热处理作业指导书.docx
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热处理作业指导书
1.项目工程概况及工程量
本作业指导书适用于辽宁盘山新城热力有限公司热电项目安装工程的钢制焊件的热处理工作。
本工程的热处理工作主要包括对委托单位委托的钢制焊件进行的焊前预热、后热和焊
后热处理。
编制依据
《中国人民共和国安全生产法》主席令第13号
《中华人民共和国特种设备安全法》主席令第4号
《特种设备安全监察条例》国务院令第549号
火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2010
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012。
《火力发电厂异种钢焊接技术规程》DL/T752-2010。
《电力建设安全工作规程第一部分：
火力发电》
2.项目作业进度的安排
热处理工作的进度要求是满足现场热处理工作的需要，不影响下道工序的正常进行。
3.作业准备工作及条件
作业人员的质量
3.1.1热处理人员必须经过专业培训考核并取得资格证书后方可上岗。
3.1.2热处理人员必须经过安全考试合格后方可工作。
3.1.3热处理人员必须认真学习《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012；《火力发
电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2010等标准规范；熟练掌握常用钢材的热处理工艺
参数。
3.1.4熟练掌握控温设备、焊炬、测温仪等的使用与维护。
作业机械、工具、仪器、仪表的要求
3.2.1热处理控温柜、焊炬等的使用性能必须能满足工艺要求，安全、可靠。
3.2.2温度记录仪、热电偶等计量器具必须经过计量检定合格，并在有效期内。
3.2.3控温柜、测温仪等要由专人负责保养、使用和维护，使其处于良好的运行状态。
3.2.4配备钳子、扳手、验电笔等工具。
3.2.5准备相应数量、规格、性能符合标准要求的柔性陶瓷电阻加热器、硅酸铝保温材料、Κ分度的铠装热电偶、焊炬、氧气、乙炔、细铁丝、绝缘胶布等。
4.作业程序及作业方法
热处理作业流程图（见图1）
加热方法的选择
本工程采用的加热方法主要有柔性陶瓷电阻加热法和火焰（氧-乙炔）加热法两种。
柔性陶瓷电阻加热法适用于焊前预热、后热和焊后热处理。
采用热电偶进行温度测量，并用自动控温设备进行温度监控和记录。
火焰加热法适用于难以使用柔性陶瓷电阻加热法的场合，适用于焊件的焊前预热和后热。
如需采用火焰加热进行焊后热处理时，应详细的编制施工方案，以保证加热均匀，并有有效的温度控制措施。
对高合金焊件不宜采用火焰加热进行焊后热处理。
火焰加热时采用远红外测温仪进行温度监测。
图1热处理作业流程图
焊前预热
4.3.1通常采用柔性陶瓷电阻炉或火焰（氧-乙炔）进行局部加热。
4.3.2常用钢材的焊前预热温度见表1。
表1常用钢材的焊前预热温度
钢材
管材
板材
壁厚（mm）
预热温度（℃）
壁厚（mm）
预热温度（℃）
C≤
≥26
100-200
≥34
100-150
C-Mn（Q345）
≥15
150-200
≥30
Mn-V（Q390）
≥28
12CrMo
≥15
150-200
≥15
150-200
15CrMo
（SA-335P12）
ZG20CrMo
12Cr1MoV
≥6
200-300
≥8
200-300
ZG20CrMo
15Cr1Mo1V
ZG15Cr1Mo1V
12Cr2MoWVTiB
12Cr2Mo
10CrMo910
（SA-335P22）
12Cr3MoVSiTiB
15NiCuMoNb5
（WB36）
15MnNbMoR
≥20
150-200
≥20
150-200
07Cr2MoW2VNbB（T/P23）
任意
150-200
任意
150-200
1Cr5Mo、15Cr13（1Cr13）
任意
250-300
任意
250-300
9Cr1Mo（T/P9）
12Cr-1Mo-V
任意
300-350
任意
300-350
10Cr9Mo1VNbN（T/P91）
任意
200-250
任意
200-250
10Cr9MoW2VNbBN（T/P92）
任意
200-250
任意
200-250
10Cr11MoW2VNbCuBN（T/P122）
任意
200-250
任意
200-250
注1：
上表中的温度为根据壁厚确定的最低预热温度，当采用乌极氩弧焊打底时，可按下限温度降低50℃预热。
注2：
环境温度低于允许进行焊接操作的规定值时，应在原预热温度的基础上提高30℃～50℃；对于待焊接部件厚度小于表中规定板材、管材需预热的厚度时，应按表中规定的温度进行预热。
注3：
承压件与非承压件进行预热，接管与主管焊接时，应按主管进行预热。
注4：
表中预热温度上限值亦可以理解为焊接层间温度上限。
4.3.3当加热器在待焊接焊缝两侧分别布置或全覆盖布置时，加热宽度自待焊接焊缝边缘始计算。
若采用柔性陶瓷电阻加热，预热宽度每侧不少于4倍的焊件厚度；火焰加热，每侧加热宽度不少于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。
当待焊接区为类似点状时，加热范围是以焊接中心为圆心，以焊缝最大深度尺寸的9倍为半径的近园形区域。
4.3.4对于管径≥219mm或壁厚≥20mm的管子，宜采用柔性陶瓷电阻炉加热。
4.3.5异种钢焊接时预热温度应按：
一侧为奥氏体型钢时，可以只对非奥氏体型钢单侧进行预热，应选择较低的预热温度：
焊接时层间温度不宜超过150℃。
两侧均为非奥氏体型钢时，应按母材预热温度较高的选择，层间温度不低于预热温度的下限。
4.3.6接管座与主管焊接时，应以主管规定的预热温度为准。
4.3.7非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。
4.3.8当监测焊件坡口外热电偶达到预热温度时，应保持一定时间，使坡口待焊接部位的温度达到要求。
4.3.9对于SA-335P91钢，焊前预热还应做到：
a）采用电加热，加热器布置在坡口两侧。
加热器边缘与坡口间的距离，以不影响焊接为原则。
测温点布置在加热区以内。
b）用远红外测温仪测量坡口处温度，达到要求时开始焊接。
焊接过程中，伴随加热跟踪监测层间温度。
4.3.10重新预热
a）焊接中断后，应在重新焊接前重新预热。
b）重新预热的工艺应与原预热工艺一致。
后热处理
4.4.1对有冷裂纹倾向的焊件，焊后应立即进行热处理，否则应作后热处理。
其温度以300℃～400℃为宜，恒温时间2h～4h，其加热宽度与热处理要求相同。
4.4.2对于SA-335P91等马氏体型热强钢焊接接头不宜采用后热。
当被迫后热时，应在焊后焊件处于80℃～100℃，保温1h～2h后进行。
后热工艺为：
温度300℃～350℃为宜，恒温时间2h。
4.4.3后热时的加热宽度应不小于预热时的加热宽度。
焊后热处理
焊件的焊后热处理方式通常为高温回火。
应按DL/T869、DL/T752的规定，或其他规程、工艺文件的要求对焊件进行焊后热处理。
对Cr含量为9%～12%的马氏体钢，应在其完成马氏体转变后立即进行焊后热处理，否则应按的要求进行后热。
4.5.1加热器功率及数量的确定
a）加热器功率（KW）数=管子直径×管子壁厚÷625。
b）加热器的数量=加热器功率（KW）数÷每块加热器的功率。
c）设备的总电流（A）=加热器功率（KW）数÷电源电压（V）×1000。
4.5.2升、降温速度
a）按V=6250/δ（单位为计算℃/h，其中δ为焊件厚度，单位mm），且不大于300℃/h。
升、降温过程中，温度在300℃以下可不控制，但降温时必须在保温层内缓冷至室温；当壁厚大于100mm时，升、降温速度按60℃/h进行控制。
b）SA-213T91及SA-335P91钢升、降温速度按V=250×（25/壁厚）℃/h计算，且小于等于150℃/h进行。
c）当管子外径不大于108mm或厚度不大于10mm时，若采用火焰加热时，可不控制加热速度。
d）对管座或返修焊件，应按主管的壁厚计算焊接热处理的升降温速度。
4.5.3常用钢材的焊后热处理温度与恒温时间见表2；9～12%Cr马氏体型耐热钢的焊后热处理温度与恒温时间见表3。
表2常用钢材的焊后热处理温度与恒温时间表
钢种
（钢号）
温度
（℃）
焊件厚度δ①（mm）
≤
＜δ≤25
25＜δ
≤
＜
δ≤50
50＜
δ≤75
75＜
δ≤100
100＜
δ≤125
恒温时间（h）
C≤%
（20、ZG25）
C-Mn（Q345）
580-620
不必热处理
2
15NiCuMoNb5
（WB36）
15MnNiMoR
580-620
1
2
3
4
5
__
（12CrMo）
650-700
1
2
（15CrMo
ZG20CrMo）
670-700
1
2
（12Cr1MoV
ZG20CrMoV）
（ZG15Cr1Mo1V）
、
15Cr13（1Cr13）
720-750
1
2
3
4
——
——
——
（12Cr2MoWVTiB）
3Cr-1Mo-V-Ti
（12Cr3MoVSiTiB
750-770
4
——
——
——
9Cr-1Mo（T/P9）12Cr-1Mo（X20）
750-770
1
2
3
4
5
——
——
（10CrMo910
SA-335P22）
720-750
1
2
3
4
5
10Cr9Mo1VNbN
（T/P91）②
750-770
1
2
3
4～5
5～6
6～7
8
10Cr9MoW2VNbBN
（T/P92）
2
4
5～6
6～7
8～9
10
10Cr11MoW2VnbCu1BN（T/P122）
740-760
2
4
5～6
6～7
8～9
10
①管座或返修焊件，其恒温时间按焊件的名义厚度δ′替代焊件厚度δ来确定，但应不少于30min。
②对于SA-335P91钢焊缝，焊后应在马氏体转变结束后立即进行热处理。
表39～12%Cr马氏体型耐热钢的焊后热处理温度与恒温时间表
钢种
温度
（℃）
焊件厚度δa（mm）
≤
<δ
≤25
25<δ
≤
<δ
≤50
50<δ
≤75
75<δ
≤100
100<δ
≤125
>125
恒温时间（h）
9Cr-1Mo（T/P9）
750-770
1
2
3
4
5
－
－
－
12Cr-1Mo（X20）
750-770
1
2
3
4
5
－
－
－
10Cr9Mo1VNbN（T/P91）
750-770
1
2
3
4～5
5～6
6～7
8
10
10Cr9MoW2VNbBN（T/P92）
750-770
2
4
5～6
6～7
8～9
10
12
11Cr9Mo1W1VNbBN
750-770
2
4
5～6
6～7
8～9
10
12
10Cr11MoW2VNbCu1BN（T/P122）
740-760
2
4
5～6
6～7
8～9
10
12
a管座或返修焊件，其恒温时间按焊件的名义厚度替代焊件厚度来确定，但应不少于，计算方法见DL/T819。
4.5.4异种钢焊接接头的焊后热处理，应按照两侧钢材及所用焊条（焊丝）综合考虑。
4.5.5焊后热处理温度的选择原则：
a）不能超过焊接材料融敷金属及两侧母材中最低的下转变温度（Ac1），一般以低于Ac1以下30℃
b）对调质结构钢焊接接头，应低于调质处理时的回火温度。
c）对异种钢焊接接头，按照DL/T752-2010的相关规定执行。
（两侧均为非奥氏体型钢时，其焊后热处理温度应按加热温度要求较低侧的加热温度上限来确定）
4.5.6焊后热处理恒温时间的确定方法：
a）焊后热处理恒温时间应根据材料类别、加热方法和焊件厚度综合确定。
b）一般按照焊件厚度确定恒温时间。
对中低合金钢，恒温时间按2min/mm～3min/mm计算，最少30min；对高合金钢，恒温时间按4min/mm～5min/mm计算，最少60min。
采用柔性陶瓷电阻加热时，取值偏于计算的上限。
c）管径不小于76mm采用SMAW填充盖面的9～12%Cr马氏体型耐热钢焊接接头,焊后热处理的恒温时间应不小于2小时。
d）返修件及非熔透型管座，其恒温时间按焊件的名义厚度δ′替代焊件厚度δ来确定，但应不少于30min。
焊件的名义厚度δ′可根据具体的焊缝结构计算：
返修件及非熔透型管座：
h＜5mm时δ′＝3h+5mm
h=5mm～10mm时δ′=2h+10mm
h>10mm时δ′=h+20mm
其他厚度情况可参照DL/T819-2010中6.4.3进行计算。
4.5.7下列焊接接头焊后应进行热处理
壁厚>30mm的碳素钢管子与管件；壁厚>32mm的碳素钢容器；壁厚>28mm的普通低合金钢容器（A-Ⅱ类钢）；壁厚大于20mm的普通低合金钢容器（A-Ⅲ类钢）；耐热钢管子与管件和壁厚大于20mm的普通低合金钢管道；经焊接工艺评定需作热处理的焊件。
4.5.8凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作焊后热处理：
壁厚小于等于10mm、管径小于等于108mm的15CrMo、12CrMo钢管子；壁厚小于等于8mm、管径小于等于108mm的12Cr1MoV钢管子；壁厚小于等于6mm、管径小于等于63mm的12Cr2MoWVTiB钢管子。
温度测量
4.6.1对于可以采用火焰加热进行热处理的焊接接头，用远红外测温仪进行温度检测。
4.6.2采用柔性陶瓷电阻加热器进行热处理的焊接接头，宜选用Κ分度的防水型铠装热电偶进行测温，仪表自动记录温度。
4.6.3用热电偶测温按以下要求进行：
a）热电偶的安装位置与数量，应以保证测温和控温准确可靠、有代表性为原则。
b）预热时，控温热电偶应布置在加热区以内，监测热电偶应尽可能靠近待焊坡口，必要时，应使用其他测温方法检测待焊坡口的温度，见下图：
图2预热时加热宽度与测温点布置示意图
c）一般情况下，焊缝后热、焊后热处理时，对管子外径不大于273mm的管道，可以使用1支热电偶布置于焊缝中心；否则，应使用不少于2支热电偶，并沿圆周均匀布置于焊缝中心，测温点应按圆周对称布置，且不少于两点；水平管道的热电偶应上下对称布置，其他热电偶布置于焊缝边缘1倍壁厚处，且不超过50mm，并用焊缝处的热电偶控制温度，见下图：
δ且≤50mm
δ且≤50mm
焊缝
监测热电偶
监测热电偶
控温热电偶
加热宽度
保温宽度
2号温区
1号温区
图3后热、焊后热处理分区控温与热电偶布置示意图
d）应注意工件位置不同可能导致的加热区温度不均匀，对于管子外径不小于273mm的管道，如果此种影响明显，则应该采取与分区加热相应的测温/控温方式安装热电偶。
e）异形结构焊件（如有焊缝的三通、管座等），后热、焊后热处理时，应注意采取措施使得焊件实际被加热的最高温度位于被热处理的焊缝上。
其热电偶应至少有3支，其中1支位于焊缝（控温用），其中2支热电偶（监测温度用）分别位于距焊缝边缘20mm的管材的同一母线上外壁同一直线上。
f）采用柔性陶瓷电加热器对小直径管排进行焊后热处理时，除每炉安装一支控温热电偶外，对每组加热装置还应至少安装1支热电偶，用于监测温度。
4.6.4热电偶的固定：
a）采用焊接方式固定热电偶时，焊接热处理后应将热电偶焊点打磨干净。
b）热电偶的固定宜用开口螺丝固定,测温点处应用锉刀打磨。
若条件不允许可用细铁丝绑扎牢固。
4.6.5安装热电偶的注意事项：
a）当同炉处理多个焊件时，热电偶应布置在有代表性的焊接接头上，同时在其他焊件上应至少布置1个监测热电偶。
b）应使用补偿导线引出。
c）热电偶、补偿导线、测控温仪表的型号、极性、精度应相匹配。
4.6.6补偿导线的使用：
a）宜使用与K分度热电偶相匹配的KCA、KAB型补偿导线，其质量应符合GB/T4989的要求。
b）补偿导线与热电偶连接时，同极性相接并连接牢固。
c）使用补偿导线后，若冷端温度仍不稳定，应采取冷端温度补偿措施。
加热宽度：
4.7.1一般管道对接接头加热宽度根据加热方法及外径D与壁厚δ的比值来选取，但最少100mm。
加热中心位于焊缝中心，并应采取措施降低周向和径向的温差。
4.7.2当采用柔性陶瓷电阻加热加热时，按下述方式确定加热宽度：
a）当D/δ≤时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子壁厚的4倍。
b）当＜D/δ≤10时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子壁厚的5倍。
c）当10＜D/δ≤15时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子壁厚的6倍。
d）当D/δ＞15时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子壁厚的7倍。
4.7.3管座焊缝的加热，主管侧宜采用整圈加热或环形加热的方法，主管与接管侧的加热宽度均不小于两者中较大厚度的2倍。
4.7.4对变径管、管座、三通等异形结构焊件，宜在金属材料体积较大侧布置较多分区控制的加热装置，并根据焊件的实际情况和温度分布状况，分别调整其加热功率。
加热装置的安装：
柔性陶瓷电阻加热器的安装应符合下列规定：
a）安装加热器时，应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净，使加热器与焊件表面贴紧，必要时，应制作专用的夹具。
b）直径大于273mm的水平管道或大型部件进行焊后热处理时，宜采用分区加热。
c）同炉处理多个同类焊件时，各加热器的布置方式应相同，且保温层宽度和厚度也应尽可能相同。
注：
用绳形加热器进行预热时，焊缝坡口两侧布置的加热器的缠绕圈数、缠绕密度应尽可能相同，缠绕方向应相反。
温差控制与保温：
a）焊后热处理恒温过程中，任意两测温热电偶显示的数据的差值应符合规定的温度范围，且不超过50℃。
b）焊接热处理的保温宽度从焊缝中心算起，每侧应比加热宽度增加至少2倍壁厚，且不少于150mm。
c）焊后热处理的保温厚度以40mm～60mm为宜。
可以通过改变保温层厚度来调整加热部分的温差。
火焰加热控制要求
4.10.1当使用多个喷嘴或焊炬进行加热时，宜对称布置，均匀加热。
4.10.2火焰焰心至工件的距离应在10mm以上，喷嘴的移动速度要稳定，不得在在个位置长期停留。
火焰加热时,应注意控制火焰燃烧状况，防止金属氧化或增碳。
4.10.3火焰加热应以焊缝为中心，加热宽度为焊缝两侧各外延不小于50mm。
4.10.4火焰加热的恒温时间按1min/mm计算。
4.10.5加热完毕,应立即使用干燥的保温材料进行保温。
5作业的质量要求及检测验收标准/规范
执行标准
5.1.1《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012。
5.1.2《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2010。
5.1.3《火力发电厂异种钢焊接技术规程》DL/T752-2010。
质量检查及相关要求
5.2.1工作前应检查下列内容，确认其符合作业指导书或工艺卡的要求：
a）加热及测温设备、器具及接线。
b）加热装置的布置、温度控制分区，测温点的安装方法、位置和数量。
c）加热范围是否符合标准规范要求，保温层厚度、宽度合适。
d）设定的加热温度、恒温时间、升降温速度等。
5.2.2热处理工在焊接热处理过程中进行现场工作记录，完成自检，经热处理技术人员确认。
符合下列要求：
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,无位移。
c）焊接热处理记录曲线与工艺卡吻合。
5.2.3焊接热处理技术人员或焊接工程师在热处理工自检合格的基础上，对同类焊件进行不少于20%（对Cr含量为9%～12%的钢同种钢焊件不少于50%）的抽查。
焊后热处理质量要求
5.3.1焊后热处理质量应由其过程控制予以保证,按照、的规定完成检查且符合要求,则焊后热处理工作质量确定为合格,否则确定为不合格。
5.3.2对热处理工操作过程中出现不符合项时，应立即改进并使合格。
对抽查质量评价不合格的，应由热处理技术员或焊件工程师与质量检查人员联合组织评价，查找原因，制定进一步质量保证措施，同时进行该焊缝硬度检验或直接进行现场金相检验。
5.3.3可采用里氏硬度计,按照GB/T17394的规定检测硬度,换算的焊缝布氏硬度值不得超出原始母材硬度值的40%或低于原始母材硬度值的90%。
当焊缝硬度值偏低或偏高时,应按照DL/T884的规定进行现场金相检验。
5.3.4同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度，不超过母材布氏硬度值加100（HBW），且不超过下列规定：
合金总含量小于或等于3%，布氏硬度值不大于270HBW；合金总含量小于10%，且不小于3%，布氏硬度值不大于300HBW；9～12%Cr马氏体型耐热钢热处理后硬度合格指标为180HBW～270HBW。
5.3.5异种钢焊接接头焊缝硬度值不应超出接头两侧母材的实际布氏硬度平均值的30%或低于较低侧硬度值的90%。
5.3.6焊缝硬度检查合格的焊接接头,可判定为焊后热处理合格。
焊后热处理质量不合格的处理
5.4.1对于焊后热处理温度或时间不够而导致焊缝硬度高于规定值的焊接接头，或现场金相检验判定为焊后热处理不足的，应重新进行焊后热处理。
5.4.2对于焊后热处理恒温温度超标或恒温时间过长而导致焊缝硬度低于规定值80%的，或金相检验判定为焊缝金属过热的焊缝，除非可以现场实施正火+回火热处理，应割掉该焊接接头重新焊接。
5.4.3焊后热处理时间超过焊后热处理工艺指导书规定值30%，且硬度检查合格的焊缝，应作记录。
6针对检测安全、环境条件，提出安全防护和文明检测标准及措施；
检测人员要认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，严格执行有关的安全法律、法规、文件及公司制定的相关规章管理制度。
安全目标
人身轻伤及以上事故为零；
火灾事故为零；
放射源辐射事故为零；
仪器设备人为事故为零；
职业病为零；
危险废弃物合理处置；
节约水电消耗。
绿色施工措施
节约电能。
合理安排施工时间等降低用电量,节约电能。
减少材料的损耗。
通过更仔细的采购，合理的现场保管,减少材料的搬运次数，减少包装,完善操作工艺,增加摊销材料的周转次数等降低材料在使用中的消耗，提高材料的使用效率。
可回收资源的利用。
硅酸铝及铁丝等使用后再整理统一放置，下次施工再使用。
要对职工进行职业安全健康、环境保护知识教育，提高职工的安全、环保意识和能力。
制定并切实落实各级安全责任制。
进入施工现场，必须戴好符合标准的安全帽，并系好帽带；
新使用的安全带必须有产品检验合格证，无证明不准使用。
要正确使用，拉平，不要扭曲。
三点式腰部安全带应系得尽可能低些，最好系在髋部，不要系在腰部；肩部安全带不能放在胳膊下面，应斜挂胸前。
脚手架外侧悬挂密目式安全网，电梯井每隔２层并最多隔ｌ0ｍ设一道安全网。
确保现场安全设施标准、完善，合格率达100%。
对作业人员提供合格的绝缘手套、绝缘鞋、口罩、毛巾等劳动保护用品，作业人员能够正确佩戴和使用劳动保护用品。
尽
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