火力發(fā)電廠焊接接頭熱處理探討

（中國電建集團(tuán)四川工程有限公司，四川 成都 610051）

1 火力發(fā)電廠焊接接頭熱處理的現(xiàn)狀

在火力發(fā)電廠的基建工程項(xiàng)目中，焊接接頭熱處理的工作量比較大，主要包括對(duì)受熱面的小管管道、機(jī)爐外管以及承重部件進(jìn)行焊接。對(duì)運(yùn)行機(jī)組進(jìn)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(shí)的焊接、更換機(jī)爐外管的焊接以及對(duì)焊接接頭過程中存在的缺陷進(jìn)行補(bǔ)焊等工作。在以上焊接接頭的焊接工作中，需要進(jìn)行焊接熱處理工作，焊接熱處理的質(zhì)量直接會(huì)影響焊接接頭的質(zhì)量。在當(dāng)前火力發(fā)電廠焊接接頭熱處理工作中，因?yàn)槿藶椴僮鞯囊蛩乜赡軙?huì)導(dǎo)致焊接接頭熱處理工作存在一些問題，導(dǎo)致最終的焊接接頭質(zhì)量不符合相關(guān)要求。

2 熱處理存在的幾個(gè)問題及處理方法

2.1 熱電偶沒有及時(shí)檢定

為了保證熱電偶測溫的準(zhǔn)確性，需要考慮到熱電偶的材料。因?yàn)橛绊憻犭娕紲y溫準(zhǔn)確性的主要因素包括熱電偶的材料材質(zhì)以及焊接的接觸方式、冷端補(bǔ)償?shù)纫蛩?。在測量之前必須對(duì)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線加熱控溫設(shè)備等進(jìn)行準(zhǔn)確的檢驗(yàn)與標(biāo)定，確保這些設(shè)備的工作狀態(tài)處于正常情況，同時(shí)要利用高精度電子電位差計(jì)、溫度檢定儀表，保證誤差標(biāo)定工作的質(zhì)量。在對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定時(shí)，必須扣除相應(yīng)的數(shù)字。除此之外，在對(duì)熱電偶應(yīng)用的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)熱電勢漂移情況，因此，需要制定嚴(yán)格的熱電偶絲檢定制度，一般情況下，每半年或者每累計(jì)使用200 h后要重新進(jìn)行檢定。在對(duì)重要的部件進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，可以使用已經(jīng)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(zhì)量。

2.2 熱處理溫度選擇不合適

在火力發(fā)電廠焊接接頭進(jìn)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(zhì)量的關(guān)鍵。在對(duì)熱處理溫度進(jìn)行選擇的過程中，主要參考的依據(jù)是材料的性質(zhì)，不同的材料對(duì)熱處理的溫度有不同的要求。第一，在預(yù)熱過程中，如果是對(duì)普通的低合金鋼和碳鋼材料進(jìn)行熱處理，預(yù)熱溫度可以根據(jù)壁厚進(jìn)行合理選擇，如果管件壁比較厚，可以適當(dāng)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(duì)馬氏體鋼材料來說，為了保證不會(huì)出現(xiàn)焊接裂紋，要盡可能采用比較低的預(yù)熱溫度，這樣才能夠保證在焊接過程中對(duì)組織完成轉(zhuǎn)變。如果在對(duì)馬氏體鋼材料進(jìn)行處理的過程中，預(yù)熱溫度比較高，在馬氏體鋼材料的轉(zhuǎn)變溫度以上，則會(huì)導(dǎo)致最終熱處理的組織和性能不符合相關(guān)要求。除此之外，還要對(duì)層間溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。第二，在后熱的過程中，溫度越高，擴(kuò)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(jìn)行焊后的最終熱處理，可以省去后熱處理這一環(huán)節(jié)。第三，焊后最終熱處理。焊后最終熱處理環(huán)節(jié)是確保焊接接頭熱處理質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)其最高溫度進(jìn)行確定時(shí)，必須根據(jù)材料的具體情況確定，最高溫度一般不能在焊接材料兩側(cè)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(shí)不能超過熱處理材料的供貨狀態(tài)的最終熱處理溫度。最后，在對(duì)焊后熱處理的最高溫度進(jìn)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(shí)間不能滿足要求

對(duì)火力發(fā)電廠焊接接頭的熱處理質(zhì)量進(jìn)行檢測時(shí)，必須對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，一般情況下，焊接的厚度在40 mm以上時(shí)，厚度可以不限定，在這種情況下會(huì)導(dǎo)致一些電建公司不對(duì)大厚度焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，這可能會(huì)影響焊接熱處理的時(shí)間，無法達(dá)到相關(guān)的要求。在超臨界機(jī)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(shí)間必須在7～8 h以上。但是利用40 mm厚度的工藝參數(shù)對(duì)其進(jìn)行評(píng)定并不合格。因此，如果焊件厚度在70 mm以上時(shí)，需要根據(jù)工藝的具體情況進(jìn)行評(píng)定，這樣才能夠確定最高焊接熱處理溫度的保溫時(shí)間，確保熱處理的質(zhì)量。

2.4 特殊焊接接頭的熱處理效果達(dá)不到要求

在對(duì)管道以及閥門對(duì)接接頭進(jìn)行焊接熱處理的過程中，在焊縫的兩側(cè)可能會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱的熱傳導(dǎo)情況，這樣會(huì)導(dǎo)致法蘭或者閥門部件吸收大量熱量產(chǎn)生“冷阱效應(yīng)”。而在不同壁厚的部件上，采取獨(dú)立的控溫加熱區(qū)是控制冷阱效應(yīng)的重要方法。這種情況方法不能完全解決冷阱效應(yīng)，可以偏移加熱區(qū)，使加熱區(qū)朝著壁厚的部件進(jìn)行移動(dòng)，但是在對(duì)管道閥門以及法蘭焊接接頭進(jìn)行熱處理時(shí)，必須利用加熱監(jiān)控?zé)犭娕即_保比較薄的部件不能過熱，同時(shí)保證壁厚的部件能夠達(dá)到預(yù)定的溫度?？梢詼p小薄壁部件的保溫層，這樣能夠保證均溫區(qū)落在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。

2.5 熱處理過程中異常情況的處理不夠妥當(dāng)

在熱處理過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些異常情況，對(duì)熱處理的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。例如突然停電、設(shè)備或加熱器出現(xiàn)故障、測溫元件或裝置出現(xiàn)故障、加熱器的功率達(dá)不到規(guī)定要求等情況，都會(huì)對(duì)熱處理的最終質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。而在熱處理過程中，針對(duì)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(duì)熱處理過程的不利影響。根據(jù)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(xiàn)電源中斷的情況，可以加強(qiáng)保溫，充分利用補(bǔ)助熱源直接向接頭處進(jìn)行熱量補(bǔ)充，同時(shí)要對(duì)供電以及故障點(diǎn)進(jìn)行處理，盡快恢復(fù)電源。第二，加熱器出現(xiàn)故障。要根據(jù)不同的故障類型對(duì)加熱器進(jìn)行合理處理。出現(xiàn)故障時(shí)，如果是處于升溫階段，要加強(qiáng)保溫措施，控制其冷卻速度，當(dāng)其緩冷到300 ℃以下時(shí)，可以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行處理，或者更換加熱器，然后再進(jìn)行熱處理工作。如果故障時(shí)正處于恒溫狀態(tài)，就要根據(jù)恒溫的時(shí)間情況結(jié)合工藝數(shù)據(jù)，對(duì)是否需要重新熱處理進(jìn)行判斷。如果故障時(shí)正在降溫，則需要采取保溫措施加強(qiáng)保溫，同時(shí)要控制冷卻速度，等到冷卻溫度達(dá)到室溫時(shí)，要對(duì)接頭的硬度值進(jìn)行檢測，判斷其是否需要重新進(jìn)行熱處理。第三，測溫系統(tǒng)失靈。如果測溫系統(tǒng)失靈時(shí)，沒有出現(xiàn)溫度反饋，可能會(huì)導(dǎo)致溫度失控，釀成安全事故。在這個(gè)過程中要及時(shí)停止加熱，對(duì)故障進(jìn)行處理，如果有備用的測溫點(diǎn)，可以更換測溫點(diǎn)，然后繼續(xù)工作。第四，功率太小，不能達(dá)到最高溫度。造成這一問題的主要原因是對(duì)工件的散熱情況估計(jì)不足，選擇的加熱功率比較小，導(dǎo)致產(chǎn)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(huì)導(dǎo)致溫度達(dá)不到焊接熱處理的要求。因此，要根據(jù)具體的溫度值適當(dāng)延長時(shí)間，確保熱處理的效率和質(zhì)量。

3 結(jié)語

在當(dāng)前的火力發(fā)電廠中，對(duì)承壓管道焊接接頭進(jìn)行熱處理的過程中所使用的焊接以及熱處理設(shè)備儀器越來越先進(jìn)，但是在焊接接頭熱處理的過程中，人為操作因素還是會(huì)對(duì)焊接的質(zhì)量產(chǎn)生極大影響，因此，必須采取有效措施提高焊接人員的專業(yè)能力，防止出現(xiàn)二次返修問題，確保焊接接頭熱處理的效率以及質(zhì)量。除此之外，要根據(jù)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(zhì)量，這樣才能夠保證火力發(fā)電廠承壓管道焊接接頭的最終處理質(zhì)量。