[發(fā)明專利]一種9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道焊后熱處理加熱帶的布置方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310571860.6
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103602803A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 袁霖;王學;王甲安;邱質彬;石巖;張錦文;胡磊
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D9/50
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 楊顯儉

技術領域

本發(fā)明涉及一種加熱帶的布置方法，尤其是涉及一種9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道焊后熱處理加熱帶的布置方法，屬于熱處理技術領域，能夠方便、快速的計算出9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道焊后熱處理加熱帶偏移量的大小，從而確定加熱帶的布置。

背景技術

9-12%Cr馬氏體耐熱鋼廣泛用于超超臨界鍋爐主蒸汽管、集箱等管道構件中，焊縫韌性偏低是該系列鋼管道焊縫安裝過程中出現(xiàn)的一個主要問題。為了改善焊縫韌性，必須對焊縫進行局部熱處理。國內外研究表明，焊后熱處理溫度（即后續(xù)所提到的控溫溫度）對焊縫影響非常大，當熱處理溫度在760±10℃時（注：受焊縫相變點的限制，熱處理溫度很難進一步提高），經過短時的恒溫處理，焊縫的沖擊功就可以達到41J以上，在740℃左右加熱時，要達到這一指標必須大幅增加恒溫時間，當加熱溫度在730℃以下時，如果再延長恒溫時間，不僅效果甚微，沖擊功很難達到41J的韌度指標，而且大幅增加安裝成本，嚴重影響施工進度。

在管道現(xiàn)場安裝時，受條件限制，一般采用局部焊后熱處理的方式。對于垂直布置的管道，由于對流的存在，加熱帶寬度范圍內的最高溫度將偏離加熱帶中心位置，位于焊縫上半側管道的溫度將高于下半側的溫度。當采用柔性陶瓷電阻加熱時，為了補償內部空氣流動導致的不一致的能量損失，可以將加熱帶的中心向加熱帶中心下側偏移。如何選取加熱帶的偏移量，至今仍沒有一個標準規(guī)范，現(xiàn)場施工時，多憑經驗選取，很可能導致外壁焊縫局部溫度過高或是管道內壁焊縫局部溫度過低的情況，從而達不到熱處理的質量要求。

人工神經網絡是80?年代末開始迅速發(fā)展的一門非線性科學，人工神經網絡模型具有很強的容錯性、學習性、自適應性和非線性的映射能力,?特別適于解決因果關系復雜的非確定性推理、判斷、識別和分類等問題。

公開日為2012年07月11日，公開號為102554402A的中國專利中，公開了一種大管徑厚管壁核工藝管道焊接及熱處理工藝，該焊接及熱處理工藝可以適用大管徑厚管壁的焊接和熱處理，適用面較窄。

公開日為2012年12月12日，公開號為102816917A的中國專利中，公開了一種9%Cr鋼管道焊后熱處理內壁溫度等效點位置確定方法，該計算得到T組不同尺寸管道在不同加熱寬度、不同保溫寬度、不同熱處理環(huán)境溫度條件下的管道焊后熱處理內壁溫度等效點位置的數(shù)據(jù)，綜合考慮管道尺寸、加熱寬度、保溫寬度、熱處理環(huán)境溫度、控溫溫度對內壁溫度等效點位置的影響，建立基于誤差反向傳播的神經網絡并對其進行訓練和測試，最后結合等效點位置的實測數(shù)據(jù)，將訓練和測試好的網絡輸出閥值進行修正得到一個可用于確定9%Cr新型馬氏體耐熱鋼厚壁管道焊后熱處理內壁溫度等效點位置的方法，但是，該方法是對9%Cr鋼管道焊后熱處理內壁溫度等效點位置進行計算，它旨在通過該方法快速在管道外壁找到一個位置，該位置在熱處理過程中的溫度與焊縫中心內壁溫度相同，以此來對內壁溫度進行監(jiān)控，即該方法是熱處理過程中通過外壁某一點對內壁溫度進行監(jiān)控。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，而提供了一種9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道焊后熱處理加熱帶的布置方法，該布置方法在9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道尺寸（管徑和壁厚）、加熱寬度、保溫寬度、熱處理環(huán)境溫度、控溫溫度已知的條件下，能夠快速計算熱處理加熱帶偏移量大小，能夠幫助指導和優(yōu)化熱處理工藝，解決了工程中依靠經驗確定偏移量而可能導致熱處理質量達不到要求的難題。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是：該9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道焊后熱處理加熱帶的布置方法的特點在于：包括以下步驟：

步驟1，偏移量大小理論計算步驟；在此步驟下，基于傳熱學理論，建立T組不同尺寸9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道在不同加熱寬度、不同保溫寬度、不同熱處理環(huán)境溫度、不同熱處理溫度下的焊后熱處理溫度場的計算模型，采用有限元分析方法計算為使熱處理過程中最高溫度點位于焊縫正中心所對應的加熱帶偏移量大小；

步驟2，建立BP神經網絡模型步驟；綜合考慮管道尺寸、加熱寬度、保溫寬度、熱處理環(huán)境溫度、熱處理溫度等因素對加熱帶偏移量大小的影響，根據(jù)步驟1中的計算結果，建立神經網絡模型；

步驟3，預測模型建立步驟；利用計算所得的數(shù)據(jù)對BP神經網絡模型進行訓練和測試，得到一個可以預測9-12%Cr馬氏體耐熱鋼垂直布置管道焊后熱處理加熱帶偏移量大小的模型；