摘要：本文只针对火力发电厂常用的柜式高频脉冲热处理设备（DWK-D-360KW）的工作原理及在执行高温回火工艺时常见问题的分析及解决方法。焊后热处理要想不发生问题有三个要点，第一设备状态完好，第二热处理工艺准确无误，第三人为操作正确。只要把握好这三点，加强设备监控发现问题及时解决，一定会达到预期的热处理效果。
关键词：热处理 热电偶 加热片 高温回火
引言
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
本文只针对火力发电厂常用的柜式高频脉冲热处理设备（DWK-D-360KW）的工作原理及在执行高温回火工艺时常见问题的分析及解决方法。
一、设备因素
火力发电厂用的整套热处理设备主要包括以下主要部件：智能温控仪、电源线、加热片、热电偶、补偿导线。
1.智能温控仪设备因素：智能温控仪要求设备完好，电流表、电压表、测温点、记录仪显示准确。检验合格并在检验期内
2.电源线：使用前检查电源线是否有破损或老化，电源线破损或老化容易造成设备短路跳闸或电击、火灾等事故。
3.加热片：使用前检查加热片或加热绳陶瓷外套是否有破损，加热丝是否有裸露，此问题容易造成设备短路跳闸、加热器加热不均、电击火灾等事故。
4.热电偶：热电偶是温度测量的关键部件，热电偶的准度直接决定了热处理质量的好坏。因此热电偶使用前必须检验合格并在检验期内。
5.补偿导线：补偿导线是来延伸热电偶的冷端，与显示仪表联接构成测温系统。补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。
三、人为因素
在工作量大，工作繁忙时，热处理电源线及电偶线布置容易混乱。控温电偶的绑扎、测温电偶的绑扎、加热片的绑扎、电源线及电偶线的连接每一步都至关重要，每一个环节出现问题都会导致热处理未按照工艺执行。这些操作步骤的主导是人的施工行为，人为因素至关重要。在现场施工过程中，热处理出现问题主要是人为因素造成的。
常见人为操作问题有热电偶选择、热电偶放置位置及放置数量、加热片（绳）选择及放置。
1.热电偶选择
现场常用的热电偶为K型热电偶，该型号热电偶分为绑扎式和点焊式。两种固定方式反映的温度有偏差。热电偶固定在焊口表面与加热片之间，加热片通过自身发热通过热传导的方式给焊口加热。在整个热处理升温及恒温过程中加热片温度要高于焊口表面温度。绑扎式热电偶固定在焊口表面与加热片之间，两侧的温度都会对热电偶产生影响，热电偶自然反应高温一侧的温度。所以绑扎式热电偶趋向于反应加热片（高温侧）的温度，但实际焊口表面温度要低于测量值；点焊式热电偶将电偶两线牢固的点焊在焊口表面，因加热片与焊口之间存在一定间隙，所以加热片不会直接与点偶接触。所以点焊式热电偶趋向于反应焊口表面（低温侧）的温度，但实际加热片表面温度要高于测量值。因我们在进行热处理时是对焊口进行处理，所以点焊式热电偶最能反映焊口的实际温度。通过实验我们发现，DN150以下焊口因口径小，散热慢，绑扎式和点焊式热电偶测温相差不大。大口径管道两种绑扎方式相差较大，如材质SA335P91，规格Φ526.6×22的管子用绑扎式电偶作为控温电偶，相差10mm处放置一个点焊式电偶测温。当控温电偶显示760℃时，测温电偶显示仅为730℃左右，温度相差30℃左右。材质SA335P91的热处理温度下限为750℃，可见一个到温，一个不到温。综上所述建议：规格DN200以下焊口进行热处理两种固定方式都可使用；规格DN200以上焊口A类钢,BI,BII类钢进行热处理两种固定方式都可使用；规格DN200以上焊口BIII类钢进行热处理采用点焊式热电偶。
2.热电偶放置位置及放置数量
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。
3.加热片（绳）选择及放置
现场使用的加热装置主要分为加热绳和加热片。加热片加热均匀，加热效果要优于加热绳，但是对于不规则焊缝处理时加热片贴合不严处理效果不佳。加热绳主要处理密集型小口或者不规则焊缝。加热片在选择时应根据焊口的规格和加热宽度。加热片在包裹住焊缝后接头处应严密结合，不能出现加热片过短接头处缝隙过大或加热片太长接头处重叠的情况。加热宽度并不是越大越好，达到规程要求的宽度即可。
加热片（绳）放置时要考虑将温度最高点放置在焊缝上，温度最高点、控温电偶放置点、加热片（绳）中心点三点要放置在同一位置。采用加热绳对排管进行串联处理时每道焊口加热绳的缠绕圈数、缠绕方向、缠绕位置必须相同。因热处理时热气向上走，大口径横口管道处理时加热片整体要向下偏移。吊口处理时管道上方的保温棉厚度略薄于下方。
四、人为因素实例分析
1.某工地现场施工时发现屏式过热器出口管排材质SA-213T91，规格Φ38×7，热处理后硬度检验时发现2道相邻焊口单侧热影响区硬度值低于160HBW。
现场如图所示，焊缝旁边约4cm处有厂家焊接的预埋块，热处理加热片在包裹焊缝时一侧搭在了预埋块上，导致控温热电偶放置处加热片与管子存在间隙。此处的温度只能通过热辐射传导，管子升温困难。而焊缝右侧母材加热片与管子直接接触，温度传播为接触式热传导容易升温。热处理开机后，控温电偶处温度偏低，加热片持续升温，当控温电偶到达设定的750℃时，加热片温度已经远远超过750℃，所以焊缝右侧温度超温，热影响区硬度低于标准值。此问题属于加热片放置不当，焊缝受热不均匀所致。
2.某工地施工时发现高导直管横口，材质SA335P91，规格Φ300×63.5，热处理时发现焊缝下侧测温电偶超温。现场立即停机查找原因。
如图，高导横口热处理时采用两个加热器片，上侧加热片偏下包住焊缝，下侧加热片在焊缝以下。两加热片的控温电偶均放置在焊缝上，全部包在了上侧加热片上。但其控温电偶一个为绑偶一个为点偶。绑偶反映的温度倾向于加热片温度，若绑偶温度到温实际是加热片温度到温，焊缝温度要低于加热片温度。点偶反映热处理温度倾向于母材温度所以绑偶到温的情况下点偶实际测量并未到温。所以点偶控制下加热片持续升温，导致整个下加热片覆盖区域超温。
发生这次事故主要有两个原因，第一热电偶选择错误，同一焊口在处理时应选择相同的电偶固定形式。第二热电偶放置错误，两个加热片的控温电偶应放置在各自加热片的中心，焊缝处放置测温电偶。
综上所述，焊后热处理要想不发生问题有三个要点，第一设备状态完好，第二热处理工艺准确无误，第三人为操作正确。只要把握好这三点，加强设备监控发现问题及时解决，一定会达到预期的热处理效果。
参考文献
[1]国家能源局 DL/T819-2010 火力发电厂焊接热处理技术规程 中国电力出版社出版.
论文作者:李洪州
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
标签：热电偶论文; 温度论文; 测温论文; 点焊论文; 火力发电厂论文; 电源线论文; 工件论文; 《电力设备》2017年第17期论文;