热处理工艺.docx
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热处理工艺
普通低碳钢、中、低合金钢管道
通用热处理工艺标准
编制:
审核:
审批:
技术开发部
2001年7月3日
热处理工艺标准
一、概况
在石油化工剧毒、可燃介质管道工程的施工过程中，经常需要进行管道焊接接头的热处理，以及钢管热弯或冷弯后的热处理，为确保在施工过程中能顺利进行热处理工作，特编制了木工艺标准，要求施工人员参照执行。
二、引用标准
SH3501-1997《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
SH3526-（93）《石油化工异种钢焊接规程》
GB50251-94《输气管道工程设计规范》
GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》
SHJ517-91《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》
三、技术要点
1•焊接接头的热处理
焊接接头的热处理指的是加热温度达相变线临界点以下约625±25°C左右，保温一定时间，再缓慢冷却的热处理操作过程。
钢结构焊接件消除内应力的退火，与此同属低温退火。
管道焊接接头的热处理，应在焊后及时进行。
常用钢材焊接接头的热处理温度宜按下表进行。
常用钢材焊接接头的热处理温度表
表1
钢种或钢号
壁厚（mm）
热处理温度（°C）
10#20#
$30
600〜650
16Mn
219
600〜650
12CrMo
219
650〜700
15CrMo.l2Cr2Mo
213
700〜750
12CrMov
213
700〜750
lCr5Mo
任意
750〜780
2.25Ni.3.5Ni
219
600〜630
1.1有应力腐蚀的管道焊接接头，应按设计要求进行焊后消除应力的热处理；
1.2非合金钢管道焊接接头，壁厚为19〜20mm时，焊后应保温缓冷。
对壁厚超过32mm以上碳钢，其焊缝应消除应力（规定的厚度值是参照美国国家标准ANSIB31.8确定的）。
1.3当焊接接头所连接的两端材质相同而厚度不同时，应力消除应以相接两部分中的较厚者确定；
1.4材质不同的焊件之间的焊缝，当其中一种材料要求消除应力时，应进行应力消除。
1.5焊件和热处理应受热均匀，并在施焊和消除应力过程中保持规定的温度，加热带以外的部分应予保温；
1.6有热裂纹倾向的焊缝，在热处理过程中可能出现裂纹等缺陷，为此，焊缝表面的无损检验应在热处理后进行。
（GB50235-97）
1.7易产生延迟裂纹的焊接接头，焊接时要严格保持层间温度，焊后应立即均匀加热至300-350摄氏度，保温缓冷，并及时进行热处理。
1.8低合金钢焊缝热处理后的硬度值
硬度值的确定，一般不超过母材标准布氏硬度值HB加100,
且不得超过下列规定：
a合金总含量小于3%,HB270
b合金含量3%~~10%,HB300
C合金焊量大于10%,HB<350;
1.9热处理自动记录曲线异常，且被查部件的硬度值超过硬度范围时，应按班次作加倍复检，并查明原因，对热处理不合格的焊接接头，重新进行热处理。
1.10无损检测和硬度测定完成后，应填写相应的检测报告及检测纪录；
1.11管道的焊逢应有管道焊接工作记录和焊工布置、射线检测布片图。
其内容应包括焊缝位置、焊缝编号、焊工代号、无损检测方法、焊缝返修位置、热处理的记录等；在交工文件中，必须附上焊接接头的热处理自动记录曲线及硬度值检测记录。
1.12经焊后热处理合格的部位，不得再从事焊接工作，否则应重新进行热处理；
1.13异种钢焊接接头的焊后热处理，应按《石油化工异种钢焊接规程》SH3526规定进行。
1.14焊后需要进行消除应力热处理的管段，可采用整体热处理的方法，但该管段上不应有带有焊接阀门。
1.15在需要进行焊后热处理的管道上，应避免直接焊接非受压件，如不能避免，若同时满足下列条件，焊后可不进行热处理。
&管道为非合金钢或低合金钢材料；
b.角焊缝的计算厚度不大于10mm；
c.按评定合格的焊接工艺施焊；
d.角焊缝进行100%表面无损检测。
2、热弯或冷弯后的处理（GB50235-97）
钢管热弯或冷弯后的热处理表2
管材类别
名义成份
管材牌号
热处理温度
加热速率
恒温时间
冷却温速率
碳素钢
C
10
600-650
当加热温度升至400摄氏度时加热速率不应大于205X25/T摄氏度/h
恒温时间应每25mm壁厚lh,且不得少于15分钟，在恒温期内最高温度最低温差应低于65摄氏度
恒温后的冷却速率不应超过260X25/1摄氏度/h且不得大于260摄氏度/h400摄氏度以下可自然冷却
中低合金钢
C-Mn
16Mn.l6Mnr
600-650
C-Mn-V
09Mnv
600-700
15Mnv
600-700
C-Mo
16M0
600-650
C-Cr-Mo
12crmo
600-650
15CMo
700-750
12Cr2Mo
700-760
5crlmo
700-760
9CrlMo
700-760
C-Cr-Mo-V
12CrMoV
700-760
C-Ni
2.25Ni
600-650
3.5Ni
600〜630
注1：
壁厚大于19mm的碳素钢制作弯管后应安表2规立进行热处理。
2：
表列中的合金钢管进行热弯时，对公称直径大于或等于100mm或壁厚大于或等于13mm.应按设计要求进行退火，正火加回火或回火处理。
按表进行热处理。
3：
奥氏体不锈钢制作的弯管，可不进行热处理。
3、热处理加热器具的选择
加热采用红外线加热器，选用规格如下表：
表3
序号
管
线规格
加热器形式
加热器规格
1
DN30以内
绳状加热器
1.8kW
36V
2
DN
50内
绳状加热器
3KW
60V
3
DN
100
指状加热器
3KW
65V
4
DN
150
指状加热器
5KW
110V
5
DN
250
指状加热器
11KW
220V
测温采用EUO--1000°C的表而形热电偶.
温控采用RWK—D,LWK—A,LWK—B,热处理温度控制器.
保温采用岩面和石棉布，外用石棉绳捆扎.
3.1加热范围
以焊缝中心加热速度为基准，每侧不小于焊缝宽度的3倍，且不小于25mm,加热区以外100mm范围应-了保温；
3.2加热器的安放与保温
根据管材规格，将绳形或指状加热器包裹在焊缝上,插入一根热电偶,焊接在工件上，用加工好的的岩棉被包上，再用石棉被包裹，最后用石棉绳绑扎，使用加热器时环允许将加热器重叠绑扎，重复部分可不保温，露在外面。
3.3热处理的温度（低碳钢、低合金钢）
热处理温度为625+25°C
3.4热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度
热处理的加热速度，恒温时间及冷却速度，应符合下列要求：
a、加热速度：
升温到300°C后加热速度应按5152/6th计算,且不大于220°C/h；
b、恒温时间：
非合金钢为每毫米壁厚2-2.5min:
合金钢为每
毫米壁厚3min,且总恒温时间均不得少于30min,在恒温期间内，最高与最低温度差应小于50°C。
c、冷却温度：
恒温后的冷却速度应按6500/6°C/h计算，且不应大于260°C/h.冷至300°C后可自然冷却。
（注：
6为管子壁厚）
升温：
3OO°C以下的温度速度不限；在300〜65O°C之间时，
升温速度为：
Rl=5152/6°Ch
且最大温度不超过22O°C/h,最小为55°C/ho（式中§为管
壁厚），在300~~650°C间的升温时间为T=650-300/Rl
恒温时间在600~~650°C之间进行；
恒温时间丁=（2.4—3）X8（分钟）（6为管材壁厚）
降温：
从650°C降到300°C,冷却速度
R2=6500/6（°C/h）
且最大R2<260°C/h,最小R2M55°C/h
3.5热处理曲线
按管道规格，根据升温，恒温和降温速度和时间，绘制出热处理曲线图，如图所示
3.6热处理检查标准
热处理后应进行硬度试验，检查热处理质量，不超过母材标准布氏硬度值应不大于HB加100o
3.7硬度试验位置
硬度试验在焊缝和热影响区及附近的母材上各测一点，不合格重新热处理；焊缝硬度试验位置，当管径在DN100以下时，在一个区进行试验，当管径为DN100~~~250在相隔的两个区进行试验。
3.8热处理完后，填写好管道焊缝热处理及硬度检查纪录。
3.9热处理人员
热处理工作由一名电工和一名管工进行。
为缩短工期，提高热处理设备的利用率。
采用两班倒，每班分两组进行，则需电工4人，管工4人，电工要有操作证，必须持证上岗。
4、热处理注意事项
4」热处理前，应根据施工图，分介质，管段，规格做出热处理工艺卡施工表，确定升温，恒温，降温时间，速度和温度、及使用加热器形式和规格；
4.2热处理前，操作人员应熟悉热处理曲线，加热器及温度控
制器的性能和使用方法，并用试件进行试验，保证热处理一次合格；
4.3热处理时,严格按升温曲线进行，并认真填写热处理纪录；
4.4与设备连接的管道法兰热处理，必须与设备接管法兰脱离，使设备不受影响；
5、安全注意事项：
5」施工前认真地进行安全交底；
5.2使用电器设备应设漏电保护器;送电前，先检查线路，电器设备，开关等，接线应正确，牢固可靠；
5.3安装与拆卸加热器时，必须先切断电源，待加热器冷却后，方可操作,防止烫伤；
5.4操作电器设备，应穿绝缘鞋，戴绝缘手套，严格按电器操作规程进行；
5.5高空作业时，脚手架搭设应符合要求，设有防护栏,操作时应挂好安全带.
序号
设备名称
型号
台数
1
温控器
RWK――D
3
LWK—-A
1
LWK—-B
1
2
DK--电容焊
偶仪
3
热电偶
EUO—1000.C
4
绳形加热器
1.8KW,3.6V
适用DN30以下
1.8KW60V
适用DN30~~80
5
指状加热器
3KW65V
适用DN150
3KW65V
适用DN100
11KW220V
适用DN250
6
补偿导线
7
岩棉被
8
石棉布
9
石棉绳
6、措施用具材料表
表4
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