SA335-P92钢焊后热处理方法及工艺研究

1、SA335-P92钢焊后热处理方法及工艺研究 林志华朱顺聚顾文彬 （上海电力建设有限责任公司，上海市高邮路68号，200231） 摘要：本文对大口径厚壁管道焊后热处理工艺进行了较为深入的研究。研究中对比了电阻加热设备与电感应加热设备在对大口径厚壁管热处理时造成内外壁温差的试验，试验数据表明目前电站广泛使用的电阻加热设备热处理时会造成局部内外壁温差过大的现象，这对热处理温度特别敏感的P92钢十分不利，而采用先进的电感应加热设备内外壁温差 主加热区采用Proheat35型电感应加热设备加热宽度400mm12匝 热坝区采用电阻加热块加热宽度每侧85mm5kw （2）热坝区的布置及温度的设置 a.热坝

2、区位置的布置： 热坝区位置布置在主加热区旁距焊缝边缘200250mm左右处，与主加热区的外侧线圈留出一定的距离，以避免加热块加热时损坏线圈的绝缘层。 b.热坝区温度的设置： 热坝区温度设置在670至680范围内效果明显。热坝区可以与主加热区同步进行加热，也可以迟后于主加热区，或当主加热区温度升至740时，再启动热坝区加热，这三种情况均可以。当主加热区温度升至765时，热坝区可以在2小时后切断电源，以后由Proheat35型电感应加热设备继续工作。 （3）主加热区Proheat35型电感应加热设备使用情况 主加热区的加热宽度为400mm，共绕12匝，升温速度150/h，温度升至740至765时主

3、要参数如下： 温度主要参数 温度 电流（A）电压（V）功率（kw）频率（kHz） 740 298 700 22.7 11.5 755 299 700 22.3 11.5 765 300 700 20.3 11.6 在42085mmP92钢焊接接头焊后热处理时，温度从740升至755，再到765时，整个升温过程十分平稳，特别是进入敏感温度区域没有出现升温速度减慢的现象，整个焊接接头设置的三个测温点均按设定温度达到765。在切断热坝区电源后，电感应加热设备按设定的765保温8小时的程序正常工作。保温期间加热设备显示仪上显示的电流、电压、功率和频率自动匹配，并始终使工件的温度稳定在设定的765范围内

4、，见图15。 图15现场采用35型电感应设备附热坝对46085mmP92钢管热处理 经该工艺热处理后，42085mmP92钢焊接接头的硬度检验值： 焊缝区HB231HB230HB221平均值HB227 母材一侧HB197HB199HB210平均值HB202 母材另一侧HB190HB198HB196平均值HB195 （4）54692mmP92钢的焊后热处理 采用类似工艺在主蒸汽管规格为54692mm（实测壁厚为100mm）的焊口焊后热处理时，主加热区的加热温度为760，恒温8小时，此时电感应加热设备的功率为22kw。见图16和图17 经该工艺热处理后，54692mmP92钢焊接接头的硬度检验值（

5、2G）： 焊缝区HB239HB227HB224平均值HB230 母材一侧HB201HB196HB205平均值HB201 母材另一侧HB208HB202HB210平均值HB207 经该工艺热处理后，54692mmP92钢焊接接头的硬度检验值（5G）： 焊缝区ED后，业主对此十分重视，还要求我们施工单位在再热热段P92钢管74740mm管系上也使用该设备进行焊后热处理。 25结论 （1）P92钢大口径厚壁管道焊后热处理采用Proheat35型电感应加热设备并附以热坝区可有效地解决P92钢热处理敏感温度区域导致升温速度减慢的问题，使主加热区在加热宽度比较窄的情况下，可充分发挥Proheat35型电感

6、应加热的作用，使大口径厚壁管内外壁温差严格控制在20的范围，从而确保P92钢焊接接头的质量，特别是焊缝根部韧性指标。 （2）这种热处理工艺对复杂结构的大口径厚壁管件如大容量机组的三通构件和特殊钢材对热处梨6.jpgwidth=283 图1654692mmP92钢2G焊口图1754692mmP92钢5G焊口 23P92钢大口径厚壁管采用Proheat35型电感应加热设备附热坝区热处理工艺的优点 （1）在主加热区采用Proheat35型设备的周围筑起一道热坝（HeatDam）可以使大厚壁工件在加热过程中减缓热量沿管道轴向和径向方向上的散热速度，减小管内空气流动时的热量损耗。这种热处理工艺对P92钢

7、热处理敏感温度的作用特别有效，可避免P92钢加热温度到达敏感温度区域时使升温速度减慢的现象，从而确保主加热区的热量更加集中。 （2）可减小整个焊接接头加热区宽度的范围，在此宽度范围内充分发挥Proheat35型电感应加热使厚壁管内外壁温差20的优势，确保焊接接头的热处理质量。 （3）可以取消以往大口径厚壁管热处理时在管道内安装隔离小室所使用的封堵器具，使操作便捷，工艺简化。 24Proheat35型电感应加热设备在其他管线上的应用 除P92钢外其他钢种热处理时，使用Proheat35型电感应加热设备不需要设热坝区，如Proheat35型设备在本工程中应用于72690mm的碳钢下降管、61065

8、mmWB36主给水管道的焊口就是很好的例子。Proheat35型电感应加热设备在施工现场受到热处理工们的青睐，因为它热处理效果好，操作简便无污染。该设备成功应用于42085mmP92钢主蒸汽管焊后热处理后，业主对此十分重视，还要求我们施工单位在再热热段P92钢管74740mm管系上也使用该设备进行焊后热处理。 25结论 （1）P92钢大口径厚壁管道焊后热处理采用Proheat35型电感应加热设备并附以热坝区可有效地解决P92钢热处理敏感温度区域导致升温速度减慢的问题，使主加热区在加热宽度比较窄的情况下，可充分发挥Proheat35型电感应加热的作用，使大口径厚壁管内外壁温差严格控制在20的范围，从而确保P92钢焊接接头的质量，特别是焊缝根部韧性指标。 （2）这种热处理工艺对复杂结构的大口径厚壁管件如大容量机组的三通构件和特殊钢材对热处理温度具有敏感性的材料的现场热处理开创了一条新的热处理途径。同时可取消以往对大口径厚壁管热处理时