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采取某电厂管道的原材料,材质为A335P92,规格为ID 368 mm × 41 mm,共六节,每节长度为250 mm。材质书等证明材料齐全。每两节组成一个焊口,并在每节上打上钢印作为标识。
焊材氩弧焊焊丝打底选用ThermanitMTS 616,规格OD2. 4 mm,手工电弧焊的焊条填充选用Thermanit MTS 616 规格OD 3. 2 mm,埋弧自动焊焊丝选用Thermanit MTS 616 规格OD 2. 4 mm,埋弧焊焊剂选用MARATHON 543。以上焊材均经焊材复检,性能可靠。
为避免放置时间不同而引起实验误差,由三组焊工同时施焊。三组焊工均为熟练焊工,且焊工证在有效期内。各自所使用焊机性能可靠 。
目前,许多标准中要求,火力发电厂金属材料焊接完成或者因为工艺中断后,需要及时进行焊后热处理。但对于电站配管厂家,或者电建单位,由于种种客观原因,无法立即进行焊后热处理。为进一步保证焊接质量,避免出现裂纹,需要进行后热处理。另一方面,焊接中断后,短时间内不能重新进行焊接,或者一直保温到重新焊接经济上不合理,也需要进行后热处理。
后热的目的有两个: 一是促使焊缝中的扩散氢尽快逸出,避免氢致裂纹; 二是适当减缓焊接接头残余应力,防止冷裂纹或者再热裂纹的发生。
从目的上讲,后热过程包含焊接工作停止(焊接中断和焊接完成) 以后所有的热处理形式,包括焊后热处理。但是,后热与焊后热处理的不同点在于温度,后热普遍发生在比较低的温度范围; 而焊后热处理要求的温度普遍较高,即Ac1以下30 ~ 50 ℃。因此焊后热处理和后热是两个不同的概念,两者的工艺与目的各不相同,不能相互代替 。
电力标准规定,对马氏体型热强钢焊接接头的后热施工顺序为: 焊后的焊件处于80 ~ 120 ℃、保温1 ~ 2 h 完成马氏体转变,再加热至300 ~ 400 ℃,保温时间为2 ~ 4 h[2]。而有的锅炉制造厂家及国外标准规定,焊接完成后,应恒温350 ℃,保温2 ~ 4 h 后,冷却至室温即可结束,马氏体转变在室温环境下进行。针对不同的规定,对P92 钢不同的焊口,采用不同的后热工艺,完成后对其检验,判断不同的后热方式对焊口力学性能的影响 。
后热与焊后热处理不是同一概念,区别为:后热指的是为防止急冷进行焊后加热。(如火焰加热) 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...
针对不同的焊接材料和焊接方法,为消除焊接缺陷所采取的各种热处理方法,称之为焊后热处理, 主要有如下几种。(1)从组织看 热处理的目的是将材料硬化、脆性化的组织软化,形成了强度、韧性较好的退火组织,...
可先检查电源线、插头、插座、熨斗电桩头及发热芯导电片是否接触良好, 如上述部位正常,可断定是电热丝烧断。如果对芯片进行修理, 可拆开云母发热芯,将发热芯...
1) 焊接完成或者中断时间比较长、不能立即进行焊后热处理的,对于有冷裂纹倾向的焊口,需要立即后热处理,否则可能出现延迟裂纹或冷裂纹。
2)后热的主要目的是消除氢,手段是通过减缓焊缝的冷却速度,加速扩散氢的逸出,从而防止氢致裂纹的产生,只是一种临时性措施,不能有效地降低焊接参与应力,因此不能用后热代替热处理。
3) 从理论上分析,不管是否进行后热,马氏体钢在焊接完成后、焊接热处理前,都要有马氏体转变过程( 100 ℃以下2 h) 。否则就有可能造成焊缝金相组织不符合要求。
4) 从实验结果分析,后热前完成马氏体转变或者后热之后马氏体转变,两者都达到了要求。
5) 后热处理完成后再进行马氏体转变的工艺顺序,生产效率明显提高而成本有一定程度下降,建议推广使用 。2100433B
1) 在恶劣环境下,对于P92 钢等有冷裂纹倾向的钢,不作后热处理,可能会出现微裂纹。
2) 后热的主要作用在于避免氢致裂纹,因此不能用后热代替焊后热处理。
3) 常规电厂材料检测方法中,无法明确判断焊口是否进行过焊后热处理,只能判断是否进行了焊后热处理。
4) 不做后热处理,通过常规电厂检测方法,也可能判定为合格。
5) 马氏体转变前进行后热处理,或者转变后进行后热处理,两者的效果相同,都可在一定程度上避免氢致裂纹。
6) 从经济效益上分析,后热前完成马氏体转变的,需要先降温至90 ℃,保温2 h,完成马氏体转变,然后再升温至350 ℃,恒温2 h,进行消氢处理。在实际生产中,对于小口径大壁厚的管子,可能会出现降温及升温缓慢的现象。
经测试,夏天时,焊接完成后,温度由280 ℃自然冷却至90 ℃需要7 ~ 8 h,或者更长。此过程需要实时监控。采用本工艺顺序,后热过程可达16 ~ 18 h。而先消氢再完成马氏体转变则不需要。仅需要在焊接完成后升温至350 ℃,恒温2 h 后即可 。
后热的作用有:消除焊接产生的热应力、均匀焊缝和热影响区的组织、细化焊缝和热影响区的晶粒、排除焊缝在焊接过程中产生的氢脆、通过热处理可以使焊缝金属与母材金属更好的融合(往往焊接用材与母材的钢号不一致,通过加热扩散,更好的结合) 。
1 焊接
每节管子开一侧坡口并按要求组对,组成三个焊口,分别由不同焊工在同一时间施焊。三组试样分别标号GYSY01、GYSY02、GYSY03。焊接过程中的工艺及预热、伴热、层间温度均符合相关要求。
2 后热过程
三组试样均按时完成,时间相差不超过5 min。焊接完成后,对于GYSY01,不采取后热处理,即直接放置在静止空气中慢慢冷却。对于GYSY02,焊接完成后,升温至350 ℃,恒温2 h 后,后热过程结束,焊口保温缓冷,对于GYSY03,焊接完成后,先降温至90 ℃完成马氏体转变,恒温2h,然后再升温至350 ℃,保温2 h,后热过程结束。
GYSY02 与GYSY03 后热时,热电偶位置布置合理且有打点记录。后热完成后,UT 检测各焊口,均未检测到焊接缺陷。
3 中间处理
为体现不同形式后热对焊口质量的影响,以上三个焊口温度降至室温后,裸露放置于室外环境中,并保留30 d。期间室外为冬季,每日最高温度不超过5 ℃,并发生一次降雪现象。
4 焊后热处理
保留时间结束后,将上述三个试样整体热处理。三个试样同炉处理,热处理工艺为: 升降温速度≤120 ℃ /h,恒温温度760 ℃,恒温时间4 h。
5 热后检验
经UT 检验,GYSY01 出现微裂纹,GYSY02 及GYSY03 焊接质量合格,无裂纹产生。
6 力学检验
将三个焊缝取样并进行力学检验。根据相关规程,以上试样的力学性能检验结果,均满足焊口性能要求,可判断为合格 。
快装热水锅炉后管板隔热防裂
分析了快装热水锅炉后管板裂纹的原因,提出了敷设隔热层保护的建议。
所用燃料可以是固体(煤)、液体(油)和气体(煤气、天然气、液化石油气)。
燃煤加热 煤的资源丰富,燃煤反射炉在热处理加热方法中有过一定的地位。煤的性质和反射炉的结构,决定了煤不易完全燃烧,因而煤炉热效率低,加热质量和劳动条件差,煤烟污染环境。这些缺点,使得燃煤加热法逐渐被其他加热方法所取代。
液体燃料加热 主要使用重柴油作燃料,适用于大型加热炉加热,也用于外热式盐浴炉的加热,一般在炉子加热室外墙一侧或两侧安装喷嘴。液体燃料用于加热外热式盐浴炉时,喷嘴则安装在坩埚外的炉壳上。液体燃料在喷嘴中与空气混合,并在压缩空气的作用下雾化,然后喷出喷嘴,在加热室中(或在盐浴炉的坩埚外)燃烧,以加热工件(或坩埚)。喷嘴的合理设计与布置,对保持炉温均匀、节省燃料起着关键作用。喷嘴喷出的雾化油也可以在炉内的辐射管中燃烧,加热辐射管以间接加热工件。燃油比燃煤容易控制加热温度,适用于大件整体的加热和供油量充足的地区。
气体燃料加热 在喷嘴中,气体与一定比例的空气混合后喷出燃烧。这种方法可直接加热放在加热室中的工件,也可以把火焰喷入装在加热室中的辐射管,间接加热工件。用于盐浴炉时,喷嘴装在坩埚外的炉壳上, 火焰射向坩埚外侧以加热熔盐。用于加热的气体燃料有煤气、天然气和液化石油气等。调节空气与气体的比值可以获得氧化或还原的燃烧气氛,从而减少工件加热时的氧化脱碳程度。这种加热方法适用于大件整体加热和燃气供应充足的地区。
另一种方式是用喷嘴的火焰直接加热工件表面,这时喷嘴和工件作相对移动,所用气体为氧-乙炔、氧-丙烷、氧-甲烷等。这种加热方法即火焰淬火,适用于工件的表面淬火。
以电为热源,通过各种方法使电能转变为热能以加热工件。电加热时,温度易于控制,无环境污染,热效率高。电加热有多种方法。
电热元件加热 利用工频(50~60赫)交变电流通过电热元件时产生的电阻热加热工件。电热元件常布置在加热室内四周或两侧,以保证加热室内温度均匀;也有把元件装在辐射管内对工件间接加热的。对于外热盐浴炉或金属浴炉,则把电热元件布置在坩埚外、壳体内的空间。这种加热方法也可用于氧化铝粒子的浮动粒子炉。它适用于工件整体加热和电能充足的地区。
工件电阻加热 降压后的交变电流直接通过工件,由工件本身电阻产生热量使工件温度提高。这种方法适用于对截面均匀的工件进行整体加热。还有一种方式是利用滚动铜轮压在金属工件上,通以低电压大电流的交变电流,利用铜轮与工件间的接触电阻产生热量而加热工件表面。
工件感应加热 把工件放在一个螺旋线圈内,线圈中通以一定频率(一般高于工频)的交流电,使放在线圈中的工件产生涡流电流,利用工件本身的电阻产生热量而被加热。这种加热的深度可随电流频率提高而变浅,称为感应加热热处理。感应加热主要用于加热工件表面,但采用较低频率而工件直径又小时,也可以进行整体加热。这种加热方法效率高,耗电少,多用于中、小零件的加热淬火。
加热介质电阻加热 将工业频率的低压交变电流导入埋在介质中的电极,利用电流流过介质时产生的电阻热使介质本身达到高温。工件放在这种高温介质中进行加热,可以减少或避免氧化脱碳。这种介质都是导电体,如盐、石墨粒子等。加热炉的炉型有内热式盐浴炉和石墨浮动粒子炉。这种加热方法主要用于中、小零件的加热淬火。
以很大的功率密度加热工件表面,加热时间以毫秒计,功率密度可达10~10瓦/厘米,采用的热源有太阳能、激光束和电子束等。
太阳能加热 以聚光式太阳能加热器加热工件。
激光束加热 利用 CO2 连续激光发生器产生的激光,经过聚焦产生高温射束照射工件,使工件局部表面薄层瞬时达到淬火温度或熔化温度。照射停止后,表面热量迅速传入基底材料而使表面淬硬或迅速凝固。利用激光束加热的工艺有相变硬化-淬硬、表面“上光”-快速凝固、表面合金化等。使反射镜可以改变光束的方向,所以这种方法最适用于内壁(如汽缸套)加热,但热效率较低。
电子束加热 利用高速运动的电子轰击工件表面,使很高的动能迅速转变为热能,将工件表面温度迅速提高到淬火温度或熔化温度。照射停止后,表面热量在瞬时间即可传入冷态的基底材料而淬硬或迅速凝固。与激光加热一样,电子束加热的工艺也有相变硬化、表面“上光”和表面合金化等。由于加热需要在真空室内进行,工件批量受到一定限制,但热效率较高。 2100433B
布置于锅炉炉膛上部出口处、折焰角顶点垂直线之前的过热器管屏。
2021年10月11日,《焊后热处理质量要求》发布。
2022年5月1日,《焊后热处理质量要求》实施。