0408焊后热处理.docx
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0408焊后热处理
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1总则
1.1为了保证锅炉焊接热处理质量，指导焊接搪处理作业，特制定本工艺。
1.2本工艺适用于以水为介质的蒸气和热水锅炉及锅炉范围内管道和电力行业发电设备的锅炉、压力容器，压力管道及在受压元件上焊接非受压元件的安装和检修焊焊前预热、后热和焊后热处理工作。
1.3焊接热处理的安全技术、劳动保护应执行国家现行的方针、政策和法规的有关规定。
1.4焊接热处理执行本工艺的规定外，还应符合国家有关标准规范的规定以及设计图纸的技术要求。
2编定依据
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（劳部发[1996]276号）
DL612-1996《电力工业锅炉压力容器监察规程》
DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》
DL/T752-2001《火力发电厂异种钢焊接技术规程》
DL/T819-2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》
DL/T734-2000《火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则》
DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》
GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》
GB/T16400-2003《绝热用硅酸铝棉及其制品》
3基本要求
3.1人员要求
3.1.1焊接热处理人员资格：
a）焊接热处理操作人员应具备初中以文化程度，经专业操作技术培训合格并取得资格证书；
b）接热处理技术人员应具备中专及以上文化程度，经专业培训并取得资格证书；
c）没有取得资格证书的人员只能从事辅助性的焊接热处理工作，不能单独作业对焊接热处理结果进行评价。
3.1.2热处理技术人员职责：
a）熟悉相关规程，熟练掌握和严格执行DL/T819-2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》；
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b）负责编制焊接处理方案、作业指导等技术文件；
c）指导并监督处理的工作，收集、汇总、整理焊接处理资料。
3.1.3热处理工的职责
a）执行DL/T819-2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》，严格按照焊接热处理施工方案、作业指导书进行施工。
b）记录热处理操作过程并在热处理后进行自检。
3.2施工设备和材料要求
3.2.1热处理设备
a）热处理施工前，热处理设备应经调试合格，设备应满足工艺的要求，参数调节灵活、方便，通用性好，运行稳定、可靠并满足安全要求；
b）热处理应采用自动温度控制箱，并配有自动打印记录仪，设备的温度控制在精度应在±5℃以内，计算机温度控制系统的显示温度应以自动记录仪的温度为准进行调整，两者记录误差不大于0.5%；
c）焊接热处理所用计量器必须经过核校验，并在有效期内使用。
维修后的计量器必须重新校验；
d）热处理应采用绳状或履带式远红外线加热器，在采用K型热电偶时，其连接线应采用补偿导线。
柔性陶瓷电阻加热器的技术要求应符合DL/T819-2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》附录A的规定。
3.2.2施工材料
a）热处理施工前，热处理设备应经调试合格，设备应满足工艺的要求，参数调节灵活、方便，通用性好，运行稳定、可靠并满足安全要求；
b）热处理用保温材料应采用无碱超细玻璃或硅铝纤维毡，保温材料的性能应满足工艺及环保的要求，产品质量应符合GB/T16400-2003《绝热用硅酸铝棉及其制品》的要求。
c）当用于不锈钢处理保温时，其热处理材料中的氯离子含量不超过25×10﹣6，且热电偶应采用不锈钢丝捆绑。
3.3技术准备
3.3.1热处理施工前，应根据设计文件、标准、规范、工艺的要求，编制热处理施工技术方案热处理技术措施。
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3.3.2热处理施工前，应向施工作业人员进行详细的施工技术交底。
3.4热处理作业条件
3.4.1热处理作业人员已熟练掌握热处理的方法、程序和作业技术要求及质量控制标准，并已掌握热处理设备和测量仪表的操作要领。
3.4.2焊接工作已完成。
焊缝外观质量符合质量标准，除铬钼耐热钢以外，焊缝已经过无损检测合格。
3.5热处理要求：
3.5.1焊接热处理作业时应穿戴必要的劳动防护用品，防止烫伤、触电；
3.5.2遵守施工用电和易燃易爆物品的安全规定，工作场所就放置足够数量的灭火器材并设置高温、有电等警示牌；
3.5.3采用电加热时，至少应有两人加班。
拆装热处理加热装置之前必须确认已切断电源，工作完毕应检查现场并确认无引起火灾的危险后方可离开。
4热处理
4.1热处理范围
4.1.1下列焊接接头焊后就应进行热处理：
a）壁厚>30mm碳素钢管子与管件；
b）耐热管子与管件；
c）经焊接工艺评定需做热处理的焊件。
4.1.2凡采用氩弧或低氢型焊条、焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作焊后热处理。
a）壁厚≤10mm，管径≤108mm的15CrMo、12Cr2Mo钢管；
b）壁厚≤6mm，管径≤108mm12Cr1MoV钢管。
4.2热电偶及加热器安装
4.2.1炉管焊后热处理时，热电偶及加热器应按热处理施工技术方案或热处理技术措施要求进行安装，热电偶及加热器的安装详见图1。
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图1热电偶及加热器按装示意图
4.2.2热电偶应安装在距焊缝边缘30mm的范围内，热电偶端部与热处理管件的接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽。
热电偶的安装应采用细铁丝（或细不绣钢丝）捆扎，为保证所测温度为管子加热的实际温度，在热电偶与加热器之间应垫小块保温玻璃布进行隔离。
4.3焊接热处理工艺
4.3.1焊接热处理评定
4.3.1.1焊接热处理工艺必须按照DL/868-2004《焊接工艺评定规程》的规定，在相应的焊接工艺评定工作是进行评定；
4.3.1.2实际采用的焊接处理工艺应与评定的内容一致。
4.3.2焊前预热
4.3.2.1焊前预热的前提条件和预热参数按照焊接工艺评定的内容进行，常用材料的焊前预热的条件和预热温度见表1。
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表1常用钢的预热温度
钢种
管材
板材
厚度/mm
预热温度/℃
厚度/mm
预热温度/℃
含碳≤0.35﹪的碳素钢及其铸件
≥26
100～200
≥30
≥28
100～150
C-Mn（16Mn、16MnR）
≥15
150～200
Mn-V（15MnV、15MnMNR、18MnMoNbR）
0.5Cr-0.5Mo（12CrMo）
－
－
≥15
150～150
1Cr-0.5Mo（15CrMoZG20CrMo）
≥10
150～250
1.5Mn-0.5Mo-V（14MnMoV18MnMoNbg）
－
－
1Cr-0.5Mo-V（12CrMoV）
－
200～300
－
－
1.5Cr-Mo-V（15Cr1Mo1V）
2Cr-0.5Mo-VW（12Cr2MoWVB）
1.75Cr-0.5Mo-V
2.25Cr-1Mo（12Cr2Mo10Cr2Mo910）
3Cr-1Mo-Vti（12Cr3MoVSiTiB）
≥6
250～350
9Cr-1Mo-V
－
250～300
－
－
12Cr-1Mo,9C-1Mo
350～400
1Cr5Mo
－
250℃
ZG15Cr1Mo1V
60℃～100℃（冷焊时）
100℃～150℃（热焊时）
ZG15Cr2Mo1
60℃～100℃（冷焊时）
150℃～200℃（热焊时）
ZG20Cr1MoV
250℃～300℃（热焊时）
注1：
⑴表中的温度为根据壁厚的最低预热温度。
当采用钨极氩弧焊打底时，可按下限温度降低50℃预热。
⑵壁厚大于或等于6mm的合金钢管子，或大板件在负温下焊接时，应比最低的预热温度20℃～50℃。
壁厚小于6mm的低合金钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管子，在负温下焊接，也应适当预热。
⑶承压件与非承压件焊接时，应按承压件进行预热。
接管座与主管焊接时，应按主管件进行预热。
注2：
对外径小于60mm，壁厚小于6mm的管子，采用氩弧焊时，预热温度50℃～100℃。
4.3.2.2预热宽度从对口中心开始，每侧不小于焊件厚度的3倍，且不小于1000mm。
4.3.2.3特殊情况下焊前预热要求：
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a）在0摄氏度以下的低温环境下壁厚不小于6mm的耐热钢管子、管件和厚度不小于34mm的板件焊接时，预热温度可以按表1的规定值提高30摄氏度~50摄氏度；
b）在-10摄氏度及以下低温下，壁厚小于6mm的耐热钢管子和壁厚大于15mm的碳素钢管子焊接时应适当预热，温度控制在50摄氐度~70摄氏度，可采用氧-乙炔加热；
c）异种钢焊接时，预热温度应按照焊接性能较差和合金含量较高的一侧选择；
d）接管座和主管焊接时，应以主管规定的预热温度为准；
e）非承压件和承压件焊接时，预热温度应按承压件一侧选择。
4.3.2.4施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度下限，且不高于400摄氏度。
4.3.2.5当用绳形加热器进行加热时，坡口两侧布置的加热器应对称，加热器的缠绕圈数、缠绕密度应尽可能相同，缠绕方向应相反。
4.3.2.6按要求应该预热的焊件返修和重新焊接时应重新预热。
4.3.3后热
4.3.3.1有冷裂纹倾向的焊件，当焊接工作停止后，若不能立即进行焊后热处理，应进行后热。
后热恒温温度300摄氏度~400摄氏度，保温时间为2h~4h，使焊件缓慢冷却。
4.3.3.2对马氏体钢的焊接，如要进行后热，应在马氏体转变结束后进行。
4.3.4焊后热处理工艺
4.3.4.1当焊件符合DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》中5.4.2条、5.4.3条、5.4.4条和DL/T752-2001《火力发电厂异种钢焊接技术规程》的相关规定，或其他规程、焊接工艺文件有要求时，应进行热处理。
4.3.4.2常用钢的焊后热处理温度和恒温时间见表2。
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表2常用钢的焊后热处理和恒温时间
钢种
温度
焊件厚度
≤12.5
＞12.5～25
＞25～37.5
＞37.5～50
＞50～75
＞75～100
＞100～125
保温时间
C≤0.35（20、ZG25）
C－Mn（16Mn）
600～650
－
－
1.5
2
2.25
2.5
2.75
0.5Cr-0.5Mo（12CrMo）
650～700
0.5
1
1.5
2
2.25
2.5
2.75
1Cr-0.5Mo
（15CrMo、ZG20CrMo）
670～700
0.5
1
1.5
2
2.25
2.5
2.75
1Cr-0.5Mo-V
（12Cr1MoV、ZG20Cr1MoV）
1.5Cr-1Mo-V（ZG15Cr1Mo1V）
1.75Cr-0.5Mo-V
720～750
0.5
1
1.5
2
3
4
5
2.25Cr-1Mo
2Cr-0.5Mo-VW（12Cr2MoWVTiB）
3Cr-1Mo-Vti（12Cr3MoVSiTiB）
750～780
0.75
1.25
1.75
2.25
3.25
4.25
5.25
9Cr-1Mo-V
12Cr-1Mo
0.5
1
1.5
2
3
4
5
注：
接管与主管的焊件（管座）返修焊件，其恒温时间可按焊件的名义厚度δ′替代焊件厚度δ来确定，但不应小于30min。
焊件的名义厚度δ′可按下式计算：
h＜5mm时，δ′=3h+5
h=5mm－10mm时，δ′=2h+10
h＞10mm时，δ′=h+20
式中：
H－焊缝高度或返修焊厚度，mm。
4.3.4.3焊后热处理的温度选择应按下属原则综合考虑：
a）不能超过AC1，一般应在AC1以下30摄氏度~50摄氏度；
b）对调质钢，应低于调质处理时回火温度；
c）对异种钢，按合金含量低一侧钢材的AC1选择。
4.3.4.4焊后热处理升、降温速度的控制原则
a）热处理过程中和升温、降温速度应符合以下规定：
1）升温、降温速度一般可按250×25/壁厚摄氏度/h计算，且不大于300摄氏度/h。
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2）降温过程中，温度控制在300摄氏度以下可不控制。
b）热处理过程升降温速度的控制原则；
1）承压管道和受压元件，焊接热处理升降温度为6250/￡（单位为摄氏度/h，￡为焊件厚度）且不大于300摄氏度/h。
降温时，300摄氏度以下可不控制；
2）对主管道与接管的焊接（如管座），就按主管的壁厚计算焊接热处理的升、降温速度；
3）对返修焊件的恒温时间按焊件的名义厚度计算，名义厚度如表3。
表3焊件名义厚度的计算
焊缝高度或返修焊厚度h/mm
焊件的名义厚度δ/mm
h＜5mm
δ=3h+5
h=5mm～10mm
δ=2h+10
h＞10mm
δ=h+20
4.3.4.5异种钢焊接接头的焊接处理，应按两侧钢材及所用的焊材综合考虑，热处理温度一般不超过合金钢低侧钢材的下临界点ACL。
4.3.4.6热处理加热时，应保证内、外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两测点间的温差低于50摄氏度。
厚度大于10mm时应采用感应加热或电阻加热。
4.3.4.7热处理应采用自动温度记录仪进行测温，所用仪表、热电偶及其附件，应按规定要求进行检定或校验。
4.3.4.8进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得小于两点。
4.3.4.9焊接接头热处理时应同步做好记录，热处理完毕应做好标识。
4.4焊接热处理工艺措施
4.4.1温度测量
4.4.1.1根据加热方法可选择接触式和非接触式测定焊件温度，柔性陶瓷电阻加热和电炉加热一般采用接触式测温，火焰加热一般采用非接触式测温。
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4.4.1.2热电偶测温时应根据热处理温度和测温仪表的型号选择电偶，宜先择防水型铠装热电偶。
4.4.1.3热电偶的直径和长度应根据焊件的大小、加热宽度、固定方式选择。
4.4.1.4热电偶的安装位置应以保证测温准确可靠、具有代表性为原则，且与焊件接触良好、固定牢固。
4.4.1.5对于管道应按圆周均匀对称布置，且不少于两点。
水平管道的测温点应上下对称布置。
4.4.1.6热电偶冷端温度不稳定时，必须使用补偿导线进行补偿，补偿导线与热电偶的型号、极性必须相匹配。
4.4.2加热范围
4.4.2.1对于承压管道及其返修焊件的加热，宜采用整圈加热的方法，加热宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。
4.4.2.2主管与接管的加热，宜采用环形加热的方法，加热宽度应不小于两都较大厚度的3倍。
4.4.3加热器的安装
4.4.3.1应将焊件的表面焊瘤、焊渣、飞溅清理干净，使加热器与焊件表面紧贴，必要时应用专用夹具，加热器的布置宽度至少应比要求的加热宽度每侧多出60mm。
4.4.3.2对水平放置的直经大于273mm的管道或大型部件进行焊后热处理时，宜分区控制温度。
4.4.4保温与温差控制
4.4.4.1焊接热处理的保温宽度从焊缝坡口边缘算起，每侧不得小于管子壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm。
4.4.4.2焊接热处理的保温厚度以40mm~60mm为宜。
对于水平管道，可以通过调整保温厚度的方法来减少管道上下部分的温差。
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4.4.4.3焊接热处理恒温过程中，承压管道在加热范围内任意两点的温差应小于50摄氏度，压力容器在回执范围内最大的温差不宜大于65摄氏度。
4.4.5火焰加热工艺措施
4.4.5.1用火焰加热进行热处理时，应根据焊件的大小选择喷嘴型号与数量。
采用多个喷嘴时，应对称布置、均交加热。
4.4.5.2火焰焰心到工件的距离应在10mm以上，喷嘴的移动速度要稳定，不得在一个位置长期停留。
火焰加热时，应注意控制火焰的燃烧状况，防止金属的氧化或增碳。
4.4.5.3火焰加热应以焊缝为中心，加热宽度为焊缝两侧各处延不少于50mm，火焰加热的恒温时间按每毫米焊件厚度保持1min计算。
4.4.5.4加热完毕，应立即使用干燥的保温材料进行加温。
4.5质量检验
4.5.1焊接热处理升温前应进行的核查：
a）加热及测温设备、器具是否符合工艺要求；
b）加热装置的布置、温度控制分区是否合理；
c）加热范围是否符合标准、规范和工艺的要求，保温层厚度、宽度是否合适；
d）温度测点的安装方法、位置和数量是否符合工艺的要求；
e）设定的加热温度、恒温时间、升、降温速度等是否符合工艺要求；
f）是否符合现场安全要求。
4.5.2焊接热处理后自检的要求：
a）工艺参数在控制范围以内，并有自动记录曲线；
b）热电偶无损坏、无移位；
c）焊接热处理记录曲线与工艺卡吻合；
d）焊件表面无裂缝、无异常。
4.5.3硬度检验要求
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4.5.3.1当热处理自动记录曲线与工艺卡不符或无自动记录曲线时，应做硬度检验，硬度检验结果应符合表4的要求。
表4焊后热处理的焊缝硬度检测合格值
合金总含量
硬度值（一般不超过母材布氏硬度值+100HBW）
＜3%
布氏硬度值≤270HBW
3%～10%
布氏硬度值≤300HBW
＞10%
布氏硬度值≤350HBW
注：
非奥氏体异种钢热处理的硬度值以合金含量低侧母材的成分计算。
4.5.3.2应对焊缝和母材进行硬度检验，当管道直径≥273mm时，检验部位不少于两处，检验部位应周向均匀分布。
4.5.3.3采用里氏硬度计检验时，其检验方法和表示方法符合DB/T17394－1988《金属里氏硬度试验方法》的要求。
4.5.3.4硬度检查结果超过规定范围时，应按班次加倍复查，当加倍复查仍有不合格者时，应将班次100%的复查。
4.5.3.5焊接热处理工程师应组织热处理技术人员对不合格接头分析原因并制定措施，对不合格接头重新热处理后应重新检验硬度。
5文件控制
5.1焊接热处理技术人员在热处理工作进行前应根据焊接工艺评定制定相应的热处理工艺卡。
5.2焊接热处理操作过程应进行记录，并按分项工程的热处理日期顺序进行统计，焊接热处理工程师审核。
5.3焊接热处理技术资料在工程竣工后与焊接技术资料一起移交。
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