本发明专利技术公开了一种高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，包括：坡口机加工、封底焊；填充和盖面，热处理；其中，填充和盖面采用循环检测焊接的手段，精准保证填充层冷却至100℃以下，有效降低了降低焊接热裂纹出现的可能性；热处理在不同的温度范围采用不同的降温手段，使得焊缝及热影响区尽量少的产生贫铬的现象，保证焊件的抗晶间腐蚀能力不受影响；本发明专利技术步骤简单，可操作性高，焊接时更加容易焊透，保证焊接的工件的质量，也能减少热影响区域的影响范围，有效降低了降低焊接热裂纹出现的可能性，保证焊接后的材料的稳固性。
Welding and heat treatment of high temperature and high pressure TP347 pipe
【技术实现步骤摘要】
高温高压TP347管材的焊接和热处理方法
本专利技术涉及焊接领域。更具体地说，本专利技术涉及一种高温高压TP347管材的焊接和热处理方法。
技术介绍
TP347管材在ASTM(美国材料与试验协会)中属于P～NO～8，具有较强的抗腐蚀性，在高温环境下也有广泛的应用，其中悬浮床加氢裂化装置工艺配管中的主要管材即为TP347；该管道有多种规格，管道设计压力为23.5MPa，设计温度为510℃，但是由于现有的焊接技术和后期热处理的问题，管道在投运后一段时间，加氢裂化装置TP347压力管道在焊接处容易开裂，开裂的原因主要为在进行焊接过程中没有科学控制焊接热输入时间，使得焊接接头处奥氏体材料粗晶增大，进而实现晶界面积扩增，形成裂纹；另外在管道进焊接设计时，设计的不合理性也会导致压力管道安装完成后管道结构应力的增加，从而在进行管道热处理时，热涨应力无法得到及时有效释放，使得管道热处理区域中的应力增加，进行导致TP347压力管道裂纹的产生，因此需要一种能够保证焊接中焊缝区的晶粒分布均匀，热处理后热涨应力小的焊接方法和热处理方法。
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高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，其步骤简单，可操作性高，根据管材的厚度对坡口的处理形状进行调整，使得焊接时更加容易焊透，保证焊接的工件的质量，也能减少热影响区域的影响范围，通过红外测温监控，保证层间温度控制在100℃以下，使得反馈得到的焊接状态更为精准，有效降低了降低焊接热裂纹出现的可能性；热处理在不同的温度范围采用不同的降温手段，使得焊缝及热影响区尽量少的产生贫铬的现象，保证焊件的抗晶间腐蚀能力不受影响。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，包括以下步骤：将待焊接管材的坡口采用机加工方式进行加工、封底焊采用充氩保护手工钨极氩弧焊或自保护焊丝钨极氩弧焊，封底焊道焊肉厚度3～5mm，采用短弧焊接、直线性运条、小电流多层多道焊的焊接方式进行填充和盖面；其中，封底焊好后，填充按照每焊接填充一层，就敲掉药皮，人工观察焊道的颜色，确认合格后将焊接填充层冷却至100℃以下，并采用红外测温仪进行监控，打磨起止位置焊接接头，错开起弧和收弧位置，再进行下一道填充，重复焊接填充循环，直至盖面结束；焊缝热处理：采用的升温速度为50℃/h的标准进行升温操作，升温至850～900℃，然后保持升温到的温度恒温1.5～2小时，断电后以每小时40～50℃/h的速度，使焊接材料温度降到700℃以下，再进行快速空冷。优选的是，DN300以内的管材采用充氩保护手工钨极氩弧焊。优选的是，管材的壁厚超过30mm时，坡口处理为双V型，下V单边坡度30°～35°，上V单边坡度20°～25°，下V深度为壁厚的2/3。优选的是，确认合格后将焊接填充层冷却至100℃以下的冷却方式为：用棉纱布蘸取盐水对每层焊道进行搽拭冷却。优选的是，热处理前焊缝采用单一方向进行打磨。优选的是，热处理前，管材上焊缝两侧靠近焊缝处采用保温材料封堵，每侧的保温材料离焊缝中心距离控制在300～500mm以内。优选的是，在环境温度高于30℃时，焊接填充层冷却至100℃以下的过程中，在通过450℃～650℃温度区间时，还采用仪表空气风冷降温、压缩空气风冷降温或液氮快速降温中的一种方式进行降温。优选的是，焊接前在待焊接的管材内设置有充气式焊接衬垫，所述充气式焊接衬垫包括充气式腔体，以及贴设在所述充气式腔体的外壁上的陶瓷焊接垫，所述陶瓷焊接垫由多块子拼接垫拼接得到，子拼接垫的大小为0.5cm*0.5cm，所述充气式腔体设置在一桌形支撑架上，所述支撑架为左右可伸缩设置，所述支撑架的上顶面的下部设有多个平行的限位伸缩杆，所述充气式腔体内填充有惰性气体，所述充气式腔体为耐高温材料制成，所述支撑架的每一支撑柱底端通过万向轴连接有弧形垫脚，所述弧形垫脚上活动嵌设有滚珠。本专利技术至少包括以下有益效果：第一、将待焊接管材的坡口采用机加工方式进行加工，相比传统的人工打磨加工而言，加工速度快，加工精度高，根据管材的厚度对坡口的处理形状进行调整，使得更加容易焊透，保证焊接的工件的质量，也能减少热影响区域的影响范围；第二、采用焊接一层检测一层，并进行快速冷却降温的操作，尽可能加快焊接接头的冷却速度，防止层间温度过高，保证层间温度控制在100℃以下，采用红外测温仪进行监控，使得反馈得到的焊接状态更为精准，有效降低了降低焊接热裂纹出现的可能性。第三、在热处理前将焊缝打磨平整，使得在打磨的过程中释放部分残余应力，有效避免热处理后出现再热裂纹现象；第四、当环境温度较高时，采取仪表空气风冷降温、压缩空气风冷降温或液氮快速降温中的一种方式进行快速降温，保证其快速通过其敏化区间(450℃～650℃)，有效防止了焊缝及热影响区产生贫铬的现象，保证焊件的抗晶间腐蚀能力不受影响。第五、采用充气式焊接衬垫在管道内进行垫衬，使得管道内的焊底平整，有效避免焊道的内凸现象，防止高压氢气及高温高压油品在管路中产生额外的冲刷及摩擦时在融合线处出现集聚的情况。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。附图说明图1为本专利技术的其中一种技术方案所述坡口处理成双V型示意图；图2为本专利技术的其中一种技术方案所述充气式焊接衬垫使用的结构示意图。具体实施方式下面结合附图1～2和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。<实施例1>一种高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，包括以下步骤：S1、将待焊接管材的坡口采用机加工方式进行加工，其中，机加工为车床、削床或钻床；当管材的壁厚小于30mm，坡口处理为V型，坡口的间隙为2mm，钝边为0mm，坡口两侧边之间的角度为55°；S2、DN300以内的管材封底焊采用充氩保护手工钨极氩弧焊，封底焊道焊肉厚度3mm，采用短弧焊接、直线性运条、小电流多层多道焊的焊接方式进行填充和盖面；S3、封底焊好后，填充按照每焊接填充一层，就敲掉一次药皮，人工观察焊道的颜色，其中，焊道的颜色为银白色和金黄色为最佳，浅蓝色也属于符合要求，但深蓝色或深紫色以及呈现乌黑或铁黑等颜色过深的情况则表明热输入量过大，需要及时纠正控制；确认合格后将焊接填充层冷却至100℃以下，并采用红外测温仪进行监控，打磨起止位置焊接接头，错开起弧和收弧位置，再进行下一道填充，重复焊接填充循环，直至盖面结束；S4、焊缝热处理：采用的升温速度为50℃/h的标准进行升温操作，升温至875℃，然后保持875℃，恒温1.5小时，断电后以每小时40～50℃/h的速度，距离焊缝300mm处设有保温封堵材料为防火纤维毡，以达到缓慢降温的效果，当焊接材料的温度降本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将待焊接管材的坡口采用机加工方式进行加工、封底焊采用充氩保护手工钨极氩弧焊或自保护焊丝钨极氩弧焊，封底焊道焊肉厚度3～5mm，采用短弧焊接、直线性运条、小电流多层多道焊的焊接方式进行填充和盖面；/n其中，封底焊好后，填充按照每焊接填充一层，就敲掉药皮，人工观察焊道的颜色，确认合格后将焊接填充层冷却至100℃以下，并采用红外测温仪进行监控，打磨起止位置焊接接头，错开起弧和收弧位置，再进行下一道填充，重复焊接填充循环，直至盖面结束；/n焊缝热处理：采用的升温速度为50℃/h的标准进行升温操作，升温至850～900℃，然后保持升温到的温度恒温1.5～2小时，断电后以每小时40～50℃/h的速度，使焊接材料温度降到700℃以下，再进行快速空冷。/n
【技术特征摘要】
1.高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待焊接管材的坡口采用机加工方式进行加工、封底焊采用充氩保护手工钨极氩弧焊或自保护焊丝钨极氩弧焊，封底焊道焊肉厚度3～5mm，采用短弧焊接、直线性运条、小电流多层多道焊的焊接方式进行填充和盖面；
其中，封底焊好后，填充按照每焊接填充一层，就敲掉药皮，人工观察焊道的颜色，确认合格后将焊接填充层冷却至100℃以下，并采用红外测温仪进行监控，打磨起止位置焊接接头，错开起弧和收弧位置，再进行下一道填充，重复焊接填充循环，直至盖面结束；
焊缝热处理：采用的升温速度为50℃/h的标准进行升温操作，升温至850～900℃，然后保持升温到的温度恒温1.5～2小时，断电后以每小时40～50℃/h的速度，使焊接材料温度降到700℃以下，再进行快速空冷。
2.如权利要求1所述的高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，其特征在于，DN300以内的管材采用充氩保护手工钨极氩弧焊。
3.如权利要求1所述的高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，其特征在于，管材的壁厚超过30mm时，坡口处理为双V型，下V单边坡度30°～35°，上V单边坡度20°～25°，下V深度为壁厚的2/3。
4.如权利要求1所述的高温高压TP347管材的焊接和热处理方法，其特征在于，确认合格后将焊接填充层冷却至100...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡舒畅，姚永泽，王三妹，赵青，霍国涛，刘洋洋，桂涛，常立新，曹建军，
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
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