管道焊前预热与焊后热处理

      01 焊前预热

       焊接前预热的目的在于减小焊件与焊缝的温度梯度，延缓焊接接头的冷却速度，减少温差所造成的应力和淬硬组织。对于碳钢、碳锰钢、铬钼合金钢、低温镍钢等易产生冷裂纹的材料，在焊接前应进行适当预热。各标准规范均对常见材料的预热温度做出了规定，对同类材料的预热要求基本一致，GB50236-2011对常见材料焊前预热温度的规定见表1。

表1：常用钢材的最低预热温度

       附：合金钢的编号示例

      02 焊后热处理

       焊后热处理的目的主要有两方面，一是进一步释放焊缝金属中的有害气体，尤其是氢，防止延迟裂纹的发生。二是适当减缓焊接接头残余应力，防止冷裂纹或者再热裂纹的发生。通过焊后热处理可以松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改善组织，减少含氢量，从而降低焊接接头的延迟裂纹倾向。热处理温度和保温时间是焊后热处理的关键参数。焊后热处理的温度过高，或者保温时间过长，会使焊缝金属结晶粗化，碳化物聚集，造成力学性能、蠕变强度等下降。各标准规范中均对焊后热处理的温度、恒温时间、最短恒温时间，以及热处理后焊缝及热影响区的布氏硬度等参数做出了规定。表2为SH3501-2011对环焊缝焊后热处理的基本要求。

表2：常用钢材焊接接头热处理基本要求

       有延迟裂纹倾向的材料，如铬钼钢和标准抗拉强度下限值大于或等于540 MPa钢材，焊后应立即进行热处理。焊后如不能及时热处理(如在热处理前进行无损检测)，则应在焊后立即加热到300～350 ℃保温缓冷；这样可以减少焊缝中氢气的影响，降低焊接残余应力，避免焊接接头中出现马氏体组织，从而防止氢致延迟裂纹的产生。通常，还需通过以下方法消除内应力来避免不良影响。

      03 焊缝热处理工艺

       为规避压力管道不良事件，同时消除管道内应力，应根据实际情况合理选择应力消除方式，从而确保压力管道的安全性与使用寿命。工艺管道的焊后热处理温度的选择，也是焊后热处理工作的关键。对于厚度不大的碳钢管道，一般不做要求进行焊后热处理。但对于输送有应力腐蚀介质的碳钢管道则要求做焊后热处理。