鋼制壓力容器焊后熱處理保溫時間上限控制

葉良忠(溫州市特種設備檢測研究院,浙江 溫州 325028)

1.前言

焊后熱處理，廣義地說，就是工件焊完之后對焊接區域或焊接構件進行的熱處理，其內容包括:消除應力退火、完全退火、固溶熱處理、正火、正火加回火、淬火加回火、回火等。狹義地說，僅指消除應力退火，即為消除焊接殘余應力，改善焊接接頭的組織和性能，將焊件均勻加熱到金屬的相變點以下足夠高的溫度，并保持一定時間，然后均勻冷卻的過程。本文所說焊后熱處理就是指焊后消除應力退火。

2.問題的提出

一臺臥式液氨儲罐（以下簡稱本容器），其詳細參數見表1產品技術條件，設計圖樣要求進行焊后整體消應力熱處理。在制造監督檢驗審核熱處理見證資料時發現，制造單位編制的熱處理工藝為620±20℃溫度保溫90min，實際熱處理溫度自動記錄曲線顯示為628℃保溫150min。

壓力容器焊后熱處理中保溫溫度無疑是最重要的參數，達不到規定最低的保溫溫度就得不到預期的熱處理效果即消除焊接殘余應力的目的，在規定最低保溫溫度的同時還有保溫溫度下的保溫時間要求，NB/T 47015－2011《壓力容器焊接規程》標準對壓力容器焊后熱處理最短保溫時間作出了規定。與此同時NB/T 47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》標準中6.1.4.2規定:“除氣焊、螺柱電弧焊、摩擦焊外，當規定進行沖擊試驗時，焊后熱處理的溫度和時間范圍改變后要重新評定焊接工藝。

表1 產品技術條件

本案例容器的實際熱處理保溫時間延長到150min，按《承壓設備焊接工藝評定》規定要求引用的焊接工藝評定的熱處理保溫時間最短要達到120min，現容器制造實際引用的焊接工藝評定的熱處理保溫時間為100min，致使焊接（焊接方法有GTAW和SMAW）引用的焊接工藝評定的熱處理保溫時間未能覆蓋本容器，不能滿足《承壓設備焊接工藝評定》標準中焊后熱處理的評定規則要求。

3.原因分析

國家壓力容器法規和標準體系中，如NB/T 47015－2011《壓力容器焊接規程》標準雖然對壓力容器焊后熱處理最短保溫時間作出了規定，但沒有上限的限制，同時在制造單位熱處理工藝中也沒有對保溫時間上限做出規定。焊后熱處理需要在規定的熱處理保溫溫度下有一定的保溫時間，但處于保溫溫度下的保溫時間不宜過長。本案例中分包的熱處理單位在對本容器進行熱處理時，與其它設備一起熱處理并擅自延長保溫時間至150min。

4.采取的措施

按實際的熱處理保溫時間150min，并且考慮以后生產應用，要求補做一塊焊接工藝評定試板，熱處理保溫溫度620±20℃，保溫時間180min，重新進行焊接工藝評定并評定合格，以滿足《承壓設備焊接工藝評定》的6.1.4.2焊后熱處理的評定規則中保溫時間要求。

5.總結與建議

5.1 熱處理工藝中相應保溫溫度下的保溫時間應為一個范圍，而不只是規定最短保溫時間，應有保溫時間的上限，保證在不降低母材及焊接區使用上必備的性能并盡量縮短制造時間提高效率。在現有國家規范和標準中沒有規定保溫時間上限的情況下，保溫時間上限應按滿足焊接工藝評定中“低于下轉變溫度進行焊后熱處理時試件保溫時間不得少于焊件在制造過程中累計保溫時間的80%”的要求進行控制，即企業已經評定合格的焊接工藝中保溫時間的1.25倍作為焊件熱處理保溫時間的上限。以本文所引用焊接工藝評定的熱處理保溫時間100min為例，容器的實際熱處理保溫時間上限應為125min。

5.2 壓力容器熱處理時應該嚴格遵守熱處理工藝紀律，不得隨意延長保溫時間，如實際情況需要延長熱處理保溫時間，應經過熱處理系統責任人和焊接系統責任人共同審核。

5.3 考慮以后實際應用，在進行有熱處理要求的焊接工藝評定時，預焊接工藝規程中保溫時間盡可能長。

5.4 壓力容器制造監督檢驗人員應不定期到熱處理現場檢查熱處理參數是否符合熱處理工藝要求。

[1]國家標準化管理委員會.GB/T 3375-1994焊接術語[S].中國標準出版社.

[2]陳泰煒.壓力容器焊后熱處理技術[M].北京:中國石化出版社,2002年4月.