压力管道热处理规程
压力管道热处理规程
1 目的及适用范围
1.1 为了保证压力管道热处理质量，指导现场施工，特制定本工艺。
1.2 本规程适用于压力管道焊接、弯曲和成形后的热处理。
2 热处理工艺
2.1 弯曲和成形后的热处理
2.1.1 除弯曲或成形温度始终保持在900℃以上的情况外，壁厚大于19mm的碳钢管弯曲或成形加工后，应按表2.1.1的规定进行热处理。
2.1.2 公称直径大于100mm、或壁厚大于13mm 的碳钢、碳锰钢、铬钼合金钢、低温镍钢管弯曲或成形加工后，应按下列要求进行热处理。
a) 热弯或热成形加工后应按设计文件要求进行完全退火、正火、正火加回火或回火热处理；
b) 冷弯或冷成形加工后的热处理应符合表2.1.1的规定。
表2.1.1 热处理基本要求
注2：硬度值要求见本规程2.5 条。设计有规定时，碳钢和奥氏体不锈钢的硬度可按表列数值控制。
2.1.3 本规程要求进行冲击试验的材料在冷成形或冷弯后，其成形应变率大于5%者应按表 2.1.1的要求进行热处理。
2.1.4 高温使用的奥氏体不锈钢及镍基合金，冷、热弯曲或成形后应按表2.2.2进行热处理。
表2.2.2 高温使用的弯曲、成形后的热处理要求[2]
2.1.5 成形应变率的计算 a) 管子弯曲，取下列较大值： 应变率（%）=
R
D
50 应变率（%）=10012
1????
?
??-T T T b) 以板成形的圆筒、锥体或管子： 应变率（%）=
50?f
R T
c) 以板成形的凸型封判断、折边等双向变形的元件： 应变率（%）=
f
R T
75 d) 管子扩口、缩口或引伸，镦粗，取下列绝对值的最大值： ① 环向应变
应变率（%）=100???
?
??-D D D e ② 轴向应变
应变率（%）=100???
?
??-L L L e
③ 径向应变
应变率（%）=100221????
? ??-T T T 式中：
D ——管子外径，mm ；
R ——管子中心线弯曲半径，mm ； T ——板材名义厚度，mm ；
1T ——管子初始平均厚度，mm ；
2T ——成形后管子最小厚度，mm ； e D ——成形后圆筒或管子的外径，mm ；
f R ——成形后最小曲率斗径（厚度中心处），mm ；
L ——管子变形区初始长度，mm ；
e L ——成型后管子变形区的长度，mm 。
2.1.6 对于有应力腐蚀倾向或对消除应力较高要求的管道，在弯曲或成形加工后，应按设计文件的规定进行热处理。 2.2 焊后热处理
2.2.1 焊后热处理的基本要求
a) 焊后热处理工艺应在焊接工艺规程中规定，并经焊接工艺评定验证。 b) 焊后热处理温度应符合表2.1.1的规定。
c) 调质钢焊接接头的焊后热处理温度应低于其回火温度。
d) 铁素体钢之间的异种钢焊接接头的焊后热处理，应按表2.1.1两者之中的较高热处理温度进行，但不应超过另一侧钢材的临界点Ac 1。 e) 有应力腐蚀倾向的焊接接头应进行焊后热处理。
f) 对容易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行处理。当不能及时进行焊后热处理时，应在焊后立即均匀加热至200℃~350℃，并保温缓冷。加热保温范围应与焊后热处理要求相同。
2.2.2 热处理厚度
按表2.1.1进行焊后热处理时，热处理厚度应为焊接接头处较厚的工件厚度，但下列情况除外：
a) 支管连接时，热处理厚度应是主管或支管的厚度，而不计入支管连接件（包括整体补强或非整体补强件）的厚度。但如果任一截面上支管连接的焊缝厚度大于表2.1.1所列厚度的2倍时，应进行焊后热处理。
b) 对用于平焊法兰、承插焊法兰、公称直径小于等于50mm的管子连接角焊缝和螺纹接头的密封焊缝、以及管道支吊架与管道的连接焊缝，如果任一截面的焊缝，如果任一截面的焊缝厚度大于表2.1.1所列厚度的2倍时，应进行焊后热处理。但下述情况可不要求热处理。
①碳钢材料，当焊缝厚度小于或等于16mm时，任意厚度的母材都不需要进行热处理。
②铬钼合金钢材料（Cr≤10%），当焊缝厚度小于或等于13mm时，如果预热温度不低于规范推荐的最低值，且母材规定的最小抗拉强度小于490Mpa，则任意厚度的母材都不需要进行热处理。
③对于铁素体钢材料，当焊缝采用奥氏体或镍基填充金属时，不需要进行热处理，但应保证操作条件（如高温下不同线膨胀系数或腐蚀等）对焊缝不产生有害影响。
2.3 加热和冷却
2.3.1 热处理时，应保证温度的均匀性和对温度的控制，可采用炉内加热、局部火焰加热、电阻或电感应等加热方法，也可采用炉冷、空冷、局部加热、隔热或其他合适的方法来控制冷却速率。
2.3.2 一般情况下，热处理的加热和冷却速率应符合以下规定：
a) 当温度升至400℃以上时，加热速率应不大于205（25/T）℃/h，且应不大于205℃/h（T为热处理部位的最大厚度，下同）。
b) 保温后的冷却速率应不大于260（25/T）℃/h，，且应不大于260℃/h，400℃以下可自然冷却。
2.4 热处理温度的测量
2.4.1 热处理温度应采热电偶或其他合适的方法进行测量。
2.4.2 宜采用自动测温记录仪在整个热处理过程中连续测量并记录热处理温度，测温记录仪在使用前应经校验合格。
2.5 硬度检查
2.5.1 要求焊后热处理的焊接接头，热弯和热成形加工的管道元件，热处理后应测量硬度值，焊接接头的硬度测定区域应包括焊缝和热影响区，热影响区的测定区域应紧邻熔合线。
2.5.2 硬度检查的数量应满足以下要求：
a) 表2.1.1中有硬度值要求的材料，炉内热处理的每一热处理炉次应至少抽查10%进行硬度值测定，局部热处理者应100%进行硬度值测定。
b) 表2.1.1中未注明硬度值要求的材料，每炉（批）次应至少抽查10%进行硬度值测定。
2.5.3 除设计另有规定外，焊接接头热处理后的硬度值应符合下列规定：
a) 表2.1.1中有硬度值要求的材料，焊缝和热影响区的硬度值应符合表2.1.1的规定。
b) 表2.1.1中未明注硬度值要求的材料，焊缝和热影响区的硬度值，碳钢不应大于母材硬度值的120%；其他材料不应大于母材硬度值的125%。
2.5.4 异种金属材料焊接时，两侧母材和焊接接头均应符合表2.1.1规定的各自硬度值规定。
2.6 替代热处理
正火、正火加回火或退火可代替焊接、弯曲或成形后的消除应力热处理，但焊接接头和母材的力学性能应符合相应标准的规定。
2.7 热处理基本要求的变更
2.7.1 设计可根据具体工况条件，变更或调整消除应力热处理的基本要求，包括规定更为严格的要求（如对厚度较薄材料的热处理和硬度限制），也可放宽或消热处理和硬度试验要求。
2.7.2 当放宽消除应力热处理和硬度试验要求时，应具备可供类比的成功使用经验，并考虑工作温度及其影响，热循环频率及其强度，柔性分析的应力水平，脆性破坏及其他有关因素。此外，还应进行包括焊接工艺评定在内的有关试验。
2.8 分段热处理
对于不能进行整体热处理的管理，允许分段热处理，分段处应有宽度大于或等于300mm 的搭接带。分段热处理时，炉外的部分应适当保温，并应防止产生较大的温度梯度。
2.9 局部热处理
局部热处理时，加热范围应包括主管或支管的整个环形带，并应达到规定的温度，加热环形带应有足够的宽度。焊接接头局部热处理的加热范围应为距离焊缝中心每侧不小于焊缝宽度的3倍，弯管局部热处理的加热范围应包括弯曲或成形部分及其两侧至少25mm的宽度，加热带以外部分应在100mm~150mm的范围内保温。
2.10 重新热处理
热处理后如进行焊接返修、弯曲、成形加工，或硬度检查超过规定要求的焊缝，应重新进行热处理。