[发明专利]TP347材质管道焊后稳定化热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊后稳定化热处理工艺。具体地说，本发明涉及一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法。

背景技术

国内外炼油行业均面临加工高硫、重质及劣质原油的局面，并且目前国内炼油项目及工艺技术已经趋于饱和，炼油、炼焦的副产品比如渣油、煤焦油等利用效率太低，因此，发展加氢技术是迎接这一挑战的重要措施之一，该技术将改变国内炼油现状，可将渣油、煤焦油等各种低附加值的产品再利用。加氢技术将是炼油行业里的最后一块处女地，谁先掌握了该施工领域那么将会在今后的市场中处于领先地位。

加氢装置的特点是：高温(操作温度为361～440℃)、高压(操作压力14.5～17.13MPa),同时又处于氢气、硫化氢等多重介质存在的苛刻操作工况，依据材料综合性能、质量及工程费用方面综合考虑，在装置内工况最苛刻的反应部分采用TP347厚壁管材无疑是最好的选择。TP347材质管道主要在焦油加氢项目的反应区、炉区等的应用占据重要地位，其具有良好的高温耐氧化、耐磨、耐蚀和热稳定性，为防止晶界贫铬，保证焊接接头具有良好的抗腐蚀性能，降低焊缝残余焊接应力水平，施工规范及设计文件要求对焊接接头进行稳定化热处理。但施工过程中TP347材质管道焊缝经过稳定化热处理后，部分焊缝出现裂纹，且随着壁厚的增加，裂缝程度越严重。先进的稳定化热处理工艺，能极大地提高施工效率、缩短施工周期。因此，合理选择、执行、优化该材料的焊后稳定化热处理工艺成为业内需要突破的目标。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其相较于现有技术有效缩小了焊缝裂纹的尺寸，甚至消除了焊缝裂纹，提升焊缝质量。

本发明提供的一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，在稳定化热处理之前对TP347材质管道进行焊后预处理，包括：在与焊缝相对的TP347材质管道的两端分别持续通入由体积分数为92％N₂和8％CO₂组成的保护气体，同时对焊缝加热，当温度达到400℃时，停止加热，保持2～3h，再冷却至100℃，循环5～8次之后使用超声冲击设备对焊缝进行处理，最后对TP347材质管道进行红外辐射4～5h；

其中，保护气体的流量为20L/min，对焊缝加热的范围控制在距离焊缝每侧100～200mm，加热时以40℃/h的升温速率升高到400℃，冷却时以15℃/h的降温速率由400℃降低到100℃，超声冲击设备的频率为26～30kHz，冲击次数为3～6次，红外辐射的波长是200～600μm。

优选的是，超声冲击包括：用有色水性涂料蘸湿的细线沿焊缝表面垂直于焊缝同时平行于焊缝等间距划线形成网格阵列形式，间距至少为焊缝总长度的二十分之一，垂直于焊缝的间距数量至少为十个，超声冲击设备具有冲击枪，将冲击枪对准并垂直于焊缝，沿靠近焊缝的阵列点依次远离进行冲击处理。

优选的是，TP347材质管道含有稳定化元素铌、钛、钇、锆，其中铌、钛混合后与钇、锆混合后的重量比为4～6:1，其四者混合与碳的重量比值为9～10。

优选的是，稳定化热处理包括以下步骤：

1)将TP347材质管道放置平整，使用垫板或夹紧装置将其固定；

2)采用电加热板对步骤1)中经过处理的焊缝区进行加热，焊缝区每侧的加热范围至少是TP347材质管道的管壁的厚度的5倍，同时要大于110mm；

3)在步骤2)所述的焊缝两侧的焊缝区的加热范围内点焊控温/测温热电偶，且控温/测温热电偶在焊缝两侧等距离点焊；

4)将焊缝区每侧的TP347材质管道用保温棉缠绕包裹，且每侧的保温范围至少是TP347材质管道的管壁的厚度的7倍，同时要大于300mm；

5)打开电加热板对TP347材质管道进行加热，控制加热温度从0℃开始，升温速度为50℃/h，当控温/测温热电偶测试到步骤2)中加热范围温度升高到890℃时，关闭电加热板，恒温保温6h，再缓冷降温到700℃，控制降温速度小于90℃/h，最后在空气中自然冷却。

优选的是，保温棉由下至上依次由硅酸铝保温棉、石棉、聚氨酯软泡、纳米二氧化硅气凝胶、铝箔保温棉叠加复合而成，其厚度比依次为5:2:1:3:2，总厚度大于100mm；首次缠绕包裹TP347材质管道时，硅酸铝保温棉所在的一侧紧贴管道外表面。

优选的是，焊缝两侧的保温棉设置在尽量靠近焊缝处保温，每侧离焊缝中心距离控制在300～500mm之间。