探討壓力容器設(shè)計中的熱處理問題

滿靜懿（天津辰鑫石化工程設(shè)計有限公司 300350）

如果對壓力容器在焊接之后，能夠及時有效的進行熱處理，就會非常有利于焊接金屬氫的釋放，就會非常有效地防止在焊接接頭部位，由于氫不能很好地釋放，進而發(fā)生冷裂紋現(xiàn)象。所以，在設(shè)計壓力容器的過程中，做好容器的熱處理問題，是設(shè)計人員必須面對的一個重要的問題，其有著非常深遠的影響。人們應(yīng)該對壓力容器熱處理問題的研究探討非常的重視，對這個問題的必要性以及重要性要有非常充分地認識。在制造壓力容器的過程中，遵循熱處理的目的，一般可以劃分為四種:對材料性能進行有效改善的熱處理問題；對材料的性能機械能恢復(fù)的熱處理問題；對壓力容器進行焊接之后的去氫處理；其中，在化工設(shè)計中，對焊接之后的熱處理問題的應(yīng)用非常的廣泛，文章將對在設(shè)計壓力容器中進行的熱處理問題進行研究討論。

一、探討焊接之后的奧氏體不銹鋼制壓力容器的熱處理問題

從目前的具體相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來看，尚未明確地規(guī)定出是否應(yīng)該對奧氏體不銹鋼進行焊接之后的熱處理，并且到底應(yīng)該如何進行焊接之后的熱處理問題，而在熱處理問題應(yīng)該采用的方法上，更沒有進行非常明確的規(guī)定。通常情況下，奧氏體不銹鋼都具有著很好的韌性以及塑性，殘余應(yīng)力在加工之后都相對較小，力作硬化的現(xiàn)象一般不容易產(chǎn)生。一般來看，為了對應(yīng)力進行很好地消除，在進行熱處理問題時的溫度應(yīng)該控制在600℃-620℃之間，要進行兩個小時的保溫。對于奧氏體不銹鋼，當(dāng)溫度范圍在400℃-850℃之間的時候，如果不銹鋼的冷卻速度非常的慢，晶間腐蝕現(xiàn)象就非常容易發(fā)生，也就是說奧氏體不銹鋼發(fā)生發(fā)生敏化現(xiàn)象。如果對抗腐蝕的要求相對較高時，那么對于供需兩方，就非常有必要深入仔細的研究以及分析這個問題，同時需要其制定具體的措施來有效地解決這些問題，進而多壓力容器的質(zhì)量進行很好的保證。

二、對于液氨介質(zhì)容器進行熱處理問題

在國家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“對具有盈利腐蝕的容器進行圖樣注明，例如盛放液氨以及液化石油氣等的容器”。對于這句話，可以作如下的解釋:有的液氨容器需要進行熱處理，而有的液氨容器根本就不需要進行熱處理，具體是否需要進行熱處理，其關(guān)鍵的判斷條件是看這些容器是否存在應(yīng)力腐蝕。如果容器確認有應(yīng)力腐蝕，就需要對其進行熱處理，而如果容器不具有應(yīng)力腐蝕，那么就不需要進行熱處理。

三、焊接之后的復(fù)合板容器的熱處理問題

對復(fù)合板容器進行焊后熱處理這一問題是非常需要慎重對待的。從原則上來看，對于比基層材料，如果一定要進行焊后的熱處理，那么由復(fù)合板制造的容器同樣也應(yīng)該進行焊接之后的熱處理問題。但是，在尚未進行熱處理的時候，就應(yīng)該提前考慮到熱處理對符合材料的有關(guān)力學(xué)性能的具體影響程度，在此同時，也要考慮材料的耐腐蝕性能受熱處理影響的具體程度。如果壓力容器是由不銹鋼復(fù)合板材料制成的，在熱處理之后，那么對于復(fù)層材料以及焊接接頭就會產(chǎn)生很大的影響，使材料出現(xiàn)碳化析出，情況更為嚴(yán)重的時候，會形成σ相，進而就會從一定程度上損害復(fù)層性能，尤其會對其耐腐蝕性能以及力學(xué)性能具有很大的損害。因此，如果容器是由不銹鋼制造的，一定要對其焊接之后的熱處理問題進行很好的處理。在對容器進行焊接之后額熱處理制定相關(guān)的工藝時，熱處理對材料的要求標(biāo)準(zhǔn)問題必須要充分考慮，同時液也要充分地考慮材料耐腐蝕性能受熱處理的影響程度，在特殊情況下，就需要選用最符合標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)層材料。

四、代用材料的熱處理問題

在進行具體的生產(chǎn)過程中，某些符合設(shè)計要求的材料，制造企業(yè)往往一時購買不到，經(jīng)常會代用一些其他厚度的材料，具體有以厚代薄，或者是以薄代厚等。特別是對于用厚材料代替薄材料時，就需要充分地考慮代用材料是否符合熱處理問題。而對于中溫成型或者是冷成型的受壓元件，如果符合以下條件中的其中一個，就需要在其成型之后進行熱處理:碳鋼、厚度不低于圓筒內(nèi)徑3%；其它的低合金鋼、厚度不小于圓筒內(nèi)徑的2.5%。

五、焊接之后進行熱處理的具體方法

對于容器而言，在焊接之后進行熱處理，主要有以下幾種方法:以整體熱處理作為標(biāo)準(zhǔn)，主要分為整體熱處理以及爐內(nèi)整體熱處理，除此之外，還包括分段以及局部熱處理。在對容器進行爐內(nèi)整體熱處理時，就是將整體的一個壓力容器，放置在一個密閉的爐內(nèi)，然后機械能熱處理。而對于受壓元件或者是容器需要進行熱處理時，就應(yīng)該首先使用爐內(nèi)整體熱處理方法。而爐內(nèi)整體熱處理還可以用在中壓、高壓反應(yīng)器、移動式壓力容器以及盛裝有液化石油氣的臥式儲罐。對于設(shè)計者，一方面，應(yīng)該對材料以及場地等實際情況進行考慮，另一方面，要仔細編制圖紙，并且將采用的具體熱處理方法在圖紙中進行標(biāo)注，同時針對熱處理問題，提出相關(guān)的建議。

結(jié)語

總之，熱處理是一門十分重要工作，其在很大程度上，能夠改善或者是恢復(fù)金屬的性能。在對壓力容器進行設(shè)計以及制造的過程中，熱處理產(chǎn)生了非常重要的影響作用，其地位非比尋常，所以，對于壓力容器的設(shè)計人員，在具體進行熱處理問題時，必須對鋼材的性能以及介質(zhì)的特殊性質(zhì)進行綜合考慮，對熱處理方法的選取一定要遵循具體的相關(guān)規(guī)定。