張愛(ài)東

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)北京電力建設(shè)有限公司 北京 100024

1 熱處理基本工藝技術(shù)

開(kāi)展熱處理，需要在加熱、保持溫度、冷卻階段進(jìn)行相互的協(xié)作，并且也是一門工序要求緊湊的工藝，其主要包含：第一，加熱方式。一般的加熱包含了直接加熱和間接加熱兩個(gè)方面，其直接加熱包含了液體、氣體、電加熱等，間接加熱則包含利用液態(tài)金屬或者是鹽的浮動(dòng)粒子來(lái)進(jìn)行間接的加熱。第二，在選擇溫度值以及控制溫度的時(shí)候，就需要在制造高壓管道的時(shí)候，在不同的反應(yīng)段作為溫度的控制，確保其處于相應(yīng)的區(qū)域范圍，這樣才能確保最大限度的提升金屬物料的材料強(qiáng)度，滿足高壓管道成品的質(zhì)量需求。第三，冷卻工藝。壓力儲(chǔ)存設(shè)備因?yàn)椴煌挠猛?、不同結(jié)構(gòu)類型以及不同的制造材料，所以在設(shè)計(jì)與制作中，就需要按照上述的規(guī)范，實(shí)施不同速度的冷卻，一般會(huì)選擇淬火，因?yàn)槠淅鋮s速度最快，不僅可以讓鋼件馬氏體組織得到保障，也可以提升工作本身的耐磨性、強(qiáng)度以及硬度，這樣就可以讓熱處理的后續(xù)工作能夠順利的實(shí)施。而正火冷卻的速度相對(duì)較慢，其可以改善材料的加工與切削性能，也可以提升容器低碳鋼的整體力學(xué)性能[1]。

2 高壓管道設(shè)計(jì)中的熱處理問(wèn)題

2.1 不銹鋼金屬材料的熱處理

對(duì)機(jī)械工件的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析，一般情況下，在完成焊接工藝后都要進(jìn)行熱處理，進(jìn)而使金屬材料在高溫作用下發(fā)生變化，并消除焊接后金屬材料殘留的應(yīng)力，提升金屬材料抗腐蝕和韌性。但針對(duì)于不銹鋼金屬材料要區(qū)別對(duì)待，因?yàn)椴讳P鋼金屬材料進(jìn)行熱處理后會(huì)降低材料的使用性能，改變金屬材料的使用要求。

2.2 焊接后的熱處理

焊接后的熱處理問(wèn)題是高壓管道設(shè)計(jì)過(guò)程中的焦點(diǎn)問(wèn)題。在實(shí)際操作中，對(duì)焊接之后的復(fù)合板材料的高壓管道進(jìn)行熱處理，并不會(huì)帶來(lái)不良的影響，高壓管道的性能可以得到保障，但實(shí)施焊接后熱處理會(huì)使焊接處發(fā)生碳化，進(jìn)而脆化高壓管道的性能，使高壓管道柔韌性顯著的降低。因此，為了防止高壓管道焊接后熱處理會(huì)降低高壓管道性能的現(xiàn)象發(fā)生，工作人員要認(rèn)真篩選高壓管道的材料，從根源處解決該類問(wèn)題。

2.3 代用材料的熱處理

對(duì)于高壓管道設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，相關(guān)工作人員要以工作環(huán)境和使用條件為基礎(chǔ)，對(duì)制造材料進(jìn)行合理的篩選。但是對(duì)于高壓管道的制造來(lái)說(shuō)，有很多企業(yè)很難采購(gòu)到符合要求的制造材料，最終只能選擇其他的材料作為替代品。在此情況下，工作人員要充分考慮待用材料的實(shí)際性能，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行熱處理，使代用材料的熱處理也能達(dá)到預(yù)期的處理效果。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高壓管道的設(shè)計(jì)時(shí)，要了解材料的實(shí)際情況，重視代用材料的問(wèn)題。要選擇合適的熱處理方法[2]。

3 高壓管道焊縫返修及熱處理

某裝置在進(jìn)行全面檢驗(yàn)過(guò)程中，一級(jí)反應(yīng)器經(jīng)TOFD檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其最下方兩個(gè)筒體對(duì)接焊縫存在超標(biāo)埋藏缺陷，缺陷長(zhǎng)度160mm，缺陷深度為20～30mm，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要對(duì)此缺陷進(jìn)行消除。

3.1 焊縫返修處理

（1）部焊后熱處理時(shí)，均溫、加熱和隔熱范圍。本次加熱在焊縫背面布置2層保溫棉。均溫帶的最小寬度為在返修焊縫兩端各加50mm。加熱片擺放注意環(huán)繞包括均溫帶在內(nèi)的筒體全圓周。反應(yīng)器熱處理返修焊縫寬度為60mm，均溫帶寬度為160mm，筒體直徑為3600mm，周長(zhǎng)為11656mm，選取加熱片寬度為350mm，長(zhǎng)度為1180mm，共10片，可以全圓周覆蓋均溫帶及焊縫，保溫棉剪裁寬度為500mm，滿足規(guī)范覆蓋要求。（2）焊后熱處理應(yīng)按設(shè)計(jì)文件、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行。（3）熱處理溫度應(yīng)采用熱電偶進(jìn)行測(cè)量，并采用自動(dòng)溫度記錄儀器在整個(gè)熱處理過(guò)程中連續(xù)測(cè)量和記錄熱處理過(guò)程，形成溫度—時(shí)間自動(dòng)記錄曲線。測(cè)溫記錄儀器應(yīng)在校驗(yàn)合格期內(nèi)。（4）熱處理后的焊縫進(jìn)行硬度檢測(cè)，以HB＜200為合格。經(jīng)焊后熱處理合格的部位，不得再進(jìn)行焊接作業(yè)，否則應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。熱處理完成后應(yīng)對(duì)此部位增加金相檢驗(yàn)。

3.2 焊接工藝的質(zhì)量控制

焊接是高壓管道制造過(guò)程中最為重要的環(huán)節(jié)，焊材的選擇以及焊縫的處理都直接影響焊接質(zhì)量，因?yàn)殛P(guān)系到高壓管道的密封性，所以要加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制。焊接人員必須具有焊接資格證，確保焊接人員持證上崗。在焊接之前，對(duì)焊接人員進(jìn)行焊接工藝指導(dǎo)，確保其能夠嚴(yán)格按照焊接工藝操作，做好焊材、焊接設(shè)備以及各種儀器儀表的檢查工作。根據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書(shū)選擇適宜的焊接材料，做好焊材的保存。根據(jù)高壓管道的設(shè)計(jì)工藝選擇適宜的焊接方式，做好焊接前的清潔工作，嚴(yán)格控制焊接過(guò)程中焊縫的質(zhì)量。在檢查接頭時(shí)，如果出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，要對(duì)質(zhì)量缺陷進(jìn)行原因分析，然后制定出補(bǔ)焊方案或者進(jìn)行返修。整個(gè)焊接過(guò)程中都要做好記錄存檔，為高壓管道制造質(zhì)量檢驗(yàn)提供參考依據(jù)。

3.3 焊后熱處理質(zhì)量控制

高壓管道在焊接后，焊件由于溫度的不均勻分布會(huì)導(dǎo)致焊縫金屬存在殘余應(yīng)力，如果沒(méi)有得到妥善處理，就會(huì)導(dǎo)致焊縫金屬熱脹冷縮而產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，所以要做好焊后熱處理。通過(guò)焊后熱處理，可以消除焊接殘余應(yīng)力，提高焊件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少焊接質(zhì)量缺陷，提高焊接質(zhì)量。比較常見(jiàn)的熱處理包括調(diào)質(zhì)熱處理、消除焊接殘余應(yīng)力熱處理、固溶化熱處理以及正火熱處理等。無(wú)論選擇何種熱處理方式，都要嚴(yán)格按照工藝流程操作，控制好工藝參數(shù)、升溫速度、保溫時(shí)間、進(jìn)爐溫度等。做好熱處理過(guò)程的記錄存檔工作，同時(shí)定期檢查維護(hù)熱處理儀器設(shè)備，保證熱處理工作的順利進(jìn)行[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，使得高壓管道技術(shù)逐漸成為我們視野內(nèi)一種綜合性極強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)，而其實(shí)際的運(yùn)行就受到人們的廣泛關(guān)注。實(shí)施熱處理工藝，其本身關(guān)系到人身安全與財(cái)產(chǎn)安全，隨著對(duì)熱處理技術(shù)要求的進(jìn)一步提升，就需要能夠通過(guò)技術(shù)的有效革新，為高壓管道的設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)條件，最終提升容器的穩(wěn)定性和安全性[4]。