不锈钢产品本地焊后热处理的方法

当无法将整个不锈钢板件放置在炉子中进行热处理时（比如因为产品尺寸过大、管道系统中的周边焊缝或现场安装设备），那么本地焊后热处理就唯一可行的。本地焊后热处理需要仔细的规划，以确保加热和冷却速度得到控制，并达到均匀和正确的温度。不均匀的和或快速的加热会形成有害的温度梯度，从而造成超过屈服应力的热应力。这可能导致不锈钢板件冷却时产生新的残余应力。

本地焊后热处理可以使用高速燃气燃烧器、红外线燃烧器、感应加热和高阻或低阻加热元件进行。电气设备比使用天然气或丙烷加热更容易安装和控制，特别是在现场。高压电阻加热在现场很少使用，因为需要将辐射加热器放置在离表面一定距离的地方，更重要的是可能是使用高压电流的健康和安全风险。低压电阻加热和感应加热是两种最常用的方法。

高速气体燃烧器在大面积需要热处理的情况下更为有利，特别是如果例如可以在压力容器内进行燃烧，压力容器然后变成其自己的炉子。对于容器周向接缝的局部焊后热处理，可以使用内部绝缘屏障来定位热源。电动阀门和微处理器控制的燃烧条件使得能够精确管理加热循环。

低压电阻加热使用柔软的陶瓷加热元件，适当的数量被组装以覆盖待热处理的区域。感应加热使用绝缘电缆，可缠绕在接头周围，或成型为适合要加热的区域或特殊设计的接头，用于重复的焊后热处理。为了执行焊后热处理，首先要将温度控制热电偶连接到电容器放电焊接，元件放在适当的位置，然后用保温毯滞后，以减少热量损失并保持可接受的温度梯度。

浸泡带是在规定的焊后热处理温度和时间范围内加热的区域。它包括焊缝，两个HAZ和周围母材的一部分。加热带是由加热元件覆盖的区域，加热带边缘的温度通常要求至少是加热温度的一半。温度梯度控制带是应用热绝缘（可能补充有额外的加热元件）以确保从焊后热处理温度到环境达到可接受的轴向温度梯度的区域。控制区域是多个加热元件分组在一起并由单个热电偶控制的区域，使得不同的区域能够被独立加热。

温度梯度可以是轴向的（沿着管道或容器的长度）和贯穿厚度。贯穿厚度的温度梯度是由内表面的热损失引起的，并且是厚度和内径的函数，直径越大，辐射和对流损失的影响越大。浸泡带的宽度和所达到的温度都可以显着小于管道或管道外部的温度。内表面上的绝缘会降低温度/宽度的差异，但在小直径管道或管道系统上可能是不可能的。该贯穿厚度梯度是规格和代码要求浸泡或加热带为最小宽度的原因之一，通常以某种方式与部件的厚度有关。
如上所述，关于加热区域的大小的应用程序代码有规定，通常与厚度有关。在诸如管道对接焊缝或压力容器环缝的圆形部件中，带的宽度很容易计算。例如，ASME VIII要求保温带的宽度是焊缝厚度的两倍，或焊缝两侧50.8mm，以较小者为准。

ASME B31.3要求保温带宽度为焊缝宽度加上焊缝两侧25.4mm。BS EN 13445没有规定浸泡带的宽度，而是指定以焊缝为中心的加热带宽5√Rt，其中R =半径内的组分，t =组分厚度。ASME规范中没有关于加热带宽的要求。对于平板来说，一个非常近似的经验法则是加热带应该是焊缝长度的两倍，尽管实际的考虑可能会阻止实现这种理想。

尽管BS EN 13445推荐10√Re，但在任何规范或规范中都没有关于隔热带宽度的要求。关于需要什么的具体指导必须参考相关规范，值得记住的是，通过确保规定的尺寸被舒适地超过，浸泡或加热的带宽的规格要求是最小的而且很少损失。

什么是可接受的轴向温度梯度？一般认为，如果加热带边缘的温度高于保温温度的一半，那么温度梯度就不会有害。在加热和冷却过程中，BS EN 13445规定了在450℃以下4500mm（3mm时1℃）和4500℃以上450℃（4.5mm时1℃）时1000℃的最大温度差为150℃。

为确保梯度和温度控制在可接受的范围内，需要连接足够的热电偶以提供温度控制和记录。对于直径小于100mm的小直径管，一个控制区和一个记录热电偶被认为是足够的；一个控制区域在100-200mm之间，12点和6点位置各有一个记录热电偶; 建议在每个900象限，12,3,6和9点钟处设置一个直径在250mm以上的控制区和一个记录热电偶。