理论·实践
焊后热处理工艺在伊朗北阿输气管道中的应用
陈伟（中油辽河工程有限公司油气管道所，104010)
摘要：本文以伊朗北阿输气管道为工程案例，介绍了酸性服役条件下输气管道的后热处理工艺对于降低焊接的残余应力和改
善焊口综合机械性能的作用，同时提出了在实际操作中容易引发管道变形的注意问题，关键词：焊后热处理：酸性服役：残金应力
伊朗石油资源丰富，开采难度小，但是其硫化氢含量高，这使得在油气处理工艺，施工方案上要采取相应措施来降低高硫最用业为实际案例，介绍在高含硫输气管道的焊后热处理工艺和在实际应用中应注意的问题。
1高含硫天然气管道焊后热处理的作用
(1)消氢处理硫化氢对管道的离蚀影响极大，其最常见就是由于离蚀所产生的氢侵入钢内面产生氢致开裂现象。所以在硫化氢高含量的输气管道工程中，对管材和焊材的化学成分都要有严格的要求，管材选择酸性服役条件下管材，对应焊材的选用同样应严格要求实施。在焊接过程中焊材中可能存在的油污或者水分电弧受热分解产生的氢进人焊缝，以及焊接过程中由于焊接工艺的失误，容易造成氢致开裂的现象。焊后热处理通过对焊道再次进行加热处理，加快了焊道以及热影响区的氢的析出，大大降低了氢致裂纹产生的几率。
(2)消除焊接应力由于在焊接过程中，容易产生组对应力或者组对后管材自身产生的应力，焊接过程中受热和冷却的不均匀所产生的热应力，以及焊接完成后焊道及热影响区产生的焊接应力。这些应力都会大大降低焊道的承载能力，在运行过程中会产生变形、断裂等现象。焊后热处理通过对焊接影响区高温加热，促使其管材届服强度下降，起到释放管材应力的作用，有效的降低由于应力所产生的不利影响
(3)改善焊道机械性能由于在焊接过程中，可能会产生焊缝内部组织的变化，使得焊接构件的机械性能变坏，尤其是这种组织在氢和外在应力的共同作用下，极易导致焊材构件的破坏或断裂。通过焊后热处理的高温状态下，使得焊道内部组织得到改善，可以提高焊道周边的塑性和韧性，从而达到改善焊道的机械性能的效果。
2焊后热处理的施工技术要求
该伊朗输气管道焊后热处理采用了电热元件加热法，采用
铜制电热元件包囊，外侧用绝热棉覆盖。通过电热元件发热级慢对焊件进行加热，通过多个热电假对焊件表面温度进行监测和控制，同时热电偶输出数据与温度检测和绘图设备相连，实时的监控焊道表面温度，并绘制热处理温度曲线。
焊后热处理的最高处理温度为600～620C，考虑到温度升高或者冷却速度太快，使焊件应力释放不充分，要求焊后热处理加热过程中，300度以上的加热速率小于275度/h，300度以下不控制，焊件冷却时，大于315度时的冷却速率应大于275 度小时，而315度以下时，可进行空气中自然冷却，但冷却速度不小于55度／小时。待焊件完全冷却后，进行焊道的硬度检测，硬度检测结果是判断焊后热处理质量的重要手段。该管线工程中，要求酸性服役条件下的管道，焊后热处理后硬度测试
2081化置我2016年01月
结果不大于200HB。
3实际中应注意的间题
焊口热处理的主要作用是消除热应力，减少管线发生变形、破坏的可能性，但是在实际操作中，在焊口热处理过程中引起管线变形、破损的情况很多。这样的向题多次发生在该伊朗输气管线中，针对该案例的经验分析，认为在热处理过程中应重点避免以下几种情况
(1)焊口热处理操作不及时很多施工单位考虑到工作的延续性，总是等到焊接完成一定量后，再统一进行焊后热处理，实际上这是诱发焊口热处理变形的主要原因之一。很多管道焊接后的应力无法得到及时释放，同时受到相邻焊口焊接的影响，或者施工中对管线的调整、挪动等，都可能加剧该焊道的不良应力。同时某些钢材容易出现焊接延迟裂纹，如不及时进行热处理，极易发生管线的变形、开裂、破坏等现象。
(2)管线两侧存在约束力站内工艺管线两侧的固定支
撑，或者施工时所施加的外力，焊后热处理产生的热应力以及焊接过程中的外力无法得到有效的释放，造成管体的变形。在长输管道中会发生同样的问题，例如后期残留的返修口需要重新做热处理，或者两侧存在下沟或者回填的管段，进行焊后热处理时，高温所产生的热应力无法及时释放，大量积聚到管线弹败、弯管处，引起焊口变形破坏。
里这是在实际过程中较为常
(3)多个焊口同时进行热处理
见的现场。由于几道口同时集聚的热应力影响极大，如果控制不当，由于外部管道无法有效伸缩，应力无法及时释放，极易发生管线变形、破坏现象。输气管道也是一样，数道口同时做焊口热处理，高温产生的热应力使得管线的伸缩量较大，一来管线在地面上的清动极易损伤防腐层和补口，二来如果地面束力使应力无法得到有效补偿，也容易发生管道变形
(4)恶劣环境影响极端天气下是不允许进行焊后热处理的，例如雨雪天气、湿度较大的情况，同时气温极低的情况也是必须要避免的，因为相对外界温度，焊件加热的热损失量加大，往往很难控制加热速率和冷却速率，过快的温差变化，也是造成管道变形破坏的一大原固。
在酸性服役条件下的管道焊接中，焊后热处理对于消除焊接残余应力和改善焊口机械性能有着十分显著的作用，施工过程中应严格按照操作规程执行，避免在各种不利的条件进
行，充分发挥焊后热处理的作用，保证管道的安全运行。参考文献：
[1]顾纪清，阳代军，管道焊接技术[M]．化学工业出版社，2005,8.
[2]】徐庆海，天然气净化厂酸性原料气管道的焊接及焊后热处理工艺[J]．上海化工，2013.