随着单机组向着大容量高参数的逐渐发展，电厂热力管道应用的合金材料，无论元素数量或含量都在增多，焊接性能越来越差，焊接过程和焊后热处理要求也越来越严格，在焊接热处理现场经常发生异常情况，这就需要我们及时正确的处理才能保证施工质量和工期，本人是一直从事电力生产施工的工程技术人员，结合自身学习及在现场工作中一些成功经验，对电厂热力管道焊后热处理的异常情况处理和异种钢的焊接要求进行简要论述：
焊接热处理是在焊接之前、焊接过程中或焊接之后,将焊件全部或局部加热到一定的温度,保温一定的时间,然后以适当的速度冷却下来,以改善工件的焊接工艺性能和力学性能,是改善焊接接头金相组织的一种工艺方法。焊接热处理包括预热、后热和焊后热处理。焊后热处理一般为高温回火,其目的是降低焊接残余应力,改善焊接接头的金相组织和力学性能,如果焊缝处理不好易导致机组运行期间开裂,影响机组正常运行,甚至造成停机,导致安全事故,给企业造成巨大损失。焊接热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力,延长接头的使用寿命,提高经济效益具有十分重要的意义。
热处理过程中可能出现一系列异常情况，例如停电，设备或加热器故障、测温元件或装置故障，加热器功率不足达到规定保持（恒温）温度等，遇到这些情况都应采取相应对策。首先判断测温元件是否失效，是否会造成超温，如果超温，就要确定超温的程度和对管材的影响是无法通过常规高温回火热处理恢复的。但可以通过正火等热处理工艺恢复，这种工艺受到相连管段的限制和现场实际条件的影响，一般不能实现。因此在热处理过程中要求除控制热电偶外，至少还要加一条检测热电偶，以防超温。焊接热处理过程中需要受过专业培训并合格的操作人员值班，发现异常时立即采取措施。
一、电源中断
网络停电或电源设备故障而停止向加热器供电时，应采取下列措施控制加热范围和降温速度。
（1）加强保温，
（2）利用补助热源（火焰等）向接口区补充输入热量。
（3）抓紧联系供电或处理故障点。
对于T/P91,P92等新型材料的焊接接头，热处理时应作好更充分的准备。由于现场用电设备复杂，常常会引起跳闸停电，对T/P91焊接接头的热处理质量影响很大，因此最好采取专用电源，必要时可采取双电源供电，一路电源中断时，立即启动备用电源。同时，与供电部门加强联系，需要停电检修等工作时，提前通知。
二、加热器故障
如果故障时处于升温阶段，则应加强保温，控制冷却速度，缓冷至300度以下后，拆开保温，处理故障点或更换加热器，然后重新进行热处理。
如果故障时处于降温过程中，则重点加强保温，尽量控制冷却速度在规定范围内，等冷却至室温时测定接头的硬度值，判定是否需要重新进行热处理。
如果故障时处于恒温过程中，则要根据恒温的时间长短，结合工艺试验数据，判断是否需要重新进行热处理；也可在累加原恒温时间的基础上再进行适当的延长。
三、测温系统失灵
失灵时，由于没有温度反馈，会造成温度失控，酿成事故，因此应先停止加热，处理故障。
如果有备用测温点，则更换测温点继续进行工作；如果没有备用测温点，则要根据不同的工作阶段采取不同的措施：
1、若故障处于升温或恒温阶段，则应立即停止加热，防止温度失控造成热处理事故，然后加强保温，控制降温速度，缓冷至300度以下后，拆开保温，更换热电偶，然后重新进行热处理。
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2、当事故处于恒温即将结束过程中时，则应立即停止加热，重点加强保温，尽量控制冷却速度在规定的范围内，等冷却至室温时测定接口的硬度值，判定是否需要重新进行热处理。
四、热电偶工作异常
1、未及时测定：火电电厂焊接热处理采用热电偶测温，因此热电偶测温的准确与否对热处理的质量影响较大。常出现热电偶未及时检定使热处理温度达不到要求，导致热处理效果较差的现象。
热电偶的测量是根据热电偶测量端点与冷端点温差产生电动势的原理进行温度测量，是一种接触式测量方式，适合热处理炉、柔性陶瓷、中频加热等多种加热方式的测温。热电偶测温的准确性，与热电偶本身的材料、热电偶和焊件的接触方式、冷端补偿、测量设备有关。因此在测量之前需要对热电偶、补偿导线、加热控温设备和记录仪等进行校验标定，即用高精度的电子点位差计、温度检定仪表进行系统误差标定，温度设定时扣除相应的漂移，因此热电偶丝每半年或每累计使用200小时以上并重新检定。
焊接热处理时，温度的显示值是根据热电偶输出的电动势得出的，热电偶的电动势由热电偶丝冷端和热端的温度差得出。冷端的温度直接影响测量结果，加冷端补偿导线是采用低价的材料代替热电偶，相当于热电偶的延长，因此要正确连接补偿导线。
补偿导线分为延长型和补偿型两种。延长型导线合金丝的名义化学成分及热电势标称值与配用热电偶偶丝相同，它用字母“X”附加在热电偶分度号之后表示。补偿型导线又称补偿型补偿导线，其合金丝的名义化学成分与配用热电偶偶丝不同。但其热电动势值在0—100℃或0—200℃时与配用热电偶的热电动势标称值相同，它用字母“C”附加在热电偶分度号之后表示。
应尽可能采用带屏蔽层的精密级补偿导线，选用的补偿导线必须与热电偶偶丝相匹配。
2、热电偶放置位置及放置数量
3、控温热电偶应放置在加热片温度最高点，防止局部超温。针对规则加热片就是放置在加热片的正中心。吊口热处理时，应调整加热片位置，将加热片中心放置在12点位置，因为热处理热气向上走，正上方温度最高。每个加热片下放置一个控温电偶单独控温，不同规格不同形状的加热片或加热绳不允许串联。同一加热片下不允许放置多个控温电偶。检测电偶放置在焊缝周围，理论上检测电偶越多对热处理的监控越好，因考虑现场施工各种因素测温电偶按照规程放置即可。热电偶绑扎时要保证工作端与管道紧密贴合，冷端温度不能过高
五、功率太小无法到达最高温度
由于对的散热估计不足，选择加热功率过小，从而导致产热无法满足最高温度下的散热，这时温度将达不到焊接热处理的最高温度。此时，需要针对具体的温度值，判定是否需要延长时间来保证质量，这还需要保温缓冷后重新进行热处理。对于超超临界机组用材管道合金含量高，对焊后热处理最高温度要求较高，温度低于规定的范围，且无论延长多少时间，也不会达到热处理质量要求，则只能采用保温缓冷后重新进行热处理。
进行选配加热器功率估算：P=DS/650 D=管径 S=壁厚。尤其是对于大管径厚壁管道，由于整个工件体积大散热量增加，要有充分的富余功率，否则加热器长时间满负荷工作极易烧断，使工作失败。对于壁厚S>50的接头要做好辅助加热措施。
六、热处理温度的选择与材料不匹配
焊接热处理温度是根据材料的性质决定的，不同的材料有不同的要求。现场实际进行热处理时，常出现由于没有根据不同材料的性质采用有针对性的热处理，导致热处理温度控制不当，使热处理不能达到满意效果。
预热时，普通低合金钢和碳钢材料预热温度根据壁厚可以适当提高以减小裂纹等焊接缺陷的出现。对于马氏体钢材料和奥氏体钢材料，要在保证不出现焊接裂纹的前提下尽量采用低的预热温度，以保证焊接过程中组织的完全转变。如果预热温度高于马氏体的转变温度，这最后得到的组织和性能将不符合要求。
七、结束语
只有充分认识到焊接接头热处理的重要性，从人员、技术上予以保证，提高焊接热处理人员对特殊情况的处理能力，加强新型钢的热处理技术储备，熟练掌握热处理方法和工艺，才能保证火力电厂的热处理质量。
论文作者:李少斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
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