熱處理技術(shù)在石油壓力容器中的應(yīng)用

趙李亮

摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)的石油發(fā)展十分迅速，石油壓力容器是石油行業(yè)一種重要的特種設(shè)備，在石油行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中發(fā)揮著十分重要的作用，確保石油壓力容器的安全，是保障石油行業(yè)生產(chǎn)安全、穩(wěn)定的關(guān)鍵所在。熱處理技術(shù)在石油壓力容器中的應(yīng)用，主要是通過控制溫度，優(yōu)化壓力容器的焊縫、金屬性能，來預(yù)防壓力容器生產(chǎn)中的安全隱患，提高壓力容器的安全性，從而有利于避免安全事故的發(fā)生。本研究中，筆者主要對(duì)熱處理技術(shù)進(jìn)行了分析，并探討了石油壓力容器中熱處理技術(shù)的具體應(yīng)用情況，以供參考。

關(guān)鍵詞：熱處理技術(shù);石油;壓力容器;應(yīng)用

引言

熱處理技術(shù)指的是將固體材料通過加溫或是冷卻的手段，最后達(dá)到一種預(yù)期金屬工藝品。壓力容器是石油行業(yè)中的一種特種設(shè)備，對(duì)于確保石油行業(yè)的穩(wěn)定、安全生產(chǎn)，發(fā)揮著十分重要的作用。熱處理技術(shù)是提升壓力容器性能、確保壓力容器運(yùn)行安全的一種技術(shù)性措施，其主要通過對(duì)溫度進(jìn)行控制，來對(duì)壓力容器的金屬性能、焊縫性能進(jìn)行優(yōu)化，從而可以有效減少安全隱患，有利于確保壓力容器的生產(chǎn)安全。熱處理技術(shù)的增進(jìn)不僅可以提高金屬材料的性能，還在一定程度上增長(zhǎng)了金屬的使用時(shí)間，是增強(qiáng)金屬綜合水平的重要技術(shù)。石油是保障我國(guó)工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及軍事正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，是組成塑膠、化肥、燃料、炸藥的重要組成部分，不僅如此石油還被稱為“工業(yè)的血液”，是我國(guó)人民生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)。

1概述

1.1在石油壓力容器中應(yīng)用熱處理技術(shù)的必要性

在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，往往需要考慮諸多影響因素，主要是根據(jù)壓力容器的使用功能、載荷情況等，來對(duì)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化選擇，最終選擇出能夠滿足壓力容器使用功能、載荷情況的最佳結(jié)構(gòu)形式。在對(duì)壓力容器進(jìn)行制造的過程中，因?yàn)榇嬖谥鴼堄鄳?yīng)力方面的問題，導(dǎo)致壓力容器面臨著斷裂問題，給壓力容器的制作增加了諸多困難。同時(shí)，壓力容器中所存放的多為石油、天然氣及其相關(guān)產(chǎn)品，危險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較大，若壓力容器發(fā)生斷裂，則有可能發(fā)生安全事故，從而導(dǎo)致大量的經(jīng)濟(jì)損失。面對(duì)這樣的情況，應(yīng)在壓力容器設(shè)計(jì)、壓力容器制造中應(yīng)用熱處理技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)壓力容器金屬性能、焊縫性能的提升，避免斷裂問題的出現(xiàn)，確保壓力容器的生產(chǎn)安全。

1.2熱處理技術(shù)的研究

在熱處理技術(shù)中，主要包括了正火技術(shù)、退火技術(shù)、固溶熱處理技術(shù)、淬火技術(shù)以及回火技術(shù)。其中，正火技術(shù)指的是在鋼材進(jìn)行熱處理的過程中，將其加熱到臨界點(diǎn)并進(jìn)行保溫，然后在空氣中進(jìn)行冷卻的過程中，最后得到以珠光體類型為主的熱處理品，同時(shí)在處理重型大型的鋼材零件的最終熱處理過程中，達(dá)到提高處理對(duì)象的性能的作用;退火技術(shù)指的是在高溫下的處理對(duì)象緩慢降溫之后，進(jìn)行500度以下的空氣中進(jìn)行冷卻的過程，退火技術(shù)是為了消除工藝殘余應(yīng)力，降低其使用中的硬度，細(xì)化該處理對(duì)象的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，促進(jìn)其化學(xué)成分的均勻分部，提高其使用時(shí)間和使用質(zhì)量;淬火技術(shù)指的是在處理對(duì)象進(jìn)行加溫和保溫之后，快速進(jìn)行冷卻的過程，主要目的是提高工件的硬度和強(qiáng)度，快速冷卻是為了消除工件中多余的無用組織，提高組件的精密度;回火技術(shù)是配合淬火技術(shù)，減少工件應(yīng)力，并且適當(dāng)降低工件硬度，穩(wěn)定工件的內(nèi)在結(jié)構(gòu)成分，是保障工件性能的重要環(huán)節(jié)。在正火技術(shù)的應(yīng)用中，主要是以獲得珠光體提高工件性能為主，正火的目的是要消除焊接時(shí)材料內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力，消除焊接材料產(chǎn)生裂紋的可能性。正火一般是對(duì)中碳鋼以上的材料在焊接后必須進(jìn)行的熱處理。焊接后的工件要去應(yīng)力退火，大概需要多長(zhǎng)時(shí)間的保溫呢作為去應(yīng)力退火，保溫時(shí)間3～4小時(shí)。如需改善焊縫及熱影響區(qū)的組織缺陷，細(xì)化組織。則需進(jìn)行焊接件的完全退火處理。此外，退火技術(shù)還能用于消除切割過程中不同工藝之間產(chǎn)生的應(yīng)力，提高工件日后使用的安全性;淬火是主要是完善工件的結(jié)構(gòu)成分，淬火和沒淬火對(duì)焊接性能對(duì)焊接是有影響的因?yàn)橛捕群蛷?qiáng)度都不一樣，在應(yīng)用時(shí)也要結(jié)合實(shí)際需求來進(jìn)行焊接。

1.3熱處理技術(shù)的作用

石油壓力容器設(shè)計(jì)中，需要考慮非常多的影響因素，也要根據(jù)石油壓力容器的載荷情況、使用功能等，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。石油壓力容器制造中，由于殘余應(yīng)力的存在，使得石油壓力容器極易出現(xiàn)斷裂等問題，再加上壓力容器存放介質(zhì)往往危險(xiǎn)系數(shù)較高，因此一旦發(fā)生斷裂等問題則有很大的可能會(huì)導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)，進(jìn)而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與嚴(yán)重的人員傷亡。為避免安全事故的出現(xiàn)，必須采用熱處理技術(shù)，并要將熱處理技術(shù)落實(shí)到石油壓力容器的設(shè)計(jì)、制造全過程中，來優(yōu)化石油壓力容器的焊縫、金屬性能，提高石油壓力容器的安全性、可靠性。

2熱處理在石油壓力容器中的應(yīng)用

2.1預(yù)熱技術(shù)

在制造前進(jìn)行預(yù)熱的主要是為了提高工件的焊接性能。在焊接前可以采碳?xì)淝逑矗醒芯堪l(fā)現(xiàn)，真空清洗機(jī)有干燥的功能。在進(jìn)行預(yù)熱處理的過程中，由于工件內(nèi)在結(jié)構(gòu)散亂，所以常常會(huì)出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象，導(dǎo)致后期工作不能正常進(jìn)行。所以在焊接前，需要對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱處理，促進(jìn)結(jié)構(gòu)的緊密黏接，保證作業(yè)的正常運(yùn)行。

2.2焊接后熱處理

焊接過程中存在著一些安全隱患，焊接后熱處理可以對(duì)石油壓力容器進(jìn)行完善。焊縫溫度超過100攝氏度的時(shí)候，可以采取低溫?zé)崽幚淼姆椒▉磉M(jìn)行除氫，提高金屬的塑性，避免金屬出現(xiàn)焊接裂縫。應(yīng)用熱處理技術(shù)，也能達(dá)到消除焊接應(yīng)力的效果。焊接后熱處理有利于降低金屬的硬度，從而能夠提高石油壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這樣的情況下，石油壓力容器的形狀、尺寸等，均可以得到有效固定，預(yù)防石油壓力容器使用過程中的外體變形。除此之外，應(yīng)用熱處理技術(shù)，也可以提高壓力容器的斷裂韌性參數(shù)、抗疲勞參數(shù)，進(jìn)而可以使石油壓力容器的綜合性能得到加強(qiáng)。

2.3化學(xué)熱處理技術(shù)在石油壓力容器中的應(yīng)用

作為我國(guó)的能源支柱型產(chǎn)業(yè)，石油行業(yè)的生產(chǎn)安全關(guān)系到社會(huì)民生，是不容忽視的問題?；诖耍瑝毫θ萜魃a(chǎn)制造中，常有一些特殊要求，包括但不限于壓力容器的所有構(gòu)件，均要具備高硬度性、高韌性、耐腐蝕性、耐磨損性等性能。為了能夠達(dá)到這樣的目標(biāo)，必須在壓力容器中應(yīng)用化學(xué)熱處理技術(shù)?；瘜W(xué)熱處理技術(shù)是熱處理技術(shù)中的一種，具有一定的特殊性，其除了加熱、保溫、冷卻工藝之外，還包括滲碳、滲硼、滲氮、滲硫等工藝，以使具有高韌性特征的工體基件與高硬度、耐腐蝕、耐磨損的滲層能夠?qū)崿F(xiàn)高效融合，最終實(shí)現(xiàn)壓力容器高硬度性、高韌性、耐腐蝕性、耐磨損性等性能要求，提高壓力容器的耐用性。

結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，人民所需也日漸提高，為了滿足人民日漸增長(zhǎng)的需求，這就需要所有人對(duì)技術(shù)進(jìn)行發(fā)明和創(chuàng)造。在熱處理技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)新與應(yīng)用的過程中，人類的加工程序變得簡(jiǎn)單方便，不僅提高了工件的質(zhì)量，還延長(zhǎng)了工件使用壽命，降低了生產(chǎn)的成本，提高了工件的安全性能。在石油壓力容器的完善和改造中，扮演了重要的角色，是發(fā)展石油業(yè)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，也是促進(jìn)我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的重要手段，為我國(guó)綜合實(shí)力的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中國(guó)一重集團(tuán)有限公司鑄鍛鋼事業(yè)部熱處理廠）