改善我国压力容器行业焊后热处理现状设想20131029

1、改善我国压力容器行业焊后热处理现状的设想2013年11月11日合肥目 录1.国内压力容器焊后热处理发展状况2.承压设备焊后热处理特点3.压力容器焊后热处理的管理“漏洞”4.压力容器焊后热处理的技术“漏洞”5.焊后热处理相关标准缺失6.焊后热处理实践知识普及不足7.改善压力容器焊后热处理管理和技术现状的设想8.结语1.国内压力容器焊后热处理发展状况 截至2008年底，我国已有4380多家企业取得压力容器制造、安装许可证，成为世界范围内压力容器生产的大国，压力容器正朝着大型化、高参数、长周期方向发展，这无疑对焊后热处理提出更高、更严的要求。表1 国内近期完成压力容器焊后热处理实例名称钢号总重量（吨

2、） 外形尺寸（mm）焊后热处理方法煤制油反应器2Cr-1Mo-V2040高60000，壁厚340，外径4800分两段炉内整体焊后热处理，两段组装后环焊缝局部热处理二甲苯塔Q345R12001300高130000，壁厚60，外径7200现场采用内燃法分段热处理，环焊缝局部热处理丙烯塔Q345R500高78000，壁厚3648不等，外径6000现场采用内燃法，上、下两台燃烧器，一次完成整体热处理再生器Q345R600高60000，外径770014500变径现场采用内燃法，上、下两台燃烧器，一次完成整体热处理 压力容器焊后热处理涉及化工机械、热处理、焊接、金属材料、热工装置、仪表及自动化等多种专业类

3、别，从事焊后热处理的企业需要具备一定的能力和条件。 国内承接压力容器焊后热处理企业有两种情况: 1、具备工程建设承包资质的综合性建筑安装企业。其内部有焊后热处理职能机构； 2、不具备工程建设承包资质的专业热处理企业。大多从综合性建筑安装企业分包焊后热处理项目。2.承压设备焊后热处理特点2.1焊后热处理的整体性、一次性、终结性；2.2压力容器焊后热处理后的质量是由规范保证的，各种检测都具有局限性；2.3焊后热处理的实践性极强，关键工艺靠经验。3.压力容器焊后热处理的管理“漏洞”3.1压力容器焊后热处理没有建立市场准入制度3.2压力容器焊后热处理市场混乱，极不规范4.压力容器焊后热处理的技术“漏洞

4、”4.1焊后热处理的定义不准确4.2焊后热处理装置没有定型产品4.3没有对焊后热处理工艺进行验证4.4若干需要明确的问题4.4.1 焊后热处理厚度（PWHT） 应当指焊缝厚度，而不是母材厚度，压力容器之所以要求焊后热处理，是由于焊接的原因，焊缝厚度表达了焊接对焊接接头影响的深度与广度，当对接接头对接焊缝截面全焊透时，焊缝厚度（余高不计）与母材厚度相等；如果没有焊透，只能按已焊焊缝厚度来计。4.4.2 焊后热处理温度测量 正确的做法是要求测定焊件温度，有不少厂家是测定炉温用来表述焊后热处理温度，这是不对的，炉温总比焊件要高一些。4.4.3 测温点数量与分布 GB/T 500942010球形储罐施

5、工规范中规定，测温点应均匀的布置在球壳表面上，相邻两测温点的间距不宜大于4.5m，测温点数不应少于表2的规定。表2 GB/T50094规定的测温点数球罐公称容积m340065010002000300040005000测温点数个14222532404550表3 CF钢制球罐焊后热处理规程规定测温点数球罐公称容积m34006501000150020003000400050006000800010000测温点数 个142026354255667787106122图1 热电偶布置图4.4.4 热电偶与焊件的连接 在GB/T 50094中规定“测温用的热电偶可采用储能焊或螺柱固定于球壳外表面上”，如图2

6、所示。1开槽螺母；2点焊焊缝；3球壳板；4螺栓；5热电偶 NB/T 470152011压力容器焊接规程中规定“应将热电偶直接焊（如采用电容放电法）在焊件。焊接法将热电偶与焊连接是最可靠的方法，在ASME第八卷中也做出同样规定。图3 热电偶表面测温的焊接方法1导热垫；2固体表面；4.4.5 焊后热处理最低保温温度 根据国内研究，NB/T 47015及ASM 的规定焊后热处理推荐低温度是从消除残余应力出发的，而某些产品标准中的焊后热处理温度低于规定值是从保证性能或避免再热裂纹等出发的。如果既要消除残余应力又要求保证性能或避免再热裂纹，按NB/T 47015规定可以降低焊后热处理温度，但必须延长保温

7、时间。5 焊后热处理相关标准缺失5.1 没有焊后热处理工艺标准 在压力容器标准体系中，没有焊后热处理专用标准，只在相关标准中列有相关条款。这对于在社会化大生产中进行焊后热处理显然是不够的。5.2 没有适用的焊后热处理炉有效加热区测定标准 GB 94522003热处理炉有效加热区测定方法中有效加热区测定范围太小，不适用于压力容器。5.3 没有压力容器焊后热处理热工计算规范 压力容器焊后热处理按加热范围分为整体焊后热处理与局部焊后热处理，压力容器本体不可能是各部均匀的，壳体上还有法兰、人孔、接管及其补强板，以及凸缘、盖板、甚至还有内件、挡板，壳体外侧还可能有匝和各种不同结构形式的裙座，这就除了考虑

8、总体热工计算外，还得考虑各部分热工计算。6 焊后热处理实践知识普及不足 例如：焊后热处理保温时间是影响焊后热处理质量的重要参数。如何确定压力容器焊后热处理保温时间做法相差很大。 不论是炉外还是炉内焊后热处理，焊件上各测温点都不会同一时间进入或离开保温温度范围，各测温点的保温时间并不相同。正确的保温时间应为从所有的测量点温度都达到或超过最低保温温度时开始计算，当其中任一测量点的温度低于最低保温温度后结束。7 改善压力容器焊后热处理管理和技术现状的设想7.1 在工程建设行业中设立“焊后热处理项目”7.2 建立焊后热处理企业市场准入制度7.2.1 划分压力容器焊后热处理企业资质等级 a）I级(管道级

9、)：压力管道及管件的焊后热处理； b）II级(容器级)：容器(长度与外径之比5)、球罐的焊后热处理； c）III级(塔器级)：塔器、容器(长度与外径之比5)的焊后热处理；III A级：立置塔器级焊后热处理；III B级：卧置塔器级焊后热处理。7.2.2 进行压力容器焊后热处理企业等级管理a）具备高级别焊后热处理企业，可以承担低级别的焊后热处理，反之不可；具备III B级的焊后热处理企业，可以承担III A级的焊后热处理，反之不可；b）需要定级的焊后热处理企业，从中任意抽取两台压力容器（I级需提供100个管接头或管件2套）焊后热处理资料，审查定级；c）需要升级的焊后热处理企业，评审小组对一台见证

10、件进行现场审定。d）由于焊后热处理不当造成压力容器重大质量事故（报废或降级使用）的企业，应停止其相应等级的焊后热处理，经评审小组确认，一年后才可恢复原等级。7.2.3 压力容器焊后热处理企业基本条件a）持有含焊后热处理项目的营业执照与法人资质；b）焊后热处理处理责任人应经考核，持证上岗，焊后热处理操作人员需持有培训证书；c）建立了焊后热处理质量保证体系，编制了质量保证体系文件；d）制订有本企业的压力容器焊后热处理工艺规程和操作程序；e）焊后热处理用热源及相应设备、装置应符合规定的技术条件；f）采用自动化方式控制热处理过程、温度及升（降）温速度可以调控；g）采用数字化仪表进行连续自动测温与记录；

11、h）测温与记录装置上应设有监督管理措施。7.2.4下列范围的压力容器焊后热处理方案应报业主组织专家审查，并在现场监督全过程。a）公称容积5000m3的球罐；b）公称容积500m3的容器级设备；c）外径5m的塔器级设备。7.3建立健全焊后热处理安全技术规范和标准7.3.1在安全技术规范中充实焊后热处理的管理规定，补充对焊后热处理责任工程师的技术要求，完善质保体系内容，加强焊后热处理监督管理。7.3.2制订下列标准，完善压力容器标准体系。a）压力容器焊后热处理规程；b）压力容器焊后热处理工艺导则；c）压力容器焊后热处理装置用技术条件7.3.3建立压力容器焊后热处理用装置的定型、鉴定和认可制度，确保用于压力容器焊后热处理的可靠性。7.4开展压力容器焊后热处理研究，提升我国焊后热处理水平7.4.1进行压力容器焊后热处理的热工计算研究。确定下列热工计算规则：a）压力容器的炉内、炉外整体焊后热处理热工计算；b）压力容器局部焊后热处理热工计算；c）局部焊后热处理时均温区、加热区和隔热区的确定方法。7.4.2建立压力容器焊后热处理工艺验证平台，确定焊后热处理工艺评定方法7.4.3焊后热处理应力测定方法研究7.4.4压力容器焊后热处理新工艺、新装置研究7.5广泛宣传压力容器焊后热处理基本知识，引起压力容器全行业重视。主要内容：a）压