[发明专利]三通主管对接接头局部焊后热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三通主管对接接头局部焊后热处理方法，其特别适用于支管已与外部管道连接的三通主管对接接头的局部焊后热处理。

背景技术

焊后热处理是为消除对接接头残余应力、改善对接接头的组织和性能而进行的一种热处理，其一般工艺流程为：安装热电偶→布置加热装置→设定热处理参数→包裹保温棉→进行热处理。

三通是管系的重要连接部件，在服役现场与外部管道焊接后需要进行焊后热处理时，通常只能进行局部焊后热处理。该对接接头一端连接外部管道，另一端连接三通，因此焊缝两端的散热条件存在显著差异，加热时若以焊缝为中心等功率布置加热装置，则加热区域的最高温度会偏离加热装置的中心，即偏离焊缝。偏移量与偏移的最高温度受三通材料种类、规格、环境条件、焊后热处理工艺等因素的强烈影响，并没有简单规律可循；同时三通的肩部和腹部传热也存在差异，导致焊缝除了存在沿主管的纵向温差外，还存在沿焊缝的周向温差。传统上这种接头热处理时，在支管端布置较多的功率，以补偿该端热量损失，多布置的功率大小根据经验决定。这种凭借经验的方法常常使最高温度点并不能正好位于焊缝上。最高温度的偏移和周向温差的存在，恶化了接头焊后热处理的温度场，加大了热处理后接头的残余应力，对接头使用性能与寿命产生不利影响；当偏移的最高温度超过材料相变点后，材料发生再结晶，对接头性能造成严重损伤，甚至直接导致接头报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有经验方法的不足，提供一种改进的三通主管对接接头局部焊后热处理方法。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种三通主管对接接头局部焊后热处理方法，三通主管对接接头包括由主管和支管构成的三通，管道，连接主管与管道的焊缝，焊后热处理方法采用主加热装置和辅助加热装置同时对三通主管对接接头进行加热，其中：

主加热装置的设置如下：

加热元件等功率、等宽度对称布置在焊缝的两端；

控温热电偶布置在焊缝的与支管所在侧相对的一侧位置上；

热处理曲线按给定的焊后热处理工艺参数设定；

辅助加热装置的设置如下：

加热元件紧靠主加热装置主管端布置；

控温热电偶布置在主加热装置端部处主管上与三通肩部顶点相对的位置；

热处理曲线按如下参数设定：

恒温温度T_fh＝T_D±10℃，其中，T_D为所述主加热装置独立加热恒温阶段端部处管道上的温度；

升温时间t_fS＝(1±10％)t_zs，其中，t_zs为主加热装置的升温时间；

恒温时间t_fh＝(1±10％)t_zh，其中，t_zh为主加热装置的恒温时间；

恒温后降温至300℃时的降温速度V_fj＝(1±10％)V_zj，其中，V_zj为主加热装置的降温速度；

主加热装置和辅助加热装置同时开始加热。

优选地，辅助加热装置的恒温温度T_fh＝T_D±5℃，最优选地，辅助加热装置的恒温温度T_fh＝T_D。

根据本发明，T_D可以通过实验测量、计算或二者相结合的方法获得。

优选地，所述辅助加热装置的升温时间、恒温时间、恒温后降温至300℃时的降温速度分别与所述主加热装置的升温时间、恒温时间、降温速度对应相同。

优选地，所述的三通的支管已与外部管道焊接。

根据本发明，所述的三通和管道的材料相同或不同，即三通和管道可以为同种钢或异种钢。主管和管道的规格可以相同或不同。

根据本发明的一个具体方面：所述方法包括如下步骤：

(1)、安装热电偶：在焊缝的与所述支管所在侧相对的一侧位置上安装1支热电偶，作为主加热装置的控温热电偶；在与三通肩部顶点相对的主加热装置端部处主管上安装1支热电偶，作为辅助加热装置的控温热电偶；

(2)、安装主加热装置：选择柔性加热绳或加热片作为加热元件，以焊缝为中心，焊缝两端等功率、等宽度对称布置主加热装置，布置宽度根据焊后热处理工艺要求确定；