[发明专利]一种保证大径厚壁管焊缝热处理均匀性的方法

说明书

本发明涉及一种保证大径厚壁管焊缝热处理均匀性的方法，包括：对焊口位置管道的外壁进行加热的同时对焊口位置管道的管腔进行加热，进而对管道的内壁进行加热。本发明通过内外壁同时加热的热处理工艺，以减小大径厚壁管道焊缝的内外壁温差，达到热处理消除焊接残余应力、改善焊接接头性能的目的，改善了管道内壁热处理不佳的问题，整体实现焊口均匀热处理的目的，尤其是对于厚壁管道的焊口热处理效果更为明显，该方法直观、简单、经济，并且在现场可实时性强、易操作。

技术领域

本发明涉及焊接热处理技术领域，涉及一种保证大径厚壁管焊缝热处理均匀性的方法。

背景技术

在工业锅炉中，由于工作压力、温度相对较低，一般只用碳素钢，有时也用一些低合金钢。在电站锅炉中，工作压力、温度均较高，除碳素钢和低合金钢外，还使用有一些中合金钢和高合金钢。但是，不论工业锅炉还是电站锅炉，在安装、检修及工厂化配制中对钢制焊件均有焊接热处理的要求，诸如电站超超临界锅炉主蒸汽管道、再热热段管道、联箱等厚壁构件，焊缝硬度偏高、韧性偏低成为该系列钢管道安装过程中的一个主要问题。为了改善焊接接头性能、降低焊接残余应力，必须对焊缝进行焊后热处理。国内外研究表明，焊后热处理温度对钢管焊缝性能影响非常大，根据钢种的不同，对焊缝进行一定温度、时间的回火热处理可以改善焊接接头的性能，使得焊缝性能满足标准规范要求。譬如，9%Cr钢推荐的热处理回火温度为760士10℃，采用该热处理温度可以获得硬度介于185-270HB、冲击功41J以上性能良好的焊接接头，当热处理温度在740℃左右时，要达到同一性能指标必须延长恒温时间，当温度在730℃以下时，再延长恒温时间，硬度值、冲击功也很难满足标准规范要求。

针对配管制造厂大管径、大壁厚的管道焊接接头焊后热处理一般采用电加热炉整体热处理的方法处理，焊缝热处理均匀、便于批量热处理，但经济成本大、对管道母材性能影响显著。

针对现场大管径、大壁厚的管道焊接接头焊后热处理一般采用履带式加热局部热处理或者中频感应加热局部热处理。现场热处理过程中，热源一般只布置在管道外壁，热量从外壁向内壁传导，即使达到稳态，内外壁必然存在一定的温度差。为了保证整个焊接接头的性能，有必要尽可能减小内外壁温差，但是随着锅炉工作温度和压力的提高，随着管道壁厚不断增大，一些部件壁厚已高达150mm以上，相应内外壁温差增大。因此，控制内外壁温差成为目前国内管道现场安装中急待解决的问题。针对于此，诸多研究学者已做了大量工作，主要集中在两部分：一、通过控制加热宽度、保温宽度、升降温速度、控温温度、环境温度来调整热处理温度场分布，规律性明显、易实施；二、通过控制管道内壁穿堂风、通过调整管道内壁的加热装置来减小内外壁温差，其中内壁加热装置均是贴合管道内壁对其进行加热，可操作性差、实用性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种保证大径厚壁管焊缝热处理均匀性的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种保证大径厚壁管焊缝热处理均匀性的方法，包括：对焊口位置管道的外壁进行加热的同时对焊口位置管道的管腔进行加热。

优选地，在管道内部设置内部加热器，所述的内部加热器通过热辐射和/或热对流的形式对管道的管腔进行加热，进而对管道的内壁进行加热。

对管道的内壁加热时，采用不贴合管道内壁的加热形式，通过热辐射、热对流的形式对管道的内壁进行加热。

进一步优选地，所述的内部加热器设置在管道的轴心线上，优选以待热处理焊口为中心对称布置为优。

进一步优选地，所述的内部加热器设置在管道的轴心线上。所述的内部加热器从管道的管腔中部向管道的内壁进行热辐射，减小管道内外壁的温差。

进一步优选地，在焊口位置管道的管腔两端分别设置堵板，所述的内部加热器位于两端所述的堵板之间。