焊接合金钢管的预热处理要求
预热处理是合金钢管焊接过程中的关键步骤。其目的是减少热应力，防止开裂，并确保焊接部分之间良好的冶金结合。预热的需要取决于合金成分、管道厚度、焊接方法和使用条件。忽视适当的预热程序可能会导致焊接缺陷，如氢致开裂、韧性降低或在使用过程中过早失效。
1.预热处理的目的
降低氢致开裂（HIC）的风险：预热会减缓焊接后的冷却速度，使氢气扩散出焊缝金属和热影响区（HAZ）。
较低的热梯度：预热最大限度地减少了焊接区域和周围材料之间的温差，减少了残余应力和变形。
提高可焊性：某些合金元素，如铬和钼，可以增加硬度和裂纹敏感性。预热有助于实现更好的熔合和焊接延展性。
2.典型预热温度所需的预热温度因合金类型和壁厚而异：
低合金钢（如ASTM A335 P1、P11）：通常需要在150-300°C范围内预热
更高合金等级（如ASTM A335 P22、P91）：可能需要在200-400°C之间预热
对于较厚的部分（大于25毫米），通常会采用较高的预热温度来降低冷裂的风险。
3.加热方式预热应均匀控制，避免膨胀不均和热冲击。常见方法包括：
感应加热
电阻加热毯
气炬（用于小直径或现场应用）应使用热电偶、温度蜡笔或红外温度计测量温度，以确保准确性。
4.预热持续时间和覆盖范围预热区域应从焊缝两侧延伸最小距离，通常为75毫米或更长。管道应达到目标预热温度，并保持在该温度下，直到焊接开始。管道在两次通过之间不得冷却到低于最低预热温度。
5.环境条件的影响在寒冷或多风的环境中，可能需要额外的隔热或防风措施来保持一致的预热温度。由于气流导致的突然冷却会导致加热不均匀和局部开裂。
6.结合焊后热处理（PWHT）预热通常与焊后热治疗结合使用，特别是对于对回火脆化或蠕变失效敏感的合金钢。预热有助于减少热影响区中的硬质微观结构，而焊后热处理可进一步缓解应力并恢复韧性。
结论预热处理是合金钢管的关键焊接要求，特别是对于中高合金等级和较厚的截面。通过在焊接前控制温度，制造商可以显著降低焊接开裂风险，提高机械性能，并确保焊接接头在苛刻的使用条件下的长期可靠性。
参考文献
ASME第九节-焊接和钎焊资格
AWS D10.8–铬钼钢管道焊接推荐规程
ASTM A335-高温用无缝铁素体合金钢管标准规范
API RP 582——化工、石油和天然气行业焊接指南
ASM手册，第6卷-焊接、铜焊和锡焊
