中国电建集团河南工程公司 450051
热处理是火电施工的一项重要工序，在质量管理体系中被作为特殊工序进行控制。工序一般为高温回火，其目的是降低残余应力，改善焊接接头的显微组织和力学性能。热处理后焊缝的硬度检测采取抽样检测，即使是100%检测也还是抽样检测。因为一道焊缝处理时往往要分区控制，检测点硬度合格并不意味着整个焊缝所有区域硬度检测都合格。因此，确保热处理的良好效果对火电机组稳定运行有着至关重要的作用。
1 火电站常用钢材
火电站用钢材有 A、B、C 三类，每类又划分 I、Ⅱ、Ⅲ级。
目前在施工现场最常见的需进行焊后热处理的钢材有 WB36、15CrMo、12Cr1MoV、10CrMo910、T23/P23、T91 / P91 和 T92 / P92 等。
2 火电施工现场的热处理硬度不合格的原因分析
在火电施工现场，热处理工作要把握好以下 3 点：① 温度场的均匀性。② 测温系统的准确性。③ 工艺制定的正确性。把握好以上 3 点，热处理质量可以得到有效保证。但施工现场也时常出现硬度不合格的现象，究其原因如下。
1）施工人员素质低下。热处理是特殊工种，但全国各技工学校基本上没有专门的热处理专业，其资质并不像焊接一样由技术监督局统一管理。个别行业由协会培训并颁发证件，但严格地说，其颁发的证件不具有法定效力。一些单位为照顾年老体弱者，往往将这类人安排在热处理工作。因此电建行业热处理施工人员专业素质普遍不高。
2）未真正掌握钢材的热处理规律。笔者在火电施工现场工作多年，了解到多数热处理人员都认为焊缝回火温度与硬度值成反比，这对于一部分钢种是正确的，但绝不尽然。文献［2］中指出：12Cr1MoV 钢焊缝对回火温度敏感，具有二次硬化作用，硬度峰值约为 680 ℃，硬度变化率约为20%，但对恒温时间不敏感。文献［3］指出： WB36 钢焊缝具有典型的热处理强化特征，焊态焊缝硬度低于母材，热处理后焊缝得以强化。由此可见，掌握每种材料的热处理特性对于提高热处理是至关重要的。
3）现场工况复杂。现场热处理属于局部热处理，与整体热处理工艺有极大的差别，文献［3］中指出局部热处理和整体热处理后马氏体耐热钢冲击值相差甚远。这是由局部热处理的温度均匀性很难保证所导致的。施工现场有一些大管件的不规则更加剧了温度场的不均匀性。
3 热处理工作认识误区
1）热处理时不进行分区控温。规程规定管径大于 273 mm 时测温点应不少于两点，现场的实际做法往往是焊缝上对称布置两个热电偶，处理时只用一支，将设备上测温系统的接线端并列接在这支热电偶上，另一个热电偶处于备用状态。这种做法在记录曲线上看不出违章的地方，但是它使得没有进行温度监控区域的回火温度处于失控状态，处理效果不得而知。
2）计算机温度控制系统的显示温度不以自动记录仪的温度显示为准进行调节。素质差的热处理工有时会以计算机温度控制系统为准调节自动记录仪，孰不知经过校验的温度记录仪是不能随意调节的。当然以自动记录仪为标准也是有条件的，那就是必须在有效校验期内，且温度记录仪记录温度正常，如果有人对记录仪进行了调节或记录仪明显出了显示不正确则不能盲目地以记录仪为准进行调节。
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3）热处理回火温度越高焊缝硬度越低。有人认为热处理温度高、时间长、降温速度慢，焊缝硬度就低；热处理温度低、时间短、降温速度快，焊缝硬度就高，这是错误的观点，以至于分析问题时走入歧途。其实各种钢 材 有 自 己 的 特 性，前 边 分 析 的 WB36 钢 和12Cr1MoV 钢就是典型例子。热处理工必须不断加强理论的学习，注重实践的总结，掌握不同钢材热处理后硬度的规律，只有这样才能正确分析工作中出现的各种问题。
4）加热器坏一片（条）后继续处理。对于管径较大的焊缝，有的需要八、九十千瓦的功率才能处理成功。处理过程中如果有加热片烧坏，且该区域附近又没布置测温点，则加热设备通过调整功率，仍可按设定曲线进行热处理，曲线显示热处理过程正常，硬度检测若不检测烧坏区域，其硬度值也有可能正常，但是实际上烧坏的加热器区域并未进行正常的热处理，该区域就成为整体焊缝中最薄弱的地方，降低焊缝的力学性能，埋下事故隐患。正确的做法是去除烧坏的加热器，对焊缝重新进行热处理。
5）奥氏体不锈钢与其它钢种焊接时不进行热处理。DL/T 752—2010《火力发电厂异种钢焊接技术规程》中明确规定： 当一侧为奥氏体钢时，如需焊后热处理，应避开脆化温度敏感区，防止晶间腐蚀和 σ 相脆化。由此可见，并非所有的奥氏体类异种钢焊接接头都不需要热处理。
6）均温宽度、加热宽度、加热器布置宽度、保温棉布置宽度。DL/T 819—2010《火力发电厂焊接热处理技术规程》涉及了加热宽度、加热器布置宽度、保温棉布置宽度三个概念，有些资料里提出了均温宽度的概念，这几个宽度应该注意加以区分。
7）不按工序施工，先无损检验后热处理。规程明确规定需热处理的焊缝应该先热处理后无损检验。有些单位担心这样做使得一旦检验不合格后需返修后重新热处理，增加成本，就采取检验合格后再热处理的做法。这种颠倒工序的做法是绝对不允许的，一旦在检验和热处理的时间间隔中产生裂纹或者热处理时发生再热裂纹，轻则重新返工，重则造成质量安全事故。
8）以硬度值作为焊缝是否需要热处理的依据。
在火电施工中，硬度检测是检验热处理效果好坏的一条主要途径。硬度值不符合规范的规定则需要对焊缝重新热处理，硬度值符合规范规定则认为热处理效果良好。硬度值可以作为检验热处理效果好坏的标准，但不能作为是否对焊缝进行热处理的依据。有一些材料的焊缝在不经热处理时进行硬度检测其结果是符合规范要求的，如果不进行焊后热处理，残余应力得不到有效释放，显微组织得不到改善，直接服役往往会造成质量事故。
4 异种钢的热处理
DL / T 752—2010 中规定异种钢焊缝的热处理硬度值不应超出接头两侧母材的实际布氏硬度平均值的30% 。由于现场实测的母材硬度值有较大的波动，对于现场实测平均值为 130 HB 甚至更低的母材而言，要求焊缝硬度最高上限为 169 HB，这与传统的硬度标准相比是否差距太大，在规程推荐的参数下进行热处理能否能达到这一标准。个人认为： 焊缝热处理后的硬度检测所参考的母材硬度值应以规程规定为准，如果以实测值作为参考，会使施工单位的工艺不具有稳定性，而且有可能在导致按规程施工无法达到期望效果的情况出现，换句话说： 如果以实测值为参考，为了达到规程规定的结果，必须突破规程的限制（违章），这就对技术人员及热处理人员的资历、阅历提出了极高的要求，一般人员是做不到的。
参考文献
［1］常建伟． 焊接热处理对 12Cr1MoV 钢焊缝硬度的影响［J］． 电力建设，1995（12）： 17-20．
［2］黄关政，常建伟，夏跃广，等． 焊后热处理工艺对 WB36 钢焊缝组织和性能的影响［J］． 现代焊接，2008（1）： 25-27．
论文作者:张帅帅
论文发表刊物:《电力技术》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/28
标签：硬度论文; 温度论文; 记录仪论文; 宽度论文; 火电论文; 测温论文; 规程论文; 《电力技术》2017年第2期论文;