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高合金钢中频感应热处理施工工艺(一)

发布时间: 2024-05-09         点击:241次        

       随着这几年国内1000MW超超临界燃煤机组的不断兴建,P91/P92等高合金耐热钢被大量应用于锅炉高再、高过集箱以及主蒸汽和热段部位中。       焊态下P91/P92高合金耐热钢的力学性能与母材相比较,尤其是冲击韧性较差,通过焊后热处理能改善焊缝金属及热影响区的组织、降低焊接内应力,从而能提高焊接接头的力学性能。然而高合金钢在热处理过程中存在一个问题就是,在焊后热处理温度和时间确定的前提下,焊缝的冲击韧性对厚壁管内外壁温差比较敏感。当温差较大时,内壁的温度将低得多,造成这些部位回火不充分,从而导致焊缝的冲击韧性明显下降,进而降低了焊接接头的力学性能和减少了焊接接头的使用寿命。       相关资料表明,随着壁厚的增大,内外壁温差也相应增大,管壁越厚,内外壁温差达到平衡的时间越长,内外壁温差越大。因此对高合金钢大口径厚壁管的内外壁温差的控制成为热处理加热装置和热处理施工工艺的重点和难点。       在国电某工程、国投某工程和多个国电工程的锅炉集箱对接焊口、四大管道中的主蒸汽管道和再热蒸汽管道(材质为P92)全面应用,形成了“高合金钢新型中频感应加热热处理施工工法”。由于采用本工法其施工操作方便、成本低、焊口焊后热处理硬度合格率高,故有明显的质量效益、经济效益和环保效益。       工艺特点       与常规的远红外电阻加热热处理相比,新型中频感应加热热处理对高合金钢大管径厚壁管的内外壁温差和外壁周向温差能进行更好的控制,保证了焊接接头的力学性能。       与常规的远红外电阻加热热处理相比,新型中频感应加热热处理施工操作简单、焊口焊后热处理硬度一次合格率高,减少了因硬度不合格而进行二次处理带来的人工、材料等成本的浪费,保证了焊口质量,节约了施工工期。       与国外中频感应加热热处理相比,新型中频加热热处理感应线圈使用过程不需要水冷却、作业半径广、电源功率大、能满足目前火电厂基建和检修过程中对高合金钢大管径厚壁管的热处理需求。       新型中频加热减少了陶瓷加热器与保温棉的使用,节省施工成本,直接减少了保温棉对环境的污染,也间接减少了陶瓷加热器制作过程对环境和生态的破坏。       适用范围       适用于火电厂基建及检修过程中P92等高合金钢大口径厚壁管的焊后热处理以及常遇到的变径管、管座、三通等异形结构焊件的焊后热处理。       工艺原理       感应对金属管道进行加热的工作原理可用图5-1简要地说明。图中A为感应线圈,B为被加热的金属管道,若线圈A中流过交流电流i1,就会产生相同频率的交变磁通Φ,交变磁通Φ又在金属管道中产生感应电势e2,引起电流i2,i2使金属管道B加热,这种加热方式称为感应加热。微信图片_20240510150632.jpg图5-1 感应加热原理图       常规的远红外加热器是通过加热片对管道进行热传导的,传递速度慢且热量损失严重。而中频感应加热是利用感应线圈把频率为1000HZ-2000HZ的交流电能传递给要加热的金属管道工件,然后电能在金属管道内部转变为热能,管件本身就成为发热源。感应线圈与被加热的金属管道并不直接接触,能量是通过电磁感应传递的。

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