SHT3554热处理规范宣贯稿

（SH/T3554—2013）宣贯稿石油化工钢制管道焊接热处理规范随着石化装置大量的炼制高含硫原油以及运行条件苛刻度越来越高，对管道焊接接头的性能也提出了更高的要求，往往需要通过热处理以消除焊后应力、改善焊缝金属的组织和性能，所以规范热处理操作程序已显得十分迫切。但在石油化工行业标准中有关焊接接头的热处理内容是分散在SH3501、SH/T3520等几个标准中，而这些标准仅提出了焊后热处理的一些技术要求，对热处理人员、具体操作没有专门的要求，所以需要系统的热处理专业技术规程，为石油化工行业焊接热处理工作及质量监督检查提供依据。在此背一、前言景下，《石油化工钢制管道焊接热处理规范》编制要求应运而出。本规范制订过程中，编制组进行了大量的调查研究，总结了我国石油化工工程建设中钢制管道焊接过热处理的实践经验，同时参考了国外技术法规、技术标准（如ASMEB31.3工艺管道AWSD10.10管道焊接局部加热推荐规程、AWSD10.8铬钼钢焊接规程等规范），通过试验（如测温点的布置试验等等），取得规范编制依据，更加直观说明焊接热处理中使用设备材料、工艺要求和技术措施，明确了检查、检验和一、前言安全要求，能更加规范石化工程焊接热处理的施工和管理。本规编制过程，解决的主要问题如下：•从焊接热处理原理角度，参考国外标准，首次引入了均温带等热处理新概念，并使之与现行技术要求等结合。•明确了焊接热处理方案中的基本内容，统一了焊后热处理工艺卡格式。•首次系统描述了石油化工钢制管道焊接热处理使用一、前言设备和材料。•对焊接热处理工艺要求进行了详细要求，在引入均温带、加热带、保温宽度概念基础上，针对预热、后热和焊后热处理过程工艺要求进行了分别说明，更新了常用管道材料焊后热处理温度和保温时间，与最新ASME等标准保持一致。•结合实际经验，在目前国内规范中首次对焊接热处理技术措施进行要求，分为温度测量、测温点布置、热电偶固定、加热器安装等内容。一、前言•对与焊接热处理的有关的检查和检验进行了规定和系统性描述。•首次在国内规范中对奥氏体不锈钢稳定化热处理和热电偶固定中电容放电焊接程序进行了描述。•对焊接热处理安全环保要求进行了要求。一、前言3术语和定义3.1焊接热处理weldheattreatment对管道焊接接头的预热、后热和焊后热处理过程的统称。3.2均温带soakband（SB）要求管道在整个壁厚范围内达到规定的热处理温度的最小宽度，包括焊缝、热影响区及其相邻母材。3.3加热带heatedband（HB）为保证均温带能够达到规定的热处理温度而需对管道实施加热的最小宽度，即管道表面加热源的宽度。二、宣贯内容3术语和定义3.4保温宽度gradientcontrolband（GCB）为控制管道热处理部位的轴向温度梯度符合要求而规定的保温材料覆盖最小宽度。[释义]依据热处理原理，参考AWSD10.10《管道焊接局部加热推荐规程》等规范内容引入。参考图7.4.4。二、宣贯内容3术语和定义4基本规定4.1焊接热处理操作人员应经过专项培训并取得相应的资格证书。[释义]对热处理机操作人员要求经过培训考核取得相应资格证书，但相关行政许可规定出台前，资格证书可由企业或行业协会发放。专项培训内容包括了解热处理的工艺过程，掌握常用钢种的热处理工艺及要求，熟悉所使用的热处理设备构造，对异常问题处理。二、宣贯内容4基本规定4.2焊接热处理施工前应编制热处理施工方案或在焊接方案中体现相关内容，并进行技术交底。[释义]焊接热处理相关要求，可在施工前编制的热处理方案或在其他焊接等施工方案中体现，“热处理方案”是基于SH/T3550《石油化工建设工程项目施工技术文件编制规范》中4.3.3条“对大于等于5%铬钼钢等材料焊接及热处理编制重大施工技术方案”规定，同时要对相关焊接热处理操作人员、焊工等进行技术交底。二、宣贯内容4基本规定4.3焊接热处理操作人员应按焊接工艺卡或焊后热处理工艺卡要求进行焊接热处理。焊后热处理工艺卡格式参见附录A。[释义]“焊接工艺卡”指现场焊接作业指导书。4.4焊接热处理应在上道工序检查合格后进行，焊接热处理完成后应有清晰的可追溯标识。[释义]为强调热处理过程控制重要性，要保证每道工序都得到有效控制，预热、后热、焊后热处理均要在各自上道工序完成并符合要求后进行。管道标识在焊接热处理过程中破坏的，要及时移植，保证可追溯性。二、宣贯内容4基本规定4.5焊接热处理作业时应根据环境条件采取防风、防雨水等措施，否则应停止作业。[释义]当风、雨等气象因素或者水等不利因素可能对焊接热处理产生不利影响时，要采取防护措施，影响无法避免时，停止施工，比如现场垂直固定管道焊接接头，不易防护且雨水会顺管道流淌，影响处理效果。保护热处理过程实施和结果为目的。5焊接热处理方案5.2焊接热处理方案应包括以下内容：g）必要的管道加固措施和其他技术要求；h）质量管理措施和质量检验要求；二、宣贯内容5焊接热处理方案i）安全技术措施及专项应急预案。[释义]必要的管道加固措施指本规范中7.1.2条要求加固措施。质量管理措施包括质量保证体系、组织机构和责任人员等内容。专项应急预案是针对热处理施工中具体的事故类别（如触电等事故）、危险源和应急保障而制定的计划或方案，工程整体综合应急预案中能够体现此部分内容的，允许不在焊接热处理方案中具体体现，但要有指引。二、宣贯内容5焊接热处理方案6焊接热处理设备和材料6.2焊接热处理电加热设备系统应包括控制系统、电加热器、温度测量设备以及辅助设备、材料。[释义]辅助设备、材料主要是指热电偶点焊机、保温材料（如硅酸铝纤维毯、纤维布）、线缆、插座（头）等。6.3控制系统应采用程序控制器或计算机等自动化方式控制电加热过程，显示装置宜有冷端温度自动补偿装置。[释义]控制系统控制过程直观可视，具有操作提示和运行状态显示功能，有曲线、表格、动态显示图和声光报警等多种输方式二、宣贯内容6焊接热处理设备和材料，控制温度精度允许在±5℃以内，可外接加热器、测温仪器和自动温度记录仪等设备，能对热处理过程中温度连续测量和记录，形成温度-时间自动记录曲线。补偿导线要根据热电偶的型号和使用温度选择，与K分度热电偶相匹配的补偿导线型号参见表1。补偿导线的布置不要与供电线路缠绕在一起，与热电偶丝连接时要采用接线座，不要将两根导线直接拧接在一起。使用补偿导线后，若冷端温度仍不稳定，要采取冷端温度补偿措施。补偿导线的型号应该和热电偶的分度号相匹配，国产补偿导线的型号和极性可根据其芯线材质、芯线绝缘层的颜色及二、宣贯内容6焊接热处理设备和材料分度号来识别（国标GB/T4989-1994热电偶用补偿导线）。我们现场最常见的热电偶为E型、K型。E型的补偿导线是EX，其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是棕色。K型补偿导线有KC和KX，其中KC型补偿导线其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是蓝色。KX型补偿导线其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是黑色。补偿导线是在一定温度范围内（0~100℃）具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。二、宣贯内容6焊接热处理设备和材料6.4电加热器可采用履带式、绳状、指状和抱合式陶瓷电阻加热器，电阻加热器技术条件参见附录B。[释义]电阻加热器由基体、发热体及引出线、承插式接插件等附件组成，可根据被加热管道的规格和加热面积大小，组成相应的电加热器，常见有绳状加热器、履带式加热器等。当同炉控制多根（片）电加热器时，其电阻的偏差值不超过5%。二、宣贯内容6焊接热处理设备和材料6.5温度测量设备可采用热电偶、接触式测温仪、非接触式光学或电子测温仪器，测量范围、精度均应满足工艺要求，并在检定有效期内使用。[释义]常用热电偶参数参见表2。二、宣贯内容6焊接热处理设备和材料6.7保温材料性能应满足工艺和环保要求，不得含有对管道有害的元素与杂质。[释义]本条规定中不得含有对管道有害的元素和杂质目前主要针对奥氏体不锈钢要求，具体控制时可参照GB/T17393《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》执行。二、宣贯内容6焊接热处理设备和材料7工艺要求7.1一般要求7.1.2当焊后热处理对管道的稳定性产生影响时，应采取临时支、吊架等加固措施。[释义]编制焊接热处理方案或者工艺卡时要考虑焊后热处理过程中风力、震动、自重等因素对管道的稳定性产生影响。确定有影响时要在工艺中明确加固措施，临时支、吊架等加固措施按照正式制造要求执行。7.1.4在对管道进行焊后热处理时，管道两端应处于封闭状态。奥氏体不锈钢焊后热处理冷却过程中，管道两端封闭应去除。二、宣贯内容7工艺要求[释义]管道两端应处于封闭状态是为避免穿堂风对焊后热处理过程影响，但特殊情况下例外，如奥氏体不锈钢焊后热处理冷却过程中常采用吹风加速冷却过程。7.1.5焊后热处理过程中管道上的焊接阀门应处于适度开启状态，法兰连接的管道应在法兰侧焊接接头焊后热处理合格后安装。[释义]适度开启状态能有效减少焊接阀门焊后热处理后内部易变形、胀紧情况。现场预组装法兰，应拆除后进行焊后热处理，既是保证法兰侧焊接接头热处理效果，也是防止某些管道组成件、仪表设备一起进行焊后热处理而损坏（如塑料材质内衬的流量计等）。二、宣贯内容7工艺要求7.2预热7.2.2管道材料有特殊要求时，应在设计文件中明确预热温度和道间温度。常用管道材料的预热温度应符合表7.2.2中的规定。二、宣贯内容7工艺要求[释义]预热主要目的之一是防止焊缝和热影响区产生的氢致裂纹，后热主要目的也是防止氢致裂纹，因此最小的预热温度要保持到后热开始。而通常最大预热和道间温度限制要求主要用于达到特殊的性能目的，如保证低温冲击韧性或奥氏体不锈钢和非铁基合金抗腐蚀性能，同时也出于保护焊工的健康和工作效率考虑。7.2.4预热可采用火焰加热、电阻加热。公称直径150mm或名义壁厚20mm以上管道预热宜采用电阻加热法。加热应在坡口两侧均匀进行。[释义]考虑到目前行业现状，本规范推荐了火焰加热、电阻加热两种方法，但不限制同时也鼓励使用其他加热方法。二、宣贯内容7工艺要求7.2.5预热加热带宽度最小范围宜为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不应小于100mm。[释义]预热时，尤其使用火焰加热时不仅可能在厚度方向，也可能在圆周上产生过大的温度梯度。因此要注意沿圆周方向缓慢加热，保证均匀受热，同时结合温度监测保证预热效果。当安全及现场条件允许，外部焊接时管内预热效果更好。7.2.6电阻加热时，加热宽度及以外100mm范围应保温，持续加热时，加热器距坡口边缘距离宜为25mm。预热时均温带、加热带和保温宽度示意见图7.2.6。[释义]消氢、预热、道间加热及后热的温度相对焊后热处理温度较低，保温宽度不是影响加热效果关键因素，实际使用电二、宣贯内容7工艺要求二、宣贯内容7工艺要求电阻加热器进行预热或道间加热时，使用保温材料的主要目的是出于保护焊工考虑，因此，保温宽度与预热效果好坏关系不大。7.2.7有预热要求的管道焊接接头，中断焊接后恢复焊接前应按相同工艺要求进行重新预热。[释义]所有铬钼钢推荐预热，包括点焊。焊接过程中要保持预热温度不低于工艺要求，直到后热或者焊后热处理开始。7.3后热7.3.1后热应在焊接完成后立即进行，管道焊接完成后能立即进行焊后热处理时可不进行后热。二、宣贯内容7工艺要求[释义]本条中“立即进行”是指焊接完成后，焊缝温度降至规定的最低预热温度前进行。焊接接头后热主要目的是消除氢，防止氢致裂纹，在焊接高强钢和合金钢时（奥氏体不锈钢除外），焊材、母材使用不当或者预热（道间）温度未起到效果时，极易存在潜伏氢。但对P91管道除外，（为保证马氏体生成，焊后不要立即进行焊后热处理，待接头温度降至80℃～120℃，保温时间1h～2h后立即进行）。7.3.2后热应采用电阻加热法，均匀加热到300℃～350℃后保温缓冷，保温时间不应小于0.5h。[释义]根据多个国外标准，后热是在较低温度（如149℃～316℃）下的加热处理。AWS10.8中明确，当Cr