焊后整体热处理工艺概述

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1、1概述1.1工程概述大连金鼎安装工程有限公司为贵州天福合成氨及二甲醚项目设计制造二台6000m3球罐，主材质为15MnNbR,厚度为42～46㎜。根据GB12337—1998《钢制球形储罐》等有关技术标准，2台球罐均需进行焊后整体热处理。本方案仅适用于贵州天福合成氨及二甲醚项目2台球罐现场焊后整体热处理工艺。1.2编制依据1.2.1质量技术监督局锅发【1999】154号《压力容器安全技术监察规程》1.2.2GB150—1998《钢制压力容器》1.2.3GB12337—1998《钢制球形储罐》1.2.4GB50094—98《球形储罐施工及验收规范》1.2.5大庆石化工程有限公司设计的

2、球罐施工图纸1.2.6广西石化千万吨炼油项目液化石油气罐区施工组织设计1.3焊后热处理的目的消除球罐组装与焊接的残余应力，稳定球罐形状和尺寸，改善焊缝和母材热影响区的组织和性能，达到降低硬度，提高塑性和韧性，进一步释放焊缝中的有害气体，防止焊缝的氢脆和裂纹的产生。2热处理前的准备工作2.1球罐组装、焊接工作全部结束，球罐内外表面经质量检查合格，热处理前的各种施工技术资料齐全，并符合要求。2.2球罐所有焊缝按图纸、规范规定进行无损探伤并全部合格。2.3与球罐相连的开孔接管，劳动保护垫板等均按图纸要求焊接完毕。2.4球罐内部彻底清理干净。与球罐相连的构件必须解除，防止热膨胀产生应力使球

3、体受损，凡与热处理无关的接管均用盲板封住。2.5产品试板焊接完，并按规定经无损探伤合格，同时已放置在球罐整体热处理高温区的外侧。2.6加热系统调试合格2.7所有设备、机具等均应进行检查调校并处于正常状态，加热系统内的油路、电路、气路和水路畅通，保证热处理过程不间断。2.8与当地气象部门联系，掌握48小时内的天气情况。焊接时的防风防雨篷布暂不拆除作为整体热处理相应的防风、防雨、防火等措施，并做好防雷。同时现场配备60KW发电机1台，防止意外停电。2.9焊后整体热处理技术措施编制完毕，并按规定履行审批手续。对参加热处理的所有施工人员进行详细的技术交底，明确各岗位职责。3热处理方法及工艺

4、要求3.1热处理方法和原理本措施采用内部燃烧整体热处理方法，利用轻柴油作燃料经特制的喷嘴在高压和超音速条件下雾化、燃烧，在球罐内部形成具有一定高度和直径的火焰作热源，通过对流、传导和热辐射作用，将球罐金属均匀加热至规定温度，并在规定条件下恒温和降温，从而达到消除焊接残余应力、提高焊接区金属的韧性及其抗应力腐蚀能力的目的。3.2热处理工艺曲线及工艺要求3.2.1热处理工艺曲线如图13.2.2热处理工艺要求3.2.2.1升温时，400℃以下的升温速度可不限制，400℃以上的升温速度宜控制在50～80℃/h，升温速度应保持均衡。3.2.2.2恒温温度为580±20℃时间2h，且恒温时间内

5、应保持各测温点的温度均匀，任意两点间的温差不得大于50℃。3.2.2.3降温时，400℃以上的降温速度宜控制在38～50℃/h，400℃以下的降温速度可不限制。3.2.2.4300℃以上升温和降温过程中，球罐表面上相邻两点间的温度差不大于80℃，球罐表面上任意测温点间的温度不大于130℃。图1热处理工艺曲线4施工程序及工艺要点4.1施工程序本措施的球罐焊后整体热处理工艺流程见图2图2球罐焊后整体热处理工艺流程4.2施工要点4.2.1设置产品试板将产品试板放置在赤道线以上的高温区外侧部位，并固定牢固。4.2.2热工计算m（cshIsh-citi）Q1＝——————τ上式中：m－球壳板

6、质量,按6000m3二甲醚球罐图纸，为56490㎏，取565吨。Q1－球壳板加热所需的有效热量，kJ/h;ci-球壳在温度为ti时的平均比热容，kJ/㎏.℃；ti-球壳在热处理温度区间的下限温度，℃；csh-球壳在温度为Ish时的平均比热容，kJ/㎏.℃;Ish-球壳再热处理温度区间的上限温度，℃；τ-球壳从热处理温度区间下限温度加热到上限温度所需要的时间，h。整体热处理热损耗系数按1.4计数。热处理过程每小时燃油消耗量B＝∑Q/（1.4×Qt），㎏/h。式中Qt-为燃料油低位热值，此处取41860kJ/㎏。∑Q-热处理温度下限至上限的热量和。根据热工计算，升温到500～580℃期

7、间内，单位时间最大耗油量569.72/h,确定的燃烧器型号EK-9-1000,其燃烧能力最大962㎏/h，热处理时能满足供热要求，热处理前需在现场球罐内进行试喷工作，验证在计算条件下的火焰燃烧是否正常，确定在预定升温速度下最佳火焰高度，使球罐受热均匀。4.2.3测温系统4.2.3.1基本要求球罐加热区内任一点温度，都应当允许接受测定。消除应力热处理温度，以在焊件上直接测量为准。4.2.3.2热电偶使用K型分度号的热电偶和补偿导线。热电偶必须经计量部门检定合格后方能使用