现场操作易出现的问题和解决方法

1、现场操作易出现的问题和解决方法现场施工操作由于受诸多因素的影响，常会出现很多问 题而影响热处理质量，热处理问题比较普遍，具有共性的问 题有如下几个方面：1.热处理工艺合格，工程中仍出现热处理不合格的问题用同样的热处理工艺，在工程施工中经常出现焊缝硬度 忽高忽低的现象，表现为热处理回火不足或回火过度。这说 明在实际施工中，温度测量和温度控制方面的不均匀性，造 成加热过程中焊接接头温度不均匀，主要表现为焊接接头的 加热宽度和保温宽度、厚度不够，使得焊接接头的回火参数(P)不同。P=T( 20+Lg t) X 10-3其中T为热处理温度(K), t为恒温时间(h),显然，在相同同的恒温时间下，不同的

2、 焊接接头或同一个焊接接头不同部位温度不同，均造成回火 程度的差异。由于工程施工的特殊性，焊接热处理时的温度必然存在 差异，这样差异需要通过改变加热宽度和保温宽度、厚度或 增加控温分区的方法来解决。热处理工艺方面问题：(a) 既然焊接工艺评定中热处理合格，为什么工程中会出 现不合格？?用同样的热处理工艺， 在工程施工中，经常出现焊缝硬 度忽高忽低的现象。表现为(1)同一焊口的不同部位， 性能不均匀；(2)不同焊口性能一样。?这说明，在实际施工中，温度测量和温度控制方面的不 均匀性，造成加热中焊接接头温度不均匀。说明工程中热处理技术方面存在不确定性。(b) 影响焊缝硬度的因素?焊接材料-同种钢焊

3、接：一般选用与母材成分及性能相近的焊材-异种钢焊接：可以选择不同的匹配类型?焊接工艺-主要取决于预热条件、焊接热输入的大小，焊后 冷却速度，从而影响：(1)热影响区最高温度、 热影响区的宽度、热影响区的组织和性能；(2)焊缝的组织。主要是焊后冷却速度，以t8/5衡量?热处理工艺-主要取决于热处理的温度和恒温时间，以回火参数衡量：P=T (20+lg t)x 10-3(c) 用回火参数讨论P=T(20+lg t)x 10-3式中，P为回火参数;为热处理温度（K）;变摄氏度时+273 （ K）为恒温时间（h）goonoooQ4 3 2 1 启县、-R蜀來霍p=r(20+igO回火参数P及 t 8/

4、5对硬度的影响l_ t8/5=13s| t8/5=60s结论：P 17时，焊缝硬度降低明显，而且与焊后冷却速度关系不大试验温度占秦温 銅t 口类形:V形O250201516171819202122【叫火秦数P结论：对P92钢，当P 16.71时，随P直升高，粗晶区冲击功降低，说明该钢有回火脆性，在500600C加热要注意；当P直在16.7120.96时，在此区 间回火，不能获得稳定的冲击功；P值大于20.96后，冲击功快速增加。P92钢回火参数在21.2622.67间为宜，相当于（760 10）Cx 6 h的效果。热处理条件还直接影响焊缝冲击CVNJHoldi ng time焊后热处理（温度/

5、时间）对P91焊缝冲击韧性的影响2.关于焊后热处理工艺问题焊后热处理工艺主要涉及温度和时间，一般情况下，规 范给定的焊后热处理温度是一个范围，在工作中选择的工艺 温度要合理，否则会出现下面情况。温度偏高：一般造成焊缝硬度偏低， 焊缝冲击功提高， 室温强度和高温持久强度降低。特殊情况，也可以造成焊缝 硬度便高，如对马氏体耐热钢，当焊缝金属Mn+Ni含量较高时，热处理温度超过 AC，在热处理后冷却时出现新的马氏体，不仅焊缝硬度高，也造成焊缝冲击功不足。温度偏低：一般情况下造成焊缝硬度偏高，但对于热 处理强化型材料造成焊缝硬度不足，甚至低于母材。同时还 要考虑焊件上的温度差别，要使整个加热区的温度保

6、持在规 定的工艺温度范围内。热处理的保温时间，是以控制点达到设定温度开始计时 的，保温时间本身包括，均温时间和保持时间，如果加热宽 度或保温宽度、厚度不够，保温时间中的保持时间就没有了， 也就达不到热处理的效果。解决方法，一是通过试验，确定满足工艺要求的加热宽 度和保温宽度、厚度，二是采用正确的热处理工艺方法，合 理布置热电偶和选择热处理温度，并加强过程中的检查。 3 .热电偶的布置与安装是否规范合理热电偶的型号、安装位置、安装数量、牢固程度、精确 度等，直接关系到焊件加热的温度均匀性，关系到显示、记 录温度是否反映焊件的整体温度，直接关系到热处理质量。 正确选择控温热电偶，正确安装监控热电偶

7、是保证热处理质 量的关键。尤其对小径管排，控温热电偶的布置就极为重要。主要解决方法，首先检查补偿导线和热电偶型号是否相 对应，是否计量合格且在有效期内，热电偶从热端开始到冷 端至少150mm距离要用隔热布与加热器隔离，热处理焊缝的 最高和最低点需布置热电偶。对于新型耐热钢，最好采用点焊方法固定热电偶丝，如采用铁丝固定，必须保证热电偶热 端和焊缝接触牢固。例如：选用N分度号热电偶，当 N分度号热电偶的热电 势为31.036mv，其温度为879C,而K分度号热电偶，热电 势为31.036mv，其温度为765 C。由于N和K分度号热电偶 当反映的热电势相同时，反映出来的温度有很大差异，所以 使用的补

8、偿导线也应该一致，否则会造成实际温度的偏离。 如果N分度号热电偶连接K型补偿导线，当时间温度达到879C时，反馈给 K型补偿导线的热电势是 31.036mv (扣除 了室温20C),这时仪表反映的温度确只有765C。而时间温度已达到879C，严重超过了高温回火的 民1温度，这样会 造成管材的报废。4. 测温系统的计量检定当前，国内仅有热电偶、补偿导线及仪表的检定规程， 没有测量系统的检定规程，因此，对于测温系统的检定，只 能采用分立元件法，即对构成测稳系统的元件及仪表分别进 行检定。此种检定方法是脱离系统的，而且不能对测温系统进行 在线整体检定。分立元件检定法测量系统的温差= (j+22+A

9、32) 1/2其中： 1为热电偶极限误差；2为补偿导线极限误差; 3为仪表极限误差例如：采用K型热电偶，精度级，取温度点为 1000 C (750 C )，误差为土 7.5 C ( 5.625 C )；对于K型补偿导线， 精度为普通级。其误差为土 2.5 C ( 1.875 C);显示仪表精 度1.0级，在1000C下误差为土 10C ( 7.5 C )，则系统误 差& = 12.75 C (9.56 C)。解决方法：用过程校准仪对热电偶、显示仪表(记录仪) 进行过程校准，确定并标识元件误差，补偿线选用延长型， 在可能情况下对显示仪表(记录仪)进行校准调整，如果解 决了显示仪表(记录仪)和补偿

10、导线的误差，系统误差就只 有热电偶误差，也便于热处理工程中的控制。K型热电偶丝推荐使用温度范围：(补偿导线选择参考热电 偶)直径(mm)长期使用最高温度(C)短期使用最高温度(C)0.37008000.58009000.81.090010001.21.5100011002.02.5110012003.21200不同等级热电偶在规定温度范围内允差热电偶名称分度号等级测量温度范围(C)允差镍铬-镍硅(铝)KI-40 1100 1.5 C或土 0.4%t n-40 1300 2.5 C或土 0.75%t镍铬硅-镍硅NI-40 1100 1.5 C或土 0.4%tn-40 1300 2.5 C或土 0

11、.75%t镍铬-铜镍EI-40 800 1.5 C或土 0.4%tn-40 900 2.5 C或土 0.75%t铁-铜镍JI-40 750 1.5 C或土 0.4%tn-40 750 2.5 C或土 0.75%t注：允差取最大值；t为测量端温度热电偶示值检定点温度，按热电偶丝材及电极直径粗细决定分度号电极直径(mm)检定温度(C)K或N0.3400 600 7000.5 0.8 1.0400 600 8001.2 1.6 2.0 2.5400 600 80010003.2400 600 8001000 (1200)E0.3 0.5 0.8 1.01.2100 300 4001.2 1.6 2.

12、0(100)200 4006002.5 3.2(200)400 600700J0.30.5100 200 3000.8 1.0 1.2100 200 4001.6 2.0(100)200 4005002.53.2(100)200 400600一般用补偿导线检定 100 C点(普通级允差 2.5 C、精密 级允差1.5 C)；耐热用补偿导线检定100C、200C点。带补偿导线热电偶检定只限H级允差热电偶，检定选用延长线 补偿导线，参考端温度不超过100 C,热电偶长度不小于350mm热电偶加补偿导线总长度不小于750mm5. 柔性陶瓷电阻加热宽度问题在加热过程中，涉及均温宽度，加热宽度、加热器宽

13、度及保温宽度等，按火力发电厂焊接技术规程DL/T819-2010要求，加热宽度为按管径、壁厚的系数考虑；保温宽度大于 加热宽度不小于150mm或 2倍壁厚，均温宽度距相关文献规 定为焊缝每侧50mm距离。为保证新型耐热钢的内外壁温差， 规程规定的加热宽度不能满足内外壁温差要求，参考英国 BS5550标准规定加热宽度为 5 ( RX t) 1/2和美国标准加热宽度按局部热处理引起附加应力计算为B+4( RX t) 1/2 (式中B为均温区宽度；R为管子内径，t为管子壁厚)，推算出现场 保证内外壁温差的实际加热宽度，加热宽度和保温宽度按下式计算：4.5 ( RX t) 1/2+166mm和 9 (

14、 RX t) 1/2+t，以上公式 对$ 538X 94.5/P92钢进行热处理内外壁温差试验，试验结 果完全满足新型耐热钢的内外壁温差要求，通过试验也可以 找到按这种加热方法的内壁等效点位置在12点位置在1.69t处。6. 管子母材硬度偏低在施工中常发现个别钢种管子母材的硬度偏低，使得焊缝硬度值难以达到验收标准。例如：个别的12Cr1Mov钢管母材硬度仅为 130-140 HB。遇到这种情况，按合金元素含量规定的焊缝硬度指标可以达 到；按母材硬度规定的指标：不大于母材加100 HB则难于达到。但在母材钢管的验收条件中并没有规定硬度值合格的 范围要求，在这种情况下就不能同时满足两个指标的要求，

15、 应按规程规定的不超过上限值为质量合格指标。16.在实际工作中常出现哪些问题？如何解决？答：1)热电偶松动。按要求施工，作到施工过程中监督、检查。2) 用绳型加热器同时处理多个焊接接头时，各接头缠绕圈数不一样。控制方法是，在施工过程中监督、检查。3）加热器选择不合理，反映在宽度和功率上。解决的方 法是选用大小和计算功率合格的加热器。4）委托热处理工艺不合理。应根据甲方要求、焊接工艺 评定、规程和对照应用，并和委托单位协商解决。5）硬度检验不合格。应重新进行热处理。6）记录温度不稳定。应注意热电偶的冷端温度不稳定时， 必须使用补偿导线，必要时应采取补偿措施。热电偶与补偿 导线的型号、极性必须相匹

16、配。7）加热器烧断。根据各阶段不同，解决方法不同。在升温 阶段烧断，应立即更换加热器，升温按标准的升温速度从更 换后的温度开始。在恒温阶段烧断，应立即更换加热器，升 温按标准的升温速度从更换后的温度开始，但恒温时间累 计。如恒温时间超过恒温总时间的 80浓上，增加保温缓冷， 热处理后进行硬度检查。 在降温阶段烧断，应增加保温缓冷， 热处理后进行硬度检查。（如果在恒温80%以上处理完，硬度 检查不合格，重新热处理是可以把已完成的恒温时间累计， 根据回火参数理解，回火参数对温度和恒温时间都是累计计 算出来的）。总 结焊接热处理问题正日益严重制约新型耐热钢的焊接质 量，并威胁电厂的安全运行，从人员、装备、工艺、标准等 各方面提高热处理水平，将是提高热处理质量的关键。1. 在电站新型耐热钢焊接技术变革中，创新焊接热处理技 术和方法，大力研究和推广新的焊接热处理工艺和技术是焊 接热处理的必由之路。对热处理的温度波动要求，即采用精 确的温度测量和控制；弓I进新的加热技术，对原加热技术进 行改进。2. 重视焊接热处理工作，应从提高热处理技术人员、操作 人员水平开始，不仅重视理论对新型耐热钢热处理的指导作 用，还要重视热处理对焊接接头影响的广泛性和重要性。3. 加强热处理