压力容器热处理工艺规程

压力容器热处理工艺规程

1、范围

本标准规定了碳钢、低合金钢焊接构件的焊后热处理工艺。

本标准适用于锅炉、压力容器的碳钢、低合金钢产品，以改善接头性能，降低焊接残余应力为主要目的而实施的焊后热处理。其他产品的焊后热处理亦可参照执行。

2、引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB9452-2003 热处理炉有效加热区测定方法

3、要求

3.1 人员及职责

3.1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格，取得上岗证，方可进行焊后热处理操作。

3.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制，热处理责任工程师审核。

3.1.3 热处理工应严格按焊后热处理工艺进行操作，并认真填写原始操作记录。

3.1.4 热处理责任工程师负责审查焊后热处理原始操作记录（含时间—温度自动记录曲线），核实是否符合焊后热处理工艺要求，确认后签字盖章。

3.2 设备

3.2.1 各种焊后热处理及装置应符合以下要求：

a）能满足焊后热处理工艺要求；

b）在焊后热处理过程中，对被加热件无有害的影响；

c）能保证被加热件加热部分均匀热透；

d）能够准确地测量和控制温度；

e）被加热件经焊后热处理之后，其变形能满足设计及使用要求。

3.2.2 焊后热处理设备可以是以下几种之一：

a）电加热炉；

b）罩式煤气炉；

c）红外线高温陶瓷电加热器；

d）能满足焊后热处理工艺要求的其他加热装置

3.3 焊后热处理方法

3.3.1 炉内热处理

a) 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其热处理炉应满足GB9452的有关规定。在积累了炉温与被加热件的对应关系值的情况下，炉内热处理时，一般允许利用炉温推算被加热件的温度，但对特殊或重要的焊接产品，温度测量应以安置在被加热件上的热电偶为准。

b) 被加热件应整齐地安置于炉内的有效加热区内，并保证炉内热量均匀、流通。在火焰炉内热处理时应避免火焰直接喷射到工件上。c) 为了防止拘束应力及变形的产生，应合理安置被加热件的支座，

对大型薄壁件和结构、几何尺寸变化悬殊者应附加必要的支撑等工装以增加刚性和平衡稳定性。

3.3.2 分段热处理

焊后热处理允许在炉内分段进行。被加热件分段进行热处理时，其重复加热长度不小于1500mm。被加热件的炉外部分，应采取合适的保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。

3.3.3 整体炉外热处理

进行整体炉外热处理时，在满足3.2.1的基础上，还应注意：

a）考虑气候变化，以及停电等因素对热处理带来的不利影响及应急措施；

b）应采取必要的措施，保证被加热件温度的均匀稳定，避免被加热件、支撑结构、底座等因热胀冷缩而产生拘束应力及变形

3.3.4 局部热处理

B、C、D类焊接接头，球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理方法。局部热处理时，焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δs的2倍（δs为焊接接头处钢材厚度）；接管与壳体相焊时加热宽度不得小于钢材厚度δs的6倍。靠近加热区的部位应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。

3.4 焊后热处理工艺参数

3.4.1 被加热件入炉或出炉时的温度不得超过400℃，但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件，其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300℃。

3.4.2 焊件升温至400℃后，加热区升温速度不得超过（5000/δs）℃/h，且不得超过200℃/h，最小可为50℃/h。

3.4.3 升温时，加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120℃。

3.4.4 保温时，加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。

3.4.5 升温保温期间，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。

3.4.6 炉温高于400℃时，加热区降温速度不得超过(6500/δs)℃/h，且不得超过260℃/h，最小可为50℃/h。

3.4.7 焊件按3.4.1的出炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却。

3.4.8 常用钢号推荐的焊后热处理保温温度和保温时间

钢号需焊后热处理的厚度δs，mm 焊后热处理温度℃焊后热处理保温时间，h

焊前不预热焊前预热100℃

Q235-A.F、Q235-A、

10、20、20R、25 >32 >38 600〜640 1）当厚度

δs≤50mm时，

为（δs/25）h，但最短时间不低于1/4h。

2）当厚度

δs>50mm时，

为[2+1/4×（δs-50）/25]ｈ

09MnD ———— 580〜620

16Mn、16MnR

16MnD、16MnDR >30 >34 600〜640

12CrMo ——任意厚度 640〜680 1）当厚度δs≤125mm时，为（δs/25）h，但最短时间不低于1/4h。

2）当厚度δs>125mm时，为[5＋0.25×（δs－125）÷25]ｈ

15CrMo、15CrMoR ——任意厚度 640〜680

1Cr5Mo ——任意厚度 720〜760

注：

1、对于钢材厚度不同的焊接接头，厚度δs按较薄件者。

2、对于异种钢材相焊的焊接接头，按热处理严者确定。

3、对于调质钢进行焊后热处理时，保温温度一般应低于钢材回火的温度。但对保温温度高于回火温度，钢材的性能仍能满足产品使用要求的焊后热处理可不受限制。

4、热处理厚度δs系指：

ａ）壳体与封头对接时较薄件的厚度；

ｂ）与法兰、管板或其他类似结构焊接的壳体厚度；

ｃ）与接管焊接的壳体或封头厚度；

ｄ）非受压件与受压件相焊时连接处焊缝的厚度；

ｅ）修补焊缝的深度。

5 、保温时间可以累计加算。

3.5 焊后热处理对试板的要求

有热处理要求的容器，试板应随容器一起进行焊后热处理。

3.6 焊后热处理记录保管期的要求

焊后热处理时间与温度曲线记录保存期限不得少于7年。