[發明專利]一種TP347厚壁管道穩定化熱處理方法

在審

• 申請號: 202011060936.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112176175A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李春樹;李濤;王強;蔣文春;谷文斌;劉春輝;黃偉;陳勇;高麗巖;呂馳;史檢;孫昌達;曹德成
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/40;C21D9/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種TP347厚壁管道穩定化熱處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)確定熱處理工藝；

2)根據確定的熱處理工藝，對穩定化熱處理中產生開裂的原因進行分析；

3)進行熱處理施工，包括熱處理前的處理和熱處理實施過程的處理。

2.根據權利要求1所述的一種TP347厚壁管道穩定化熱處理方法，其特征在于，步驟1)所述的確定熱處理工藝，是通過有限元模擬分析確定熱處理的工藝參數，包括：

(1.1)分別計算60℃/h、120℃/h、180℃/h、240℃/h的升溫速率，比較4種升溫速率下的應力場，以應力峰值最小和應力分布均勻的應力場為評判標準得到最優升溫速率；

(1.2)分別計算保溫2h、4h的工況，比較不同保溫時間下的應力分布，以應力峰值最小和應力分布均勻的保溫時間為評判標準，確定最優保溫時間；

(1.3)計算300mm、400mm、500mm加熱帶寬度，比較不同加熱帶寬度下的應力場，以應力峰值最小和應力分布均勻的加熱帶寬度為評判標準，確定最優加熱帶寬度；

(1.4)計算空冷和緩冷兩種工況下的應力場，比較兩種工況下的應力場，以應力峰值最小和應力分布均勻的冷卻方式為評判標準，確定最優冷卻方式；

(1.5)計算焊縫圓滑過渡和非圓滑過渡兩種工況，比較兩種工況下的應力場，以應力峰值最小和應力分布均勻的工況為評判標準，確定最優焊縫形式。

3.根據權利要求1所述的一種TP347厚壁管道穩定化熱處理方法，其特征在于，步驟2)中所述的穩定化熱處理中產生開裂的原因，包括：

(2.1)內外壁溫差過大時，在熱處理過程中產生大的熱應力，使得在保溫過程和處理后存在大的殘余應力，增加焊縫開裂的風險；

對于內外壁溫差過大問題，通過對影響管道內壁散熱的因素進行理論分析，得到在管道壁厚為一定時，內壁溫度受內壁輻射和對流換熱的影響，即管道穩定化熱處理時的內外壁溫差取決于內壁輻射和對流的多少，由于在工程實際中無法對管道內壁進行常規的保溫因此，采取內壁安置保溫工裝對內壁進行保溫處理，并通過增加加熱帶寬度，所述加熱帶寬度的確定為：壁厚≥50mm，加熱帶寬度設為500～600mm；壁厚50mm，加熱帶寬度設為400～500mm，來降低內壁的輻射和對流換熱；

(2.2)焊縫未經圓滑過渡，在焊縫搭接處產生局部的應力集中，使焊縫處應力分布復雜，增加開裂風險；

對于焊縫形式，在工程實際中將外壁焊縫打磨成8～10°弧度的圓弧，以降低熱處理過程中的應力集中；

(2.3)降溫過程中，快速冷卻使得不等厚焊接接頭變形不協調，產生殘余變形影響產品質量；

對于冷卻方式的選擇，采用在熱處理保溫結束后，斷開電源，不拆除保溫棉，待溫度緩慢降至400℃時，再拆除保溫棉在空氣中自然冷卻。