球罐热处理工艺技术及经验总结

1. 焊前预热

预热是指施焊前把焊接的工件加热到比环境更高的温度，再在此温度下进行焊接，球罐的材质大多数为高强度的合金钢，在焊接过程中，由于材质焊后冷却收缩，易于产生冷裂纹及脆性断裂。

预热的目的就是为了防止焊接金属的热影响区产生裂纹，减少应力变形量，防止金属热影响区的塑性、韧性的降低，并且可以除去表面水分。根据施工规范规定，球罐的预热温度根据焊件材质、厚度、接头的拘束度、焊接材料及气象条件确定，预热时要求对焊接部位均匀加热，使其达到焊接工艺规定的温度，预热范围为焊接接头中心两侧各3倍板厚以上且不少于100mm的范围内。

2.焊后热处理

球罐焊接完后应立即进行焊后热处理。焊后热处理的主要目的的—方面是释放残余应力，改善焊缝塑性和韧性，更重要的是为了消除焊缝中的氢根，改善焊接部位的机械性能。

球罐的焊接后消氢处理应由焊接工艺评定结果确定，焊后热处理温度一般要求应与预热温度相同（200℃～350℃），保温时间应为0.5h～1h.遇有下列情况的焊缝，均应在焊后立即进行焊后热消氢处理：

1）厚度大于32mm的高强度钢；

2）厚度大于38mm的其他低合金钢；

3）锻制凸缘与球壳板的对接焊缝。

3. 整体热处理

3.1 整体热处理的目的

球罐的整体热处理是根据设计的规定和要求进行的。球罐整体热处理的目的是为了消除由于球罐组焊产生的应力，稳定球罐几何尺寸，改变焊接金相组织，提高金属的韧性和抗应力能力，防止裂纹的产生。同时，由于溶解氢的析出，防止延迟裂纹产生，预防滞后破坏，提高耐疲劳强度与蠕变强度。

球罐焊接后产生的残余应力是由于焊接时局部加热、焊缝金属的金相组织的变化而引起的内应力。另外，焊缝应力分布也比较复杂，同时金属球壳也产生内应力，三项应力的不良金相存在是引起球罐低应力脆性破坏的主要因素。为消除残余应力和减轻焊缝附近金相组织的局部硬化、改善焊缝的机械性能，目前我国对壁厚大于34mm的各种材质的球罐都采用整体热处理。

3.2 整体热处理的方法

球罐整体热处理有两种方法，一种是内燃法，燃料可使用轻柴油或液化石油气；另一种是当施工现场不准使用火焰加热时，宜采用电热法加热。

相关问答：

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球罐热处理后是否需要进行硬度测试？

规范没有这方面的规定。GB150 GB50094 GB12337和SH3512中都没有这个强制规定。检验热处理结果依据热处理曲线、热处理各个测温点的温差、焊接试板的力学性能试验结果。

球罐热处理之前为何是压力试验？

·         球罐在整体焊接完成后首先要进行探伤（伽马射线探伤），第二步才是试压，试压后进行整体去应力退火处理。

之所以在热处理之前进行压力试验，一个双保险措施。是因为一旦发现有焊缝缺陷（针孔，微裂纹）漏检，就必须补焊。如果将该工序放到热处理之后，补焊完后还得要进行热处理。

球罐热处理是整体做还是局部？

若是消除应力处理，就应该是整体热处理。