NB/T 25059-2016
基本信息
标准号:
NB/T 25059-2016
中文名称:核电厂常规岛焊接热处理技术规程
标准类别:能源标准(NB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
核电厂
常规岛
焊接
热处理
技术规程
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
NB/T 25059-2016.The code of welding heat treatment for conventional island of nuclear power plant.
1范围
NB/T 25059规定了核电厂常规岛压力容器、承压管道及承重构件等设备焊接过程中预热、后热及焊后热处理的基本要求。
NB/T 25059适用于核电厂常规岛设备现场制作、安装及在役设备维修等焊接过程中的预热、后热及焊后热处理。
辅助系统及设备焊接修复工作焊接过程中的预热、后热及焊后热处理可参照本标准实施。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2614镍铬- 镍硅热电偶丝
GB/T4654非金属基体红外辐射加热器通用技术条件
GB/T 4989热电偶用补偿 导线
GB/T 9452热处理炉有效加热区测定方法
GB/T 16400绝热用硅酸铝及制品
GB/T 16839.1热电偶第1 部分:分度表
GB/T 16839.2热电偶第2 部分:允差
GB/T 17394金 属里氏硬度试验方法
GB/T 30583承压 设备焊后热处理规程
DL/T734火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则
DL/T752火力发电厂异种钢焊接技术规程
DL/T819火力发电厂 焊接热处理技术规程
3-般规定
3.1人员资格
热处理技术人员及操作人员应经过专业培训,并取得相应的资格证书。
标准内容
ICS27.100
备案号:55648-2016
中华人民共和国能源行业标准
NB/T25059—2016
核电厂常规岛焊接热处理技术规程The code of welding heat treatment for conventional island of nuclear power plant2016-08-16发布
国家能源局
2016-12-01实施
前言·
规范性引用文件
一般规定
加热方法及适用范围
工艺规范及要求
温度测量及记录
质量检测及要求
8技术文件...
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
常规岛常用钢的预热温度
常规岛常用钢的焊后热处理温度与时间附录C(资料性附录)
常规岛常用金属材料硬度值表
NB/T25059—2016
NB/T25059
本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出并归口。本标准起草单位:苏州热工研究院有限公司、中国能源建设集团安徽电力建设第一工程有限公司、中广核工程有限公司、中广核核电运营有限公司、中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司、中国能源建设集团浙江火电建设有限公司、大唐科技产业集团有限公司。本标准主要起草人:赵建仓、李传玉、杨佳、傅求华、惠维山、王刚、李予卫、夏军、赵富国、乐群立、孙斌。
本标准在执行过程中的意见和建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号,100761)。
1范围
核电厂常规岛焊接热处理技术规程NB/T25059
—2016
本标准规定了核电厂常规岛压力容器、承压管道及承重构件等设备焊接过程中预热、后热及焊后热处理的基本要求。
本标准适用手核电厂常规岛设备现场制作、安装及在役设备维修等焊接过程中的预热、后热及焊后热处理。
辅助系统及设备焊接修复工作焊接过程中的预热、后热及焊后热处理可参照本标准实施。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2614镍铬-镍硅热电偶丝
GB/T4654非金属基体红外辐射加热器通用技术条件GB/T4989
热电偶用补偿导线
GB/T9452
GB/T16400
热处理炉有效加热区测定方法
绝热用硅酸铝及制品
GB/T16839.1
热电偶第1部分:分度表
热电偶第2部分:允差
GB/T16839.2
GB/T17394
GB/T30583
DL/T734
DL/T752
DL/T819
DL/T884
DL/T1118
金属里氏硬度试验方法
承压设备焊后热处理规程
火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则火力发电厂异种钢焊接技术规程火力发电厂焊接热处理技术规程火电厂金相检验与评定技术导则核电厂常规岛焊接技术规程
工业热电偶技术条件
JB/T9238
3一般规定
3.1人员资格
热处理技术人员及操作人员应经过专业培训,并取得相应的资格证书。3.2仪器设备
3.2.1仪器设备应满足工艺要求,设备应安全、可靠。3.2.2测控温仪表、热电偶等计量器具应经过校验合格,并在有效期内。3.2.3控温设备仪器精度应在土5℃以内。对计算机温度控制系统,其显示装置应有冷端温度自动补偿装置,且其显示温度应以自动记录仪的显示温度为准进行调整。采用计算机系统记录、显示的热处理记录曲线,系统误差应小于0.5%
NB/T25059—2016
3.2.4焊接奥氏体不锈钢不得使用测温笔。3.2.5补偿导线宜使用与K分度热电偶相匹配的KCA、KCB型,其质量应符合GB/T4989的要求。使用补偿导线后,若冷端温度仍不稳定,应采用冷端温度补偿。3.3保温材料
3.3.1保温材料应满足下列要求:a)
保温材料按标准验收合格,性能满足工艺和环保要求b)感应加热用保温材料对电磁场无屏蔽作用。c)使用前保持干燥。
3.3.2保温材料宜选用硅酸铝耐火纤维制品及玻璃纤维布、高硅氧布等。3.3.3硅酸铝耐火纤维制品符合GB/T16400规定的相关要求。4加热方法及适用范围
4.1加热炉
4.1.1加热炉应按GB/T9452的规定进行有效加热区的测定并出具有效加热区检验合格证,保温精度应至少为Ⅲ类。
4.1.2加热炉可使用电加热或火焰加热,采用火焰加热式加热炉需保证火焰不直接冲刷被加热焊件。4.1.3加热炉适用于焊件整体加热。4.2柔性陶瓷电阻加热和远红外辐射加热4.2.1
柔性陶瓷电阻加热器的技术条件要求应符合DL/T819的规定,远红外辐射加热器技术条件要求应符合GB/T4654的规定。4.2.2
当同机控制多根(片)加热器具时,其各加热器电阻值偏差不应超过5%。4.2.3
配备温度测量和控制装置,全过程自动控制温度并自动记录。4.2.5
该加热方法也适用于焊件局部或特殊情况的整体加热。4.3电磁感应加热
设备的输出功率和频率能自动响应,并满足工艺要求。设备应具备温度测量和控制装置,能够进行温度自动记录,并进行全过程自动控制。4.3.2
感应线圈匝间距离应按焊件壁厚、拟定的加热宽度确定,并在实际使用过程可进行适应性调整,4.3.4
管道局部加热,对具有明显尖角效应影响的焊件,不宜采用电磁感应加热,4.4火焰加热
火焰加热可选择与氧-乙炔气体或其他可燃性液体、气体相适应的设备进行。4.4.1
液体、气体应采用瓶(罐)储存或管道输送方式提供,并采取防止回火措施。4.4.3
根据焊件结构尺寸、加热范围,选择适宜的火焰燃烧装置。加热过程中采用配备的测量仪器监测焊件温度,且至少每隔5min测量一次温度并记录。4.4.4
采用多个喷嘴或焊炬应对称布置热源并均匀加热。4.4.5
4.4.6火焰加热过程应采用中性焰,防止金属氧化或增碳;火焰的焰芯至工件的距离不小于10mm:喷嘴移动速度均匀稳定,不得在同一位置长时停留;火焰加热保温时间按1min/mm计算。4.4.7火焰加热应以焊缝为中心,加热宽度为焊缝两侧各外延不少于100mm。4.4.8
高合金钢及不锈钢焊件不宜采用火焰加热方法。2
5工艺规范及要求
5.1工艺文件
NB/T25059—2016
5.1.1预热、后热及焊后热处理工艺文件应结合实际焊件的材质、规格、施工条件等编制,并确认其关键参数的适用性。
5.1.2工艺规范及要求应按照DL/T1118、DL/T752或其他规程的相关规定执行。5.1.3预热、后热及焊后热处理工艺关键参数应根据焊接工艺评定的结果确定。5.2预热
5.2.1焊件最低预热温度应符合工艺文件要求,常用钢种的最低预热温度参考附录A执行;异种钢焊接预热温度按照DL/T752具体规定的要求执行。5.2.2不同类型焊接接头预热时等效厚度E可按图1确定。e
a)对接接头E=e
b)T形接头E=er+ez/2
c)L形接头E=e/2+ez/2d)十字形接头E=ei+e2图1焊前预热焊接接头等效厚度
5.2.3加热范围及其他要求按DL/T1118及DL/T819的相关规定执行。5.2.4焊接过程应监测焊接区域温度不低于最低预热温度,且不高于工艺文件规定的道间温度。5.2.5焊接过程中断后,再次焊接前应对焊接接头进行适当的表面及内部检测,确定无裂纹等缺陷方可重新预热,重新预热的工艺应与原预热工艺一致。5.3后热
5.3.1工艺要求后热(消氢)处理、焊后热处理不能及时进行或焊接操作中断的焊接接头,应进行后热处理。
5.3.2后热处理的等效厚度可参照图1预热时等效厚度的确定方法执行。5.3.3后热处理温度宜为250℃~350℃,其加热宽度应不小于预热要求,并至少保持1h。5.3.4对9%12%Cr的马氏体钢,后热应在其完成温度80℃~120℃、保温时间1h~2h的马氏体转变后进行。
5.3.5后热处理过程中焊接接头内壁应避免存在空气对流。5.3.6焊接工艺对后热有具体要求时,应按其规定的工艺参数执行:其他可执行DL/T1118的相应规定。焊后热处理
5.4.1加热范围及位置分类
5.4.1.1焊后热处理按其加热范围可分为整体热处理、分段热处理和局部热处理。3
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5.4.1.2焊后热处理按其加热位置可分为外部加热和内部加热。5.4.2焊后热处理与其免做范围
焊后热处理与其免做焊后热处理的范围可按DL/T1118的相应规定执行。5.4.3焊后热处理有效厚度(8pwHr)焊件焊后热处理有效厚度(SpWHr)参照DL/T1118及GB/T30583的相应规定执行。5.4.4焊后热处理方式
5.4.4.1整体焊后热处理
整体焊后热处理有下列两种形式:a)将焊件装入封闭炉内整体加热,条件许可时宜优先采用。在焊件外部整体加热或容器内部筒体整体加热参见图2。b
加热器引出
线(从人孔
门引出)
图2筒体内部加热器布置示意
5.4.4.2分段焊后热处理
焊件整体分段加热时,加热各段重叠部分长度至少为1500mm。非加热部分的焊件(含其管接头)应采取隔热措施,防止产生有害的温度梯度。5.4.4.3局部焊后热处理
局部焊后热处理时,均温、加热和隔热范围参考图3,具体要求如下:a)为保证焊件内外壁温度梯度要求,必要时,在焊件内壁应布置加热器和绝热材料。b)均温带需达到的最小宽度为焊缝最大宽度两侧各加SpWHT或50mm,取两者较小值;返修时,均温带需达到的最小宽度为返修焊缝两侧各加SpwHT或50mm,取两者较小值。简体局部焊后热处理时,加热带应环绕包括均温带在内的筒体全圆周,如不产生有害的温度梯c)
度,在离开均温带较远处,可减少加热带的宽度或降低其温度。d)
较大截面半径的椭圆形封头、半球形封头和球壳板局部焊后热处理时,均温带皇圆形覆盖返修焊缝及周围,均温带边缘离返修焊缝边界至少为SpwHT或50mm,取两者较小值,加热带尺寸需足够大。
说明:
一焊缝最大宽度:
均温带宽度:
一加热带宽度:
隔热带宽度。
绝热材料
加热器
图3局部焊后热处理各带示意
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均温带所示体积范围内任意一点温度符合焊后热处理的规定。加热带应保证均温带所示体积范e
围的温度值,隔热带则应保证热能效率,并防止产生有害的温度梯度。5.4.5加热范围
5.4.5.1管道对接接头加热宽度应根据加热方法及外径D与壁厚S的比值选取,但不少于100mm,各对应宽度可按照表1选取,加热中心应位于焊缝中心,并应采取措施降低周向与径向的温差。5.4.5.2压力容器焊后热处理加热范围参考GB/T30583的相应规定执行。5.4.5.3接管座焊件的加热,主管宜采用整圈加热或环形加热的方式,主管与接管侧的加热宽度均不应小于两者中较大厚度的3倍。
表1一般管道焊后热处理加热宽度确定加热方法
电磁感应加热
柔性陶瓷电阻加热、
远红外辐射加热
D/8分布范围
D/8≤7.5
7.510D/8>15
加热宽度
≥38,且≥100
≥48,且≥100
≥58,且≥100
≥68,且≥100
≥78,且≥100
5.4.5.4变径管、管座、三通等异形结构焊件,宜在其体积较大侧布置较多分区控制的加热装置,必要时,通过功率计算增加补偿加热区,并能分别调整其加热功率。5.4.5.5加热中心应位于焊缝中心,并需采取措施降低周向和径向的温差。5.4.6加热装置安装
5.4.6.1安装加热器应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅等杂物清理干净。5.4.6.2柔性陶瓷电阻加热器、远红外辐射加热器应与焊件表面紧密贴合。5.4.6.3工频感应线圈与工件间隙控制在10mm50mm;中频、高频率感应线圈与工件间隙为10mm~80mm;感应加热应避免匝间短路及焊件上的剩磁。5.4.6.4现场进行容器筒体等内部加热宜采用框式加热器,按三角形布置安装,内部加热器内接导线外套氧化铝高温瓷管与外接专用接长导线连接,后连接到电脑温控仪。全部零线焊为一体,作为公共零线5
NB/T25059—2016
引出,各自形成独立电网,加热器均采用星形接法,每三片作为一个加热单元同步加热,参见图2。5.4.7保温温度与时间
5.4.7.1保温温度
保温温度确定符合以下要求
保温温度不应超过焊接材料熔敷金属及两侧母材金属中最低的下转变温度(Ac1),一股应低于Ac,以下30℃~50℃。
异种钢焊件焊后热处理温度应按照DL/T752的相关规定执行。调质钢、正火后回火的焊件,保温温度应低于其回火温度。c
具有再热裂纹倾向钢种的焊件,保温温度宜避开再热裂纹敏感温度区间。d)
受压元件与非受压元件焊接,按受压元件的要求选择保温温度。f)
常用钢种的保温温度参照附录B的规定执行。5.4.7.2保温及温差控制
保温及温差控制符合下述要求:a)保温过程中,任意两测温点热电偶显示数据的温度差值应符合规定的范围,且不超过土20℃。b)保温宽度从焊缝中心计算,每侧比加热宽度增加至少2倍的壁厚,且不小于150mm。5.4.7.3保温时间
保温时间确定应符合以下要求:a)焊后热处理保温时间根据材料类别、加热方法和焊件热处理有效厚度SpwHr综合确定。SpWHT及保温时间原则执行GB/T30583的相关要求。b)
c)具体焊件保温时间依据焊接工艺评定的结构确定,常用材料保温时间参照附录B的规定执行。d)当焊接构件含有多种类型焊缝焊后热处理时,所考虑的保温时间按照其中最大的焊件热处理厚度进行计算。
e)焊后热处理发生中断时,采用相同保温温度再次焊后热处理时,扣除已进行的保温时间。5.4.8升、降温速度
5.4.8.1升温速度可按5500/S(℃/h)控制(8为焊件最大厚度,单位为mm),且不大于220℃/h。5.4.8.2降温速度可按7000/8(℃/h)控制,且不大于280℃/h。5.4.8.3工件温度低于400℃可不控制升温速度和降温速度,且焊件可在静止空气中冷却。5.4.8.4焊件壁厚大于100mm时,应保证足够的均温范围,升温速度、降温速度按55℃/h控制。管子外径不大于108mm或厚度不大于10mm,采用电磁感应或火焰加热时,可不控制加热速度,5.4.8.5
管座及异形焊件应按主管壁厚或壁厚较大者计算其升、降温速度。5.4.8.6
具有再热裂纹倾向的钢种,升、降温时宜快速通过敏感温度区间,缩短其停留时间。5.4.8.8
具有第二类回火脆性的钢种,焊后热处理应采用快速冷却的方式进行。5.4.8.9冷拉焊接接头所用的加载工具,应待焊后热处理过程冷却完毕后,方可拆除。6温度测量及记录
6.1原则要求
6.1.1测量点的选择应保证在整个厚度和焊接区域中达到所规定的温度。6
6.1.2最高温度点应至少安置1支备用热电偶。6.1.3热电偶应与被测件紧密接触。6.1.4整批产品、整个部件或要进行热处理部位应位于规定的温度范围内。NB/T25059—2016
6.1.5整个热处理加热期间需连续并自动记录有关热处理的温度和时间主要参数,当产品进行炉外冷却后,可不记录。
6.1.6宜选用K分度的防水型铠装热电偶或K分度热电偶丝,其质量应分别符合GB/T16839.1、GB/T16839.2、GB/T2614、JB/T9238的要求。6.2热电偶布置
6.2.1预热
预热时,控温热电偶应布置在加热区以内,监测热电偶尽可能靠近待焊坡口,必要时使用其他测温方法检测待焊坡口处的温度,管道对接焊接接头参见图4。6.2.2后热、焊后热处理
6.2.2.1管道外径不大于273mm的管道,控温热电偶和监测热电偶至少各使用1支;对于外径大于273mm的管道,控温热电偶和监测热电偶应各使用不少于2支,并沿圆周均匀布置。控温热电偶布置于焊缝中心,其他热电偶布置于距焊缝边缘1倍壁厚处,且不超过50mm,并用焊缝处的热电偶控制温度,每个控温区应单独设置热电偶,管状焊件、容器内部热电偶布置参见图4、图5。控温热电偶、
监测热电偶
8且≤50mm
监测热电偶
5且≤50mm
加热宽度
保温宽度
1号温区
2号温区
≤4600mm
图4后热、焊后热处理分区控温与热电偶布置示意图5热电偶布置间距示意
6.2.2.2异形结构焊件(三通、管座等)后热、焊后热处理,应采取措施使得焊件实际被加热的最高温度位于被热处理的焊缝上。其热电偶应至少有3支,其中1支位于焊缝(控温用),2支热电偶(监测温度用)分别位于距焊缝边缘20mm管材的同一母线上外壁的同一直线上。6.2.3热处理炉内或容器内部加热热处理炉内或容器内部加热至少在焊件顶部、中部和底部上设置测温点,相邻测温点的间距不大于4600mm,参见图5。
6.2.4热电偶固定方式
固定热电偶宜采用储能焊机焊接,或其他能够保证热电偶的热端与焊件接触良好的方法,采用焊接方式固定热电偶时,焊接热处理结束后应将热电偶焊点打磨干净;采用电磁感应加热时,热电偶的引出方向应与感应线圈相垂直。
NB/T25059—2016
7质量检测及要求
7.1硬度测试
7.1.1中、高合金材料,焊后热处理后宜进行硬度检测。7.1.2可采用里氏硬度计,按照GB/T17394的规定检测硬度,焊缝换算的布氏硬度值应在原始母材硬度值的90%~140%范围内。附录C为常规岛常用金属材料合格硬度分布范围。7.1.3异种钢焊接接头焊后热处理后硬度测试参照DL/T752规定的要求进行。7.2硬度不符的处理
7.2.1焊缝硬度值高于DL/T1118及附录C规定范围的焊接接头,应分析原因重新进行焊后热处理。7.2.2母材及焊缝金属硬度值低于DL/T1118及附录C规定范围的焊接接头,宜按DL/T884规定的要求补充进行金相检验,对于金相组织判定为母材及焊缝金属过热的焊接接头,除可实施现场正火+回火热处理外,应切除焊接接头重新焊接。7.3焊接残余应力测试
当工艺文件要求焊后热处理后进行焊件残余应力测试时,应按其要求进行:容器补焊热处理后焊接残余应力测试可参照DL/T734等的相关规定进行。8技术文件
制造商或承包商应编制技术文件和质量记录的控制程序,工程峻工后移交文件至少包括:热处理作业指导书或工艺卡。
焊接热处理测温系统校准记录。b)
焊接热处理自动记录曲线。
d)焊后热处理检验报告。
e)相应的试验、检测报告。
附录A
(资料性附录)
常规岛常用钢的预热温度
等效厚度E
含碳量不大于0.35%的碳素钢及其铸件C-Mn(Q345)
Mn-V(Q390)
1.5Mn-0.5Mo-V(14MnMoV,18MnMoNb)0.5Cr0.5Mo(12MnMo)
1Cr-0.5Mo(15MnMo、ZG20CrMo)1Cr-0.5Mo-V(12Cr-1Mo-V)
1.5Cr-1Mo-V(15Cr-1Mo-1V、ZG15Cr-1Mo-1V)2Cr-0.5Mo-W-V(12Cr2MoWVB)
1.75Cr-0.5Mo-V、2.25Cr-1Mo(12Cr2Mo)3Cr-1Mo-V-Ti(12Cr3MoVSiTiB)、10CrMo91015NiCuMoNb5(WB36)、15MnNbMoR07Cr2MoW2VNbB(T/P23)
1Cr5Mo、15Cr13(1Cr13)
9Cr-1Mo(T/P9)、12Cr-1Mo-V
10Cr9Mo1VNbN(T/P91)
预热温度
100~200
150~200
150~200
200~300
150~200
150200
200~300
300~350
200~250
NB/T25059—2016
等效厚度E
≥>20
预热温度
150~300
150~200
200~300wwW.bzxz.Net
150~200
150~200
200~300
300~350
200~250
注1:
当采用钨极氩弧焊打底时,可按下限温度降低50℃预热。表中的温度为根据壁厚确定的最低预热温度。壁厚不小于6mm的合金钢管子或管件,大厚度板件在0℃以下焊接时,应比最低的预热温度高20℃~40℃。注2:
壁厚小于6mm的低合金钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管子在0℃以下焊接,也应适当预热。承压件与非承压件焊接时,应按承压件进行预热。接管座与主管焊接时,应按主管进行预热。注3:
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