接接头及热影响区的塑性和韧性， 提高抗应 力腐蚀的能力。 这种消除应力的方法在具有体心立方晶体结构的碳素钢、 低合金钢制压力容 器中被广泛采用。 奥氏体不锈钢的晶体结构是面心立方， 由于面心立方晶体结构的金属材料 比体心立方具有更多的滑移面， 因而表现出良好的韧性和应变强化性能。 另外， 在压力容器 设计中， 选用不锈钢往往是为了防腐蚀和满足温度的特殊要求这两个目的， 加上不锈钢与碳 素钢和低合金钢相比价格昂贵，所以其壁厚都不会很厚。因此，从正常操作的安全性考虑， 没有必要对奥氏体不锈钢制压力容器提出焊后热处理的要求。 至于因使用而出现的腐蚀， 材 料不稳定， 如：疲劳，

7、冲击载荷等不正常操作条件而带来的恶化情况，在常规设计中是难以 考虑的。如果存在这些情况，需要由有关的科技人员（如：设计、使用、科研等有关单位） 经过深入研究， 对比实验， 拿出切实可行的热处理方案并确保压力容器的综合使用性能不受 影响。 否则，如果没有充分考虑热处理对于奥氏体不锈钢制压力容器的需要与可能，简单地类比碳素钢与低合金钢的情况而对奥氏体不锈钢提出热处理要求，往往是行不通的。 在现行标准中，对奥氏体不锈钢制压力容器是否进行焊后热处理的要求比较含糊。在GB150 89钢制压力容器1041.3中规定： 除图样另有规定外，冷成形的奥氏体不锈钢 封头可不进行热处理 ”。至于其它情况是否进行热处

8、理则可能由于不同人的理解而异。在GB150 1998钢制压力容器1041?中规定：容器及其受压元件符合下列条件之一者，应 进行热处理。其中的第二、三项为： “有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气，液氨等的容 器”和 盛装毒性为极度或高度危害介质的容器 ”。只是在1041.1.f）中规定：除图样另有规 定外，奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行热处理 ”。从标准表述的层次来分析，这一要求应 理解为主要是针对第一项中所列举的各种情况而言。 上述的第二、 三项的情况不一定能够包 括在内。所以，建议在适当的时候应当以 “增补 ”的方式将 “10.4.1.1.）f ”改为用 “10.4.1.4的”方 法表达。

9、这样可以更全面、 准确地表述对奥氏体不锈钢制压力容器焊后热处理的要求，使设计者能够根据实际情况自行决定对奥氏体不锈钢制压力容器是否需要热处理和怎样进行热 处理。99 版“容规”的第 74 条明确： “奥氏体不锈钢或有色金属制压力容器焊接后一般不要求做热 处理，如有特殊要求需进行热处理时，应在图样上注明。”2、爆炸不锈钢复合钢板制容器的热处理 爆炸不锈钢复合钢板因其优越的耐蚀性能与机械强度的完美组合及其合理的性价比，因此在压力容器行业的应用越来越广， 但是这种材料的热处理问题也应引起压力容器设计人员的注 意。压力容器设计人员对于复合板通常比较重视的技术指标是其结合率，而对于复合板的热处理问题往往

10、考虑的很少或者认为这一问题应由相关的技术标准及制造厂考虑。爆炸加工金属复合板的过程， 本质上是在金属表面施加能量的过程。 在高速脉冲作用下， 复 材向基材倾斜碰撞， 在金属射流状态下， 复层金属与基层金属间形成锯齿状的复合界面， 达 到原子间的结合。经过爆炸加工后的基材金属， 实际上是经受了一次应变强化的加工过程。 其结果是抗拉强度db上升，塑性指标下降，屈服强度值（T不明显。无论是 Q235系列的钢材还是16MnR，经 过爆炸加工后再检测其机械性能指标，都呈现出上述应变强化现象。对此，钛 钢复合板与镍 钢复合板都要求复合板经爆炸复合后，应进行消除应力热处理。 99版“容规 ”对此也有明确的规

11、定，但是对于爆炸复合奥氏体不锈钢板未做这样的规定。 在现行的有关技术标准中对于爆炸加工后的奥氏体不锈钢板是否进行热处理和怎样热处理 的问题表达的比较含混。 GB8165-87 不锈钢复合钢板规定为： “根据供需双方协议，亦 可以热扎状态或热处理状态交货。” GB473394压力容器用爆炸不锈钢复合钢板规定：复合钢板需经热处理、校平、剪边或切割供货。按需方要求，复合表面可经酸洗、钝化或抛光 处理，亦可在热处理状态下供货 ”。这里没有提到如何进行热处理。造成这种状况的主要原因仍然是前述的奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的敏化区域问题。GB8547-87钛-钢复合板中规定钛-钢复合板消除应力热处理的热处理制

12、度为：540C 25C,保温3小时。而这一温度恰好处于奥氏体不锈钢的敏化温区范围内(400C -850 C)。因此， 对于爆炸复合奥氏体不锈钢板的热处理问题给出明确的规定是比较困难的。对此， 我们的压力容器设计人员要有清醒的认识，给予充分的重视，并采取相应的措施。 首先，复材的不锈钢不得选用 1Cr18Ni9Ti ，原因是与低碳奥氏体不锈钢 0Cr18Ni9 相比， 其碳含量较高， 更容易发生敏化，使其抗晶间腐蚀的能力下降。另外， 当爆炸复合奥氏体不 锈钢板制造的压力容器壳体与封头使用在较苛刻的条件时，如：压力较高，压力波动，盛装 极度、高度危害的介质时，应当选用 00Cr17Ni14Mo2

13、这类超低碳奥氏体不锈钢可使敏化的 可能性降为最低。 并应明确提出复合板的热处理要求， 并与有关方面协商确定其热处理制度， 以达到基材具有一定的塑性贮备量，复材有合乎要求的耐腐蚀性能的目的。3、能否用其他方式代替设备的整体热处理由于受制造厂条件限制， 及经济利益的考虑， 许多人曾探索用其他方式代替压力容器的整体 热处理， 虽然这些探索是有益和可贵的， 但是目前还不能替代压力容器的整体热处理。 在目 前有效的标准和规程中， 还没有放宽对整体热处理的要求。 在各种代替整体热处理的方案中 比较典型的有： 局部热处理， 锤击法消除焊接残余应力， 爆炸法消除焊接残余应力及振动法， 热水浴法等。局部热处理：

14、在 GB1501998 钢制压力容器 10.4.5.3 中规定： “B、 C、 D 类焊接接头， 球形封头与圆筒相连的 A 类焊接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理方法。”这条规定意味着筒体上的 A 类焊缝不允许采用局部热处理方法，即：整台设备不允许采用局部 热处理方法，原因之一是焊接残余应力不能够对称消除。锤击法消除焊接残余应力： 即通过人工锤击， 在焊接接头的表面迭加一层压应力， 从而部分 抵消残余拉应力的不利作用。 这种方法从原理上讲对防止应力腐蚀开裂是会有一定抑制作用 的。但是由于在实践操作过程中没有量化指标和较严格的操作规程，加上对比使用的验证工作不够，而未被现行标准所采用。爆

15、炸法消除焊接残余应力： 是将炸药特制成胶带状， 在设备的内壁粘在焊接接头表面上， 其 机理与锤击法消除焊接残余应力相同。 据说此法可以弥补锤击法消除焊接残余应力的一些不 足之处， 但是， 有单位在两个条件相同的液化石油汽储罐上分别采用整体热处理和爆炸法消 除焊接残余应力进行对比试验， 一年后开罐检查发现前者焊接接头完好如初， 而经爆炸法消 除焊接残余应力储罐的焊接接头则出现许多裂纹。 这样，曾风行一时的爆炸法消除焊接残余 应力方法也就无声无息了。还有一些其他的消除焊接残余应力的方法，由于种种原因都没有被压力容器行业所接受。 总之，压力容器焊后整体热处理(含炉内分段热处理)虽然具有能耗大，周期长

16、的不足，且 在实际操作中因压力容器结构等因素面临种种困难， 但它仍是目前压力容器行业中唯一被各 方面都能接受的消除焊接残余应力的方法。焊后热处理发挥的作用焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出 ,对于防止低合 金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。在焊接过程中 ,由于加热和冷却的不 均匀性 ,以及构件本身产生拘束或外加拘束 ,在焊接工作结束后 ,在构件中总会产 生焊接应力。焊接应力在构件中的存在 ,会降低焊接接头区的实际承载能力 ,产生 塑性变形 ,严重时 ,还会导致构件的破坏。焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100C以下时，进行的低 温热处理。一般规范为加热到2

17、00350C，保温2-6小时。消应力热处理是使焊好 的工件在高温状态下 ,其屈服强度下降 ,来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种 :一是整体高温回火 ,即把焊件整体放入加热炉内 ,缓慢加 热到一定温度 ,然后保温一段时间 ,最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消 除 80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火 ,即只对焊缝及其附近区域 进行加热 ,然后缓慢冷却 ,降低焊接应力的峰值 ,使应力分布比较平缓 ,起到部分消 除焊接应力的目的。经过热处理以后 ,接头的金相组织得到改善 ,提高了焊接接头的塑性、韧性 , 从而改善了焊接接头的综合机械性能。有些合金钢材料在焊接以后,其焊接接

18、头会出现淬硬组织 ,使材料的机械性能变坏。此外 ,这种淬硬组织在焊接应力及氢的 作用下 ,可能导致接头的破坏。1. 主题内容与适用范围本守则对焊后热处理工艺文件的编制作了规定。2. 总则压力容器产品有其独立的规范及制造标准， 使用本守则应与产品图样、 标准、相关工艺文件同时使用3. 工艺内容与技术要求压力容器制造中应严格执行 GB150标准对焊后热处理的规定。容器及其受压元件符合下列条件之一者应进行焊后热处理。3.1 A、B类焊接接头处的钢材名义厚度S s符合以下条件者3.1.1.1 碳素钢、15MnNbR07MnCrMoVRs 32mm如焊前预热 100C 以上时，S s 38mm）3.1.

19、1.2 Q345R 及 16MnS s 30mm（如焊前预热 100C 以上时，S s34mm）3.1.1.3 15MnVR 及 15MnVS s28m（如焊前预热 100C 以上时，S s 32mm）3.1.1.4 任意厚度的 18MnMo NbR3 Mn NiMoNb、5CrMoR14Cr1MoR12Cr2Mo1R 20MnMo 20MnMoNb15CrMo 12Cr1MoV 12Cr2Mo1 和 1Cr5Mo钢；3.1.1.5 对予钢材厚度S s不同的焊接接头，上述厚度按薄者考虑，对予异种 钢材相焊的焊接接头，按热处理严重者确定，但温度不应超过两者中任一 钢号的下临界点Ac1。3.1.1

20、.6 除图样另有规定，奥化体不锈钢的焊接接头可不进行热处理。3.1.2 图样注明有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气，液氨等的容器3.1.3 图样注明盛装毒性与报废或高度危害介质的容器3.1.4 需要焊后进行消氢处理的容器，如焊后随即进行焊后热处理时，则可免 做消氢处理4. 焊后热处理方法4.1 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其操作规范如下：4.1.1 焊件进炉时，炉内温度w 400C4.1.2 焊件按功率升温至400C后，加热区升温速度w 5000/ S s C /h，且最 高不得超过200 C /h，最低可为50 C /h。4.1.3 升温时，加热区内任意500mn长度内的温差w 1

21、20C。4.1.4 保温时间，温度见附表附表常用钢号焊后热处理规范钢号焊后热处理温度C最短保温时间h电弧焊电渣焊Q235-A, 10,20600-640（1）当焊后热处理厚度Q235-B, Q245RS pwhW 50mnfl寸Q235-C,为SPWHT h但最短时间不低于Jh09MnD580-620-254Q345R600-640900-930正火后600-640 回火(2)当焊后热处理厚度S PWH50mm寸寸16Mn ,16 Mn D,16 MnDR-为(2+1 X Swht-50 ) h42520MnM o,20 MnMoD580-620-18MnMoNbR950-980正火后13Mn

22、N iMoNbR600-640600-640 回火20MnM oNb-07Mn CrMoVR07MnN iCrMoVDR550-590-08Mn NiCrMoVD09Mn NiD,09 Mn NiDR15MnN iDR540-580-12CrMo12CrMoG 600-(1)当焊后热处理厚度S pwhW 125mnU寸15CrMo15CrMoG 600-为spwht h，但最短时间不小于25-h415CrMoR890-950正火后 600回火(2)当焊后热处理厚度S pwH125mnfl寸12CrlMoV12CrlMoVG14CrlMoR 640-Swht -125为(5+1/4 X 卫125

23、 ) h2514CrlMo12Cr2Mo12Cr2Mol 12Cr2MolR 12Cr2MolG 660-1Cr5Mo 660-4.1.5 保温时，加热区内任意500mn长度内的温差w 65C。4.1.6 升温及保温时，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。4.1.7 焊件温度高于400C时，降温时，加热区降温速度不得超过6500/ Ss C /h，且最高不得超过260C /h，最低可为50 C /h。4.1.8 焊件出炉时，炉温w 400C，出炉后应在静止空气中冷却。4.2 长焊件焊后热处理允许在炉内分段处理，分段热处理时其重复加热长度应 不小于1500mm炉外部分应采取保温措施，使温度梯

24、度不致影响材料的组 织和性能。5. B.C.D焊接接头球形封头与圆筒相接的 A类焊接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理方法。局部热处理时，焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度 Ss的2倍，接管与壳体相焊 时，加热宽度不得小于钢材厚度 S s的6倍，靠近加热区的部位采取保温 措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。6. 热处理操作工严格按照“加热炉安全操作规定”进行。7. 质保部门应保存所有热处理的时间与温度关系曲线记录，保存 期限不得少于 7 年。8. 本守则解释权属工艺部门。焊后热处理管理规定1.0 总则1.1 目的：对公司制造的压力容器产品（或泵压部件）焊后热处理过程实施 有效监督和控制

25、，确保产品（或承压部件）焊后热处理质量符合设计、使用和相 关标准规定要求。1.2 编制依据1.2.1压力容器安全技术监察规程 ； 1.2.2锅炉压力容器制造监督管理办法 ；1.2.3钢制压力容器（GB150-1998）;1.2.4锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则 ；1 .2 .5本公司相关的管理规定。1 .3适用范围本规程适用于公司制造的压力容器产品 （或承压部件） 的焊后热处理过程的监督和控制。主要包括以下内容：1.3.1 本公司自行进行的产品（或承压部件）局部（焊缝、热影响区）焊后 热处理。1.3.2 本公司暂无能力实施需委托分包单位进行的产品（承压部件）整体焊 后热处理2.0局部焊后

26、热处理2.1 局部热处理范围2.1.1压力容器产品的B、C、D类焊接接头，球形封头与圆角相连的A类焊 接接头及缺陷补焊部位。2.1.2局部热处理时，焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度的 2倍；接管与壳 体相焊时加热宽度不得小于钢材厚度的 6 倍。2.1.3 靠近加热区的部位应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织 和性能。2 .2局部热处理控制2.2.1 由热处理工艺员编制热处理过程工艺卡， 经热处理责任师审批后实施。2.2.2 由热处理签发热处理任务单，对需进行焊后热处理内容向热处理人员 进行安排，必要时还应附有示意简图，并对热处理开始时间作出要求。2.2.3 热处理人员按接受的热处理任务单

27、和工艺卡的规定要求，实施过程参 数控制，确保热处理过程和质量符合规定要求。3.0产品（或受压部件）整体热处理 因公司目前暂不具备压力容器产品 （或受压部件） 整体焊后热处理能力， 根 据锅炉压力容器制造监督管理办法 的相关规定， 可委托具备相应资质和能力 的分包供方对我公司制造的压力容器（或承压部件）进行焊后整体热处理工序， 具体按以下规定执行。3.1 焊后整体热处理范围。3.1.1容器及其受压元件符合下列条件之一者，应进行焊后热处理。3.1.1.1钢材厚度S s符合以下条件者：a. 碳素钢、07MnCrMoVR厚度大于32mm （如焊前预热100C以上时，厚 度大于 38mm）；b. 16M

28、nR及16Mn厚度大于30mm （如焊前预热100C以上时，厚度大于 34mm）；c. 15MnVR及15MnV厚度大于28mm （如焊前预热100C以上时，厚度大 于 32mm）；d. 任意厚度的 15MnVNR、 18MnMoNbR、 13MnNiMoNbR 、 15CrMoR、 14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、20MnMo、20MnMoNb、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2Mo1和 1Cr5Mo 钢；e. 对于钢材厚度S s不同的焊接接头，上述厚度按薄者考虑；对于异种钢材 相焊的焊接接头；按热处理严者确定；f. 除图样另有规定，奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行热处理。3.1

29、.1.2图样注明有应力腐蚀的容器的焊接接头可不进行热处理。3.1.1.3图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器。3.1.2 冷成形或中温成形的受压元件，凡符合下列条件之一者应于成形后进 行热处理。3.121圆筒钢材厚度S s符合以下条件者：a. 碳素钢、 16MnR 的厚度不小于圆筒内径 Di 的 3%；b. 其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径 Di的2.5%。3.1.2.2冷成形封头应进行热处理。 当制造单位确保冷成形后的材料性能符合 设计、使用要求时，不受此限。除图样另有规定，冷成形的奥氏体不锈钢封头可 不进行热处理。3.1.3 需要焊后进行消氢处理的容器，如焊后随即进行焊后热处理时，则

30、可 免做消氢处理。3.1.4 改善材料力学性能的热处理，应根据图样要求所制订的热处理工艺进 行。母材的热处理试板与容器（或受压元件）同炉热处理。当材料供货与使用的 热处理状态一致时， 则在整个制造过程中不得破坏供货时的热处理状态， 否则应 重新进行热处理。3.2分包供方的评审与选择3.2.1 分包供方的评审3.2.1.1 由热处理责任师组织相关部门 /人员，对拟定做为公司分包供方的单 位进行调查和评审。3.2.1.2收集拟定分包供方单位的资质、 行政许可、质量体系认证等相关证件。3.2.1.3组织有关人员到供方的生产现场对其质量管理现状、 生产设备、检测 手段、人员结构和产品质量等情况进行现场

31、评审。3.2.1.4 调查拟定分包供方以往向其他单位提供服务的质量状况和信誉情况， 对有合作经历的分包供方，查阅以往合作和服务质量的跟踪评价结论。3.2.1.5 热处理责任师负责组织有关部门 /人员，根据对分包供方的调查、评审和比较，做出评审结论，并填写评审报告，经质保师审核报厂长批准。3.2.2 分包供方的选择3.2.2.1经审批后的分包供方评价报告，做为选择分包供方的依据。3.2.2.2与评审合格的分包供方签订技术协作协议，并建立合格供方名录。3.2.2.3根据产品（或承压部件）的结构型式、体积大小、运输距离选择适合 的分包供方。3.2.2.4 由热处理责任师负责组织对分包供方每年至少进行

32、一次跟踪评价， 根 据年度评价结论，确定是否与其合作。a. 跟踪评价合格的供方单位，可做为继续选择的对象。b. 在年度历次合格中，凡有一次违反协议规定而不采取纠正措施的供方， 停止合作关系， 停止合作关系的供方， 一年内不得使用， 一年后经重新评价并认 定合格后，方可继续合作。3.3 热处理分包协作的管理控制3.3.1 当公司制造的压力容器产品（或承压部件）需要分包供方提供整体热 处理协作时， 由热处理责任师签发热处理委托单， 委托单应明确产品 （或承压部 件）的名称、制造编号、材质、外形规格尺寸、热处理工艺要求及质量指标等事 项，必要时可附有产品（或部件）的设计图样。3.3.2 热处理分包供

33、方依据委托单位的热处理委托单要求，编制相应的热处 理作业指导书或过程工艺卡， 并按其规定的审批程序履行审批手续后， 提交委托 单位的热处理责任师实施确认。3.3.3 热处理分包供方严格按经委托单位确认的作业指导书或工艺卡规定要 求实施产品（或部件）的热处理过程控制，当实施过程中的具体环节发生变更时， 应向委托单位通报，变更部分应得到委托单位的确认并同意后，方可实施。3.3.4 委托单位应对热处理分包供方的热处理实施过程进行有效监督，必要 时，可派员到热处理现场实施连续监控。3.3.5 热处理分包供方应向委托单位提供评价的产品（或部件）热处理过程 记录。4.0 热处理检验4.1 局部热处理检验4

34、.1.1 查阅热处理温度 /时间自动记录曲线图，应符合热处理工艺卡规定的工艺参数4.1.2对焊缝或其他允许的部位进行硬度测试，验证热处理效果。4.2 整体热处理检验4.2.1 查阅热处理温度 /时间自动记录曲线图，应符合热处理工艺卡规定的工 艺参数。4.2.2整体热处理后的产品（或承压部件）表面不得有过烧、裂纹等缺陷。4.2.3 允许在产品表面进行硬度测试的应做硬度检测，不允许在产品表面进 行硬度测试的， 可在同炉处理的焊接试板上做硬度测试， 热处理后的硬度应符合 设计图样或相关标准的规定值。4.2.4 与产品（或承压部件）同炉进行热处理的焊接试板，按公司焊接试 板（试样）加工工艺规程（QB/

35、SAR0314-2005）和焊接试板力学性能试验工 艺规程（QB/SAR0315-2005）的规定要求进行检验试验并合格。5.0 热处理检验报告5.1 热处理检验结束后，由热处理检验人员填写热处理检验报告，经热处理 责任师审核签字后生效。5.2 热处理检验报告应包括以下内容 :5.2.1 产品名称、设计图号及制造编号。5.2.2热处理方式及炉次号。5.2.3试板热处理状态。5.2.4热处理过程相关的工艺参数。5.2.5热处理过程温度 /时间自动记录曲线图。5.2.6热处理结论。焊后热处理通用工艺说明：本材料可作为编制具体压力容器热处理工艺时依据，需要现场热处理时，也可作 为现场热处理工艺条件参

36、考本材料依据标准1，TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程2，GB150-1998钢制压力容器3, GB/T25198-2010压力容器封头4， JB/T4709-2000 钢制压容焊接规程、热处理时机。 热处理工序应在焊接工作全部结束 （包括安装中焊接搭接件、 吊耳等）各项检验全部合格之后，耐压试验之前。热处理之后不允许对压力容器本体施焊。、焊后热处理的范围。1 、凡焊后需热处理的人孔、手孔等（如 Cr-Mo 钢低碳钢制人孔或手孔）应与所在容 器组焊后按容器的要求一起进行热处理；法兰和焊环（凸缘）的拼接接头应进行 焊后消除应力热处理。2、改善材料力学性能的热处理，应根据国标

37、要求所制订的热处理工艺进行。母材的 热处理试板与容器（或受压元件）同炉热处理。当材料供货与使用的热处理状态 一致时，则在整个制造过程中不得破坏供货时的热处理状态，否则应重新进行热 处理。3、奥氏体不锈钢一般不进行热处理；需进行焊后消氢处理的容器。如焊后随即进行 热处理，可免做消氢处理。4、冷成形或中温成形的受压元件，凡符合下列条件之一者应于成形后进行热处理。 圆筒钢材厚度符合以下条件者碳素钢、 16MnR 的厚度大于等于圆筒内径 Di 的 3%其他低合金钢的厚度大于等于圆筒内径 Di 的 2.5% 冷成型封头应进行热处理（制造单位确保冷成型后材料性能符合设计使用要求 时例外）5、容器及其受压元

38、件符合下列条件之一者应进行焊后热处理。 A、B类焊接接头处钢材厚度Ss符合以下条件者a）碳素钢、15MnNbR、07MnCrMoVR厚度大于32mm （如焊前预热100C以上时，厚度大于 38mm）b）16MnR及16Mn厚度大于30mm（如焊前预热100 C以上时，厚度大于34mmc）15MnVR及15MnV厚度大于28mm （如焊前预热100 C以上时，厚度大于 32mm）d）任 意 厚 度 的 18MnMoNbR； 13MnNiMoNbR1;5CrMoR;14Cr1MoR;12Gr2Mo1R;20MnMo; 20MnMoNb;15CrMo;12Cr1MoV;12Cr2Mo1;1Cr5Mo

39、说明：Ss不同的焊接接头，按薄者算；异种钢接头按热处理严者定。 图样注明有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气、液氨等的容器。 图样注明盛装毒性为高度极度危害介质的容器。6、试板（试件）（有热处理要求的）一般随容器（或元件）同炉热处理。三、焊后热处理方法1、焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其操作应符合如下规定： 焊件进炉时炉内温度不得高于400C； 焊件升温至400C后，加热区升温速度不得超过5000/ S s C /h （ S s为焊接接 头处钢材厚度，mr）且不得超过200C /h，最小可为50C /h ; 升温时，加热区域任意5000mn长度内的温差不得大于120C； 保温时，加热区域

40、内最高与最低温度之差不宜超过 65C； 升温及保湿时应控制加热区气氛，防止焊件表面氧化； 炉温高于400C时，加热区降温速度不得超过6500/ S sC/h，且不得超过260C /h ，最小可为 50C /h. 焊件出炉时，炉温不得高于400C，出炉后应在静止空气中继续冷却。2、焊后热处理允许在炉内分段进行。 分段热处理时，其重复加热长度应不小于 1500mm。炉内部分的操作应符合 1 的规定。炉外部分应采取保温措施，使温度梯度不致影 响材料的组织和性能3、B、C、D类焊接接头，球形封头与圆筒相连的 A类焊接接头以及缺陷焊补部位， 允许采用局部热处理方法。局部热处理时，焊缝每侧加热宽度不小于钢

41、材厚度 S s的2倍；接管与壳体相焊时 加热宽度不得小于钢材厚度S s的6倍。靠近加热区的部位应采取保温措施， 使温 度梯度不致影响材料的组织和性能。四、有防腐要求的不锈钢及复合钢板制容器表面，应进行酸洗、钝化处理。该类钢制零 部件按图样要求进行热处理后，还需作酸洗、钝化处理。五、制造部门应保存所有热处理的时间与温度关系曲线记录，保存期限不得少于7 年。六、焊后热处理其他工艺要求应遵守 JB/T4709-2000 标准的规定，焊后热处理温度最短 保温时间的选择依据 JB/T4709-2000标准中表6,表7确定。(1)焊前预热 对于不同的钢材、板厚、节点形式、拘束度、扩散氢含量、焊接热输入条件

42、下焊前预热温度的要求，应符合 技术规范的规定。对于屈服强度等级超过345MPa的钢材，其预热、层间温度应按钢厂提供的指导参数，或由施工企业 通过焊接性试验和焊接工艺评定加以确定。 对焊前预热及层问温度的检测和控制，工厂焊接时宜用电加热板、大号气焊、割枪或专用喷枪加热；工地安 装焊接宜用火焰加热器加热。测温器具宜采用表面测温仪。 预热时的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度各为焊件施焊处厚度的 2倍以上，且不小于 100mm测温时间应 在火焰加热器移开以后，测温点应在离电弧经过前的焊接点 处各方向至少75mm处，必要时应在焊件反面测温。(2)焊后消氢处理 焊后消氢处理应在焊缝完成后立即进行。消氢热处理

43、加热温度应达到200250。C,在此温度下保温时间依据构件板厚而定，应为每25ram板厚0. 5h ,且不小于1h，然后使之缓慢冷却至常温。 消氢热处理的加热方法及测温方法与预热相同。 调质钢的预热温度、层间温度控制范围应按钢厂 提供的指导性参数进行，并应优先采用控制扩散氢含量的方 法来防止延迟裂纹产生。 对于屈服强度等级高于 345MPa的钢材，应通过焊 接性试验确定焊后消氢处理的要求和相应的加热条件。焊接件热处理管理焊接工作是由焊接、热处理和检验等三个环节构成，国家相关标准也强调了这是三道重要的工序。 这里说的热处 理不是机械零件热处理，而是焊接件热处理。重视焊接人员、 无兼职焊接件热处理

44、人员、检验人员学历偏低，是很多企业 比较普遍的现象。钢结构焊接件的焊接件热处理工作是改善 焊接接头性能，确保焊接质量的重要环节。有效避免焊接材 料引起的氢致裂纹，减小焊接件变形应力，降低焊接结构的 拘束度，进而提高焊接接头的抗裂性，使焊接裂纹发生率下 降。重要结构的焊接件， 中厚钢板、合金钢材料（如含锰钢、 不锈钢等） 的焊接件要加强焊接热处理管理。 国有钢结构焊 接件企业大多有焊接件热处理管理环节， 配置设备和有资质 焊接件热处理人员， 并规定没有资质的人员没有资格对焊接 件热处理结果进行分析和评价。 目前，车间虽然焊接件热处 理工作不多， 但要了解， 尤其在招投标时能把焊接件热处理 管理和

45、报价说清楚， 使客户认为制造商比较专业的， 得到客 户的肯定，增加中标可能性。焊接件热处理管理主要为：焊 前预热、焊接过程中的层间的温度保持、 后热以及焊后热处 理。1.1焊前预热和层间温度1.1.1预热目的a)延长焊接的铁水凝固时间，避免氢致裂纹b)减缓冷却速度，提高抗裂性。c)减少温度梯度，降低焊接应力。d)降低焊接件结构的拘束度。1.1.2预热的种类a)局部预热对于短小焊缝和返修焊缝采用氧气 +乙炔火焰或柔性陶 瓷电加热方法进行。比如：含高锰钢轨道的对接焊缝就是采 用柔性陶瓷电加热方法局部预热的。b） 整体预热整体预热适用于焊缝较长，刚性较大的工件，一般可采 用：感应加热、柔性陶瓷电加热

46、、电阻炉加热等方法进行。1.1.3预热温度确定a)工件母材的含碳量和合金元素含量。b)工件母材的厚度和接头形式。c)焊件结构拘束程度。d)焊接材料（如焊丝）内在的含氢量。e)环境温度f)预热温度一般在200400C范围内选取1.1.4层间温度层间温度是指多层焊缝中在施焊后续焊道时，其前一相 邻焊道所保持的温度。对于焊接金属合金含量高、厚度大的工件时，层间温度 的控制是焊接过程的重要环节， 否则会出现裂纹。 所以确定 层间温度、监督和检验层间温度是焊接过程中的重要环节。 焊接工艺人员根据工件金属材料的化学性质和厚度一般在 温度200400C范围内确定。1.1.5 后热和焊后热处理1.1.5.1

47、后热的概念和目的a） 概念对于有裂纹倾向的焊接件， 当焊接工作完毕， 如果不能立即进行焊后热处理时，在焊缝冷却到室温或尚未冷却到室温( 100C),立即将焊接件加热到一定的温度，并保持一定的时间，缓冷到室温，这一过程称为后热或焊后消氢处理。b) 目的 使焊缝中的扩散氢尽快逸出，避免氢致裂纹。 适当减缓焊接接头残余应力水平， 防止冷裂纹和再热裂 纹的发生。c) 后热处理规范后热的加热温度一般为 200300C，但不得低于预热温 度，保持时间为0.56 h,加热温度高低视钢材合金元素含 量多少而定，保持时间则主要根据焊接件的厚度确定。1.1.5.2 焊后热处理a) 概念焊接完成后,将焊接件加热到一

48、定温度,保持一定时间,然后以一定速度冷却下去,以改善焊接接头的金相组织和力 学性能,这一工艺过程叫焊后热处理。有效防止焊接件的变 形和产生裂纹。加热方法有两类：辐射加热和感应加热。b) 焊后热处理的目的 降低焊接残余应力。 改善组织和提高焊接接头的综合性质。 除氢防止后期氢致裂纹。c) 焊后热处理规范焊后热处理规范包括： 热处理方法、加热温度、保温时间、 升降温度的速度等。 热处理方法：焊后热处理方法一般是正火和高温回火。 加热温度：焊接工艺人员根据工件金属材料的化学性质 和厚度一般在温度580780C范围内确定。 保温时间：保温时间也叫保持时间或恒温时间。是指将 焊接件加热到焊后热处理规定温

49、度后，在此温度范围内保持 时间。 保温目的：使被处理的焊接件整个被均匀热透，达到内 外温度均匀。 保温时间的确定：保温时间的确定和钢材种类、结构刚 性、材料厚度和热处理方法有关。一般以材料厚度为主，选定保温时间。焊接工艺人员一般在0.56 h范围内确定。 升降温度的速度：加热和降温过程的控制是焊接接头热处理的关键环节， 只有通过合理地控制，才能有效地达到热处理的目的， 否 则，将起到相反的作用， 如果达不到降低残余应力的目的， 调整不了焊接接头组织和改善不了焊接接头力学性能， 反 而容易造成局部应力集中和产生再热裂纹等。比如：压力 容器：升温速度为：250X 25/ h),且不得大于200 C

50、/ h,最小为50C / h。降温速度为：260 X 25/ S (C / h), 最小为50C/ h。在300C以下时不控制。1.2 焊接件热处理检验a) 焊接件热处理方案。b) 热处理记录图及统计表。c) 热处理自动记录曲线图。d) 热处理硬度报告。e) 被处理的焊接件表面无裂纹及不允许的缺陷有资料表明， 2008 年我国用钢量 4.2 亿吨，有 2.2 亿吨 钢材用于钢结构焊接件。约占总用钢量的52。在 2.2 亿吨钢结构焊接件中，除了建筑行业钢结构焊接件外，机械制造 业钢结构焊接件占了 2.2 亿吨的 45。这给机械制造业钢结 构焊接件的企业的可持续发展创造了很大的发展空间。制造 商也

51、面临着新的挑战和机遇，加强学习，不断将焊接技术和 人员的优势转化为科技竞争的优势，促进企业进步和产业升 级。焊前预热重要构件的焊接、合金钢的焊接及厚部件的焊接，都要求在焊前必须预热。焊前对焊件 整体或焊接区域局部进行加热的工艺手段称为预热。对于焊接强度级别较高、有淬硬倾向的钢材、导热性能特别良好的材料、厚度较大的焊 件，以及当焊接区域周围环境温度太低时， 焊前往往需要对焊件进行预热。 预热的主要目的 是降低焊接接头的冷却速度。 预热能够降低冷却速度， 但又基本上不影响在高温停留的时间， 这是十分理想的。 所以当焊接具有淬硬倾向的钢材时， 降低冷却速度减小淬硬倾向的主要工 艺措施，是进行预热，而

52、不是增大线能量。对焊件进行多层多道焊时，当焊接后道焊逢时，前道焊缝的最低温度，称为层间温度。 对于要求预热焊接的材料， 当需要进行多层焊时， 其层间温度应等于或略高于预热温度， 如 层间温度低于预热温度，应重新进行预热。焊接奥低体不锈钢时，为保持焊接接头有较高的耐蚀性，需要有较快的冷却速度，因此 此时需要控制较低的层间温度，即在前道焊缝冷却到较低温度时，再进行后道焊缝的焊接。焊前预热的主要作用：（1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂 纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。（ 2）预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热，可以减

53、少焊接区域被焊工件 之间的温度差（也称为温度梯度） 。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接 应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。（ 3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热 温度的提高，裂纹发生率下降。预热温度和层间温度 （注： 对焊件进行多层多道焊时，当焊接后道焊逢时，前道焊缝的 最低温度， 称为层间温度。对于要求预热焊接的材料，当需要进行多层焊时，其层间温度应 等于或略高于预热温度，如层间温度低于预热温度，应重新进行预热。焊接奥低体不锈钢时， 为保持焊接接头有较高的耐蚀性， 需要有较快的冷却速度， 因此 此时需要控制较低的层间温度， 即在前道焊缝

54、冷却到较低温度时， 再进行后道焊缝的焊接。 ） 预热温度和层间温度的选择的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关， 还与焊接结构的刚性、 焊接方法、 环境温度等有关，应综合考虑这些因素后确定。另外， 预热温度在钢材板厚方向 的均匀性和在焊缝区域的均匀性， 对降低焊接应力有着重要的影响。 局部预热的宽度， 应根 据被焊工件的拘束度情况而定， 一般应为焊缝区周围各三倍壁厚， 且不得少于 150-200 毫米。 如果预热不均匀，不但不减少焊接应力，反而会出现增大焊接应力的情况。焊后热处理1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布，焊缝金属的热胀冷缩等原因造成 的，所以伴随焊接施工必然会产生残余应

55、力。消除残余应力的最通用的方法是高温回火， 即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温 一定时间， 利用材料在高温下屈服极限的降低， 使内应力高的地方产生塑性流动， 弹性变形 逐渐减少，塑性变形逐渐增加而使应力降低。焊后热处理对金属抗拉强度、 蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。 焊后热处理 对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。2、热处理方法的选择 焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。 对于气焊焊口采用正火加高温回 火热处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，需要细化晶粒，故采用正火处理。 然而单一的正火不能消除残余应力， 故需再加高温回火以消除应力。 单一

56、的中温回火只适用 于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接， 其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。 绝大多数场合是选用单一的高温回火。热处理的加热和冷却不宜过快，力求内外壁均匀。3、焊后热处理的加热方法感应加热。 钢材在交变磁场中产生感应电势， 因涡流和磁滞的作用使钢材发热， 即感应加 热。现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。辐射加热。 辐射加热由热源把热量辐射到金属表面， 再由金属表面把热量向其他方向传导。 所以， 辐射加热时金属内外壁温度差别大， 其加热效果较感应加热为差。 辐射加热常用火焰 加热法、电阻炉加热法、红外线加热法。焊后热处理的作用：焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100 C以下时，进行的低温热处理。一般规范为加热到 200350C，保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及 热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。在焊接过程中，由