1、現場熱處理操作工藝的控制辦法熱處理包括焊前預熱、后熱處理和焊后熱處理。焊后熱 處理包括四個重要因素，加熱速度、最高加熱溫度、保溫時 間和冷卻速度。加熱速度的控制，是避免工件整個截面加熱 不均勻；最高加熱溫度的控制，高溫回火上限低于Ac1, 般低于鋼材原始回火溫度；下限是鋼材最高使用溫度+(100-150 C)。且達到規定的硬度值。保溫時間的控制，上 限防止性能劣化，縮短熱處理時間；下限是降低殘余應力， 改善金相組織和力學性能。冷卻速度控制，上限是避免重新 產生殘余應力；下限是防止再熱裂紋的產生和性能劣化。1 .熱處理操作室要求電站施工使用的熱處理設備包含微機和控溫儀表，算是 精密儀器。放置設備

2、的地方要求恒溫、恒濕、干凈整潔，需 要配置相應的設施如空調。好的環境不但可使儀器處于好的 工作狀態，顯示的數值準確，延長使用壽命，而且會使熱處 理工作更井井有條，有利于熱處理的質量控制。2.焊前預熱和層間溫度(a) 預熱的目的：延長焊接時鐵水凝固時間，避免氫裂紋；減緩冷卻速度， 提高抗裂性；減小溫度剃度，降低焊接應力；降低焊接結構 的拘束度。(b) 預熱溫度的確定：根據工件焊接性（主要取決于含碳量和合金元素含量）焊接厚度、焊接接頭形式和結構拘束程度；焊接材料內在含 氫量；環境溫度。是否預熱主要取決于工件的含碳量和合金 元素含量，而預熱溫度的高低，則按上述因素綜合確定。（c）預熱過程中應考慮的問

3、題：（1）溫度測量設備和方法-測溫貼片（或測溫紙）-熱電偶-測溫筆-表面測溫儀-紅外測溫儀（輻射溫度計）-光纖型測溫儀-熱電偶與補償導線測溫貼片（接觸法測溫）機理：測溫貼片（或測溫紙）受熱后發生一系列化學和 物理變化，由于分子結構改變，導致反射光的顏色發生變化。 是一種能夠隨物體溫度的變化而改變貼片顏色的測溫產品。 只適用于要求預熱溫度低于 260C的場合。測溫筆（接觸法測溫）使用時將筆心從外殼中拉出，將其涂抹在要測量的物體 上。當溫度到達要測量的溫度時，所涂抹的蠟狀物的狀態會 發生變化（如顏色變化、顏料蒸發等），并由此判斷出溫度。這種方法不能把被測件的溫度度數直接顯示出來，但透 過測溫物質溶

4、解的現象，便可間接而準確地指示出工件溫 度。熱電偶（接觸法測溫）原理：一種比較先進的瞬態溫度傳感器，采用真空蒸鍍 或化學涂層的方法將兩種熱電極材料絕緣于基體上，熱電極 一般為銅-康銅、鎳鉻-鎳硅等。其反應時間為數毫秒級，測溫范圍一般在1200C以下0.5產品：國產熱電偶，測溫范圍01200C，測溫準確度至2級。表面測溫儀一般選用熱電偶測溫，用數字式儀表顯示溫度。均為便攜式產品，攜帶非常方便，適合測量焊接坡口內表面的溫度紅外測溫儀（輻射測溫）非接觸法測溫；測溫范圍廣，可達-30 C1300C ;可遠距離測溫。本方法不僅測量焊件的預熱溫度，還可測量火焰加熱熱處理時的溫度。光纖型測溫儀是一種結合非接

5、觸式測溫方法和光纖傳感技術實現咼精度、高重復性、高可靠性、快速響應（小于1ms）的非接觸式測溫系統。(2) 熱電偶與補償導線? GB16839.1-1997熱電偶 第1部分 分度表將熱電偶 分為8個標準類型，其中 R、S、B型熱電偶稱為貴金屬 熱電偶，J、T、E、K、N型熱電偶稱為廉金屬熱電偶。焊接熱處理使用 K型熱電偶。?上述標準規定，將允差分為 3個等級。一般情況下選 2級精度，溫度精度要求高時，應使用1級精度熱電偶。?由于熱電偶熱電勢與溫度之間存在非線性，使用時應進行修正。? GB/T4990-1995熱電偶用補償導線合金絲將其分為：精密級合金絲，記為 S； 般用合金絲，記為G耐熱用合金

6、絲，記為 Ho?要求較高時，應使用精密級補償導線。?熱電偶與補償導線要匹配(型號匹配，極性匹配)(3) 預熱方法選定原則選定預熱方法的原則是：只要該方法對母材或熔敷金屬不損害，且不會有雜質帶入焊接區域，任何方法均可采用，但必須注意，該方法應對加熱的均勻性和滲透性有保證。預熱寬度：預熱溫度在焊接厚度方向的均勻性和在焊接 區域受熱部件的均勻性，對降低焊接應力有著重要影響，因 此，不同厚度的部件其預熱寬度是不同的。局部預熱的寬度 一般規定為焊接厚度每側各 4倍厚度，且不小于 150mm若 預熱寬度不夠或加熱不均勻，對氫的擴散、淬硬組織改善和 降低拘束度應能起一定作用，但其有利的程度將很大的減 弱，而

7、且對焊接應力不但不能降低，甚至出現增大現象。 預熱焊件為異種鋼接頭或不等厚度接頭時，可按下列辦法處 理。 應按鋼材強度等級較高或合金元素含量高的一側選定預熱溫度。 當鋼材有一側不需要預熱時，可根據具體情況，允許只預熱一側至規定的溫度。 當只是厚度上的差異時，預熱溫度可根據規程或工藝試驗 數據來確定，升降溫速度可按厚度大的一側選定，以保證均勻性和滲透性。如因工藝操作條件惡劣無法達到規定預熱溫度時，允許 適當降低預熱溫度，但焊后必須進行熱處理。（4）層間溫度：層間溫度是指多層焊中在施焊后續焊道時，其前一相鄰 焊道所保持的溫度。根據這一概念，在連續進行多層焊過程中，焊前預熱溫 度是對首層焊道而言，在

8、施焊首層以后的后續焊道時，預熱 溫度概念就自然消失，取而代之的是包括預熱溫度余熱在內 的層間溫度。層間溫度的選定，是使首層焊道預熱的效果得到延續，在焊接后續焊道的全過程中，要求層間具有一定的保持溫 度，并有一定的溫度區間。一般要求層間溫度下限值不低于 預熱溫度。層間溫度上、下限值都應控制?？刂粕舷拗的康氖欠乐菇饘偬幱?100 c以上區域內的停留時間過長，而引起焊接接頭晶粒粗化嚴重，使塑性、韌性降低；控制層間溫度下限值 的目的是為防止冷卻速度過快，而形成淬硬組織和影響擴散 氫的逸出。根據不同材質，層間溫度應控制在預熱溫度下限 -400 C之間。層間溫度測量，在焊接過程中，以測量焊接在起焊點前50

9、mm處測量為焊接過程的層間溫度（防止焊接線能量過大） 而焊接一層結束，清理后在焊接下層前，測量上層焊道的溫 度為層間溫度。3. 控溫區及熱電偶的布置和數量采用K型熱電偶作為溫度檢測元件，控溫熱電偶應沿焊縫中心線布置，對于水平對接管道，管道直徑小于273mm設置一個控溫區，直徑大于等于273mm應設置兩個及以上 控溫區，對于垂直管道，可設置一個控溫區，熱電偶采用儲 能焊接的方法將熱電偶絲直接壓焊在管道外表面，兩結點間 距離為6mm （見下面控溫熱電偶的布置示意圖），除控溫熱 電偶外，還應在焊縫最高溫度和最低溫度點、均溫區及加熱 區邊緣安裝監測熱電偶，以保證焊縫溫度在熱處理范圍內、 均溫區內溫度均

10、勻及加熱區內溫度不能超過最大的允許軸 向溫度梯度。熱電偶固定位置熱處理自動曲線是反映焊接熱過程的記錄之一，但有些 曲線不能全部反映焊接熱過程。特別是在有預熱和層間溫度 要求時，大多數曲線不能反映這兩個這一過程。其原因是熱 電偶的布置距焊縫較遠。 例如，做距焊縫兩邊坡口分別為 120 mm的預熱，。用遠紅外測溫儀測定焊縫坡口內的溫度為180 C,而與熱電偶相連接的控溫儀表記錄的溫度為350 Co顯然熱電偶所測定的溫度不是焊縫坡口的溫度，而是管道的 溫度。這樣的熱處理曲線不能反映實際的預熱和層間溫度。經驗證明，只有控溫熱電偶距焊縫坡口不超過50mm時，熱處理自動記錄曲線才能反映出預熱、焊接和層間溫

11、度的熱過 程。為了能真實準確地反映焊接的熱過程，熱電偶應布置在焊縫處，在布置熱電偶時還應注意如下幾點：1）熱電偶應有編號，并將熱電偶的編號記錄在熱處理操作記錄上。根據熱電偶的校驗偏差修正所設定的溫度值;2）熱電偶應布置在加熱區的最高溫度處，以防止局部過執；八、3）熱電偶和陶瓷電阻加熱帶之間應加一隔熱層，防止加 熱器和熱電偶表面接觸的假溫度以及電熱絲對熱電偶產 生干擾，影響溫度的準確測量；4）最好是一個加熱回路布置一個控溫熱電偶。水平管道PWH布置的控溫加熱區數量和熱電偶布置（供參考使用）管道尺寸（$） mm推薦控溫區數量（個）熱電偶位置273以下112: 00273-406212: 00 和

12、6: 00426-54031: 00、 6: 00 和 11:00550-70043: 00、 6: 00 和 9:00、 12: 00700以上控溫區數量和熱電偶由加熱器周向長度確定4. 熱電偶的固定方式熱電偶固定方式熱電偶固定方式直接影響到測溫的準確性。目前施工現 場熱處理常用的熱電偶固定方式為綁扎和點焊。其中綁扎一 般應用于鎧裝熱電偶，點焊一般用于熱電偶絲。在用綁扎方式固定鎧裝熱電偶時必須注意：將熱電偶的 熱端用隔熱層將其與加熱器有效隔絕，防止加熱器布置或高 溫時隔熱層破損，避免加熱器產生的熱量直接對熱電偶輻 射。同時熱電偶熱端必須緊貼管壁。用點焊方式固定熱電偶絲時應注意：選用合適直徑的

13、熱 電偶絲（一般選用0.60.8mm）及合適功率的儲能式點焊機; 點焊前應將點焊部位的氧化皮打磨干凈，同時將熱電偶絲端 部尖角打磨平；點焊后應輕拽熱電偶絲以驗證點焊是否可 靠。綁扎與點焊方式各有其優缺點：采用綁扎方式固定熱電 偶，方便，固定可靠，不會因為下一道工序（加熱器布置、 綁扎）的影響而脫落，但測量溫度受隔熱層隔熱效果的影響 很大；點焊方式測溫準確，能真實的反映管壁的溫度，但由 于焊點較小，容易受外力的影響而脫落，造成測溫不準，甚 至失控。針對兩種固定方式，我們曾經作過多次對比試驗：在767 C下，鎧裝熱電偶（綁扎）與熱電偶絲（點焊）溫差為 1015C。主要是因為鎧裝熱電偶測溫時，無法完

14、全對加熱 器下的熱電偶進行有效隔熱，加熱器產生的一部分熱量通過不銹鋼套管傳導到熱電偶的熱端，從而干擾了熱電偶的測5. 溫度補償導線的選擇與連接由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬 時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料， 降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷端（自由端）延 伸到溫度比較穩定的控制室內，連接到儀表端子上。所謂補 償導線，實際上是一對材料化學成分不同的導線，在0150 C溫度范圍內與配接的熱電偶有一致的熱電特性，但價 格相對要便宜。溫度補償導線的型號必須與熱電偶相匹配。施工現場通常的 KC型溫度補償導線（正極為銅，導線顏色 為紅色，負極為康銅，導線顏色為

15、藍色）和延長型溫度補償 導線（正極為鎳鉻，導線顏色為紅色，負極為鎳硅，導線顏 色為藍色）與 K型熱電偶相匹配。補償導線與熱電偶線連接時，必須保證極性正確。在連 接溫度補償線時應可靠，必須采用接線座連接，嚴禁采用兩 根接線直接擰在一起。防止造成接線接觸不良影響測溫。6. 溫控系統誤差測量熱處理溫控設備在長時間運行后，由于元器件老化等原 因，溫控設備會產生較大的誤差。在對馬氏體耐熱鋼進行熱 處理之前應該用高精度的電位差計（熱工1045表計）或熱電偶校準儀（校驗合格且在有效期內）對溫控系統進行誤差測量，在溫度設定時相應的扣除數值。7. 溫控儀表和熱電偶的校驗熱處理質量取決于熱處理工藝。保證熱處理工藝

16、的基本 條件之一是控溫儀表和熱電偶的準確性。特別是對溫度敏感 的P91/ P92鋼，如果溫度計量有 10 C的誤差，其熱處理效 果和性能就可能難以滿足要求。因此規程要求對用于焊接熱 處理的控溫儀表和熱電偶應定期進行校驗。校驗的目的是掌握控溫儀表和熱電偶在使用溫度范圍內 的誤差，以便在設定溫度時進行修正。為此，在對控溫儀表 和熱電偶進行校驗時，首先應提出校驗的溫度范圍。例如熱 處理的溫度范圍一般在0C到800C之間，校驗的溫度范圍也應在這個溫度范圍。其次應確定校驗的溫度點。 因為在0C 到800C之間，只有幾個溫度點是焊接熱處理常用的。預熱 溫度多為150C和250 C、層間溫度為350 C、焊

17、后熱處理溫 度為650C、720C和760C等，校驗也應在以上幾個常用的 溫度點上進行。為減少校驗的點數，可以將熱電偶編號分組， 根據用途校驗相應的溫度點。用于P91/ P92鋼焊縫熱處理的熱電偶應在100 C、150C、350C、760 C等點處進行校驗； 只用于焊后熱處理的（沒有預熱和層間溫度要求的）熱電偶，可只在焊后熱處理的溫度點進行校驗。第三要求校驗報告有 檢驗數據，既對每個校驗的溫度點應有偏差值記錄。這個偏 差值是作為溫度設定時的修正依據，以保證熱處理溫度的準控溫儀表和熱電偶的偏差無非有如下三種情況，在設定 溫度時應做如下修正：例如在760C時，控溫儀表為正偏差 4C,熱電偶也為正

18、偏差3C,熱處理恒溫溫度為 760 C，設定溫度應為 760 C +4C +3C =767 C，實際溫度為 760 C；控溫儀表為負偏差 4C,熱電偶也為負偏差 3C,熱處理恒溫溫度為 760 C,設定溫度應為 760 C -4 C -3 C =753 C，實際溫度為 760 C；控溫儀表為負偏差 4C,熱電偶也為正偏差 3C,熱處理恒溫溫度為 760 C,設定溫度應為760 C +4C -3 C =761 C,實際溫度為 760Co由于以前對控溫儀表和熱電偶校驗目的不夠明確，就沒有提出具體校驗要求，致使校驗報告只有計量證書，沒有 具體的校驗數據；有的校驗報告雖有校驗數據，但校驗數據 點不合理

19、。這樣難以保證實際測溫的準確，熱處理質量必將 受到影響。此外，控溫儀表（記錄儀）和熱電偶應有編號，校驗報 告的編號應與實物的編號一致。在熱處理操作記錄上和自動 記錄曲線上應記錄控溫儀表和熱電偶的編號。以便發現問題 易于追查，特別是處理 P91/ P92鋼焊縫時尤為必要。 &熱處理升溫前的工藝監督檢查加熱和測溫設備、器具應符合工藝要求且在檢定有效期 內；加熱裝置的布置、溫度控制分區及加熱范圍、保溫層厚 度、溫度測點的安裝方法、位置和數量符合工藝要求及現場 安全要求，符合要求，且符合相關標準、規范或工藝試驗要 求。9. 后熱和焊后熱處理對有冷裂紋傾向的焊件，當焊接工作完畢，若不能立即 進行

20、熱處理時，在焊縫冷卻至室溫或尚未冷卻至室溫，立即 將焊件加熱到一定溫度，并保持一定時間，緩冷至室溫，這 一過程稱后熱或焊后消氫處理。對有低溫轉變要求的，應在 低溫轉變結束后，立即做后熱或焊后消氫處理。目的：促使焊縫中擴散氫盡快逸出，避免氫致裂紋；適 當緩解焊接接頭殘余應力水平，防止冷裂紋和再熱裂紋的發 生。（后熱不能替代熱處理）后熱處理規范：加熱溫度一般為200-350 C,但不得低于 預熱溫度。保持時間為 0.5-6小時。加熱溫度高低按鋼材合 金元素含量多少而定；保溫時間多少則主要根據焊接厚度確 定。（對于電站用鋼材，一般加熱溫度為350C）。后熱時應注意控制以下幾個方面: 對某些合金元素含

21、量較高的焊件需要較高的預熱溫 度，才能有效地防止冷裂紋，但較高的預熱溫度對焊工操作 不利，當采取后熱措施時，可適當降低焊前預熱溫度。 后熱加熱時必須具有一定的寬度，一般與預熱寬度相 同即可。后熱處理操作過程與焊后熱處理程序基本相同，只是 規定上有所區別，但在降溫時必須緩冷。焊后熱處理是將焊件加熱到一定溫度，保持一定的時間， 然后以一定的速度冷卻下來，以改善焊接接頭的金相組織和 力學性能或降低殘余應力的過程。目的：是降低殘余應力，獲得一定的金相組織和相應的 各項性能。（包括：降低焊接殘余應力；改善組織和提高焊 接接頭的綜合性能；除氫）熱處理操作過程中主要控制以下幾個方面 加熱器選擇。不能選擇加熱

22、器只看長短差不多就使用， 應考慮加熱寬度和功率要求。必須選用符合功率和加熱寬度 的加熱器 熱電偶布置不合理。預熱離坡口距離太遠（應控制在 20-50mn）。熱處理時熱電偶直接接觸加熱器沒有用隔熱布隔 離，使測溫不準確。還有熱電偶固定不牢固。 記錄儀、熱電偶沒有按規定校驗，應定期校驗且在有 效期內使用。 不嚴格執行工藝。比如 P91焊口，焊后應在有效溫度范圍內進行焊口綁扎，如溫度低于100 C以后才進行綁扎，這樣已低于馬氏體轉變溫度，再把溫度升到100-120 C之間進行馬氏體轉變，這樣就沒有有意義了？應在馬氏體轉變終 了溫度前進行轉變。 保溫寬度、厚度不夠。寬度按規程規定或相關工藝評定結果確定

23、，厚度以保證保溫層外溫度不超過80 C確定。 設備管理和保養問題，造成控制儀表和記錄儀不準確。 造成熱處理溫差過大，而達不到質量要求。應按相關儀器設 備管理制度進行定期維護保養，使設備在健康狀態下使用。 熱處理人員對過程控制不監督，造成熱處理質量不合 格及記錄曲線和工藝卡差別很大，對出現的問題也不做記 錄。嚴格按工藝文件施工，并有專人進行操作過程的工藝監 督檢查。 熱處理加熱器布置不合理，造成內外壁溫差大。嚴格 按工藝試驗進行布置。 熱電偶的固定方法不當。采用正確合理的布置方法， 加強過程檢查。 不同焊接位置的熱傳導問題注意不夠（注意垂直焊口和水平焊口控制區加熱器的布置位置）。10. 熱處理后工藝檢查熱處理后進行工藝自檢，自檢合格后進行硬度檢查或抽查。焊接熱處理后自檢的要求工藝參數在控制范圍以內，并有自動記錄曲線；熱電偶 無損壞、無位移；焊接熱處理記錄曲線與工藝卡吻合；焊件 表面無裂紋、無異常。硬度檢查要求：當熱處理自動記錄曲線與工藝卡不符或無自動記錄曲線時，應做硬度檢