[發明專利]主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法有效
| 申請號： | 202010198508.2 | 申請日： | 2020-03-20 |
| 公開（公告）號： | CN111286597B | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發明（設計）人： | 蔣文春;金強;谷文斌;涂善東 | 申請（專利權）人： | 中國石油大學（華東） |
| 主分類號： | C21D11/00 | 分類號： | C21D11/00;C21D9/50;C21D1/42 |
| 代理公司： | 青島智地領創專利代理有限公司 37252 | 代理人： | 陳海濱 |
| 地址： | 266580 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 加熱 調控 殘余 應力 局部 熱處理 方法 | ||
1.一種主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法，其特征在于，在焊縫處施加主加熱帶，在距離主加熱帶一段距離處施加副加熱帶，包括以下步驟：
一.確定主加熱帶的熱處理工藝
步驟1.初步確定主加熱帶的熱處理工藝
根據熱處理對象，結合各自所固有的特點及相應的局部熱處理目的，以及技術設計文件、相關的標準規范確定熱處理的關鍵工藝參數，關鍵工藝參數包括升降溫速率、保溫溫度、保溫時間、主加熱帶的寬度WPHB；
步驟2.優化主加熱帶的熱處理工藝
通過數值模擬計算判斷均溫帶的寬度及沿厚度方向溫度的均勻性是否滿足要求，在此基礎上通過熱處理模擬實驗進行驗證，以優化主加熱帶的關鍵工藝參數；
二.確定副加熱帶的熱處理工藝
副加熱帶的熱處理工藝參數包括副加熱帶中心位置距主加熱帶的距離WDCB、副加熱帶最高溫度TA和副加熱帶寬度WAHB；
步驟3.副加熱帶中心位置距主加熱帶的距離WDCB的確定
建立有限元模型，進行焊接及熱處理模擬，采用步驟2所確定的熱處理工藝曲線及關鍵工藝參數，查看熱處理保溫過程軸向應力或橫向應力變化結果，確定產生壓應力的中間位置，產生壓應力的中間位置距離焊縫中心為WPHBWDCB2WPHB，由此即可得出副加熱帶中心位置距主加熱帶的距離WDCB；
步驟4.副加熱帶最高溫度TA的確定
在步驟3所確定的副加熱帶中心位置，先假設副加熱帶的寬度為主加熱帶的寬度，比較不同保溫溫度下熱處理后應力的分布情況，從而確定副加熱帶最高溫度TA；
步驟5.副加熱帶寬度WAHB的確定
在步驟4的基礎上，改變副加熱帶的寬度，確定最優的副加熱帶寬度，副加熱帶寬度WAHB為：0.5WPHBWAHBWPHB；
三.優化主副加熱局部熱處理工藝
步驟6.主副加熱帶殘余應力調控
在得到主、副加熱帶的熱處理工藝后，通過數值模擬研究副加熱帶升溫時間的影響，確定副加熱帶升溫時機，副加熱帶升溫時機為副加熱帶較主加熱帶延后升溫；
具體的局部熱處理方法為：首先，對焊縫部位的主加熱帶進行升溫至保溫溫度，主加熱帶開始降溫時副加熱帶升溫，主加熱帶溫度降至100～150℃后副加熱帶開始降溫。
2.根據權利要求1所述的一種主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法，其特征在于，還包括熱處理的實施，具體為：
根據所確定的熱處理方案，進行熱電偶的點焊、加熱片及保溫工裝的鋪設，完成測溫熱電偶、控溫熱電偶、補償熱電偶與無紙記錄儀、溫控箱的連線，確保熱電偶無誤、熱處理相關設備無故障，再進行熱處理。
3.根據權利要求1所述的主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法，其特征在于，將主加熱帶作用在焊縫處，調控焊縫微觀組織和硬度，使得組織均勻，實現微觀殘余應力調控；副加熱帶施加在距離焊縫一段距離處，在焊縫內表面產生壓縮應力，實現宏觀壓縮應力調控。
4.根據權利要求1所述的一種主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法，其特征在于，所述熱處理對象為壓力容器上的大尺寸補強板焊縫、管道環焊縫、筒體合攏焊縫或平板結構。
5.根據權利要求4所述的一種主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法，其特征在于，所述補強板的壓力容器上的開孔直徑大于等于4m。
6.根據權利要求4或5所述的一種主副加熱調控殘余應力局部熱處理方法，其特征在于，所述補強板為圓形補強板或方形補強板，對于圓形補強板采用六段三次分段對稱熱處理，對于方形補強板采用四段二次分段對稱熱處理。
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