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摘要异型三通，呈多面体结构，颈部较短，对焊后热处理的加热器的布置造成极大困难。热处理过程中，保证加热的均匀性和热处理效果，减小三通各部位的温度梯度，提出了不小挑战。本文通过对电站主蒸汽异型短颈三通焊口热处理的实践，为同类型焊口热处理提供参考和借鉴。
关键词异型短颈三通热处理P91
引言
某塔式光热电站主蒸汽系统异型三通材质为A234 WP91，相连脖颈端部间距较短，仅20cm，与之相接的管道材质为A355 P91，主管规格为Φ406.4x 40.49mm，两个支管规格均为Φ323.8x33.32mm。考虑到三通P91的材质，应尽量减少热处理次数，采取三个焊口一起焊接并同时进行焊后热处理的方案，降低多次热处理对其组织和性能造成影响的风险。
一、施工难点
三通的焊后热处理一直是工程施工中的难题，尤其是P91材质的异型短颈三通。P91是一种改良型的马氏体Cr-Mo耐热钢，其良好的高温特性在电力行业中被广泛的应用，常被用作主蒸汽管道和再热热段管道。对于P91焊缝的焊后热处理，国内普遍采用电阻加热方式，采用电脑温控仪控制功率输出，利用柔性陶瓷加热片通过辐射的方式进行加热焊缝。目前对此三通焊口（见图1）进行热处理，存在以下技术难点：
1）三通呈多面体，有棱边，履带式加热器和绳状加热器均不能直接缠绕和绑扎，造成热处理加热器布置困难。
2）三通颈口极短，焊缝直接与三通颈部相接，履带式加热器只能覆盖到焊缝边缘处，无法覆盖到三通上。三通上加热器少，加热升温困难。
3）三通质量较大，悬空放置，易使焊缝处在高温阶段受到应力。
4）热源分布不均匀，如何对热量集中区域进行准确判断，如何恰当有效地布置热电偶，避免母材和焊缝过烧或者硬度值偏高，成为热处理的一大难点和攻关难题。
图1 三通焊口图
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二、热处理施工方案
1.设备材料
360KW智能温控仪一台，10KW履带式柔性陶瓷电阻加热器，10KW和5KW绳状柔性陶瓷电阻加热器，热电偶若干。
2.加热器布置方案（见图2）
主管：布置2片履带式加热器，每片5KW，共10KW。接主管三通颈口处，以10KW绳状加热器缠绕，剩余的加热绳盘绕在三通顶部平面。
支管1：布置1个履带式加热器，共10KW。接支管三通颈口处，采用5kw绳状加热器。
支管2：加热器布置同支管1，保证两根支管上的加热器的数量、功率、缠绕方式和圈数是一致的。
三通：底部布置1个5KW履带式加热器，并利用一块足够大的铁板支撑此加热器，加热器与铁板间用保温棉进行隔离。
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图2 加热器布置图
3.热电偶布置方案
主管：焊缝的12点方位上及焊缝边缘各布置1个热电偶；焊缝的6点方位上布置1个热电偶。
支管1：焊缝的12点方位上及焊缝边缘各布置1个热电偶。
支管2：焊缝的12点方位上布置1个热电偶，6点方位焊缝上布置1个热电偶。
三通：侧边3点（或9点）方位各布置1个热电偶，共3个热电偶，这是热量集中区。
4.热处理参数设定：恒温温度760±10℃，恒温时间5h，升降温速率120℃/h。（见图3）
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图3 热处理曲线
三、注意事项
1. 两根支管上加热器的布置，需要保证它们功率、数量、缠绕方式和圈数均是一致的，热量集中区域必须要有热电偶进行控制。
2. 布置加热器时要根据管径大小及厚度选择，尽量保证高温点在焊缝位置，测温点不少于两点，控温点要在温度最高点位置。
3.绑扎保温材料时上下厚度要一致，保温时要均匀，热处理过程中，时刻关注温度变化，以便及时调整。
4.三通任何一端开口，都要进行封堵，根据现场实际情况比如管道的规格、壁厚、外界环境等因素可以适当减少加热器的功率和片数。
5.三通缠绕绳状加热器时，避免三通棱边触碰到加热器的内加热丝。
6.三通下部端面必须有支撑物，避免高温阶段焊缝受力。
结束语
对于异型短颈三通，采用上述方案布置加热器和热电偶，热处理效果良好，三条焊缝硬度均在220-240HBW之间。其中，高温点的确定和热电偶的布置是关键点，此方法为工程中类似三通焊口的热处理提供一些思路和方法。
参考文献
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论文作者:姚枫林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/17
标签：加热器论文; 热电偶论文; 异型论文; 管道论文; 方位论文; 材质论文; 高温论文; 《电力设备》2017年第15期论文;