[发明专利]承压类设备焊后消应力热处理技术

说明书

技术领域

本技术方案涉及焊后热处理工艺技术领域，具体是一种承压类设备焊后消应力热处理技术。

背景技术

退火、铸、锻、焊件等在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力，金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除，常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火并不能将内应力完全去除，而只是部分去除，从而消除它的有害作用。

对于焊件来说，焊后热处理的主要目的是为了消除残余应力。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力。一般钢种选择最后一次回火温度减去25℃的温度进行消除应力处理。常规的焊接件去除应力的回火在500℃～600℃之间，保温后出炉空冷。如果装炉的方式不正确也是会造成产品产生变形的，就回火的工艺本身不会对产品的变形产生太大的影响。

对于压力容器，由于其压力等要求，现有技术中的给去应力方案都不能直接适用。所以工程人员在工程实践中，多是参考非压力容器焊接后热处理的工艺参数，再延长热处理时间后得到。这样，常常会出现的问题是过烧或加热温度足等。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术方案提出一种

一种新的承压类设备焊后消应力热处理技术，包括步骤：

1）安装加热板

以焊缝为中心，在焊缝两侧均匀贴附加热板；（加热板缠绕紧实、加热板紧贴工件表面，不得有重叠、交叉、悬空或松动）

2）采用保温棉包裹在加热板两侧的工件表面；

3）加热热处理，并检测焊缝及焊缝两侧的温度，步骤包括：

a）对焊缝检测合格后的环焊缝或纵焊缝的焊后热处理时：

加热区宽度HB=7nh_k；

式中：n—条件系数，h_k—焊缝宽度（单位是mm）；

对于产品的材料厚度δ_n，δ_n在50mm～100mm之间时，取n在1～3之间；δ_n在100mm～150mm之间时，取n在3～5之间；

隔热区宽度GCB=HB+2a；

式中：a—隔热附加值，a的取值范围是200mm～380mm；

b）对于返修焊缝的焊后热处理，是对于环焊缝的局部返修焊缝或纵焊缝局部返修焊缝进行焊后热处理，此时：

加热区宽度HB=7nh_k+L+100；

式中：L—返修焊缝长度，L≤14nh_k－100（单位是mm）；

n—条件系数，h_k—焊缝宽度（单位是mm）；

对于产品的材料厚度δ_n，δ_n在50mm～100mm之间时，取n在1～3之间；δ_n在100mm～150mm之间时，取n在3～5之间；

隔热区宽度GCB=HB+2a；

式中：a—隔热附加值，a的取值范围是200mm～380mm。

所述隔热附加值的取值为经验值，通过大量试验得到。

加热区是指包裹（履带式）加热板部分；

隔热区是指包裹保温棉部分；

均温区是指局部焊后热处理时，焊件达到规定温度的范围，即达到规定温度范围的材料宽度，包括焊缝区、热影响区及其相邻母材；

返修焊缝是指：首次焊接焊缝检测不合格，则需要进行返修，返修后的焊缝即为返修焊缝，包含首次返修、二次返修和多次返修等。

本工艺中，加温过程中，升温速度不超过（5500/δ_n）℃/h，且不超过220℃/h，最小不低于55℃/h；

降温过程中，降温速度不超过(7000/δ_n)℃/h，且不超过280℃/h，最小不低于55℃/h。

在所述步骤3）中，检测温度是通过热电偶；安装热电偶时，热电偶的头部靠近焊缝热影响区，并紧贴在工件表面，固定热电偶。

本方法特别适用的场景是，隔热层在工件内外两面铺设，每面隔热层厚度不小于60mm。对于平焊缝和仰焊缝，加热带中心应正对返修焊缝中心；对于横焊缝和立焊缝，加热带中心应位于返修焊缝中心下方30±15mm。