承壓設備焊后熱處理工藝

0 前言

焊后熱處理是承壓設備制造的關鍵工藝，它不僅直接影響承壓設備的制造質量，而且是保證承壓設備安全運行的重要條件。

焊后熱處理可以改善焊接接頭的力學性能和蠕變性能，松弛焊接殘余應力，穩定承壓設備結構尺寸，軟化淬硬區，改善熱影響區組織，減少焊縫金屬氫含量，提高焊接接頭耐腐蝕性能等。如果焊后熱處理不能達到設計要求，不僅可能降低承壓設備的應用性能（如抗蠕變、耐腐蝕性能等），甚至能夠促進裂紋擴展，造成災難性事故［1－6］。

音樂教學需用到很多教學器材，往往因為學校對其課程的不重視，導致投入資源較少，產生音樂教學器材不完善的現象。這種現象限制著教師的教學水平及學生的體驗水平。針對這一問題，學校應全面認識素質教育的重要性，對待音樂教學環節適量加大資源投入，確保學生的教學體驗，幫助學生進行全面的素質教育建設。

由于承壓設備焊后熱處理涉及范圍廣、影響因素多、缺乏有效的技術標準，使得國內承壓設備熱處理實施過程、實施效果都存在很大的差異，因焊后熱處理引發的質量事故時有發生，這一現狀已經嚴重影響國內裝備制造業的自主創新和技術水平的提升。為了規范焊后熱處理過程、提高承壓設備制造水平，全國鍋爐壓力容器委員會提出了GB／T 30583—2014《承壓設備焊后熱處理規程》，規定了承壓設備焊后熱處理技術要求。但由于監管不到位、重視程度不夠等原因，該標準的實施效果不佳。

“從概率上講，”我身邊的博學派男生威爾笑著說，“即使是亂打，到現在最起碼也該打中一次。”他滿頭蓬松的金發，雙眉之間有一道豎紋。

文中分析了國內承壓設備焊后熱處理存在的問題，介紹了安全注冊制度實施的要點，提出了解決方案。

1 承壓設備焊后熱處理特點

1.1 焊后熱處理的特性［7－9］

焊后熱處理具有整體性、一次性和終結性等特點。無論是整體焊后熱處理還是局部焊后熱處理，其溫度場、應力場和應變場都需從整個焊件考慮，局部分析存在很大的偏差；在焊后熱處理執行過程中，部分關鍵因素不能進行局部調整與變更（如火焰的方向等）；焊后熱處理效果由整體來確定。

焊后熱處理與焊接、無損檢測等工藝不盡相同，焊后熱處理一次連續完成，焊后熱處理質量則也隨之確定。某些由于焊后熱處理工藝造成的不良后果，通過再次進行焊后熱處理無法消除。

焊后熱處理是承壓設備建造過程中最后一道關鍵工藝。出現質量問題，補救的成本很高或只能報廢。

小學生由于基礎薄弱，因此對音樂的理解、認知和欣賞等有限，缺乏自我欣賞音樂的能力，從而降低了對合唱教學的興趣。鑒于此，教師要多鼓勵學生，如給進步比較大或演唱得比較好的學生頒發小紅花作為獎勵。同時，要抓住小學生的心理和生理特征，調動他們的積極性，開發他們的創新性，讓他們在興趣的推動下充滿學習熱情，積極主動地參與到合唱中。比如，在講解《送別》這首歌時，可以讓學生梳理一下還有哪些表達送別的歌曲，想想它們的表現形式和這首歌有何不同，也可以請學生演唱。然后，教師可以分析這首歌的歌詞，講述它創作的背景。這樣，既有對比互動，又有故事背景，學生學習起來容易許多，學習積極性也會有所提高。

1.2 評價方法的局限性

盡管評價焊后熱處理效果的方法很多，但是這些方法用于評價承壓設備焊后熱處理的效果均存在不同程度的不足，難以準確評價焊后熱處理的全部效果。

評價承壓設備焊后熱處理效果最直接的方法是產品焊接試件。產品焊接試件是采用與承壓設備制造相同的材料、相同的焊接工藝、經歷相同的熱處理過程完成的試件，通過解剖檢驗，證明產品的焊接質量。由于承壓設備在進行焊后熱處理時，各部位經歷的熱處理時間有差異，而產品焊接試件只能經歷一個熱處理過程，不能代表承壓設備的全部情況。以球罐為例，GB 12337《鋼制球形儲罐》規定：產品焊接試件布置在球殼熱處理高溫區外側，并與球殼緊貼，與球罐一起進行熱處理。由于標準沒有規定產品焊接試件在焊后熱處理時的擺放位置，實際執行過程中，產品焊接試件在球罐焊后熱處理時的位置有很大的隨機性。事實上球罐各測溫點的保溫時間都不相同，如筆者檢查某球罐整體熱處理時發現，最長保溫時間為4 h 55 min，最短則為2 h，那么用產品焊接試件焊后熱處理效果代表球罐所有部位的熱處理效果就存在了局限性。

硬度也是衡量焊后熱處理的指標之一。但是，現行鍋爐壓力容器標準中既沒有規定硬度的合格指標，也沒有明確測點位置；某些管道標準參照ASME B31.3規定了硬度測量合格指標，但沒有規定測量條件和測量位置，結果的隨意性很大。因此，用硬度評價承壓設備焊后熱處理效果也存在很大的局限性。

焊接殘余應力是評價焊后熱處理效果的直接方法。但在承壓設備上難以有效實施。一方面，盡管焊接殘余應力測量方法很多，但對檢測環境均有較高的要求，承壓設備作為工業產品，難以提供良好的檢測條件，降低了檢測結果有效性；另一方面，焊接結構中殘余應力分布與變動規律難掌握，尤其難以確定厚度方向殘余應力的分布規律與極值位置［10－12］，可用于承壓設備殘余應力的檢測方法只能檢測表面殘余應力，不能提供焊后熱處理后殘余應力的整體情況，檢測結果存在很大的局限性。

此外，由于焊后熱處理影響因素很多、影響規律復雜，到目前為止，焊后熱處理還是一種實踐性極強的制造工藝，許多關鍵工藝參數仍需要依賴經驗確定，沒有形成科學的方法，如局部焊后熱處理加熱寬度、有害的溫度梯度、異種類別鋼材焊接接頭的組織應力等等。編制、審定、批準的焊后熱處理工藝，在實施前大多不能準確評價其效果，需要通過具體實施來驗證，焊后熱處理工藝仍停留在“感性”階段，急待上升為“理性”階段。

2 承壓設備焊后熱處理存在的主要問題

盡管國內承壓設備制造技術不斷發展，水平不斷提高，但承壓設備焊后熱處理還存在很多問題。這種現狀已經成為了承壓設備制造技術的發展瓶頸，甚至影響了國內裝備制造業的自主創新。這些問題既有設備、工藝問題，也有管理、意識問題，需要引起各方面的重視。國內承壓設備焊后熱處理主要存在如下幾方面問題。

圖書館流通部是聯系圖書館與讀者之間的橋梁和紐帶，但是大多數高校都存在著領導對此不夠重視，認為流通部工作簡單，沒有技術含量，對流通部員工管理及一些借閱制度都是延續多少年以來的老辦法，沒有新意，沒有獎勵激進措施，而流通部工作又單調乏味、繁重，這樣就會使館員工作懈怠，始終處于應付狀態，對讀者缺乏關心和耐心，勢必會影響流通服務質量，破壞圖書館整體形象。

2.1 焊后熱處理設備

熱處理爐是整體熱處理的常用設備，其質量參數直接影響焊后熱處理的效果。目前，國內還沒有焊后熱處理爐專用標準，大都將加熱爐當作焊后熱處理爐使用，也有不少單位使用自制爐或快裝爐，這些設備難以按照承壓設備的要求獲得規定的熱處理參數，焊后熱處理效果難以保證。

燃燒器是爐外焊后熱處理常用裝置。目前尚無專用的爐外熱處理用燃燒器產品，國內各專業熱處理公司大多將鍋爐用燃燒器組配成承壓設備爐外焊后熱處理用燃燒器，由于缺乏相關標準，這些裝置能否滿足承壓設備焊后熱處理的產品要求，存在很大不確定性。

5）減輕員工勞動強度。由于永磁聯軸器良好的密封性能，避免了泵房跑冒滴漏問題，減輕了員工日常維護維修工作量。

陶瓷電阻加熱器也是焊后熱處理的常用設備，盡管應用很多，卻沒有有正式標準。行業標準DL／T 819—2010《火力發電廠焊接熱處理技術規程》在附錄中提出了《柔性陶瓷電阻加熱器技術要求》，但僅在電力系統中得到應用，范圍有限。據筆者調查，承壓設備焊后熱處理用柔性陶瓷電阻加熱器絕大部分由各家各戶組裝完成，沒有統一的制造標準。

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2.2 有效加熱區

有效加熱區是焊后熱處理爐的關鍵參數，直接影響承壓設備焊后熱處理效果。GB／T 9452—2012《熱處理爐有效加熱區測定方法》對有效加熱區的定義為：“在加熱爐中，經溫度檢測而確定的滿足熱處理工藝規定溫度及溫度均勻性的工作空間”。盡管有效加熱區對焊后熱處理的影響至關重要，測定方法也有標準，但是仍有約80%的在用焊后熱處理爐沒有測定有效加熱區，部分標明有效加熱區的焊后熱處理爐的測定方法不符合標準。焊件放入沒有測定有效加熱區的爐中進行焊后熱處理，其溫度及均勻性難以保證，用于現場焊后熱處理的快裝爐更是如此。

2.3 焊后熱處理方式

焊后熱處理主要包括整體焊后熱處理、分段焊后熱處理和局部焊后熱處理。整體分段焊后熱處理與分段整體焊后熱處理不同，前者屬于局部焊后熱處理，而后者屬于整體焊后熱處理［13］。

GB 150規定了局部焊后熱處理的均溫區寬度，沒有給出加熱區寬度要求。由于影響均溫區與加熱區關系的因素很多，包括加熱方法、加熱工藝、被處理焊件結構、保溫條件和環境等諸多因素，局部焊后熱處理時的加熱區寬度只有依靠經驗或試驗確定，無法在標準中作出規定。曾有單位對于壁厚164 mm厚的容器進行雙面加熱寬度為1 980 mm局部電加熱處理時，均熱區的溫差才能基本能滿足要求［14］。實際上，很多局部焊后熱處理過程中的溫度監測不符合標準要求，如果加熱寬度不夠，難以保證均溫區寬度符合標準要求。

2.4 焊后熱處理厚度

焊接過程不僅產生焊接殘余應力，也使熱影響區的組織與性能發生了變化。焊接殘余應力主要由焊縫和局部拘束決定，焊接熱影響區大小也與焊縫厚度密切相關，可以說焊縫金屬厚度決定了焊接作用的范圍與力度，所以焊后熱處理厚度是焊縫金屬厚度，而不是母材厚度或焊接接頭厚度。有些單位將母材厚度或接頭厚度當做熱處理厚度，結果延長了熱處理保溫時間，不僅增加了成本，還可能降低被處理焊件性能，甚至可能誘發裂紋造成質量事故。

2.5 焊后熱處理工藝參數

焊后熱處理工藝參數主要包括：保溫溫度、保溫時間、升溫速度和降溫速度。

NB／T 47015—2011規定了各類鋼材的焊后熱處理規范參數，其實各國標準（歐盟、國際標準中Fe－1，Fe－3可低50℃）規定基本相同，主要從消除殘余應力角度考慮，規定了不同類別鋼材的最低保溫溫度和最短保溫時間，但這只是焊后熱處理的通用性基本要求，并沒有考慮焊接接頭的使用性能與工藝性能［15］，國內的絕大多數單位將這一要求作為焊后熱處理工藝卡上的規定值，這是對標準的誤解。

實際上，對于具體材料和性能指標（如強度、韌性、蠕變、消除應力、高溫性能、變形等等）都有一個最佳的工藝參數，這個工藝參數需要通過實踐經驗或試驗確定。照抄標準中最低保溫溫度與最低保溫時間，作為產品熱處理工藝卡的規定實施數值，很難取得預想的結果［16］。

以15Cr Mo R鋼為例，標準規定最低保溫溫度為650℃，焊接接頭經不同焊后熱處理溫度試驗結果見表1，以690℃×2 h為最好；焊后熱處理保溫時間對焊縫金屬沖擊韌性影響見表2，以690℃×4 h為優［7］，兩者并不相同。

以長石和石英為主的礦床主要為稀有金屬礦床，其類型有花崗巖型、偉晶巖型、細晶巖型、堿性巖型、長石巖型和風化殼型礦床，其經過選別后所排出的尾礦中Na2O+K2O可達4%～9%。如鉀長石石英脈鉬礦：凡臺溝鉬礦、紙房鉬礦等[9]；斑巖型鉬礦：吉林大黑山鉬礦、河南南泥灣-三道莊鉬鎢礦[10]；鈉長石-石英脈金礦：湘西合仁坪金礦[11]等。

表1 焊后熱處理溫度對15Cr MoR焊接接頭力學性能和硬度的影響①②

注：①BM為母材；WM為焊縫；HAZ為熱影響區；R eL為屈服強度；②試件厚度為34 mm，沖擊試驗取樣位置在1／4T處。

PWHT／（℃×h）母材 接頭 （－20℃）沖擊吸收能量KV／J 硬度（HB）R m／MPa R eL／MPa R m／MPa BM WM HAZ BM WM HAZ技術條件 450～590 ≥295 ≥295 ≥54（平均值）；≥47（單個最低值） ≤225 675×2 480 315～330 540～630 185～235 47～125 90～170 138～143 195～207 170～180 690×2 475 320～325 520～600 185～240 140～230 160～220 135～140 175～185 160～178 705×2 465 315～325 510～570 170～260 130～240 140～240 130～135 165～180 150～170

表2 焊后熱處理時間對焊縫金屬（－20℃）KV 2的影響① J

注：①試件厚度為34 mm，沖擊試驗取樣位置在1／4T處。

PWHT／（℃×h） SA387Gr11Cl1 A387Gr11Cl2 690×2 41，53，88／61 56，74，96／75 690×4 89，170，227／162 112，194，243／183 690×6 52，60，139／84 51，106，153／103

圖1 加熱速度與再熱裂紋的關系

GB／T 30583《鋼絲繩吊環索》中4.4.9對焊后熱處理的升溫速度、降溫速度及溫度差都規定了“通用限值”，現在絕大部分焊后熱處理工藝卡中都將“通用限值”當成“規定值”來使用。焊后熱處理的升溫速度與降溫速度要考慮溫度均勻性、焊件變形、再熱裂紋、殘余應力、金屬間化合物析出等等因素，需依靠試驗與實踐來摸索。圖1表明，加熱速度不同，再熱裂紋傾向有所不同，加熱曲線2可以防止合金B不裂，但不能防止合金A開裂；而曲線1［17－19］是提高加熱速度，則可同時防止合金A和B產生再熱裂紋，這是因為對于一定合金其析出強化速度一定，提高加熱速度超過其析出強化速度（或時效硬化速度），就不致形成再熱裂紋。

2.6 焊后熱處理工藝規程與焊后熱處理報告

現行焊后熱處理工藝規程和焊后熱處理報告也存在很多不足。圖2是典型的焊后熱處理工藝卡，全國承壓設備制造、安裝企業普遍使用的焊后熱處理工藝卡與此基本相同。存在的問題如下：①沒有焊后熱處理最大厚度；②沒有焊后熱處理熱工計算；③沒有焊件熱變形預防及控制措施；④沒有說明熱源及加熱方式：油、氣、電；⑤沒有說明熱處理設備或加熱器的布置、名稱、規格、數量；⑥沒有說明測溫點數量、布置圖、連接焊件方法；⑦沒有說明隔熱方法、絕熱材料及其鋪設方法；⑧沒有說明控溫儀表及測溫儀表名稱、型號及數量；⑨沒有說明工藝程序及技術要求。

圖2 熱處理工藝卡

圖3 為某廠焊后熱處理檢驗報告，對照上述焊后熱處理工藝卡的要求所缺少的條款外，還缺少下列資料：①缺少焊后熱處理工藝規程編號；②缺少焊后熱處理合同號或委托書編號；③缺少焊后熱處理加熱方式、加熱方法及輔助裝置；④缺少焊后熱處理爐名稱及編號、控溫儀表和測溫儀表（含熱電偶及補償導線）名稱型號及編號；⑤缺少測溫點數量及布置；⑥熱處理曲線不能分清每個測溫點的時間與溫度，保溫時間顯然不對；⑦沒有焊后熱處理時間、地點及氣象環境；⑧沒有熱處理責任工程師簽字。

圖3 某公司焊后熱處理報告

3 承壓設備焊后熱處理安全注冊

安全注冊制度是規范制造行為，保證產品質量，提升企業技術與管理水平的有效手段，屬于一種行業監管行為或管理體系，這種行業監管體系已經在國內外工業產品制造管理中獲得了許多成功應用。安全注冊制度依據標準或法規在建立管理體系、規范制造過程、完善產品記錄、保證工藝正確實施等方面，對企業或產品進行考核和認證，具備條件的辦法證書，不具備條件的不允許從事相關生產活動。GB／T 30583—2014《承壓設備焊后熱處理規程》提出了承壓設備焊后熱處理通用性基本技術要求，為規范承壓設備焊后熱處理行為、保證產品質量提供了技術基礎，但由于缺乏有效的監管機制，標準頒布幾年來，實施效果不佳，實行承壓設備焊后熱處理安全注冊制度是解決這一問題的有效方法［19］。為此，全國鍋爐壓力容器標準化委員會按法規、標準及承壓設備行業的需要，發布了《承壓設備焊后熱處理安全注冊管理辦法》，并正式開展了承壓設備焊后熱處理安全注冊工作。

此次研究過程中，兩組病人接受單天200毫克與100毫克劑量的黃體酮治療，并在用藥十天后停止用藥，結論表明這兩組病人的治療總有效率無明顯差異，P>0.05，證明兩種用藥方案的療效相似且有效。但低劑量組的病人其用藥后副反應的發病率顯著少于高劑量組病人，P<0.05，提示低劑量用藥的安全程度更高。由此可知，針對無排卵型月經失調時選擇孕激素用藥方案，且孕激素劑量與病人子宮內膜厚度呈正相關關系，治療子宮內膜偏薄的病人時，可根據其自身具體病情合理調節用藥劑量。使用較低劑量的黃體酮，療效仍令人滿意，且安全程度高，副反應發病率小，推薦臨床大范圍使用。

承壓設備焊后熱處理安全注冊主要包含以下內容。

3.1 基本條件

（1）具有獨立法人資格，取得企業法人營業執照、組織機構代碼證。

（2）組織機構健全，具有固定的辦公場地（所）。

（3）具有維護保養車間、庫房及溫度測量校準間。（4）建立承壓設備焊后熱處理工程檔案庫。

（5）具有相關的法規和標準，以及相應的技術文件。

（6）具有承壓設備焊后熱處理的業績及相應的檔案資料。

3.2 設備、裝置

（1）自備可自動調控加熱設備及裝置。

（2）溫度測量校準裝置。

（3）溫度自動記錄裝置（含無紙記錄儀）。

3.3 人員資格

焊后熱處理質量保證工程師及質量控制系統責任人員齊備。

（1）焊后熱處理質量保證工程師（經綜合技術考核）。

（2）控溫控制系統責任人員（經加熱設備操作考核）。

（3）測溫控制系統責任人員（經現場熱電偶布置及確定試驗考核）。

（4）電容儲能熱電偶焊接人員（經現場熱點偶焊接操作考核）。

（5）溫度測量儀表（含熱電偶）校準工（已經省市有關部門培訓考核）。

3.4 焊后熱處理質量保證體系

依據焊后熱處理特點和本單位的實際情況，按照安全技術規范、標準的要求，建立焊后熱處理質量保證體系，制定焊后熱處理控制的范圍、程序、內容。

任命焊后熱處理責任工程師，以及控溫、測溫和隔熱責任人員，規定相關職責。

焊后熱處理爐、加熱器、控溫儀表、測溫儀表（含熱電偶及補償導線等）應編號，確保可追溯。

根據企業實際情況，編制下列焊后熱處理規程或規定，以規范焊后熱處理的操作與管理［20］。

（1）承壓設備焊后熱處理工藝通用規程。

（2）承壓設備焊后熱處理準備及交驗程序規定。

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而本文采取的圖像采集法，方法簡單直觀.首先，在被測者的踝關節、膝關節和髖關節上貼上標識用得白紙片，用于后期描點測量角度.然后讓被測者進行一個周期為5S的起立時間，再在這5S之間插入9個中斷點，最后將這9個中斷點進行描點分析，按照建立的簡化模型來進行角度測量.最后得出數據統計數據[4].

（3）計量儀表、熱電偶校準操作規程。

（4）測量儀表操作規程。

（5）測量系統定期交驗規程。

（6）熱電偶電容儲能焊接規程。

（7）承壓設備隔熱層包覆規程。

學生數學活動經驗的積累，最終目的是解決問題，為學生的可持續發展提供服務。但是,學生的數學活動經驗往往是“內隱”的，處于”蟄伏”狀態，因此，往往需要教師采取有效手段去喚醒、去激活，讓學生的數學活動經驗發揮作用，為他們的數學學習服務。

（8）焊后熱處理用加熱設備操作規程。

（9）承壓設備焊后熱處理控溫規程。

（10）承壓設備焊后熱處理熱電偶布置及確認試驗規程。

機械電氣一體化技術主要是指在機械功能的設計、應用過程中，將先進的電子技術（信息技術、動力技術等）引進到機械結構的主功能、信息處理、功能控制中，進而將機械的控制裝置，與電子控制軟件有機結合到一起，并在此基礎上形成一個統一的系統。

蜂蜜 性平、味甘，具有潤肺止咳、潤腸通便、排毒養顏等功效。人們常吃蜂蜜能起到排除毒素、美容養顏的效果，對防治心血管疾病和神經衰弱等病癥也很有好處。

（11）熱變形無害處置操作規程。

（12）焊后熱處理安全規程。

（13）承壓設備焊后熱處理工程資料存檔規定。

4 結論

承壓設備焊后熱處理具有整體性、一次性和終結性的特點，既是其制造過程中重要工藝，也是最薄弱環節。針對目前大家對焊后處理的概念理解不深，單位和個人均缺少相關資質，因此給設備埋下了較大的隱患，急需進行規范。

承壓設備熱處理單位安全注冊是解決上述問題的有效方法，且非常必要。安全注冊不僅能夠解決焊后熱處理存在的問題，還能使國內承壓設備焊后熱處理技術從“感性”階段上升到“理性”階段，進而推動國內裝備制造業關鍵技術的自主創新。

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