热处理质量控制环节问题

热处理质量控制环节问题

摘要:热处理质量控制环节是制造厂生产活动中质量保证体系中的最基本环节之一,热处理工艺质量的好坏会直接影响到出厂产品的质量和性能。所以对于一个制造厂商来说,必须要重视热处理质量控制的相关环节。一般热处理质量控制环节主要包括对热处理过程控制、热处理工艺的控制和热处理进行分包时对分包方质量的控制。笔者在这里结合自己的实践经验对热处理质量控制环节中存在的一些问题进行剖析,希望以后在生产中可以更好地规避这些问题。

关键词:热处理;质量控制环节;问题研究

热处理质量控制环节作为压力容器制造质量控制中所不可或缺的一环,是TSGZ0004—2007《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》中规定的18个基本要素之一。但是在压力容器制造厂的实际的生产活动中,各个制造厂在关于压力容器的热处理质量控制环节中仍然存在诸多的问题,总的来说出现的这些问题大致可以归结为4个方面。在这里,我们就针对这四方面来具体地谈一谈在热处理质量控制环节中存在的问题。

1热处理的具体操作手段没有达到相关法规的规定标准

对于压力容器的制造来说,在其生产的具体的过程中,需要用到的热处理种类一共有3个,分别是成形受压元件的焊后热处理、恢复性能热处理和改善材料力学性能热处理。而在具体的生产实践中,制造厂商对产品的焊后热处理一般都能够按照事先的规定进行规范化的操作,但是对成形受压元件的恢复性能热处理和改善材料力学性能热处理却不够重视,其操作过程也往往不能够达到规定的标准。例如:现有一台按照GB150.3—2011的标准进行设计的压力容器,其筒节的材质是Q345R,其规格是φ450×24mm。另外其筒节的冷成形变形率(%)=50×δ[1-(Rf/Ro)]/Rf,算式中:Rf=237mm,δ=24mm,Ro为∞,将数值带入可以计算出该压力容器的筒节冷成形变形率(%)为5.06%。这一数值超出了GB150表4中的数值范围,所以对于该压力容器的筒节来说,应该在成型受压处理之后,再经过相应的恢复性能热处理过程来恢复材料的力学性能。但是在实际的操作中,笔者发现许多的制造厂在筒节冷卷成形之后,并没有再进行必要的相关的恢复性能热处理过程。而是选择在焊接步骤之后再进行筒节的恢复性能热处理。制造商的这种选择在焊接处理之后再进行恢复性能热处理是不合理的。对于金属材料来说,一旦经过冷加工变形处理之后,其自身的性能都会发生比较大的变化,对于碳素钢来说更是如此。在进行冷加工变形处理的过程中,伴随着塑性变形量的不断增大,其自身的等轴晶组织会顺着金属整体的变形而发生伸长变化。随着金属整体上变形量较大的时候,其等轴晶组织则会逐渐变成纤维状。如此一来金属硬度和内应力相应的就会变大,但是金属的可塑性也会随之降低,这就是所谓的金属加工过程中的“加工硬化”现象。而恢复性能的热处理工艺则可以很好地恢复金属材料的力学性能,很好地规避因“加工硬化”而带来的不良后果。但是若是在不进行恢复性能的热处理的情况下,而选择提前进行焊接处理,这样一来极容易因焊接过程中出现金属因受热不均匀而出现塑性应变现象。这样一来可能会使得等轴晶体之间产生一些不可逆的拉伸变化而对母材的性能造成伤害。所以建议恢复性能热处理还是要在焊接处理之前进行比较妥当。

2对热处理工艺的编制存在的缺陷

关于热处理过程的最短保温时间的设定是所有存在于热处理工艺中的问题中最为突出的一个。在NB/T47015《压力容器焊接规程》中推荐了一些热处理工艺中的最短保温时间的设定。具体的热处理的时间的长短是由焊后热处理厚度来决定的。而焊后热处理的厚度有时取决于焊缝的厚度,也有时取决于母材的厚度。而在具体的热处理时间的相关选择中有规定,当存在两块相邻的受压元件时,其母材厚度的数值参照其中相对较薄的一块的母材的厚度值。而在接管与法兰相互焊接的时候,其焊接厚度值取接管颈在接头处的焊缝厚度。但是在进行具体的焊接工作的时候,相关的工作人员往往都不太注意这些方面的细节,从而设置的热处理时间并不符合科学规定的标准。

3热处理过程中的控制问题

(1)对热处理炉的有效加热区的测定工作中存在的问题

在实际的生产过程中,许多的生产商在进行热处理的时候,根本就没有对热处理炉的有效加热区进行有效的测定,即使有些厂家测定了,但是其测定的方法也并不合理。一般情况下,生产商对热处理炉的有效加热区测定时所采用的方法参照的是GB/T9452—2003《热处理炉有效加热区测定方法》。但是GB/T9452—2003的方法针对的是周期式箱式热处理炉,这种热处理炉的最大长度为5m,最大宽度为1.5m。但是所使用的热处理炉的长度和宽度都已经远远的超出了这个范围,在这种情况下,相关的生产单位还在按照过去的那套旧的标准在执行,自然达不到很好的效果。因而相关的生产方应该根据新时代的具体的生产实际需要(如:APISpec8C标准中附录B热处理设备的鉴定指南,就有对热处炉的鉴定的具体要求),制定出科学的热处理炉的有效加热区的测定方法。

(2)在热电偶的校验和敷设过程中所出现的问题

在实际的热处理炉测温工作中,经常会出现没有按照相关的规定对热电偶进行科学合理的计量检定。同时热处理过程中,热敷设电偶的时候,由于并没有严格地按照NB/T47015《压力容器焊接规程》中的相关规定执行,而致使热电偶的脱落,进一步影响到了热处理炉测温工作的最终测量结果。

(3)在进行工件装炉的时候,工作态度不够严谨

通常在进行工件装炉的时候,需要工作人员拥有一个严谨认真的态度,确保将工件都放在有效加热区的范围之内,这也是进行有效加热区测定工作的意义所在。但是在实际的操作中,许多的工作人员根本就没有有效加热区的概念,只是按照工作的需要,随意地将工件放在加热炉之中。其实许多的工件却并没有放在有效的加热区之内,并没有起到对工件进行有效的热处理的目的。

4在热处理分包环节中存在的质量控制问题

(1)没有对分包方的工作能力进行科学的评估

许多生产单位由于工作的需要,往往在没有对分包方的具体的工作能力进行一个严格测评的情况下,武断地将工件的热处理工作外包。双方之间只是简单地签订一份协议,并没有实地的去考察分包方的加热炉设备是否符合实际生产的需要。

(2)没有对分包单位热处理过程进行必要的监督和检查

通常在当事人双方签订协议的时候,协议中有规定可以定期对分包单位的具体工作进行监督和检查,但是实际上,相关的工作人员在思想上并没有意识到热处理工作的重要性。通常情况下都不会去认真地对分包单位的工作进行监督,有时即使监督了,也仅仅是浮于形式,并没有深入到具体的工作细节当中去。

5结语

热处理质量控制是热容器制造过程中极为重要的一个环节,需要相关的制造单位给予充分的重视。但是在实际的工作中,笔者发现热处理工作并没有达到尽善尽美,其具体的工作流程当中存在着诸多的纰漏,需要进一步改进。总体来说,导致这些问题的原因大致来自两方面,一是相关的工作人员的工作态度不认真,二是一些具体的工艺手段落后。所以今后相关的生产单位应该从这两方面来努力改进,进而更好地规避以上提到的这些问题。

参考文献

[1]马容忠,周国华.热处理质量控制环节存在的问题[J].中国特种设备安全,2012(12):36-38.

[2]马容忠,周国华.浅谈热处理质量控制环节存在的问题[J].中国化工装备,2013(1):45-48.

作者:关春辉 单位:黑龙江景宏石油设备制造有限公司