化肥項(xiàng)目合成氨裝置第 14 頁(yè) 共14 頁(yè)工藝管道熱處理方案目 錄1 編制說(shuō)明和依據(jù) 51.1 編制說(shuō)明 51.2 編制依據(jù) 52 工程特點(diǎn) 53 熱處理的作用 53.1 預(yù)熱的作用 53.2 后熱的作用 63.3 焊后熱處理的作用 64 熱處理的施工準(zhǔn)備 64.1 人員準(zhǔn)備 64.2 施工設(shè)備和材料準(zhǔn)備 64.3 技術(shù)準(zhǔn)備 74.4 熱處理作業(yè)條件 75 預(yù)熱 75.1 預(yù)熱方法的選用 75.2 預(yù)熱的一般要求 85.3 預(yù)熱參數(shù) 85.4 預(yù)熱溫度的測(cè)量 96 后熱 97 焊后熱處理 97.1 焊后熱處理的準(zhǔn)備 97.2 焊后熱處理的要求 107.3 熱電偶 127.4 焊后熱處理的時(shí)機(jī) 137.5 焊后熱處理工藝曲線(xiàn) 137.6 焊后熱處理的檢驗(yàn) 148 返修焊縫的熱處理 159 熱處理成果保護(hù) 1610 安全管理 1610.1 熱處理的安全要求 1610.2 職業(yè)健康、安全主要控制措施 161 編制說(shuō)明和依據(jù)1.1 編制說(shuō)明為指導(dǎo)本項(xiàng)目工藝管道熱處理的施工，保證熱處理順利進(jìn)行最終確保焊接接頭的質(zhì)量，特編制此方案1.2 編制依據(jù)1）《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB 50235-2010；2）《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》 GB 50236-2011；3）《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》GB20801-1~6-20064）《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50184-20112 工程特點(diǎn)化肥項(xiàng)目合成氨裝置的工藝管道具有材質(zhì)種類(lèi)多、并且高溫高壓管多的特點(diǎn)，管道壁厚較大，需要進(jìn)行焊后熱處理的焊口較多，主要需要進(jìn)行焊后熱處理的材質(zhì)有碳鋼ASTM A106-B、20#、Q235B，低溫鋼ASTM A333-6，鉻鉬合金鋼ASTM A335-P11、ASTM A335-P22。

3 熱處理的作用3.1 預(yù)熱的作用1） 預(yù)熱能減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋，同時(shí)也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了焊接接頭的抗裂性2) 預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力，均勻的局部預(yù)熱和整體預(yù)熱，可以減少焊接區(qū)域被焊工件質(zhì)檢的溫度差（也稱(chēng)溫度梯度），這樣一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面，降低了焊接應(yīng)變速率，有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋3) 預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度，對(duì)降低角接接頭的拘束度尤為明顯，隨著預(yù)熱溫度的提高，裂紋發(fā)生率下降3.2 后熱的作用后熱即焊后消氫處理，是指在焊接完成以后，焊縫尚未冷卻至100℃時(shí)，進(jìn)行的低溫?zé)崽幚?，一般?guī)范為加熱到200-350℃，然后保溫緩冷焊后消氫處理的主要目的是加快焊縫及熱影響區(qū)中氫的逸出，對(duì)于防止低合金鋼、鉻鉬鋼產(chǎn)生氫致焊接裂紋的效果極為顯著3.3 焊后熱處理的作用焊后熱處理屬于消應(yīng)力熱處理，是使焊好的工件在高溫狀態(tài)下，其屈服強(qiáng)度下降，來(lái)達(dá)到松弛焊接應(yīng)力的目的常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，即把焊件整體放入加熱爐內(nèi)，緩慢加熱到一定溫度，然后保溫一段時(shí)間，最后在空氣中或者爐內(nèi)冷卻用這種方法可以消除80-90%的焊接應(yīng)力另一種方法是局部高溫回火，即只對(duì)焊縫及其附近區(qū)域進(jìn)行加熱，然后緩慢冷卻，降低焊接應(yīng)力的峰值，使應(yīng)力分布比較平緩，起到部分消除焊接應(yīng)力的目的。

我們現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制安裝管道的焊后熱處理都屬于局部高溫回火焊后熱處理不僅可以消除焊接應(yīng)力，對(duì)于合金鋼材料在焊接以后，其焊接接頭會(huì)出現(xiàn)淬硬組織，使材料的機(jī)械性能變壞，這種淬硬組織在焊接應(yīng)力和氫的作用下，可能導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，如果經(jīng)過(guò)焊后熱處理以后，接頭的金相組織得到改善，提高了焊接接頭的塑性、韌性，從而改善了焊接接頭的綜合機(jī)械性能4 熱處理的施工準(zhǔn)備4.1 人員準(zhǔn)備1）熱處理人員應(yīng)具備初中以上文化程度，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)考核合格，方可上崗2）作業(yè)人員應(yīng)具有相應(yīng)的工作經(jīng)驗(yàn)，無(wú)工作經(jīng)驗(yàn)或未經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員只能從事輔助性的焊接熱處理工作4.2 施工設(shè)備和材料準(zhǔn)備1）熱處理工作開(kāi)始前，管道技術(shù)人員應(yīng)大致統(tǒng)計(jì)好需要進(jìn)行熱處理的焊口數(shù)，方便準(zhǔn)備及采購(gòu)熱處理需要的設(shè)備及材料2）熱處理施工前，熱處理設(shè)備應(yīng)經(jīng)調(diào)試合格，設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足工藝要求，參數(shù)調(diào)節(jié)靈活、方便，通用性好，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠并滿(mǎn)足安全要求3）熱處理應(yīng)采用自動(dòng)溫度控制箱，并配有自動(dòng)打印記錄儀，設(shè)備的溫度精度應(yīng)在5℃以?xún)?nèi)4）熱處理所用熱電偶、記錄儀表和硬度計(jì)必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)合格，并在有效期內(nèi)使用5）熱處理用保溫材料，性能應(yīng)滿(mǎn)足工藝及環(huán)保要求4.3 技術(shù)準(zhǔn)備1）熱處理施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、工藝的要求，編制熱處理施工方案或熱處理技術(shù)措施。

2）熱處理前，向施工作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)的施工技術(shù)交底4.4 熱處理作業(yè)條件1）熱處理作業(yè)人員已熟練掌握熱處理的方法、程序和作業(yè)技術(shù)要求及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并已掌握熱處理設(shè)備和測(cè)量?jī)x表的操作要領(lǐng)2）管線(xiàn)號(hào)、焊口號(hào)等信息標(biāo)識(shí)清楚并和委托單一致，具有可追溯性3）焊接工作已完成，焊縫外觀檢查合格，除鉻鉬耐熱鋼外，焊縫已經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)合格5 預(yù)熱5.1 預(yù)熱方法的選用焊前預(yù)熱采用火焰加熱，加熱范圍應(yīng)以焊縫中心為基準(zhǔn)，每側(cè)不應(yīng)小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm預(yù)熱的加熱范圍如下圖：對(duì)于厚壁管道，預(yù)熱溫度在鋼材板厚方向的均勻性和在焊縫區(qū)域的均勻性，對(duì)降低焊接應(yīng)力有著重要的影響孟加拉地區(qū)環(huán)境溫度較高，加熱過(guò)程中，熱量損失較小，因此火焰加熱可以保證管道加熱的均勻性 5.2 預(yù)熱的一般要求1）預(yù)熱應(yīng)包括定位焊、補(bǔ)焊、螺紋接頭的密封焊2）預(yù)熱溫度等要求應(yīng)在焊接工藝中規(guī)定，并經(jīng)焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證3）對(duì)有預(yù)熱要求的材料的臨時(shí)焊縫，也應(yīng)考慮預(yù)熱要求4）預(yù)熱時(shí)應(yīng)上下緩慢移動(dòng)，禁止單邊加熱完一邊再加熱另一邊，應(yīng)保證內(nèi)外壁均勻加熱，溫度緩步上升5）如焊縫不能一次焊接完成，需要中斷焊接，再次焊接時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢查，無(wú)裂紋按焊接工藝規(guī)程的規(guī)定重新進(jìn)行預(yù)熱、焊接。

6）不同鋼種進(jìn)行焊接時(shí)，預(yù)熱應(yīng)按淬硬傾向大的一側(cè)預(yù)熱溫度進(jìn)行，鐵素體鋼與奧氏體鋼組成的焊接接頭，奧氏體鋼一側(cè)可不進(jìn)行預(yù)熱5.3 預(yù)熱參數(shù)當(dāng)設(shè)計(jì)文件沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí)，管道預(yù)熱溫度按下表執(zhí)行：母材類(lèi)別母材材質(zhì)要求預(yù)熱厚度最低預(yù)熱溫度（℃）碳鋼、碳錳鋼A106-B≥258020#、Q235B≥2580A333-6≥2580鉻鉬鋼A335-P11全部150A335-P22全部1751）要求焊前預(yù)熱的焊件，其焊接過(guò)程中的道間溫度不得低于預(yù)熱溫度，碳鋼和低合金鋼的最高預(yù)熱溫度和道間溫度不易高于250℃2）非奧氏體異種鋼焊接時(shí)，應(yīng)按焊接性較差的一側(cè)鋼材選定焊前預(yù)熱溫度5.4 預(yù)熱溫度的測(cè)量本項(xiàng)目選用紅外測(cè)溫槍對(duì)預(yù)熱溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，方便快捷6 后熱對(duì)易產(chǎn)生焊接延遲裂紋的鋼材（鉻鉬鋼P(yáng)11、P22），如有焊后熱處理要求，則焊后應(yīng)立即進(jìn)行熱處理，當(dāng)不能立即進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，應(yīng)在焊后立即均勻加熱至200～350℃，并用巖棉保溫緩冷至室溫保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)后熱溫度和焊縫金屬的厚度確定，當(dāng)13 < t ≤ 25時(shí)，不應(yīng)小于2小時(shí)，當(dāng)25 < t時(shí)且不應(yīng)小于4小時(shí)，其保溫范圍不應(yīng)小于焊前預(yù)熱的范圍對(duì)于要求進(jìn)行焊后熱處理的鉻鉬鋼焊縫，如中斷焊接，也應(yīng)進(jìn)行后熱處理。

7 焊后熱處理7.1 焊后熱處理的準(zhǔn)備1）操作人員應(yīng)熟悉熱處理設(shè)備及相關(guān)儀表的使用規(guī)程2）熱處理設(shè)備檢查完好并經(jīng)報(bào)驗(yàn)合格熱電偶、溫控儀應(yīng)經(jīng)計(jì)量檢定合格且在有效期內(nèi)3）按設(shè)備接線(xiàn)要求將電源接至輸入端，注意相線(xiàn)和零線(xiàn)不能接錯(cuò)，電纜線(xiàn)、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)使用前要檢查是否有短路、斷路及膠皮損壞情況，保證施工安全4）在設(shè)備輸出端接上相應(yīng)的負(fù)載注意各路負(fù)載要考慮其平衡性，每路負(fù)載的總功率不得超過(guò)額定值5）熱處理之前，管道工程師應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求確定需要熱處理的管道單線(xiàn)，當(dāng)焊接完成檢驗(yàn)合格后應(yīng)及時(shí)下發(fā)熱處理委托單并經(jīng)總包確認(rèn)后交熱處理部門(mén)實(shí)施6）對(duì)于地面預(yù)制焊口，應(yīng)在熱處理場(chǎng)所搭設(shè)專(zhuān)用防風(fēng)防雨棚并在四周設(shè)置圍欄和標(biāo)牌，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)出7）需熱處理工件在熱處理前應(yīng)墊牢，不能晃動(dòng)，熱處理前將管道加熱區(qū)表面清理干凈對(duì)于較長(zhǎng)尺寸管道熱處理，必須進(jìn)行必要的加固支撐特別是現(xiàn)場(chǎng)固定焊口，熱處理前應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行確認(rèn)，必要時(shí)進(jìn)行增加臨時(shí)加固支撐，以防止熱處理過(guò)程中因材料強(qiáng)度降低造成管道永久變形8）焊縫熱處理前，應(yīng)將管道兩端管口封閉，以防管內(nèi)氣體流動(dòng)9）對(duì)于有可能因加熱而損壞的管道配件，熱處理前應(yīng)進(jìn)行拆除10）對(duì)于熱處理周邊易燃物品應(yīng)及時(shí)移開(kāi)，以防止火災(zāi)發(fā)生。

11）熱處理用保溫、固定件的焊接應(yīng)選用與該管道焊接相同的焊條、焊絲，按本項(xiàng)目焊接方案焊接工藝進(jìn)行7.2 焊后熱處理的要求1）焊后熱處理采用履帶或陶瓷電加熱器進(jìn)行，溫度檢測(cè)采用熱電偶，保溫材料采用硅酸鋁針刺保溫毯或陶瓷纖維毯，密度為128kg/m3，長(zhǎng)期使用溫度≤1100℃，保溫材料應(yīng)存放在干燥、清潔的地方保溫寬度從焊縫中部算起每側(cè)不小于管子壁厚的5倍，覆蓋加熱區(qū)以外200mm測(cè)溫宜采用熱電偶并用自動(dòng)溫度記錄儀記錄熱處理曲線(xiàn)2）熱處理的加熱范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊縫寬度的3倍，且不小于50mm加熱范圍示意圖如下圖：3）熱處理前，應(yīng)將測(cè)溫?zé)犭娕祭喂痰匕仓糜诠ぜ希瑢犭娕嫉囊鼍€(xiàn)接至控溫柜內(nèi)電偶接線(xiàn)柱上，注意熱電偶與加熱器的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，避免控溫錯(cuò)誤4）焊縫熱處理過(guò)程中，應(yīng)準(zhǔn)確地控制加熱溫度，且使加熱區(qū)溫度分布均勻5）將控溫儀表的設(shè)定值設(shè)置為所需的熱處理參數(shù)，打開(kāi)溫度記錄儀電源開(kāi)關(guān)，用自動(dòng)記錄儀記錄熱處理曲線(xiàn)6）熱處理時(shí)，應(yīng)保證溫度的均勻性和對(duì)溫度的控制，焊后熱處理的加熱速率、恒溫時(shí)間及降溫速率，應(yīng)符合下列規(guī)定a. 當(dāng)溫度升至400℃時(shí)，升溫速率不應(yīng)大于（205×25/t）℃/h，且不得大于205℃/h。

恒溫期間，最高與最低溫差應(yīng)小于65℃，冷卻速率不應(yīng)大于（260×25/t）℃/h，且不得大于260℃/h，400℃以下可以自然冷卻b. 焊后熱處理的溫度及時(shí)間，見(jiàn)下表，其中厚度為對(duì)接接頭中較厚的厚度：母材類(lèi)別母材材質(zhì)要求熱處理厚度 mm熱處理溫℃保溫時(shí)間min/mm最短保溫時(shí)間 h碳鋼、碳錳鋼A106-B>19600~6502.4120#、Q235B>19600~6502.41A333-6>19600~6502.41鉻鉬鋼A335-P11>13700~7502.42A335-P22>13700~7602.427）鐵素體鋼之間的異種鋼焊接接頭的焊后熱處理，應(yīng)按上表兩者之中的較高熱處理溫度進(jìn)行，但不應(yīng)超過(guò)另一側(cè)鋼材的臨界點(diǎn)Ac18）支管、角焊縫的熱處理厚度要求見(jiàn)GB20801-4中9.2.2的相關(guān)要求9）對(duì)于易產(chǎn)生延遲裂紋的焊接接頭，若焊后不能及時(shí)進(jìn)行熱處理，則按后熱要求進(jìn)行后熱并保溫緩冷 10）對(duì)于鐵素體材料，當(dāng)受條件限制無(wú)法進(jìn)行熱處理時(shí)，經(jīng)總包或業(yè)主同意，按照規(guī)范可采用奧氏體或鎳基填充金屬焊接，但應(yīng)保證操作條件（如不同的線(xiàn)膨脹系數(shù)）對(duì)焊縫不產(chǎn)生不利影響12）每次最多對(duì)6個(gè)焊縫進(jìn)行熱處理（一張圖表）。

13）加熱和冷卻過(guò)程中，相同焊縫的熱電偶溫度差不能超過(guò)30度14）保溫層應(yīng)緊貼焊件，接縫應(yīng)嚴(yán)密，多層保溫時(shí)，各層接縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，熱處理過(guò)程中保溫層不得松動(dòng)脫落15）按工藝要求進(jìn)行熱處理：開(kāi)始送電時(shí)應(yīng)將電壓從最小值逐漸提高，待一切運(yùn)行正常后，再按實(shí)際需要情況進(jìn)行送。