[发明专利]一种管道焊口的中频感应二次热处理工艺

说明书

一种管道焊口的中频感应二次热处理工艺，步骤为：1）对需进行中频感应二次热处理的焊口分别进行布氏硬度值检测和金相检测；2）中频感应二次热处理工艺制定；3）热电偶绑扎固定；4）焊口绑扎，将保温棉包裹在焊口外部，再将保温棉、焊口和热电偶用绷带绑扎固定，检查焊口绑扎；5）感应线圈缠绕，将感应线圈均匀缠绕在保温棉外部，确定感应线圈数量是否满足加热要求，调整感应线圈间距；6）输入中频感应二次热处理工艺参数；7）启动中频感应加热装置；8）理化检测和无损检测；具有热处理质量良好、工艺操作简单、生产效率高和节能环保等特点。

技术领域

本发明属于管道焊口热处理技术领域，具体涉及一种管道焊口的中频感应二次热处理工艺。

背景技术

目前，国内管道焊口进行热处理时，主要采用电阻加热工艺。电阻加热工艺的主要缺点是焊口受热不均匀、内外壁温差大和操作过程复杂等。因此，P91马氏体耐热钢等高合金材质焊口在热处理时，若采用电阻加热工艺，很难将焊口表面的布氏硬度值降低至规范要求，但此类材质的焊口最多可进行两次热处理。规程规范要求，P91焊口表面的布氏硬度值应控制在180~270HB之间。当P91焊口进行一次热处理时，一次合格率不足60%，并且焊口表面硬度值通常在250~270HB之间，热处理效果不佳；根据规程规范要求，一次热处理后，布氏硬度值超过270HB的P91焊口必须进行二次热处理，但P91焊口的二次合格率不足30%，因此，P91焊口经一次热处理和二次热处理后的最终合格率不足72%，且焊口表面布氏硬度值基本都在250~270HB之间。通过上述统计结果，说明采用电阻加热工艺进行热处理时，P91焊口的热处理质量不佳，特别P91焊口的二次热处理合格率更低。同时电阻加热工艺极易损伤P91管道焊口加热区母材，根据统计结果，P91管道焊口加热区母材表面的硬度值相比原始布氏硬度值降低15~30HB所占比例超过93%，更严重时可降低40HB。若将经过一次热处理后，布氏硬度值超过270HB的P91焊口，改用中频感应加热工艺进行二次热处理时，P91焊口二次合格率提高至95%以上，且布氏硬度值控制在210~250HB之间，最终合格率超过98%，且对母材的伤损程度很小，显著提高了P91焊口的合格率和热处理质量。

近年以来，发现布氏硬度值超过270HB以上P91焊口数量较多，因此，此类P91焊口必须进行二次热处理，或者割口并重新焊接热处理（若割口后重新焊接，直接采用中频感应热处理工艺，则属于中频感应一次热处理范畴，不在本发明之内）。若二次热处理继续采用电阻加热工艺时，合格率不足15%，且布氏硬度值基本在250~270HB之间，热处理合格率低且热处理质量不佳，同时还极大的增加了母材损伤程度；若二次热处理改用中频感应加热工艺，P91焊口的合格率超过95%，且布氏硬度值基本在210-250HB之间，且母材损伤程度小。

综上可知，针对布氏硬度值超过270HB的P91焊口采用中频感应加热工艺进行二次热处理时，热处理质量良好，合格率显著提高。

针对P91焊口热处理来说，中频感应二次热处理前，除了P91焊口整体重新进行无损检测外，还应重点检测P91焊口部位的金相组织和布氏硬度值。DL/T 869-2012《火力发电厂焊接技术规程》和DL/T438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》分别对布氏硬度值和金相组织均有明确要求。其中，P91焊口加热区母材的布氏硬度值在185~250HB，P91焊缝的布氏硬度值在185~270HB。如出现“焊口缺陷超标”、“焊口金相组织不合格”和“加热区母材的布氏硬度值低于185HB”三种情况之一时，可判定P91焊口不具备中频感应二次热处理条件，应更换管道或割除焊口，然后再重新焊接。

加热功率计算时，加热功率单位为千瓦（KW），按四舍五入法取整数部分。升/降温速度取计算结果的整数部分，若计算结果大于等于180时，升/降温速度应取180℃/h。

焊口绑扎时，热电偶测温端应固定在焊缝中心线，同时，以焊缝中心线为基准，两侧的加热宽度和保温宽度保持均等。加热宽度和保温宽度的计量单位均为：mm。