一種用于輔助鋼管焊口熱處理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬焊接的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于輔助鋼管焊口熱處理的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國產(chǎn)A335.P91鋼管相當(dāng)于國內(nèi)9Cr-lMo馬氏體耐熱鋼，為大口徑、厚壁（:φ 508X32. 54mm)的鋼管，主要應(yīng)用于火電及化工行業(yè)，用作高壓蒸汽管道或再熱熱段管道 等。A335.P91鋼管用作化工行業(yè)的高壓蒸汽管道時，要求該鋼管焊接完成經(jīng)熱處理后硬度 符合 ASME (美國機械工程師學(xué)會，American Society of Mechanical Engineers)規(guī)范要 求，布氏硬度（以下簡稱硬度）值小于等于241HB。焊接完成后的熱處理，主要是為了消除 焊接部位較大的應(yīng)力，改善焊縫金屬及其熱影響區(qū)的組織，使淬火馬氏體轉(zhuǎn)變成回火馬氏 體，降低接頭各區(qū)的硬度，提高韌性，變形能力和高溫持久強度。目前鋼管的熱處理過程是 在焊縫處包裹加熱器，在加熱器外面包裹保溫棉，熱處理溫度為760± KTC，恒溫時間為5 小時。在北方的冬季對A335. P91鋼管進(jìn)行焊口熱處理時，由于冬季氣溫低，溫度會低到零 下20°C，還經(jīng)常有較強的風(fēng)，對A335. P91鋼管的熱處理產(chǎn)生影響，導(dǎo)致A335. P91鋼管熱處 理完成后，焊縫的硬度值為300HB左右，無法達(dá)到ASME的規(guī)范要求；焊縫處硬度值較高，脆 性增加，殘余應(yīng)力增大，容易產(chǎn)生裂紋。在溫度很低的冬季對大口徑、厚壁的鋼管進(jìn)行熱處 理時，經(jīng)常會碰到上述的問題，焊縫的硬度值偏高，無法達(dá)到ASME的規(guī)范要求，無法保證焊 口的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決在冬季焊接大口徑、厚壁的鋼管，焊縫熱處理后硬度無法達(dá)到ASME的規(guī) 范要求的問題，本發(fā)明提出一種用于輔助鋼管焊口熱處理的方法，以使鋼管焊縫熱處理后 硬度達(dá)到ASME的規(guī)范要求，提高母材焊接的質(zhì)量。
[0004] 本發(fā)明用于輔助鋼管焊口熱處理的方法包括以下步驟：
[0005] (1)在焊縫處包裹加熱器；
[0006] (2)對于管段長的焊口：在鋼管上距離焊縫處包裹的加熱器550-700毫米的位置 包裹加熱器，并使用保溫材料將鋼管全部包裹；
[0007] (3)對于短管加彎頭的焊口 ：使用保溫材料將鋼管全部包裹；
[0008] (4)開始對鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理過程中將焊縫處的溫度控制為760± KTC，熱 處理的時間為5小時；在熱處理的過程中，對于管段長的焊口，與焊縫處包裹的加熱器距離 為550- 700毫米的位置的加熱器將該加熱器包裹的鋼管的溫度控制為200- 300°C，直到 熱處理結(jié)束。
[0009] 其中，所述步驟（2)和步驟（3)中，所述包裹鋼管的保溫材料的厚度為200-250毫 米。
[0010] 其中，所述步驟（4)還包括使用紅外線測溫儀對焊縫處的保溫材料進(jìn)行測溫，如 果最外層的保溫材料的溫度高于40°C，則再包裹一層保溫材料。
[0011] 其中，所述方法還包括步驟（5)，熱處理結(jié)束后，當(dāng)保溫材料的溫度降低至20°C以 下時，拆除保溫材料。
[0012] 其中，所述加熱器為電加熱片。
[0013] 其中，所述保溫材料為硅酸鋁保溫棉。
[0014] 發(fā)明人在實驗中發(fā)現(xiàn)，大口徑、厚壁的鋼管在熱處理過程中，不僅焊縫處溫度較 高，鋼管上距離焊縫處包裹的加熱器550-700毫米的位置的溫度也較高，溫度高達(dá)109°C， 說明焊縫處與距離焊縫處包裹的加熱器550- 700毫米的位置之間傳遞的熱量很大，鋼管 的散熱很快，而現(xiàn)有的方法中對于鋼管上距離焊縫550- 700毫米的位置無任何防護(hù)措施， 再加上冬季施工，氣溫會低到零下20°C，還有較強的風(fēng)，這些外界因素通過影響鋼管上距 離焊縫處包裹的加熱器550- 700毫米的位置的溫度進(jìn)而影響焊縫處的溫度，最終影響熱 處理后焊縫處的硬度值。本發(fā)明的方法在鋼管上距離焊縫處包裹的加熱器550- 700毫 米的位置也包裹加熱器，以對鋼管上距離焊縫處包裹的加熱器550- 700毫米的位置進(jìn) 行溫度補償，并將鋼管上距離焊縫處包裹的加熱器550- 700毫米的位置的溫度控制為 200-300°C，與現(xiàn)有的方法相比，減少了焊縫處與鋼管上距離焊縫處包裹的加熱器550-700 毫米的位置之間熱量的傳遞，也大大減少了氣溫等因素通過鋼管上距離焊縫處包裹的加熱 器550- 700毫米的位置對焊縫處的溫度產(chǎn)生的影響，減緩了鋼管的散熱速度，保證了熱處 理過程中鋼管的溫度，提高了熱處理的質(zhì)量，使用本發(fā)明的方法對鋼管進(jìn)行熱處理，焊縫處 的硬度值小于等于241HB，符合ASME的規(guī)范要求。本發(fā)明的方法還使用保溫材料對鋼管進(jìn) 行全部包裹，這樣進(jìn)一步減少了氣溫等因素對焊縫處溫度的影響。
【附圖說明】
[0015] 圖1為使用本發(fā)明的方法對管段長的鋼管進(jìn)行焊口熱處理的示意圖；
[0016] 圖2為使用本發(fā)明的方法對短管加彎頭的焊口熱處理的示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的方法。
[0018] 實施例一：
[0019] (1)在鋼管的焊縫處包裹電加熱片，在電加熱片外面包裹保溫棉；
[0020] ⑵如圖1所示，圖1中箭頭所指方向為左，對于管段長的焊口 ：在鋼管10上與焊 縫12處包裹的電加熱片11的距離為550毫米的位置包裹左電加熱片13和右電加熱片14， 左電加熱片13的右邊緣到電加熱片11的左邊緣的距離L為550毫米；右電加熱片14的左 邊緣到電加熱片11的右邊緣的距離L為550毫米；并使用硅酸鋁保溫棉將鋼管10全部包 裹，硅酸鋁保溫棉的厚度為200毫米；其中，左電加熱片13和右電加熱片14與鋼管10的直 徑大小配合，以能夠?qū)摴?0的一圈焊縫都包裹住；
[0021] (3)如圖2所示，對于短管15加彎頭16的焊口 ：在彎頭16上包裹加熱繩17,使用 硅酸鋁保溫棉將鋼管全部包裹，也就是將短管15和彎頭16全部包裹，硅酸鋁保溫棉的厚度 為200毫米；
[0022] (4)開始對鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理過程中焊縫處的溫度控制為760°C，熱處理的 時間為5小時；在熱處理的過程中，對于管段長的焊口，使用左電加熱片13將該電加熱片包 裹的鋼管10的溫度控制為200°C，使用右電加熱片14將該電加熱片包裹的鋼管10的溫度 控制為200°C，直到熱處理結(jié)束；這樣對鋼管10上與焊縫12處包裹的電加熱片11的距離 為550毫米的位置進(jìn)行溫度補償，減少了氣溫、大風(fēng)等環(huán)境因素通過與電加熱片11的距離 為550毫米的位置對焊縫12的溫度產(chǎn)生的影響，減緩鋼管10的散熱速度；
[0023] 在熱處理過程中，使用紅外線測溫儀對焊縫12處的硅酸鋁保溫棉進(jìn)行測溫，如果 最外層的硅酸鋁保溫棉的溫度高于40°C，則再包裹一層硅酸鋁保溫棉；
[0024] (5)熱處理結(jié)束后，焊縫處溫度降至300°C后，使鋼管10自然冷卻，當(dāng)硅酸鋁保溫 棉的溫度降低至20°C以下時，拆除硅酸鋁保溫棉。
[0025] 實施例二：
[0026] (1)在鋼管的焊縫處包裹電加熱片