关于不锈钢复合钢制压力容器的焊后热处理问题

1、关于不锈钢复合钢板制容器的焊后热处理研究王当杰一、 SH/T 3527-2009 石油化工不锈钢复合钢焊接规程1、6.6 焊后热处理解析中说明如下：据美日等国相关研究奥氏体不锈钢焊后热处理效果分析认为，对其安全性及晶格稳定 性，目前还认识不一，因此在规范中对奥氏体不锈钢焊件的焊后热处理要求，在标准规范中不作 强制性规定。对不锈钢复合钢板的焊后热处理一般应避免进行，其主要原因是： 复层与基层热胀系数不一； 复合界面因受高温影响产生附加残余应力； 影响与削弱不锈钢复合钢板的剪切强度； 可能析出Cr碳化物，降低复层的耐蚀性能； 铁素体不锈钢复 合钢在热处理过程中，易形成S相，引起复层组织 脆化，降低

2、了复合钢板的韧性。如设计规定认为需要进行焊后热处理时，应慎重处理，因此规定了 6.1.1 条。6.6.1 焊后热处理应按设计文件要求进行。6.6.2 用不锈钢复合钢板制造的设备、管道或部件，当其基层需要进行焊后热处理时，应按基层 要求选择热处理加热温度，其他参数按不锈钢复合钢板总厚度进行计算。常用不锈钢复合 钢焊后热处理参数见表 8。热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度应符合下列要求：a）加热升温到400 C后，升温速度最大不得超过 5000/ S C /h，且不得超过200 C /h ; 最小不得低于50 C/h ;b）恒温时间应按S /25h，且不小于1/4h，在各恒温点的温度均应在热处理

3、温度规定的范 围内，各恒温点间的温度其差值不得大于 65C；c）降温时的冷却速度不得超过 6500/ S C /h，其不得超过260 C /h，最小不得低于50 C/h，温度降至400C后可自然冷却；d）升温时，加热区内任意5000mm长范围内温差不得大于150C。注：3为管子壁厚,mm663当基层材料需要焊后热处理时，复层盖面焊缝的焊接可在热处理之后进行。664奥氏体不锈钢复合钢制造的设备、管道或部件进行焊后热处理时，应采取防止复层脱落和 碳化物析出的措施，控制a相形成。6.6.5复层为铁素体或马氏体不锈钢复合钢制造的设备、管道或部件，按复层材料要求进行焊后 热处理。但采用奥氏体不锈钢焊接材

4、料焊接过渡层和复层，且基层不要求焊后热处理时， 可免做焊后热处理。6.6.6局部热处理时应对整个设备或管道焊接接头圆周同时进行加热，加热方法宜采用电加热，加热范围应以焊缝中心为基准，两侧不应小于焊缝宽度的三倍，且不小于100 mm。2、标准解释：66焊后赭处理臬氏体不锈钢焊后热处理效果如何*有不同说法.受口询经验所隈”还不能对焊恣及脾后热处理状 态的興氏体不01钢焊件作安全性比较.因犹有关标准对奥氏体不锈钢焊伴是否itffWfi热处理都没有 做就剧规定.不锈钢夏合射板焊后热处理时，对于不同材料有不同影响*疑层为臭氏体不锈钢时.由于鳖按材料 j基层材料热J胀熹数進别较大，在热处理过程中，复合界咖

5、附近产住附加残余应力.膨响現介界而结 合强度或引起喝和脱层.同时，不含稳定化元索的奥氏依鱼层在焊后热处理过程中.网能有镭的碳化物 析出，降低我耐腐诫性能，铁素体不锈钢复层在焊后热处理过程中.容易形成6相，复层组织脆化，降 低复台钢板的便用性因此p不锈钢复合钢扳应恳童避免焊后热处理口23、正文如下:KI基俚埠后热处理参数丄村和a；方h表8常用6 6 a y 但采咖芈 6.6.6 基准.Md 扣加寸花啓丸歼良台钢板总厚度逊傀乎 号浏T扁及冷却速度应符合卜列負 /2温谨度最大5000./J C/hUjVoot-h：最小伍円低旋垃H芒丽热处理肘，应按地层货求範钢处合钢焊后热处理参数6,6焊后热处理6.

6、 6.1焊后衲处理应按设计卫fl罠R斑行.6.6.2用不锈钢复合钢協 选择热处刖加热镒废%8.处理温度规定的6, 613峠*W*皿娶炸揑制俪形 咖案体或列 冲啊接林 馬斟尹、理时应口 f焊缝drim.烷护热处玮. 进就!g理. 、应满缝申心为时进380亍、马氏体系 税定化*趙低制肝左n之后进行”1应采取防f腹脱蔣和碳化41、钢制化工容器制造技术要求(HG20584-1998 )中规定如下：6焊后热处理 0* 1受压元件的焊后热处理应符合GB 150第10章的有关要求d6, 0.2决定足否需进行烬后热处理的厚度应按卞死规定t1对接接头中的较薄侧母材厚度不包括焊缝余离八2壳体与管板、平封头和蔑它类

7、似元件焊接时的壳体厚度扌3接曾与壳体焊接时的壳体厚度*但对安放式接管、为接骨或売体厚度中的较薄者*4接管写法兰对接时的接管厚度；5非受压元件与受压元件焊接时的焊缝厚度】6补焊焊縫的深度锻打7奥氏怵不锈钢衬卓的基层厚度或复舍钢板的总厚度/8换热管与管板焊接的焊缝厚度*9填角焊缝的焊喉厚度当填角焊与坡口焊缝共用时，为填角焊缝的焊喉厚度或坡口深度中 的大者*注：低碳钢.lfiMnRJSMnVR及其焊缝的焊补可在咼终鴉处理之后、戢后水压试验之前班行，不再另柞禅后热 处理，但应符合下列各项蜜求并予记录： 使用弁质不属于扱度曲髙度危雪者旦释黑的设计温度此于一曲 补焊傑度不超过GB 0中的规定* 补焊前应彻

8、底清除缺陷，且对凹坑进行磁粉或渗透操伤# 采用低氧型焊条井严榕烘干、保温措施 采用綽评楚含格的烬接工艺，且补焊区减按5-fi-l条4款遊行预斡预热温度肚层河温席不低于100C* 补焊焊道的宽度不低于焊条宜径的召倍“ 补焊表面徐却后应进行褫粉裁濛透探初补悍探度大于4mm者还应进行射线或超声波掾怖 补焊后容器应进行液压试验.上述聲求中的，对于朴烬嫌股不人于2伽m且补焊农面不与介册宜接接融的小面积补牌(如夹具清除后的表 面修补人可不必遵守56. 0.3焊后热处理温度按表6-1选取，并应符合下列各项规定口1表6-1的推荐焊后热处理温度”为般正常情况下,焊接接头推荐的最终焊后热处理温 度范围.2表6-1

9、的“复合钢板焊后热处理温度那适用于基层材料为表列材料,复层材料为奥氏体不 锈钢的焊后热处理由于采用了较低的热处理温度，对复层材料的耐晶间腐蚀性能将有所改善。采 用该热处理温度时.仍按正常所需的保温时间进行保温,延长保温时间将对复层的耐蚀性带来不利 影响=3表6-1序号1、2、头5组的钢材焊接接头，按“推荐焊后热处理温度”进行处理时，允许采用 表6-2所列的降慨溫度、延长保温时间的焊后热处理制度。4制造过程中的中间热处理町采用比表6-1所列更低的热处理溫度。5经调质处理的海强度钢进行焊后热处理时，其保温温度必须低干钢材的原回火温度，但对于经焊后热处理后仍能保证钢材性能者，可不受此限制.兼61焊后

10、热灶理辭序号钢种推荐悍后热赴理温度C）复合钢板焊后热趾理温度J低碳钢 41 CMnl? J 6MnDR * 20MnMo5806205502含钝低合金高强度钢，如1 SMnVR、15MnVNR、OSMnSVDR&30580 318MnMoNbR.20MnMoNba3MnNiMoNbR6G0豌5杏04 1细晶粒髙强度钢、低温用低碳铝镇静钢5306005304-2公称含镣量不大于3. 5的银堀52060052050+ 5Mo 钢、C一0- 5Mo 钢530-6705906lCr-0.钢、h 25Cr-O. 5Mo 钢63067050072- 25Cr-lMo 钢6807S0（抗甄、耐蚀、高温强度6

11、75630670（高强度籾一定韧性600（调质高强度钢用）710-750遨牝）70085Cr0. oMo 钢710750700注:保逼时期，受压元件各处温度乌规定温度的馆差应不大于士託序号4一1和4-2的焊后热处理温度应參歸相应钢材标准捱荐的温度和限制“表列数值为缺乏该资料 时的一般温度范围口6采用局部加热进行焊后热处理时,应符合下列要求:；(1) 纵焊缝或复杂部件的焊缝宜在容器组焊前迸行整休热处理匸(2) 容器环焊缝的加热带宽度应至少包括焊缝边缘两侧各3倍壁厚的宽度，管子对接焊者为2(3) 接管、附件等与壳体的连接焊缝或补焊焊缝的加热带宽度应至少包括焊縫边缘外侧6倍壳 体壁厚宽度舟形成连续环

12、形的加热带，(4) 保温期间，应控制加热带中央相巧其一半宽度的范围内的温度达到规定的棵温温度和允许 的温度偏差円同时，在加热带边缘测得的温度应不低于保温温度的1/氛为此，应在加热带外和/或 焊缝内侧设置足芽宽度的保温带，以防止疔害的温度梯度。保温带的宽度一般应为加热带宽度的1倍以上。6.04制JS厂应有热处理记录表，表上应记录容器或元件的镇处理部位、测温点位置丁温度升降及 保温曲线、使用热源、日期和检验者姓宏该表应包插柱制造厂的产品质量证明书内*三、压力容器用爆炸焊接复合板NB/T 47002-2009规定如下：1、 NB/T 47002.1-2009不锈钢-钢复合板，NB/T 47002.2

13、-2009镍-钢复合板、NB/T47002.4-2009铜-钢复合板三个标准中交货状态规定如下：7.2交货状态复合板应经热处理、校平、剪切(或切劃)后交贷*复合板的热处理狀态应符合GB150或JB 4732中对相应基材的规定.根据痔方要求，并在合同中注明*覆材表面可经噴砂、抛光或酸読等处 理。2、NB/T 47002.3-2009 钛-钢复合板规定如下：7.2交货状恋复合板应经热处理(消除应力退火) 校平、剪切(或切割)及覆材表面去除氧化皮处理后交货四：结论1、焊后热处理的温度按钢制化工容器制造技术要求（HG20584-1998 ）的表6-1叢6 1焊后热灶理辭序号钢种推荐悍后热处理温度C）复

14、合钢板焊后热趾理温度J低碳钢 41 CMnl? J 6MnDR * 20MnMo5806205502含钝低合金高强度钢，如1 SMnVR、15MnVNR、OSMnSVDR&30 580 318MnMoNbR.20MnMoNba3MnNiMoNbR6G0豌5杏04 1细晶粒髙强度钢、低温用低碳铝镇静钢5306005304-2公称含镣量不大于3. 5的银堀52060052050+ 5Mo 钢、C一0- 5Mo 钢530-6705906lCr-0.钢、h 25Cr-O. 5Mo 钢63067050072- 25Cr-lMo 钢6807S0（抗甄、耐蚀、高温强度675630670（高强度籾一定韧性60

15、0（调质高强度钢用）710-750遨牝）70085Cr0. oMo 钢710750700注:保噩时期，受压元件各处温度与规定温度的嵋整应不大于士託序号4一1和4-2的焊后热处理温度应參歸相应钢材标准推荐的温度和限制“表列数值为缺乏该资料 时的一般温度范围口2、保温时间按HG20584-1998中第6.0.3条中第二款“2表6-1的&复合钢板焊后热处理温度打适用于基层材料为表列材料,复层材料为奥氏体不 锈钢的辉后热处理*由于采用了较低的热处理温度，对复层材料的耐品间腐蚀性能将有所改善采 用该热处理温度时仍按正常所需的保温时间进行保温延长保温时间将对复层的耐蚀性带来不和 影响.3、焊后热处理方法基

16、本可按GB150，并参考SH/T3527-2009: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：a）焊件进炉时炉内温度不得高于400C；b）焊件升温400C后，加热区升温速度最大不得超过 5000/ C/h ） （ S s焊接接头处钢材厚度mm）且不得超过200C/h ;最小不得低于 50C/h ;c）升温时，加热区内任意5000mm长范围内温差不得大于120C；d）恒温时间应按S /25h且不小于1/4h ,在各恒温点的温度均应在热处理温度规定的范围内，各恒温点间的温度其差值不得大于 65C；e）升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面氧化；f）焊件温度高于400C时，加热区降温速度不得超过6500/ S s（ C/h）,其不得超过260 C/h ,最小不得低于 50 C/h；g）焊件出炉时，炉温不得高于400C，出炉后应在静止的空气中冷却。注：S s焊接接头处基层加复层钢材厚度 mm6.6.44、当基层材料需要焊后热处理时，复层盖面焊缝的焊接可在热处理之后进行。奥氏体不锈钢 复合钢制造的设备、管道或部件进行焊后热处理时，应采取防止复层脱落和碳化物析出的措施， 控制a相形成。5、注意：应进可能避免不锈钢做热处