火力發電廠焊接接頭熱處理探討

（中國電建集團四川工程有限公司，四川 成都 610051）

1 火力發電廠焊接接頭熱處理的現狀

在火力發電廠的基建工程項目中，焊接接頭熱處理的工作量比較大，主要包括對受熱面的小管管道、機爐外管以及承重部件進行焊接。對運行機組進行檢修的過程中，其主要的焊接工作包括受熱面更換新管時的焊接、更換機爐外管的焊接以及對焊接接頭過程中存在的缺陷進行補焊等工作。在以上焊接接頭的焊接工作中，需要進行焊接熱處理工作，焊接熱處理的質量直接會影響焊接接頭的質量。在當前火力發電廠焊接接頭熱處理工作中，因為人為操作的因素可能會導致焊接接頭熱處理工作存在一些問題，導致最終的焊接接頭質量不符合相關要求。

2 熱處理存在的幾個問題及處理方法

2.1 熱電偶沒有及時檢定

為了保證熱電偶測溫的準確性，需要考慮到熱電偶的材料。因為影響熱電偶測溫準確性的主要因素包括熱電偶的材料材質以及焊接的接觸方式、冷端補償等因素。在測量之前必須對熱電偶補償導線加熱控溫設備等進行準確的檢驗與標定，確保這些設備的工作狀態處于正常情況，同時要利用高精度電子電位差計、溫度檢定儀表，保證誤差標定工作的質量。在對溫度進行設定時，必須扣除相應的數字。除此之外，在對熱電偶應用的過程中，可能會出現熱電勢漂移情況，因此，需要制定嚴格的熱電偶絲檢定制度，一般情況下，每半年或者每累計使用200 h后要重新進行檢定。在對重要的部件進行焊后熱處理時，可以使用已經使用200 h以上并且重新檢定后的熱電偶，這樣能夠保證熱處理的工作質量。

2.2 熱處理溫度選擇不合適

在火力發電廠焊接接頭進行熱處理的過程中，選擇合適的熱處理溫度是保證焊接接頭熱處理質量的關鍵。在對熱處理溫度進行選擇的過程中，主要參考的依據是材料的性質，不同的材料對熱處理的溫度有不同的要求。第一，在預熱過程中，如果是對普通的低合金鋼和碳鋼材料進行熱處理，預熱溫度可以根據壁厚進行合理選擇，如果管件壁比較厚，可以適當提高熱處理的溫度，這樣能夠減少在焊接過程中的裂紋問題。而對馬氏體鋼材料來說，為了保證不會出現焊接裂紋，要盡可能采用比較低的預熱溫度，這樣才能夠保證在焊接過程中對組織完成轉變。如果在對馬氏體鋼材料進行處理的過程中，預熱溫度比較高，在馬氏體鋼材料的轉變溫度以上，則會導致最終熱處理的組織和性能不符合相關要求。除此之外，還要對層間溫度進行嚴格控制。第二，在后熱的過程中，溫度越高，擴散率越高。一般情況下，后熱過程中的熱處理溫度要在300 ℃以上，如果可以立即進行焊后的最終熱處理，可以省去后熱處理這一環節。第三，焊后最終熱處理。焊后最終熱處理環節是確保焊接接頭熱處理質量的關鍵環節。對其最高溫度進行確定時，必須根據材料的具體情況確定，最高溫度一般不能在焊接材料兩側母材Ac1溫度的最低值以上，一般要將其控制在Ac1溫度以下20～30 ℃之間。同時不能超過熱處理材料的供貨狀態的最終熱處理溫度。最后，在對焊后熱處理的最高溫度進行確定的過程中，要充分考慮到材料本身的敏感溫度，例如材料的脆性敏感溫度、裂紋敏感溫度等。

2.3 焊后熱處理時間不能滿足要求

對火力發電廠焊接接頭的熱處理質量進行檢測時，必須對焊接工藝進行評定，一般情況下，焊接的厚度在40 mm以上時，厚度可以不限定，在這種情況下會導致一些電建公司不對大厚度焊接工藝進行評定，這可能會影響焊接熱處理的時間，無法達到相關的要求。在超臨界機組中，厚壁在70 mm以上的管道在焊接過程中，焊后的熱處理保溫時間必須在7～8 h以上。但是利用40 mm厚度的工藝參數對其進行評定并不合格。因此，如果焊件厚度在70 mm以上時，需要根據工藝的具體情況進行評定，這樣才能夠確定最高焊接熱處理溫度的保溫時間，確保熱處理的質量。

2.4 特殊焊接接頭的熱處理效果達不到要求

在對管道以及閥門對接接頭進行焊接熱處理的過程中，在焊縫的兩側可能會產生不對稱的熱傳導情況，這樣會導致法蘭或者閥門部件吸收大量熱量產生“冷阱效應”。而在不同壁厚的部件上，采取獨立的控溫加熱區是控制冷阱效應的重要方法。這種情況方法不能完全解決冷阱效應，可以偏移加熱區，使加熱區朝著壁厚的部件進行移動，但是在對管道閥門以及法蘭焊接接頭進行熱處理時，必須利用加熱監控熱電偶確保比較薄的部件不能過熱，同時保證壁厚的部件能夠達到預定的溫度。可以減小薄壁部件的保溫層，這樣能夠保證均溫區落在預定的溫度范圍內。

2.5 熱處理過程中異常情況的處理不夠妥當

在熱處理過程中可能會出現一些異常情況，對熱處理的質量產生一定影響。例如突然停電、設備或加熱器出現故障、測溫元件或裝置出現故障、加熱器的功率達不到規定要求等情況，都會對熱處理的最終質量產生巨大影響。而在熱處理過程中，針對這些異常情況采取合適的處理方法，能夠確保熱處理工作的效率，盡可能降低異常情況對熱處理過程的不利影響。根據不同的異常情況采取的處理方法包括以下方面：第一，如果出現電源中斷的情況，可以加強保溫，充分利用補助熱源直接向接頭處進行熱量補充，同時要對供電以及故障點進行處理，盡快恢復電源。第二，加熱器出現故障。要根據不同的故障類型對加熱器進行合理處理。出現故障時，如果是處于升溫階段，要加強保溫措施，控制其冷卻速度，當其緩冷到300 ℃以下時，可以對故障點進行處理，或者更換加熱器，然后再進行熱處理工作。如果故障時正處于恒溫狀態，就要根據恒溫的時間情況結合工藝數據，對是否需要重新熱處理進行判斷。如果故障時正在降溫，則需要采取保溫措施加強保溫，同時要控制冷卻速度，等到冷卻溫度達到室溫時，要對接頭的硬度值進行檢測，判斷其是否需要重新進行熱處理。第三，測溫系統失靈。如果測溫系統失靈時，沒有出現溫度反饋，可能會導致溫度失控，釀成安全事故。在這個過程中要及時停止加熱，對故障進行處理，如果有備用的測溫點，可以更換測溫點，然后繼續工作。第四，功率太小，不能達到最高溫度。造成這一問題的主要原因是對工件的散熱情況估計不足，選擇的加熱功率比較小，導致產生的熱量不能滿足最高溫度熱處理過程中散熱需求。在這種情況下，會導致溫度達不到焊接熱處理的要求。因此，要根據具體的溫度值適當延長時間，確保熱處理的效率和質量。

3 結語

在當前的火力發電廠中，對承壓管道焊接接頭進行熱處理的過程中所使用的焊接以及熱處理設備儀器越來越先進，但是在焊接接頭熱處理的過程中，人為操作因素還是會對焊接的質量產生極大影響，因此，必須采取有效措施提高焊接人員的專業能力，防止出現二次返修問題，確保焊接接頭熱處理的效率以及質量。除此之外，要根據熱處理中存在的問題，采取合適的處理方法，提高熱處理的工作效率以及工作質量，這樣才能夠保證火力發電廠承壓管道焊接接頭的最終處理質量。