一种管道焊口的中频感应热处理工艺制造技术

一种管道焊口的中频感应热处理工艺，步骤为：1）备好待需要热处理的焊口，根据管道规格和加热系数计算外径/壁厚值、加热宽度值、焊口加热功率值，确定感应线圈圈数量，确定线圈间距；2）固定热电偶，在保温宽度以外的远端处用铁丝包扎固定热电偶一只，在近缝区用绷带固定绑扎；3）焊口绑扎，用硬质保温棉将热电偶和焊口一同包裹，用绷带固定绑扎；4）缠绕感应线圈，将感应线圈缠绕在保温棉外部，调整好线圈间距；5）输入热处理工艺参数；6）启动感应加热装置；7）将焊口缓冷至室温，拆除外部感应线圈、保温棉和热电偶后，理化检验和无损检测；具有工艺操作简单，投资成本低，生产效率高和节能环保的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种管道焊口的中频感应热处理工艺
本专利技术属于管道焊口热处理
，具体涉及一种管道焊口的中频感应热处理工艺。
技术介绍
目前，针对管道焊口热处理工艺仍以电阻加热工艺为主。电阻加热工艺在热处理操作和质量方面，存在诸多问题。首先，电阻加热工艺在热处理操作方面，焊口绑扎过程复杂，若绑扎不合理，易造成热处理质量问题；其次，热处理质量方面，采用电阻加热热处理工艺时，不但焊口受热不均匀，而且焊口内外壁温差大，对热处理质量产生不利影响；最后，从节能环保方面考虑，采用电阻加热工艺时，保温棉使用较多，极易污染环境，同时生产投入成本较多。中频感应加热工艺具有诸多优点。首先，中频感应加热工艺在操作方面，焊口绑扎过程相对简单；其次，热处理质量方面，中频感应加热均匀，且焊口内外壁温差低，热处理质量良好；最后，从节能环保方面考虑，采用中频感应热处理工艺，节能环保，极大的节约了企业生产投资成本，经济效益良好。尽管中频感应热处理工艺有很多优点，若操作不当，将会严重影响焊口热处理质量和焊口各项性能，增大运行风险。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种管道焊口的中频感应热处理工艺，具有工艺经济效益良好，操作简单，生产效率高和节能环保等特点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种管道焊口的中频感应热处理工艺，包括以下步骤：步骤1，备好待需要热处理的焊口，具体做法：根据管道规格和加热宽度计算外径/壁厚值、加热宽度值、焊口加热功率值，确定感应线圈圈数量，根据线圈直径确定线圈间距；步骤2，固定热电偶，具体做法是：在保温宽度以外的远端处用铁丝包扎固定热电偶一只，将热电偶和焊口用绷带一同固定绑扎；步骤3，焊口绑扎，具体做法：用硬质保温棉将热电偶和焊口一同包裹，用绷带固定绑扎，硬质保温棉厚度为60mm；步骤4，缠绕感应线圈，具体做法：将感应线圈均匀缠绕在保温棉外部，调整好感应线圈间距；步骤5，输入热处理工艺参数，具体做法是，在中频加热装置上设置的工艺参数包括：恒温温度为720-740℃、升温速度≤6250/（壁厚值-10）且最大值不超过150℃/h、降温速度≤6250/壁厚值且最大值不超过150℃/h、恒温时间3-5min/mm，直流电流值100-150A，频率1400-1800Hz之间；步骤6，启动感应加热装置，具体做法是：确定热处理工艺参数准确无误后启动装置，；步骤7，将焊口缓冷至室温，具体做法是：热处理温度降低至300℃时，应保持焊口缓冷状态，直到温度降低至室温时拆除外层线圈和保温棉。步骤1所述的加热功率值与管道规格和加热系数有关，外径/壁厚值≤7.5，加热系数为0.75≤加热系数≤1.0；7.5<外径/壁厚值≤15时，加热系数为1.0<加热系数≤1.3；15<外径/壁厚值≤20时，加热系数为1.3<加热系数≤1.6；外径/壁厚值>20时，加热系数为1.6<加热系数≤2.0；加热功率计算方法为管道外径×管道壁厚×加热系数。步骤1所述的加热宽度与管道外径/壁厚值有关，外径/壁厚值≤15时，加热宽度为管道壁厚的4.5~6.0倍；外径/壁厚值>15时，加热宽度为管道壁厚的6.0~9.0倍。步骤1所述的线圈圈数与管道外径/壁厚值有关，外径/壁厚值≤15时，线圈圈数为3×管道壁厚/线圈直径；外径/壁厚值>15时，线圈圈数为4.5×管道壁厚/线圈直径；根据上述计算方法，管道规格、焊口加热功率和与之对应最低感应线圈圈数之间的换算关系为：外径/壁厚值≤7.5时，加热功率<20000W，最低感应线圈圈数≥8圈；20000W≤加热功率<30000W，最低感应线圈≥10圈；30000W≤加热功率<40000W，最低感应线圈≥12圈；40000W≤加热功率<50000W，最低感应线圈≥13圈；50000W≤加热功率<60000W，最低感应线圈≥14圈；60000W≤加热功率<70000W，最低感应线圈≥16圈；70000W≤加热功率<80000W，最低感应线圈≥17圈；7.5<外径/壁厚值≤15时，加热功率<60000W，最低感应线圈圈数≥8圈；60000W≤加热功率<70000W，最低感应线圈≥9圈；70000W≤加热功率<80000W，最低感应线圈≥10圈；15<外径/壁厚值≤20时，加热功率<70000W，最低感应线圈圈数≥9圈；70000W≤加热功率<80000W，最低感应线圈≥10圈；80000W≤加热功率<90000W，最低感应线圈≥11圈；外径/壁厚值>20时，加热功率<100000W，最低感应线圈圈数≥9圈。步骤1所述的线圈间距为线圈直径的2/3~6/5倍。本专利技术的有益效果是：1）热处理质量良好，可将P91焊缝硬度值控制在210-250HB之间。2）对P91母材损伤小，热处理前后，P91母材硬度值变化不大。3）不但热处理质量良好，而且P91焊缝硬度值分布均匀，P91焊缝处任意两点之间的硬度值偏差量最大不超过20HB。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种管道焊口的中频感应热处理工艺,包括以下步骤：步骤1，备好待需要热处理的焊口（材质P91Ф273×45），具体做法：根据管道规格和加热宽度计算外径/壁厚值为6.1、加热宽度值202.5mm、加热系数0.75，焊口加热功率值9213.75W，确定感应线圈圈数量为9圈，满足最低感应线圈圈数≥8圈的要求，线圈直径15.0mm，线圈间距为10.0mm；步骤2，固定热电偶，具体做法是：在保温宽度以外的远端处用铁丝包扎固定热电偶一只，将热电偶和焊口用绷带一同固定绑扎；步骤3，焊口绑扎，具体做法：用硬质保温棉将热电偶和焊口一同包裹，用绷带固定绑扎，硬质保温棉厚度为60mm；步骤4，缠绕感应线圈，具体做法：将感应线圈均匀缠绕在保温棉外部，调整好感应线圈间距；步骤5，输入热处理工艺参数，具体做法是，在中频加热装置上设置的工艺参数包括：恒温温度720℃、升温速度150℃/h、降温速度138.89℃/h、恒温时间5min/mm，直流电流值100A，频率1600Hz；步骤6，启动感应加热装置，具体做法是：确定热处理工艺参数准确无误后启动装置；步骤7，将焊口缓冷至室温，及时进行理化检验和无损检测，具体做法是：热处理温度降低至300℃时，应保持焊口缓冷状态，直到温度降低至室温时拆除外层线圈和保温棉，及时对中频感应热处理后的管道焊口进行硬度值检测、金相检测和超声波检测。无损检测良好，未发现焊接缺陷。热处理前母材硬度值在200-210HB之间，平均硬度值为206HB，热处理后母材硬度值在200-210HB之间，平均硬度值为205HB。热处理后，焊缝硬度值最小值为232HB，焊缝最大硬度值为246HB，平均值240HB，上述硬度值均在185-270HB之间，符合规范要求，硬度值合格。焊缝金相组织为回火马氏体/回火索氏体组织本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道焊口的中频感应热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，备好需要热处理的焊口，具体做法：根据管道规格和加热宽度计算外径/壁厚值、加热宽度值、焊口加热功率值，确定感应线圈圈数量，根据感应线圈的直径确定感应线圈间距；步骤2，固定热电偶，具体做法是：在保温宽度以外的远端处用铁丝包扎固定热电偶一只，将热电偶和焊口用绷带一同固定绑扎；步骤3，焊口绑扎，具体做法：用硬质保温棉将热电偶和焊口一同包裹，用绷带固定绑扎；步骤4，缠绕感应线圈，具体做法：将感应线圈均匀缠绕在保温棉外部，调整好感应线圈间距；步骤5，输入热处理工艺参数，具体做法是，在中频加热装置上设置的工艺参数包括：恒温温度为720‑740℃、升温速度≤6250/（壁厚值‑10）且最大值不超过150℃/h、降温速度≤6250/壁厚值且最大值不超过150℃/h、恒温时间3‑5min/mm，直流电流值100‑150A，频率1400‑1800Hz之间；步骤6，启动中频加热装置，具体做法是：确定热处理工艺参数准确无误后启动装置；步骤7，将焊口缓冷至室温，及时进行理化检验和无损检测，具体做法是：热处理温度降低至300℃时，应保持焊口缓冷状态，直到温度降低至室温时拆除外层线圈和保温棉。...

【技术特征摘要】
1.一种管道焊口的中频感应热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，备好需要热处理的焊口，具体做法：根据管道规格和加热宽度计算外径/壁厚值、加热宽度值、焊口加热功率值，确定感应线圈圈数量，根据感应线圈的直径确定感应线圈间距；步骤2，固定热电偶，具体做法是：在保温宽度以外的远端处用铁丝包扎固定热电偶一只，将热电偶和焊口用绷带一同固定绑扎；步骤3，焊口绑扎，具体做法：用硬质保温棉将热电偶和焊口一同包裹，用绷带固定绑扎；步骤4，缠绕感应线圈，具体做法：将感应线圈均匀缠绕在保温棉外部，调整好感应线圈间距；步骤5，输入热处理工艺参数，具体做法是，在中频加热装置上设置的工艺参数包括：恒温温度为720-740℃、升温速度≤6250/（壁厚值-10）且最大值不超过150℃/h、降温速度≤6250/壁厚值且最大值不超过150℃/h、恒温时间3-5min/mm，直流电流值100-150A，频率1400-1800Hz之间；步骤6，启动中频加热装置，具体做法是：确定热处理工艺参数准确无误后启动装置；步骤7，将焊口缓冷至室温，及时进行理化检验和无损检测，具体做法是：热处理温度降低至300℃时，应保持焊口缓冷状态，直到温度降低至室温时拆除外层线圈和保温棉。2.根据权利要求1所述的一种管道焊口的中频感应热处理工艺，其特征在于，步骤1所述的加热功率值与管道规格和加热系数有关，外径/壁厚值≤7.5，加热系数为0.75≤加热系数≤1.0；7.5<外径/壁厚值≤15时，加热系数为1.0<加热系数≤1.3；15<外径/壁厚值≤20时，加热系数为1.3<加热系数≤1.6；外径/壁厚值>20时，加热系数为1.6<加热系数≤2.0；加热功率计算方法为管道外径×管道壁厚×加热系数；步骤1所述的加热宽度与管道外径/壁厚值有关，外径/壁厚值≤15时，加热宽度为管道壁厚的4.5~6.0倍；外径/壁厚值>15时，加热宽度为管道壁厚的6.0~9.0倍；步骤1所述的感应线圈圈数与管道外径/壁厚值有关，外径/壁厚值≤15时，感应线圈圈数为3×管道壁厚/线圈直径；外径/壁厚值>15时，感应线圈圈数为4.5×管道壁厚/线圈直径；根据上述计算方法，管道规格、焊口加热功率和与之对应最低感应线圈圈数之间的换算关系为：外径/壁厚值≤7.5时，加热功率<20000W，最低感应线圈圈数≥8圈；20000W≤加热功率<30000W，最低感应线圈≥10圈；30000W≤加热功率<40000W，最低感应线圈≥12圈；40000W≤加热功率<50000W，最低感应线圈≥13圈；50000W≤加热功率<60000W，最低感应线圈≥14圈；60000W≤加热功率<70000W，最低感应线圈≥16圈；70000W≤加热功率<80000W，最低感应线圈≥17圈；7.5<外径/壁厚值≤15时，加热功率<60000W，最低感应线圈圈数≥8圈；60000W≤加热功率<70000W，最低感应线圈≥9圈；70000W≤加热功率<80000W，最低感应线圈≥10圈；15<外径/壁厚值≤20时，加热功率<70000W，最低感应线圈圈数≥9圈；70000W≤加热功率<80000W，最低感应线圈≥10圈；80000W≤加热功率<90000W，最低感应线圈≥11圈；外径/壁厚值>20时，加热功率<100000W，最低感应线圈圈数≥9圈；步骤1所述的感应线圈间距为感应线圈直径的2/3~6/5倍。3.根据权利要求1所述的一种管道焊口的中频感应热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，备好待需要热处理的焊口，材质P91，Ф273×45，具体做法：根据管道规格和加热宽度计算外径/壁厚值为6.1、加热宽度值270mm、加热系数0.88，焊口加热功率值10810.8W，确定感应线圈圈数量为9圈，感应线圈直径15.0mm，感应线圈间距为15.0mm；步骤2，固定热电偶，具体做法是：在保温宽度以外的远端处用铁丝包扎固定热电偶一只，将热电偶和焊口用绷带一同固定绑扎；步骤3，焊口绑扎，具体做法：用硬质保温棉将热电偶和焊口一同包裹，用绷带固定绑扎，硬质保温棉厚度为60mm；步骤4，缠绕感应线圈，具体做法：将感应线圈均匀缠绕在保温棉外部，调整好感应线圈间距；步骤5，输入热处理工艺参数，具体做法是，在中频加热装置上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立翀，彭娟，吴长礼，
申请(专利权)人：彭娟，
类型：发明
国别省市：陕西,61