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1、n关于钢制压力容器焊后消除 应力热处置有关问题的讨论n摘要：本文对钢制压力容器焊后能否需求消除应力热处置，焊后消除应力热处置方法的选择，热处置最短保温时间确实定进展了分析，并针对平安技术规范和规范的相关内容进展了讨论n n关键詞: 压力容器焊后消除应力热 处置 相关平安技术n n1.前言n n有关钢制压力容器焊后消除应力热处置，至今国内尚无专业规范。目前对钢制压力容器焊后消除应力热处置要求的有关内容仅分散在、GB150“钢制压力容器、 GB151“管壳式换热器、 JB/T4709“钢制压力容器焊接规程以及JB/T101752000“热处置质量控制要求、 n n n nGB/T94522003“
2、热处置炉有效加热区测定方法等平安技术规范和规范之中。因此在运用过程中出现了了解上的不一致和偏向。为了满足钢制压力容器焊后消除应力热处置的要求，保证钢制压力容器的平安质量，本文将重点讨论钢制压力容器焊后消除应力热处置中常见的一些问题，并就此提出笔者的认识和看法。 n n2.哪些压力容器及主要受压元件需焊后消除应力热处置？n n哪些压力容器及主要受压元件需焊后消除应力热处置？笔者以为：应按照GB150 10.4.1款和GB151 6.4、6.8款指拼接纳板、管箱和浮头盖断定。凡符合GB150 10.4.1款和GB151 6.4、6.8款规定的压力容器及主要受压元件均应进展焊后消除应力热处置。n n
3、3.采用何种消除应力热处置方法？n n需进展焊后消除应力热处置的压力容器，应按照第73条、第74条规定选择热处置方法，进展焊后消除应力热处置。n n按照压力容器有关平安技术规范和规范，压力容器焊后消除应力热处置方法可分为以下四种：n n炉内整体焊后消除应力热处置；n n炉内分段焊后消除应力热处置；n n焊后部分消除应力热处置；n n运用现场整体消除应力热处置。n n由于炉内整体消除应力热处置的效果好，因此在条件具备的情况下，应优先选用炉内整体热处置方法。n n对于球形储罐和大型压力容器可採取运用现场整体消除应力热处置方法。n n由于焊后部分消除应力热处置的效果较炉内整体消除应力热处置差，因此和
4、规范对部分消除应力热处置方法的运用作出了较为明确的限制。目前部分消除应力热处置只限运用于B、C、D类焊接接头以及球形封头与园筒衔接的A类焊接接头。n n4.怎样确定压力容器焊后消除应力热处置最短保温时间？n n笔者以为：压力容器焊后消除应力热处置最短保温时间应按照JB/T4709第8章确定。n n值得留意的是GB150 10.4款将A、B类焊接接头处钢材厚度s作为确定焊后热处置厚度，也就是说， GB150是按照钢材厚度s确定焊后热处置最短保温时间的。而JB/T4709那么将压力容器焊后消除应力热处置厚度PWHT作为确定压力容器焊后消除应力热处置规范参数的根据，也就是将PWHT作为确定焊后消除应
5、力热处置最短保温时间的厚度。 n n压力容器焊后消除应力热处置的目的是为了消除焊件的剩余焊接应力，以保证焊件的运用性能及稳定尺寸，保证焊件的平安运用。因此，决议焊后消除应力热处置厚度的规范参数是焊缝厚度而不完全是A、B类焊接接头处钢材厚度。显而易见JB/T4709的规定较之GB150的规定更为详细，更为合理且符合实践。n n 但是JB/T47092000规范的8.2.2.3款有印刷错误。其间将“焊缝两字漏掉。应将原条文“接纳、人孔与壳体组焊时，在接纳颈部厚度、壳体厚度、封头厚度、补强板厚度和衔接角焊缝厚度中取较大者的内容，更正为：“接纳、人孔与壳体组焊时，在接纳颈部焊缝厚度、壳体焊缝厚度、封头
6、焊缝厚度、补强板焊缝厚度和衔接角焊缝厚度中取较大者。n n如图：有一台钢制压力容器，壳体资料为16MnR，厚度36mm，接纳资料为16Mn，厚度65mm，对于此构造，焊后消除应力热处置需最短保温时间t计算如下： n n 接纳壳体n n按照JB/T4709的8.2.2.3款修正前条文计算n nPWHT65mmn nt21/46550/25h2.15h129minn n按照JB/T4709的8.2.2.3款更正后条文计算n nPWHT36mmn nt=36/25h=1.44h=86.4minn n从以上两例可以看出，两者之间相差42.6min。n n4.压力容器焊后消除应力热处置质量控制n n4.
7、1压力容器焊后消除应力热处置质量控制系统的控制环节和控制点n n压力容器焊后消除应力热处置质量控制系统共设5个控制环节9个控制点，见表1。 表表1 1n n控制环节控制点1.1.热处置工艺编制热处置工艺编制热处置工艺编制热处置工艺编制热处热处置工艺修正置工艺修正2.热处置预备热处置设备和记录、控温仪热处置设备和记录、控温仪表；表；热电偶数量和布置热电偶数量和布置3.热处置过程热处置温度时间记录曲线热处置温度时间记录曲线4.4.热处置报告热处置报告热处置报告热处置报告5 5、热处置分包质量控制、热处置分包质量控制分包方评价分包方评价分包协议分包协议分包工程质量控制分包工程质量控制n n详细要求和
8、内容见“中国化工配备协会编写的“压力容器制造单位质量保证人员培训考核教材2021版第十四章“热处置质量控制系统。n n其中在“热处置预备这个控制环节中，设置了热处置设备和记录、控温仪表、热电偶数量和布置两个控制点。在相应的程序文件中设有“热处置炉有效加热区测定方法；在相应的工艺文件和质量记录表卡中设有“热处置炉有效加热区测定报告和检验合格证n n上述质量控制要求保证了压力容器焊后消除应力热处置是在热处置炉有效加热区进展了测定并出具检验合格证之后才允许进展。带有热处置炉有效加热区表示图的检验合格证应悬挂在热处置炉明显位置。n n4.2热处置炉有效加热区的测定n n目前国内关于热处置质量控制要求的
9、规范有两个：一个是JB/T101752000“热处置质量控制要求，另一个是GB/T9452 2003“热处置炉有效加热区测定方法。 n n另外JB/T60491992“热处置炉有效加热区测定曾经作废，并入到GB/T94522003之中。n n在JB/T101752000规范中，规定了热处置人员、作业环境、设备及仪表、工艺资料、工艺、技术文件与资料等质量控制的根本要求。n nJB/T10175规范将热处置炉按有效加热区保温精度炉温均匀性要求分为六类，其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等要求如表2所示。 表表2热处置炉按保温精度分类及其技术要求热处置炉按保温精度分类及其技术要求热处置炉类别有效加热区
10、保温精度控温精度记录仪表指示精度记录纸刻度分辨力1/310.2251.50.541050.551580.5620100.5825100.5101允许用修正量程的方法提高分辨力。n nJB/T10175规定：热处置炉的每个加热区至少有两支热电偶，一支接记录仪表，另一支接控温仪表，安放在有效加热区内，其中一个仪表应具有报警功能。n n每台热处置炉必需定期检测有效加热区，检测周期见表3，检测方法按GB/T9452的规定，其保温精度应符合表2要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区表示图的检验合格证。热处置炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内运用。表表表表3 3热处置炉有效加热区检测周期及仪表检定周
11、期月热处置炉有效加热区检测周期及仪表检定周期月热处置炉有效加热区检测周期及仪表检定周期月热处置炉有效加热区检测周期及仪表检定周期月热处置炉类别有效加热区检测周期仪表检定周期1366666612121212n n在GB/T94522003“热处置炉有效加热区测定方法中同样将热处置炉按照保温精度分为六类，其分类方法和技术要求与JB/T101752000规范完全一致。n n在GB/T94522003规范中，也有热处置炉有效加热区的测定周期及炉温仪表检定周期的要求，与JB/T101752000规范根本一致，见表4。表表表表4 4 4 4热处置炉有效加热区引荐测定周期及仪表检定周期单位为月热处置炉有效加
12、热区引荐测定周期及仪表检定周期单位为月热处置炉有效加热区引荐测定周期及仪表检定周期单位为月热处置炉有效加热区引荐测定周期及仪表检定周期单位为月热处置炉类别有效加热区测定周期仪表检定周期1366666612121212注1：利用率较低的热处置炉，其测定周期可适当延伸。注2.仅用作退火、正火和消除应力等预备热处置的加热炉，以及经延续三个周期检测合格，运用正常的热处置炉，其测定周期可延伸一年。n nGB/T9452列出了热处置炉凡属以下情况之一者，均应测定有效加热区：n n.新添置的热处置炉初次运用于消费；n n.经过大修或技术改造的热处置炉；n n.热处置炉消费对象或工艺变卦，需求改动保温精度时；
13、n n.控温或记录热电偶位置变卦时；n n.定期或暂时进展有效加热区检测时。n n热处置炉有效加热区是指经过温度测定而确定的满足热处置工艺规定的加热温度及保温精度的任务区间。n n热处置炉有效加热区测定的目的是:工件在装炉时，进入到热处置炉有效加热区内，然后进展热处置，从而保证工件在热处置过程中到达热处置工艺规定的加热温度和保温精度，保证了工件的热处置质量控制要求。n n压力容器的热处置炉大多属于GB/T94522003规范的周期式箱式热处置炉。GB/T9452规范在周期式箱式热处置炉有效加热区的检测点数量及位置的布置中，将热处置炉的宽度b限定为1.5m，而热处置炉的长度L限定为3.5m-5m
14、，n n也就是也就是说说，适用于，适用于GB/T9452GB/T9452规规范的周期式箱式范的周期式箱式热热处处置炉其最大置炉其最大宽宽度度为为1.5m1.5m，长长度度为为5m5m，因此当周，因此当周期式箱式期式箱式热处热处置炉的置炉的宽宽度大于度大于1.5m1.5m，或，或长长度大于度大于5m5m时时那么无法按此那么无法按此规规范要求范要求测测定定热处热处置炉有效加置炉有效加热热区范区范围围。n n实实践情况是，目前国内大多数用于践情况是，目前国内大多数用于压压力容器力容器焊焊后后热处热处置的周期式箱式置的周期式箱式热处热处置炉在置炉在宽宽度度b b上大上大于于1.5m1.5m，或，或长长
15、度度L L上大于上大于5m5m，普通在，普通在长长、宽宽、高尺寸方面到达高尺寸方面到达15m4m4m15m4m4m左右，在左右，在长长和和宽宽方面方面较较大的超出了大的超出了GB/T9452GB/T9452规规范的尺寸限定。因此范的尺寸限定。因此对对用于用于压压力容器力容器焊焊后消除后消除应应力的周期式箱式力的周期式箱式热处热处置置炉有效加炉有效加热热区的区的测测定，定，GB/T9452GB/T945220032003规规范范仅仅只只能作能作为为参考运用。参考运用。n nGB/T9452规范中未明确测定热处置炉有效加热区的法定单位，也就是说，拥有热处置炉的企业可以本人测定，自行颁发热处置炉有效
16、加热区检验合格证。n n在JB/T101752000和GB/T94522003规范中，对于有效加热区保温精度等级最低的第类热处置炉，有效加热区保温精度为25，即加热区内最高与最低温度之差不大于50。而第73条4款和JB/T4709第8章中规定“不大于65球形储罐除外,即32.5。两者间有差别，和JB/T4709对此要求放宽。n n纵观上述两个规范JB/T10175和GB/T9452，笔者以为这两个规范主要是为机械零部件如轴类、齿轮类等的热处置而编制的，适用对象是中小型热处置炉长、宽、高为5m1.5m2m左右，热处置方法属于机械零部件的正火、退火、回火、淬火、调质和外表处置等，并不是为压力容器焊
17、后消除应力热处置编制的。假设按照上述两个规范进展有效加热区测定，必然存在不少困难，其可操作性差，甚至于不可行。n n因此，有必要针对压力容器焊后消除应力热处置的实践情况，制定压力容器热处置质量控制要求和压力容器热处置炉有效加热区测定方法的规范。n n5、钢制压力容器用封头的热处置n n5.1钢制压力容器用封头的热处置应按JB/T47462002“钢制压力容器用封头的6.4款的规定进展。n n5.2奥氏体不锈钢封头的热处置，除按JB/T47462002规定之外，笔者以为：n n对于有应力腐蚀要求的奥氏体不锈钢封头在热冲压成型和冷旋压成型之后，建议进展固溶处置，用以恢复奥氏体钢板的供货形状固溶形状
18、，保证封头母材的抗应力腐蚀才干。n n对于有晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢封头，在热冲压成型之后，也应进展固溶处置。n n6.结语n n6.1关于钢制压力容器焊后消除应力热处置，目前国内尚无专业规范。钢制压力容器焊后消除应力热处置要求分散在、GB150、GB151、JB/T4709、JB/T10175和JB/T9452等平安技术规范和规范之中；n n6.2钢制压力容器能否进展焊后消除应力热处置按GB150和GB151判别；焊后消除应力热处置的方法按执行；焊后消除应力热处置最短保温时间由JB/T4709确定；n n6.3按照压力容器热处置质量控制要求，热处置炉运用前应按照JB/T10175和JB/T9452规范进展热处置炉有效加热区测定，并具有有效加热区表示图的检验合格证。检验合格证应悬挂于该炉的明显位置；n n6.4压力容器制造质量保证体系中，热处置质量控制系统要求定期测定热处置炉的有效加热区。但目前国内大多数用于压力容器焊后消除应力热处置的热处置炉，其几何尺寸超出了JB/T94522003规范的尺寸限制，因此JB/T9452规范仅只能作为参考规范而已;n n6.5有必要制定有关压力容器的热处置专业规范。n n 本文刊登在中国化工配备协会出版的2021年第二期。 本文稿的撰写得到戈兆文教授和李平瑾教授的悉心指点和协助，在此对两位教师表示衷心的赞赏。
