[發明專利]一種管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝

在審

• 申請號: 201711214445.X
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107723454A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 杜寧;謝彥武;王莉;杜玉華;鄒迪靜;倫新杰
• 申請（專利權）人: 哈電集團（秦皇島）重型裝備有限公司
• 主分類號: C21D9/50
• 分類號: C21D9/50
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙)11426
• 代理人: 劉冬梅,路永斌

技術領域

本發明涉及焊縫熱處理工藝，具體涉及一種蒸汽發生器管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝。

背景技術

目前，國內外制造的蒸汽發生器大多數是由管板組件(或稱作為下筒體組件)，封頭組件及管束組件等組成。管板組件與下封頭組件之間的環焊縫是作為總裝焊縫，而一次側接管的安全端和U形換熱管也均已完成裝配和焊接。蒸汽發生器管板與下封頭的焊接是整臺產品后期總裝的重要工序，此時，管板上裝有上萬根換熱管并完成了管端焊接，管板中心位置也裝焊有水室隔板，而下封頭也已經完成了水室隔板的裝焊，管板與下封頭的焊接，不僅要完成兩者對接的環縫的焊接，也要完成兩組水室隔板對接縫的焊接。焊接過程及焊縫打磨中產生的飛濺及煙塵容易傷及管板一次側表面并存留于換熱管內壁，給產品清潔帶來不利。焊接完成后，為了降低焊接殘余應力，改善焊縫和熱影響區組織，提高焊接接頭的韌性及母材綜合力學性能，防止變形，穩定結構尺寸等，焊后還需對焊縫局部進行熱處理。

由于蒸汽發生器管板組件與下封頭組件結構復雜，各部件材質各不相同，其中，管板與下封頭均為SA-508Gr3Cl1鍛件，但管板內部堆焊鎳基合金，而下封頭內部堆焊不銹鋼；一次側接管端部安全端材料為SA-182F316不銹鋼鍛件；管板上U形換熱管的材料為鎳基合金Incoloy 800管。不同的材質導致相鄰部件比熱差異大，散熱狀態不同，再加上不銹鋼和鎳基合金材質的敏化溫度不同，熱處理時既要保證環焊縫局部達到所需要的焊后熱處理溫度，又要保證一次側接管安全端和U形換熱管的溫度不超過敏化溫度，因此溫度梯度不容易控制，為局部熱處理增加了相應的難度。

同時，由于本核電設備蒸汽發生器管板組件與封頭組件接頭處厚度為158mm，厚度較大，容易受熱不均勻；封頭為圓弧面，圓弧面的結構特殊，不方便進行熱處理，且環焊縫距離換熱管表面太近，僅為約400mm，不容易控制換熱管的受熱程度；可以看出，管板組件與下封頭組件的整體結構較復雜，因此，熱處理時的溫度梯度變化規律不容易判斷，同時由于環焊縫、一次側接管的安全端以及U型換熱管的特殊材質也導致對熱處理溫度的控制要求又極高。所以，必須嚴格控制熱處理時溫度場的分布。

由于上述原因，本發明人對現有的管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝進行了深入研究，以便研制出能夠解決上述問題的熱處理工藝。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝，該工藝對焊縫進行加熱處理，加熱時采用階梯式升溫方式進行，然后空冷降溫，既解決了蒸汽發生器中管板組件與下封頭組件環焊縫處厚度較大、結構復雜并且各部件材質不同的溫度控制問題，又避免了管板一次側表面被劃傷，同時防止熱處理過程中產生的熱量及污染物進入換熱管內。

具體來說，本發明的目的在于提供以下方面：

(1)一種管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝，所述管板組件包括管板1，在所述管板1上設置有管孔11，在所述管孔內安裝有換熱管2，在所述管板1一次側設置有一次側接管5，所述下封頭組件包括下封頭6以及所述下封頭內部的水室隔板7，所述熱處理工藝包括以下兩個步驟：

步驟1，通過階梯式的升溫方式進行加熱；

步驟2，降溫。

(2)根據上述(1)所述的管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝，其特征在于，所述步驟1包括8個階段：

第一階段：開始加熱焊縫，使得焊縫溫度從室溫升高至290～310℃；所述焊縫溫度指的是焊縫表面溫度。

第二階段：在290～310℃保溫45min～1.5h；

第三階段：繼續加熱，溫度升高，升溫速率為0～60℃/h，溫度升高至390～410℃；

第四階段：在390～410℃保溫30min～1.5h；

第五階段：繼續加熱，溫度升高，升溫速率為10～30℃/h，溫度升高至480～550℃；

第六階段：在480～550℃保溫30min～1.5h；

第七階段：繼續加熱，溫度升高，升溫速率為10～30℃/h，溫度升高至550～630℃；

第八階段：在550～630℃保溫2.5～4.5h。

(3)根據上述(1)所述的管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝，所述步驟2中，空冷降溫至100～350℃，降溫速率為10～30℃/h，優選地，降溫至250～300℃。

(4)根據上述(1)至(3)任一所述的管板組件與下封頭組件環焊縫局部熱處理工藝，在所述熱處理工藝之前對管板組件與下封頭組件進行預處理操作。