國(guó)外壓力容器焊后熱處理標(biāo)準(zhǔn)及其動(dòng)向

1、2J ～2第 1 2卷 第 1 期 中國(guó)鍋 爐 壓 力 容器 安全 · 安全技術(shù) ·國(guó)外壓力容器焊后 熱處理標(biāo)準(zhǔn)及其 動(dòng) 向 至 墮 墨雨 ( 安徽省鍋爐壓力容器桂驗(yàn)所安 徽2 3 0 0 6 1 )『 I 苫A摘 要 表 文 介 { 瞢 了 國(guó) 外 有 關(guān) 壓 力 蓉 器 焊 后 熱 地 理 的 標(biāo) 準(zhǔn) 及 其 發(fā) 展 動(dòng) 態(tài) 。Ab s t r a c tI ti nt r o d u c e st h e

2、f o r e i g np r e s s u r ev e s s e lp o s t — we [ d e dh e a tt r e a t me n tr e l a t e ds t a n d a r d sa n di t sd e —v e l o p i n ga c t i v i t i e s ．關(guān)鍵 詞 壓 力容器 悍 后 熱生 I = 理 標(biāo) 毽 1 前 言 焊 后 熱 處 理 ( p o s t — w

3、e l dHe a tTr e a t me n t ，簡(jiǎn) 稱 P WH T) 稱消 除應(yīng) 力退 火 。 隨著鋼 材 、 焊接 材 料及焊 接 技 術(shù)的進(jìn) 步 ，以及 壓力 容器等 焊制 設(shè)備 使 用條 件 的苛 刻 和 多樣性 場(chǎng) 合的 增多 t 關(guān)于 p WHT 的標(biāo) 準(zhǔn)及 規(guī)范 還 有待 于 在采 納新 研 究成 果的 基礎(chǔ)上 ．探 索進(jìn) 一步 的 完 善和 更 加合 理化 。2 焊 后熟 處理 方 法 焊 后熱處 理分 類(lèi)多種

4、多 樣 ， 目前認(rèn) 為如 下分 類(lèi)較 為合 理 。A．整 體熱處 理 卜一 次裝 入 固定 爐 內(nèi)熱處 理 數(shù) 次裝 入 iL 分段 裝入 假設(shè) 爐 由熱處 理 【 ? 理現(xiàn) 場(chǎng)B．熱』 圓 周 帶 狀 加 熱 { 言霧 譬』 熱 處 理熱 處 理 【部 分 加熱 3 焊 后熱 處理 條 件 3 ． 1不 同鋼 種 的熱 處理 條 件 表 1 和 表 2 是 目前 各 國(guó)標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 中 P WH T 條件 的 比較 。近年 來(lái) I

5、 I W 第 1 x 和 x委 員會(huì) 合作工 作小組 對(duì) 壓 力容 器等 重 要 焊 接 構(gòu) 件 P WH T 提 出的報(bào) 告 書(shū) ( 1 9 8 9年 D o e ． 1 x一1 5 8 1 —8 9 ，19 9 0年 修訂 的 Do c ． I x一 1 6 1 8— 9 0 )代表 丁 P WH T 標(biāo)準(zhǔn)變 化 的方 向報(bào) 告書(shū) 指 出 ：( 1 ) 由于 最近鋼 種 的焊 接性 的提 高 ， 只要采 用適 當(dāng)?shù)暮?材和 焊接方

6、法 ，可以 對(duì)焊 縫用 應(yīng)力 退火 代替 機(jī)械 去除應(yīng) 力 ，或者 采用 比原 來(lái)鋼 種更 低的退 火 溫度 ( 2 ) 斷裂 力學(xué) 試驗(yàn) 證明 ， 如 果未 經(jīng)熱 處理 的焊縫 在 一 定 負(fù) 載 條 件和 最 低 使 用 溫 度 下 有 足 夠 的 抗 脆 斷 能力 ， 在進(jìn) 行丁 1 O O的 無(wú)損檢 測(cè) 耐壓試 驗(yàn) 應(yīng)力選 8 5屈 服強(qiáng) 度 上 、 在檢 驗(yàn)機(jī) 構(gòu)專 家覯 定 的條 件下 ， 可 省 略 P WH T。 但 有

7、 應(yīng)力腐 蝕傾 向時(shí) ，則應(yīng)該 去 除殘余 應(yīng) 刀 a( 3 )為 了使 殘余 應(yīng) 力 充分 緩 和 ，應(yīng) 該 采 用 6 ∞ ～6 6 0 “ ( 5 的退 火 溫度 較合 適 ，保 溫 時(shí) 間要 每 l mm 板厚 2分 鐘 以上 ， 最小 3 0 分 鐘 以上 。 H o [ 1 o m o n — Y a f e 參 數(shù)推 薦值 如 式 ：( P)=( 2 0 ~t o g t )×1 0其 中為P WH T 溫 度

8、( K) ，t 為在 P WH T 溫度 下 的保 溫 時(shí) 間( h) 。( 4 ) 考慮 到 改 良后 的 結(jié)構(gòu) 用鋼 焊縫 有 良好的 韌性 ，相 反 ， 去 除應(yīng)力 會(huì) 使韌性 降低 。 在沒(méi) 有應(yīng) 力腐 蝕開(kāi) 裂危 險(xiǎn)且 經(jīng)檢 驗(yàn)機(jī) 掏認(rèn) 可 時(shí) ，可 “采 用 5 4 0 -5 8 0 ' ( ； 范 圍的 溫 度 。但這 時(shí)保 溫 時(shí) 間要適 當(dāng) 延長(zhǎng) 對(duì) 于更 低程 度的應(yīng) 力 緩和 ，在 新的焊 接 件有 良好

9、韌性 時(shí)也 可認(rèn) 可 ，但 采用未 滿 5 7 0 ℃溫 度 時(shí)必須 用斷 ④ ．組維普資訊 http://www.cqvip.com 第 l 2卷 第 1期 中 國(guó)鍋 爐 壓 力 容器 安全 ·2 3·裂 力學(xué) 分 析及 臺(tái)適 的試 驗(yàn) 來(lái)證 明 。3 ． 2 異 種材 蚪焊 縫的 熱處 理?xiàng)l 件 像鐵 素體鋼 和 奧 氏體 不銹 鋼 之類(lèi) 異 種鋼 ，特 別是 鐵 素體鋼 異 種材 料之 間 的 P WHT條

10、件 ， 一般 按要 求較 高熱 處理 溫 度 的一方 來(lái)考 慮 的 ，然而 這樣 對(duì) 另一 材料 來(lái)說(shuō) 將導(dǎo) 致過(guò) 熱 ， 使 機(jī)械性 能 下 降 。 因此 ， 異 種鋼焊 縫 P WH T 時(shí)必 須考 慮 以 F因素 ： ① 焊接 母材 ： @ 焊接 材 料 ；③ 被焊 接 受壓 元件 的重 要性 等 標(biāo) 準(zhǔn)規(guī) 范 中 ( 如 B S 5 5 0 0 等 )采用 P WHT 溫度 的 一 般 作法 是 ：對(duì) 于同等 重要 性 部件 之

11、 間采 用較高 溫 度 范 圍的一 方 ；對(duì)于 不 同重 要性 部件 以重 要的 受壓 部 件 為準(zhǔn) ； 對(duì) 于結(jié) 構(gòu)部 件和 受 壓部 件 問(wèn)以 受壓 部件 為準(zhǔn) ； 重 要 一方 部件 不 要求 P WHT， 其 他部 件 要求 時(shí) ，可考慮 采 用預(yù) 堆邊 焊 方式 用較 高 一方 溫度 范 圍進(jìn)行 P W HT時(shí) ， 采 用溫度 盡 量取 最低 值 ， 相 反 ， 用 較低 方溫 度 范 圍時(shí)取 最 高值 并 且 ， 應(yīng)避 免

12、 三 種 上不 同類(lèi) 別材 料焊 接 件 同時(shí)熱 處理 。3 ． 3 復(fù) 臺(tái)板 及 覆層 材料 的焊 后熱 處理 關(guān) 于在鐵 素體鋼 上 復(fù)臺(tái) 奧 氏體 不銹 鋼 的復(fù) 合板 焊 接 接頭 的 P WHT 和在 鐵 素體 鋼 容 器 內(nèi) 加奧 氏體 不 銹 鋼覆 層 時(shí)的 P wHT，標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 上 的 規(guī) 定 一 般 是 含 糊 的 。 因?yàn)樵阼F 素體鋼 要求 的 p WHT溫 度下熱 處理 ， 奧 氏體 不銹 鋼 由于鉻 碳化

13、物析 出而 劣化 ，這 時(shí)設(shè) 備性 能 將 受到 大 的影 響 ，因此 ，此 種情 況下 P WHT需 慎重 。A S ME鍋爐 壓力 容器 規(guī) 范 S e e ． Ⅷ ， D i v1( 第 Ⅷ卷 第一 分冊(cè) )中以規(guī) 范 案倒 ( C o d eC a s e )的形 式對(duì) 復(fù) 臺(tái) 板 及覆 層 P W HT作 了規(guī) 定 ； 是否 P WHT， 熱 處理 溫 度 及加熱 { 爭(zhēng)卻條 件 由鐵 素體 鋼受壓 部件的 材質(zhì) 和壁 厚 來(lái)

14、 確定 ； 對(duì) 于覆 層 ， 是 否 P WHT及 熱處理 溫 度 由受 壓部 件決 定 ，保溫 時(shí) 同 由覆層厚 度 確定 3 ． 4 局 部焊 后熱 處理 局部 加 熱 P WHT適 用 于 不能 進(jìn) 行 或 不 宜進(jìn) 行 爐 內(nèi) P WH T 和 整 體 爐 外 P WHT 的 場(chǎng) 臺(tái) 關(guān) 于 局 部 P WHT包 括 其適 用范 圍還 需要 進(jìn)一 步探討 。目前 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī) 定 的加熱 范 圍相差 較大 ，如 表 3 。4 今后

15、的方 向 隨著 今后 P WHT 研究 成 果的 數(shù)據(jù) 積 累 、 斷 裂 力學(xué) 應(yīng) 用 的發(fā) 展 以及設(shè) 計(jì)技 術(shù) 的進(jìn) 步 ， 關(guān) 于 是否 P WHT和 其實(shí)施 條 件 的規(guī) 定將 不斷變 化 ， 使 P WH T 更加 臺(tái) 乎使 衰 3 局部 P WH T加熱 范厝 比較 加熱 帶最 小寬度 ( 如 來(lái)特 記 措單邊 )標(biāo) 準(zhǔn) 壓力 容器簡(jiǎn) 體 管道 圓周坦 縫 ] I SZ3 7 0 0從焊箍 邊緣 從焊 踺邊緣 2

16、t從焊縫 邊絳 。 t焊縫 中心 3 Ww從焊縫 邊緣 2 t生帶 寬 5R I壘帶 煎 5R t圭帶 寬 5R_帶 寬 5R t全帶寬 HP I S E1 0 7 ( 日)從焊縫 邊緣 ¨ '從焊縫 邊 緣 2 t壓力窖器掏造 ( 日)l壘帶寬1 2 t生帶寬3 Wg住 ：t ：板厚 ．R：容器 或管 半徑 ，Ww，焊 縫寬 ，Wg ：坡 n箕 用 要求 。( 上 接 第 2 O頁(yè) )4 ． 美 國(guó) MVE公 司 N

17、E W P R AGuE 廣 M I N NES OTA V AILY ENGI NEERI NG ． I NC．NEW PRAGU EFACI LI TY 工廠 許可 與 型式 許可 工 廠 許可 范 圍 ； 移動(dòng)式 壓 力容 器 ， 固定 式壓 力 容器 5 ．美 國(guó) MVE公 司 c ANT ON 廠 M I NNES O TA VALLY EN GI NEERI NG ． I NCCANTO N FACI Ll

18、TY 工廠 許可 與 型式 許可 工廠 許可 范 圍 ：移動(dòng)式 壓力 容 器 6 ． 英 國(guó) 國(guó)際燃 燒有 限公 司考 克 蘭鍋 爐廠 I NT ERNA TI ONALCOM B U STI o N LI M I TED ，C0 CHRA N B o I LERS工廠 許可 范圍 ：鍋爐 勞動(dòng)部 還 在受 理一些 外 國(guó)工 廠的進(jìn) 口鍋 爐 壓力 容 器 安全 質(zhì)量 許可 申請(qǐng) 。如 有關(guān) 單位 需要 了解 安全 質(zhì) 量 許 可

19、申請(qǐng) 的具體 事宜 ，可 與勞 動(dòng)部 進(jìn) 口鍋爐 壓力 容器 安全 質(zhì)量 許 可辦 公 室聯(lián)系 ，地 址如 下 ：中華 人 民共 和 國(guó)勞動(dòng) 部進(jìn) 口鍋 爐壓 力容器 安 全質(zhì) 量許 可辦公 室 北 京 市朝 陽(yáng) 區(qū)機(jī)場(chǎng) 南 一路 3 號(hào) 郵政 編 碼 ； 1 0 0 0 2 7電話 ( 0 U b )4 6 7 7 5 5 0 ；‘ 0 1 0 )4 6 6 5 5 8 8 -3 0 8 ，3 6 3傳 真 ；( 0 1 o )4 6