TP347材质管道焊后稳定化热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，在稳定化热处理之前对TP347材质管道进行焊后预处理，包括：在与焊缝相对的TP347材质管道的两端分别持续通入由体积分数为92％N2和8％CO2组成的保护气体，同时对焊缝加热，当温度达到400℃时，停止加热，保持2～3h，再冷却至100℃，循环5～8次之后使用超声冲击设备对焊缝进行处理，最后对TP347材质管道进行红外辐射4～5h。预处理之后进行稳定化热处理，同时由于本发明专利技术的TP347材质管道含有稳定化元素铌、钛、钇、锆，采用本发明专利技术的方法有效消除了焊缝裂纹，提升了焊缝质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊后稳定化热处理工艺。具体地说，本专利技术涉及一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法。
技术介绍
国内外炼油行业均面临加工高硫、重质及劣质原油的局面，并且目前国内炼油项目及工艺技术已经趋于饱和，炼油、炼焦的副产品比如渣油、煤焦油等利用效率太低，因此，发展加氢技术是迎接这一挑战的重要措施之一，该技术将改变国内炼油现状，可将渣油、煤焦油等各种低附加值的产品再利用。加氢技术将是炼油行业里的最后一块处女地，谁先掌握了该施工领域那么将会在今后的市场中处于领先地位。加氢装置的特点是：高温(操作温度为361～440℃)、高压(操作压力14.5～17.13MPa),同时又处于氢气、硫化氢等多重介质存在的苛刻操作工况，依据材料综合性能、质量及工程费用方面综合考虑，在装置内工况最苛刻的反应部分采用TP347厚壁管材无疑是最好的选择。TP347材质管道主要在焦油加氢项目的反应区、炉区等的应用占据重要地位，其具有良好的高温耐氧化、耐磨、耐蚀和热稳定性，为防止晶界贫铬，保证焊接接头具有良好的抗腐蚀性能，降低焊缝残余焊接应力水平，施工规范及设计文件要求对焊接接头进行稳定化热处理。但施工过程中TP347材质管道焊缝经过稳定化热处理后，部分焊缝出现裂纹，且随着壁厚的增加，裂缝程度越严重。先进的稳定化热处理工艺，能极大地提高施工效率、缩短施工周期。因此，合理选择、执行、优化该材料的焊后稳定化热处理工艺成为业内需要突破的目标。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其相较于现有技术有效缩小了焊缝裂纹的尺寸，甚至消除了焊缝裂纹，提升焊缝质量。本专利技术提供的一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，在稳定化热处理之前对TP347材质管道进行焊后预处理，包括：在与焊缝相对的TP347材质管道的两端分别持续通入由体积分数为92％N2和8％CO2组成的保护气体，同时对焊缝加热，当温度达到400℃时，停止加热，保持2～3h，再冷却至100℃，循环5～8次之后使用超声冲击设备对焊缝进行处理，最后对TP347材质管道进行红外辐射4～5h；其中，保护气体的流量为20L/min，对焊缝加热的范围控制在距离焊缝每侧100～200mm，加热时以40℃/h的升温速率升高到400℃，冷却时以15℃/h的降温速率由400℃降低到100℃，超声冲击设备的频率为26～30kHz，冲击次数为3～6次，红外辐射的波长是200～600μm。优选的是，超声冲击包括：用有色水性涂料蘸湿的细线沿焊缝表面垂直于焊缝同时平行于焊缝等间距划线形成网格阵列形式，间距至少为焊缝总长度的二十分之一，垂直于焊缝的间距数量至少为十个，超声冲击设备具有冲击枪，将冲击枪对准并垂直于焊缝，沿靠近焊缝的阵列点依次远离进行冲击处理。优选的是，TP347材质管道含有稳定化元素铌、钛、钇、锆，其中铌、钛混合后与钇、锆混合后的重量比为4～6:1，其四者混合与碳的重量比值为9～10。优选的是，稳定化热处理包括以下步骤：1)将TP347材质管道放置平整，使用垫板或夹紧装置将其固定；2)采用电加热板对步骤1)中经过处理的焊缝区进行加热，焊缝区每侧的加热范围至少是TP347材质管道的管壁的厚度的5倍，同时要大于110mm；3)在步骤2)所述的焊缝两侧的焊缝区的加热范围内点焊控温/测温热电偶，且控温/测温热电偶在焊缝两侧等距离点焊；4)将焊缝区每侧的TP347材质管道用保温棉缠绕包裹，且每侧的保温范围至少是TP347材质管道的管壁的厚度的7倍，同时要大于300mm；5)打开电加热板对TP347材质管道进行加热，控制加热温度从0℃开始，升温速度为50℃/h，当控温/测温热电偶测试到步骤2)中加热范围温度升高到890℃时，关闭电加热板，恒温保温6h，再缓冷降温到700℃，控制降温速度小于90℃/h，最后在空气中自然冷却。优选的是，保温棉由下至上依次由硅酸铝保温棉、石棉、聚氨酯软泡、纳米二氧化硅气凝胶、铝箔保温棉叠加复合而成，其厚度比依次为5:2:1:3:2，总厚度大于100mm；首次缠绕包裹TP347材质管道时，硅酸铝保温棉所在的一侧紧贴管道外表面。优选的是，焊缝两侧的保温棉设置在尽量靠近焊缝处保温，每侧离焊缝中心距离控制在300～500mm之间。优选的是，焊缝两侧之间的温差小于80℃。优选的是，整个稳定化热处理过程中将TP347材质管道的一端封堵，从另一端持续通入氮气直到管道内全部充满氮气时停止，并将另一端封堵，通入量为25L/min。本专利技术所能达到的功效增进为：本专利技术的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，在焊后稳定化热处理之前对TP347材质管道进行预处理，其中使用超声冲击设备对焊缝表面进行冲击处理，用红外辐射的方式对经过超声冲击的管道补充余热，加快焊缝及其周围内部分子、原子的运动，有效释放部分残余应力，提升焊缝质量。本专利技术的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，TP347材质管道含有稳定化元素铌、钛、钇、锆，在经过890℃以上的稳定化温度时，能形成稳定碳化物，大大降低奥氏体中Cr23C6的含量，且在冷却过程中形成的稳定碳化物又充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀倾向。本专利技术的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其中由硅酸铝保温棉、石棉、聚氨酯软泡、纳米二氧化硅气凝胶、铝箔保温棉叠加复合的保温棉，其保温时间更长，保温效果更好。本专利技术的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，在整个稳定化热处理过程中将TP347材质管道的一端封堵，从另一端持续通入氮气直到管道内全部充满氮气时停止，并另一端封堵，制造无氧环境，防止高温条件下管道被氧化破坏其原有性能。本专利技术的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，极大地提高了施工效率、缩短了施工周期。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。<实施例1>一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法：在稳定化热处理之前对TP347材质管道进行焊后预处理，包括：在与焊缝相对的TP347材质管道的两端分别持续通入由体积分数为92％N2和8％CO2组成的保护气体，同时对焊缝加热，当温度达到400℃时，停止加热，保持2h，再冷却至100℃，循环5次之后使用超声冲击设备对焊缝进行处理，最后对TP347材质管道进行红外辐射4h；其中，保护气体的流量为20L/min，对焊缝加热的范围控制在距离焊缝每侧100mm，加热时以40℃/h的升温速率升高到400℃，冷却时以15℃/h的降温速率由400℃降低到100℃，超声冲击设备的频率为26kHz，冲击次数为3次，红外辐射的波长是200μm。超声冲击包括：用有色水性涂料蘸湿的细线沿焊缝表面垂直于焊缝同时平行于焊缝等间距划线形成网格阵列形式，间距为焊缝总长度的二十分之一，垂直于焊缝的间距数量为十个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其特征在于，在稳定化热处理之前对TP347材质管道进行焊后预处理，包括：在与焊缝相对的TP347材质管道的两端分别持续通入由体积分数为92％N2和8％CO2组成的保护气体，同时对焊缝加热，当温度达到400℃时，停止加热，保持2～3h，再冷却至100℃，循环5～8次之后使用超声冲击设备对焊缝进行处理，最后对TP347材质管道进行红外辐射4～5h；其中，保护气体的流量为20L/min，对焊缝加热的范围控制在距离焊缝每侧100～200mm，加热时以40℃/h的升温速率升高到400℃，冷却时以15℃/h的降温速率由400℃降低到100℃，超声冲击设备的频率为26～30kHz，冲击次数为3～6次，红外辐射的波长是200～600μm。

【技术特征摘要】
1.一种TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其特征在于，在稳定化热处理之前对TP347材质管道进行焊后预处理，包括：在与焊缝相对的TP347材质管道的两端分别持续通入由体积分数为92％N2和8％CO2组成的保护气体，同时对焊缝加热，当温度达到400℃时，停止加热，保持2～3h，再冷却至100℃，循环5～8次之后使用超声冲击设备对焊缝进行处理，最后对TP347材质管道进行红外辐射4～5h；其中，保护气体的流量为20L/min，对焊缝加热的范围控制在距离焊缝每侧100～200mm，加热时以40℃/h的升温速率升高到400℃，冷却时以15℃/h的降温速率由400℃降低到100℃，超声冲击设备的频率为26～30kHz，冲击次数为3～6次，红外辐射的波长是200～600μm。2.如权利要求1所述的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其特征在于，超声冲击包括：用经有色水性涂料蘸湿的细线沿焊缝表面垂直于焊缝同时平行于焊缝等间距划线形成网格阵列形式，间距至少为焊缝总长度的二十分之一，垂直于焊缝的间距数量至少为十个，超声冲击设备具有冲击枪，将冲击枪对准并垂直于焊缝，沿靠近焊缝的阵列点依次远离进行冲击处理。3.如权利要求2所述的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其特征在于，TP347材质管道含有稳定化元素铌、钛、钇、锆，其中铌、钛混合后与钇、锆混合后的重量比为4～6:1，其四者混合与碳的重量比值为9～10。4.如权利要求3所述的TP347材质管道焊后稳定化热处理方法，其特征在于，稳定化热处理包括以下步骤：1)将TP347材质管道放置平整，使用垫板或夹紧装置将其固定；2)采用电加热板对步骤1)中经...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵青，姚永泽，丁秋华，胡舒畅，郑海波，
申请(专利权)人：中国化学工程第六建设有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42