热处理工艺守则

热处理工艺守则
1、主题内容和适用范围
本规程规定了焊后热处理的条件，热处理方法和工艺规范。

本规程适用于压力容器产品及其零部件的焊后热处理。

2、引用标准
下列标准如已修订，则按最新版本执行。

TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程（简称《固容规》）第4.6条。

GB/T30583-2014 承压设备焊后热处理规程
NB/T47015-2011 压力容器焊接规程
GB150.4 压力容器制造、检验和验收第8条
3、进行热处理的条件
3.1 压力容器焊后热处理除遵守本守则外，还应符合设计文件与合同的要求。

3.2 焊后热处理应在产品焊接工作全部结束并且经过检验合格后，在耐压试验前进行。

3.3 钢制压力容器的焊后热处理应遵守GB/T 30583的相应规定。

3.4 碳钢和低合金钢制焊件低于490℃的热作用，高合金钢制焊件低于315℃的热作用均不作为焊后热处理对待。

3.5 《固容规》引用标准要求和设计图样要求进行焊后热处理。

3.6 钢板冷成形受压元件，符合下列任意条件之一，且变形率超过表9-1的范围，应于成形后进行相应热处理恢复材料的性能。

a）盛装毒性为极度或高度危害介质的容器；
b）图样注明有应力腐蚀的容器；
c）对碳钢、低合金钢，成形前厚度大于16mm者；
d）对碳钢、低合金钢，成形后减薄量大于10%者；
e）对碳钢、低合金钢，材料要求做冲击试验者。

表 9-1 冷成形件变形率控制指标
3.7 GB150.4第8.2.2条规定，容器及其受压元件符合下列条件之一者，应进行焊后热处理，焊后热处理应包括受压元件及其与非受压元件的连接焊缝。

(1)焊接接头厚度(即焊后热处理厚度，δPWHT)符合表9-2的规定者。

(2)图样注明有应力腐蚀的容器。

(3)用于盛装毒性为极度或高度危害介质的碳素钢、低合金钢制容器。

(4)相关标准或图样另有规定时。

3.8 对异种钢材之间的焊接接头，按热处理要求高者确定。

但温度不应超过两者中任一钢号的下相变点A c1。

表 9-2 需进行焊后热处理的焊接接头厚度
3.9 改善材料力学性能的热处理，应根据图样要求制定热处理工艺，母材热处理试件应同炉进行,如改变材料热处理状态时应重新热处理。

3.10 封头冷成形后的热处理应按GB/T 25198第6.
4.5条的规定进行。

3.11 需焊后进行消氢处理的容器，如焊后随即进行焊后热处理则可免做消氢处理。

3.12 焊后热处理厚度（δPWHT）：
3.12.1 等厚度全焊透对接接头的δPWHT为其焊缝厚度（余高不计），即与母材厚度相同。

3.12.2 对接焊缝连接的焊接接头中，焊后热处理厚度δPWHT等于焊缝厚度；角焊缝连接的焊接接头中，焊后热处理厚度δPWHT等于角焊缝厚度；组合焊缝连接的焊接接头中，焊后热处理厚度δPWHT等于对接焊缝和角焊缝厚度中较大者。

3.12.3 不同厚度元件相焊时的δPWHT：
a) 两相邻对接受压元件中取其较薄的一侧母材的厚度；
b) 筒体内封头结构，取筒壁厚度和角焊缝厚度中较大者；
c) 在筒体上焊接管板、平封头、盖板、凸缘或法兰时，除图9-1所示δf＞δ0取法兰厚度δf，其余则取筒壁厚度；
d) 接管、人孔等连接件与筒体、封头时相焊时，取连接件颈部焊缝厚度、壳体焊缝厚度、封头焊缝厚度，或补强板等连接件角焊缝厚度中的较大者；
e) 接管与法兰相焊时取接管颈在接头处的焊缝厚度，管子与管板相焊时取其焊缝厚度，非受压元件与受压元件相焊时取焊接处焊缝厚度，焊接返修时取所填充的焊缝金属厚度。

图9-1筒体焊接法兰（δf＞δ0）
3.12.4 整体焊后热处理时或同炉内装入多台容器或零部件时，应按未经焊后热处理部分的最大δPWHT作为焊后热处理计算厚度。

4、焊后热处理操作人员要求
4.1 热处理操作人员应经培训与考核方能上岗，熟悉并掌握焊后热处理工艺规程。

4.2 热处理操作人员应严格按照热处理工艺卡和本规程的要求进行操作，并认真填写操作记录。

4.3 热处理检验人员负责监督，检查热处理记录，并核实与热处理工
艺是否一致。

5、焊后热处理设备要求：
5.1 焊后热处理炉应符合GB/T 30583-2014第5条有关规定，并按第5.2条规定测定有效加热区。

5.2 热处理设备应满足热处理工艺要求并完好，热处理加热设施，应保证工件受热处理各部位均匀受热，温度可以调控，测温装置应经校准并在检定有效期内。

5.3 热处理装置（炉）应配有自动记录曲线的测量仪表，并且自动绘制热处理时间与工件壁温关系曲线。

5.4 不得使用燃媒炉进行焊后热处理。

6、热处理方法和要求
6.1 热处理前应按设计文件和标准的要求编制热处理工艺。

6.2 整体焊后热处理可以采用炉内整体加热方法或容器内部加热方法。

在可能的情况下，应优先采用炉内整体热处理，并将焊件放置在有效加热区范围内。

6.3 无法整体加热时，可采用分段热处理，但重叠热处理部分长度不小于1500mm，且相邻部分应采取保温措施，使温度梯度不影响材料的组织和性能。

6.4 B、C、D、E类焊接接头，球形封头与筒体连接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理。

6.5 局部热处理有效加热范围应符合下列规定：
a）焊缝最大宽度两侧各加δPWHT或50mm，取两者较小值；
b)返修焊缝端部方向上加δPWHT或50mm，取两者较小值；
c）接管与壳体相焊时，应环绕包括接管在内的筒体全圆周加热，且在垂直与焊缝方向上自焊缝边缘加δPWHT或50mm，取两者较小值；
局部热处理的有效加热范围应确保不产生有害变形，当无法有效控制变形时，应扩大加热范围；同时靠近加热区的部位应采取保温措施，使温度梯度不影响材料的组织和性能。

6.6 焊后热处理温度以在焊件上直接测量为准，应将热电偶直接焊在焊件上，在热处理过程中应防止热电偶与焊件接触松动、脱落。

6.7 焊后热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后耐压试验前进行，有热处理要求的产品试件应随产品同炉热处理。

6.8非受压元件与受压元件相焊时，应按受压元件的焊后热处理规范执行。

对有再热裂纹倾向的钢材，焊后热处理时应防止再热裂纹产生。

6.9除设计图样另有规定外，奥氏体不锈钢焊接接头可不进行热处理。

7、热处理工艺参数
7.1焊后热处理规范见表9-3，当碳钢和某些低合金钢制焊件焊后热处理温度低于表9-3中的最低保温温度时，最低保温时间按表9-4规定。

焊后热处理温度不得低于表9-3或表9-4中最低保温温度。

7.1.1 Fe-1、Fe-3类的钢制焊件，当低于表9-3中的最低保温温度进行焊后热处理时，可按表9-4的规定延长保温时间；Fe-9B类的钢制焊件保温温度不得超过635℃，当低于表9-3中的最低保温温度（最多允许降低55℃）进行焊后热处理时，可按表9-4的规定延长保温时间。

7.1.2 Fe-5A类、Fe-5B-1组的钢制焊件，当不能按表9-3中的最低保温温度进行焊后热处理时，最低保温温度可降低30℃，降低最低保温温度后的焊后热处理最短保温时间：
a) 当δPWHT≤50mm时，为4h与（4×δPWHT /25）h中的较大值；
b) 当δPWHT＞50mm时,为表9-3中最短保温时间的4倍。

7.1.3 Fe-6类、Fe-7类中的06Cr13, 06Cr13A1型不锈钢，当同时具备下列条件时，无需进行焊后热处理：
a) 钢材中碳含量不大于0.08％；
b) 用能产生铬镍奥氏体熔敷金属或非空气淬硬的镍-铬-铁熔敷金属的焊材施焊；
c) 焊接接头母材厚度不大于10mm，或母材厚度为10mm～38mm 且焊件时保持230℃预热温度；
d) 焊接接头100%射线检测。

7.1.4 Fe-7类、Fe-10Ⅰ类焊件当温度高于650℃时，降温速度不得大于55℃/h,当温度低于650℃时，应快速降温。

7.2 在保温时除另有规定外，各测温点的温度允许在热处理工艺规定温度的±20℃内，但不能超出规定的限值。

表 9-3焊后热处理推荐规范参数
表 9-4焊后热处理低于规定最低保温温度时的保温时间
7.3 焊后热处理操作
7.3.1 碳素钢、低合金钢的焊后热处理操作应符合如下规定：
a) 焊件进炉时，炉内温度不得高于400℃；
b) 焊件升温至400℃后，加热区升温速度不得超过5500/δPWHT℃/h，且不得超过220℃/h，最小不低于55℃/h；
c) 焊件升温期间，加热区内任意4600mm长度范围内温差不得大于
140℃；
d) 焊件保温期间，加热区内最高与最低温度之差不得大于80℃；
e) 升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化；
f) 焊件温度高于400℃时，加热区降温速度不得超过7000/δPWHT℃/h，且不超过280℃/h，最小不低于55℃/h；
g) 焊件出炉时，焊件不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却。

7.4 正火
7.4.1 正火条件
对于正火状态使用的钢材。

7.4.2 正火工艺规范按表9-5
表9-5 钢板、封头、筒节正火工艺规范
8、热处理质量检验
8.1 热处理后应进行热处理检验，整理热处理曲线图，填写热处理检验报告。

8.2 热处理结果（记录、报告、温度－时间曲线）真实、完整、清晰，签名确认齐全，并按时存档，保存期不少于容器设计使用年限内。

附：焊后热处理工艺曲线图。