·集箱、汽包或其他容器与接管座的连接焊缝通 常在制造厂内完成。而接管座与管子连接的安装焊 缝则在现场进行。接管座的高度一般为100 IIlIn或 以内，对该安装焊缝进行热处理时，加热装置的形 状、大小和位置都受到一定限制。表1为某工地接管 座安装焊缝热处理700 oC恒温时的温度实测结果。 安装焊缝距接管座根部的距离为90 Inin。现场采用 远红外自动控温热处理仪，绳状加热带，紧靠接管座 根部布置，缠绕宽度400rain。测点3(即焊缝处)热 电偶为控温点。

当焊缝达到热处理温度700℃ 时。管子上出现超过800℃的高温，远高于15CrMo 的Acl温度745℃。不恰当的热处理将导致热处理失效或萌生新的缺陷。带来经济损失和安全隐患。为 此，需要对集箱、汽包或其他容器(以下称主管)接管 座与管子(以下称支管)的安装焊缝局部热处理时的 温度场特性及影响因素进行研究。



由于影响接管座安装焊缝热处理温度场的因 素比较复杂。单纯依靠试验难以全面模拟工程中 的各种情况和精确测量每一点的温度分布．本研究 将有限元计算和试验测量相结合．采用工程上广 泛应用的有限元分析软件ANSYS 7．0进行热分 析。网格剖分选用20节点的六面体单元，图l为 一个网格剖分图。单元节点数为40 637。对流和辐 射换热边界条件作为面载施加于实体的外表面， 采用稳态非线性计算。加热装置以外的内外表面 取介质环境温度20℃。

1不同情况下温度场特性计算 主管与支管的材料分别选12CrlMoV、15CrMo。 规格分别选th324 mm×50 mitt、th76 minxl7．5 mm。 热处理温度范围取670—700℃。加热装置的一端紧 靠接管座根部。并取接管座根部作为支管沿轴向的 相对坐标零点。接管座安装焊缝的中心距接管座根 部100 l／lin。当加热装置宽度、温度控制点改变时．计 算得到的支管单独局部热处理和接管座焊缝热处理 温度场的特性如.

支管单独局部热处理时，加热装置两端管子 的散热条件相同，加热装置中心与最高温度点(以下 称加热中心)是重合的。但从加热中心起始，温度逐 渐向加热装置两端下降。宽200 mm和400 ilflnl加热 装置的实际保温范围都只占加热装置宽度的52．5％。 可见，热处理时的加热范围和保温范围是不等同的。

与焊缝中心重合。组壶予支管在热熬装蓉两端懿教 热条件不同，支管加热的最高温度位置在轴向朝背 离接管座根部的方向偏移(图5)。和相同规格的管 子弱部热处理毖，保温区的宽度减夺，加热装置嚣端 的温差显著增大。

心秘爆缝孛心处分别炎6．7'E程7．1℃。支彗漪愿离 不存在温差。可见，因散热条件不同弓f起的温度变化 主要表现在支管的轴向。



多管弼辩进簿热处理时。与单管毙，接管座擐 部温度提高，保温范围增加，加热中心偏移量降低， 焊缝巾心与加热中心的温差减小．但最高温度偏移 褒象仍未扶根本上满除。

S主管附加加热至接管座根部温度到517℃ 时．加热中心偏离焊缝中心的距离缩小至9 mill。加 热中心与爆缝审心静温差减少至l℃，静璧7∞～ 670℃保温区范围扩大至宽99 nm，焊缝处予保温 区范围内(如图7—8)。可见，主管附加加热的效果是 稷全褥稻嚷显隧。

由于接管虞安装焊缝作局部热处理时。支管沿 轴向向钋传递的热量主要是通过接管座根部截蕊进 行，接管窿根都温度是衡量主管附黧翻热程度薛重 要参数，而且便予监测，故可以接管座的根部漱度与 各参数建立关系来分析主管加热的效果。

监溅结果表锈。随着接管座根部温度舞高，跌接 管座根部截面流出的热量减少。当接管座根部温度 达到绞接近管孑局部热处理时加热装置端郝的温 度，接管座根部截面流趱的热量将与管子局部热处 理时加热装置端部流出的热量相当。可见，主管附加 加热可有效遏制圭、支管因壁厚不网产生的焊缝两侧散热不等。



监测结果还显示，随着接管座根部温度升高，加 热中心与焊缝中心的温差减少，加热中心朝背离接 管座根部方向的偏移量减少。当接管座根部温度接 近管子局部热处理时加热装置端部的温度，两者均 趋近于零。即焊缝中心温度就是热处理范围内的最 高温度。此外，接管座根部温度升高时，接管座安装 焊缝热处理的保温区(670—700℃)的宽度亦随着增 加。当接管座根部温度接近管子局部热处理时加热装 置端部的温度。保温区的宽度与管子局部热处理时的 保温区宽度相当。可见，主管附加加热对遏制主、支管 因壁厚不同产生的附加散热的效果是全面的。

不同的材料，导热系数不同。本文分别用 15CrMo和12CrlMoV。通过对管子局部热处理的热 分析进行比较。管子规格为th76 mmxl7．5 mm，热处 理加热装置宽200 mm，控制最高温度700℃。计算 结果表明．不同材料的影响主要反映在热处理加热 时投入热量的多寡。而对加热装置范围内的温度分 布影响甚微。15CrMo和12CrlMoV钢管子在加热装 置范围内的温度分布形状相同。两端的温度两者分 别为578℃和576 oC。670—700℃保温区的宽度分别 为105 mm和104 mill。差别可以忽略。

接管座安装焊缝局部热处理时，由于受位置限 制和加热装置两端散热条件不同的影响，最高温度 不是处于加热装置中心而是沿轴向朝背离接管座根 部的方向偏移．因而有可能导致热处理失效或产生 新的缺陷，带来经济损失和安全隐患。