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火力发电厂焊接接头热处理存在的几个问题及处理方法

2020-03-14 189 上传者：管理员

摘要：众所周知，在火力发电厂中，焊接接头的工作量是比较大的，一般情况下，在承压管道制作安装和检修过程中，都需要进行大量的焊接作业。但由于受到很多因素的影响，焊接接头热处理工作只能在现场进行，而热处理的质量会对焊接接头的性能以及使用寿命产生直接影响。基于此，本文对焊接接头热处理工作中存在的问题进行了综合分析和研究，并提出有效的解决办法，目的在于提高热处理工作质量，保证焊接接头的质量。

关键词：
火力发电厂
热处理分析
焊接接头
马氏体钢材料
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1、火力发电厂焊接接头热处理的现状

在火力发电厂的基建工程项目中，焊接接头热处理的工作量比较大，主要包括对受热面的小管管道、机炉外管以及承重部件进行焊接。对运行机组进行检修的过程中，其主要的焊接工作包括受热面更换新管时的焊接、更换机炉外管的焊接以及对焊接接头过程中存在的缺陷进行补焊等工作。在以上焊接接头的焊接工作中，需要进行焊接热处理工作，焊接热处理的质量直接会影响焊接接头的质量。在当前火力发电厂焊接接头热处理工作中，因为人为操作的因素可能会导致焊接接头热处理工作存在一些问题，导致最终的焊接接头质量不符合相关要求。

2、热处理存在的几个问题及处理方法

2.1 热电偶没有及时检定

为了保证热电偶测温的准确性，需要考虑到热电偶的材料。因为影响热电偶测温准确性的主要因素包括热电偶的材料材质以及焊接的接触方式、冷端补偿等因素。在测量之前必须对热电偶补偿导线加热控温设备等进行准确的检验与标定，确保这些设备的工作状态处于正常情况，同时要利用高精度电子电位差计、温度检定仪表，保证误差标定工作的质量。在对温度进行设定时，必须扣除相应的数字。除此之外，在对热电偶应用的过程中，可能会出现热电势漂移情况，因此，需要制定严格的热电偶丝检定制度，一般情况下，每半年或者每累计使用200h后要重新进行检定。在对重要的部件进行焊后热处理时，可以使用已经使用200h以上并且重新检定后的热电偶，这样能够保证热处理的工作质量。

2.2 热处理温度选择不合适

在火力发电厂焊接接头进行热处理的过程中，选择合适的热处理温度是保证焊接接头热处理质量的关键。在对热处理温度进行选择的过程中，主要参考的依据是材料的性质，不同的材料对热处理的温度有不同的要求。

第一，在预热过程中，如果是对普通的低合金钢和碳钢材料进行热处理，预热温度可以根据壁厚进行合理选择，如果管件壁比较厚，可以适当提高热处理的温度，这样能够减少在焊接过程中的裂纹问题。而对马氏体钢材料来说，为了保证不会出现焊接裂纹，要尽可能采用比较低的预热温度，这样才能够保证在焊接过程中对组织完成转变。如果在对马氏体钢材料进行处理的过程中，预热温度比较高，在马氏体钢材料的转变温度以上，则会导致最终热处理的组织和性能不符合相关要求。除此之外，还要对层间温度进行严格控制。

第二，在后热的过程中，温度越高，扩散率越高。一般情况下，后热过程中的热处理温度要在300℃以上，如果可以立即进行焊后的最终热处理，可以省去后热处理这一环节。

第三，焊后最终热处理。焊后最终热处理环节是确保焊接接头热处理质量的关键环节。对其最高温度进行确定时，必须根据材料的具体情况确定，最高温度一般不能在焊接材料两侧母材Ac1温度的最低值以上，一般要将其控制在Ac1温度以下20~30℃之间。同时不能超过热处理材料的供货状态的最终热处理温度。最后，在对焊后热处理的最高温度进行确定的过程中，要充分考虑到材料本身的敏感温度，例如材料的脆性敏感温度、裂纹敏感温度等。

2.3 焊后热处理时间不能满足要求

对火力发电厂焊接接头的热处理质量进行检测时，必须对焊接工艺进行评定，一般情况下，焊接的厚度在40mm以上时，厚度可以不限定，在这种情况下会导致一些电建公司不对大厚度焊接工艺进行评定，这可能会影响焊接热处理的时间，无法达到相关的要求。在超临界机组中，厚壁在70mm以上的管道在焊接过程中，焊后的热处理保温时间必须在7~8h以上。但是利用40mm厚度的工艺参数对其进行评定并不合格。因此，如果焊件厚度在70mm以上时，需要根据工艺的具体情况进行评定，这样才能够确定最高焊接热处理温度的保温时间，确保热处理的质量。

2.4 特殊焊接接头的热处理效果达不到要求

在对管道以及阀门对接接头进行焊接热处理的过程中，在焊缝的两侧可能会产生不对称的热传导情况，这样会导致法兰或者阀门部件吸收大量热量产生“冷阱效应”。而在不同壁厚的部件上，采取独立的控温加热区是控制冷阱效应的重要方法。这种情况方法不能完全解决冷阱效应，可以偏移加热区，使加热区朝着壁厚的部件进行移动，但是在对管道阀门以及法兰焊接接头进行热处理时，必须利用加热监控热电偶确保比较薄的部件不能过热，同时保证壁厚的部件能够达到预定的温度。可以减小薄壁部件的保温层，这样能够保证均温区落在预定的温度范围内。

2.5 热处理过程中异常情况的处理不够妥当

在热处理过程中可能会出现一些异常情况，对热处理的质量产生一定影响。例如突然停电、设备或加热器出现故障、测温元件或装置出现故障、加热器的功率达不到规定要求等情况，都会对热处理的最终质量产生巨大影响。而在热处理过程中，针对这些异常情况采取合适的处理方法，能够确保热处理工作的效率，尽可能降低异常情况对热处理过程的不利影响。根据不同的异常情况采取的处理方法包括以下方面：

第一，如果出现电源中断的情况，可以加强保温，充分利用补助热源直接向接头处进行热量补充，同时要对供电以及故障点进行处理，尽快恢复电源。

第二，加热器出现故障。要根据不同的故障类型对加热器进行合理处理。出现故障时，如果是处于升温阶段，要加强保温措施，控制其冷却速度，当其缓冷到300℃以下时，可以对故障点进行处理，或者更换加热器，然后再进行热处理工作。如果故障时正处于恒温状态，就要根据恒温的时间情况结合工艺数据，对是否需要重新热处理进行判断。如果故障时正在降温，则需要采取保温措施加强保温，同时要控制冷却速度，等到冷却温度达到室温时，要对接头的硬度值进行检测，判断其是否需要重新进行热处理。

第三，测温系统失灵。如果测温系统失灵时，没有出现温度反馈，可能会导致温度失控，酿成安全事故。在这个过程中要及时停止加热，对故障进行处理，如果有备用的测温点，可以更换测温点，然后继续工作。

第四，功率太小，不能达到最高温度。造成这一问题的主要原因是对工件的散热情况估计不足，选择的加热功率比较小，导致产生的热量不能满足最高温度热处理过程中散热需求。在这种情况下，会导致温度达不到焊接热处理的要求。因此，要根据具体的温度值适当延长时间，确保热处理的效率和质量。

3、结语

在当前的火力发电厂中，对承压管道焊接接头进行热处理的过程中所使用的焊接以及热处理设备仪器越来越先进，但是在焊接接头热处理的过程中，人为操作因素还是会对焊接的质量产生极大影响，因此，必须采取有效措施提高焊接人员的专业能力，防止出现二次返修问题，确保焊接接头热处理的效率以及质量。除此之外，要根据热处理中存在的问题，采取合适的处理方法，提高热处理的工作效率以及工作质量，这样才能够保证火力发电厂承压管道焊接接头的最终处理质量。

参考文献：

[1]杨剑刚.火力发电厂承压管道焊接接头热处理浅谈[J].葛洲坝集团科技,2017(121):11-12.

马卫承.火力发电厂焊接接头热处理探讨[J].智能城市,2019,5(24):200-201.