熱處理技術(shù)在生產(chǎn)壓力容器中的應(yīng)用

李婷婷

摘 要：壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要機(jī)械設(shè)備，因此，近年來，壓力容器設(shè)計(jì)問題一直以來便是研究學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的問題。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，其主要是通過對(duì)溫度進(jìn)行控制，來對(duì)壓力容器的性能進(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?；诖?，壓力容器設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)積極加強(qiáng)對(duì)熱處理技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：熱處理技術(shù)；生產(chǎn)；壓力容器；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，推動(dòng)著石油行業(yè)的進(jìn)步，作為石油行業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的重要設(shè)備，石油壓力容器受到了越來越多的關(guān)注與重視，諸多研究學(xué)者紛紛對(duì)石油壓力容器的工作原理、性能提高措施等展開了一系列的研究，并取得了良好的研究成果。熱處理技術(shù)便是能夠提高石油壓力容器性能的一種技術(shù)措施，同時(shí)也有利于確保壓力容器使用過程中的安全性、穩(wěn)定性。本研究主要對(duì)熱處理技術(shù)及其在石油壓力容器中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了分析與探討。

1 熱處理技術(shù)的類型及工藝環(huán)節(jié)

1.1 類型

熱處理技術(shù)是提高金屬性能的一種常用技術(shù)措施，主要采取加熱、保溫、冷卻等一系列工藝，使金屬的原有性質(zhì)發(fā)生改變，最終實(shí)現(xiàn)金屬性能的提高。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，可以將熱處理技術(shù)分為多種不同的類型，例如，以目的為分類標(biāo)準(zhǔn)，可將熱處理技術(shù)分為中間熱處理、最終熱處理兩種不同的類型；以性質(zhì)為分類標(biāo)準(zhǔn)，可將熱處理技術(shù)分為形變熱處理、普通熱處理以及化學(xué)熱處理三種不同的類型。不同類型的熱處理技術(shù)，其對(duì)金屬性能的優(yōu)化效果也參差不齊。

1.2 環(huán)節(jié)

熱處理技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要經(jīng)過加熱、保溫、冷卻三個(gè)環(huán)節(jié)，確保加熱環(huán)節(jié)、保溫環(huán)節(jié)以及冷卻環(huán)節(jié)的有效開展，是壓力容器性能得以提高的前提與基礎(chǔ)。首先，在加熱環(huán)節(jié)之中，內(nèi)燃法以及電熱法最為常用的兩種加熱方法，將金屬加熱至預(yù)計(jì)溫度之后，采取保溫技術(shù)，對(duì)加熱完成后的金屬進(jìn)行保溫處理；其次，在保溫環(huán)節(jié)之中，金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及物理化學(xué)性能均發(fā)生了改變，但需要嚴(yán)格控制保溫時(shí)間，以確保金屬性能的加強(qiáng)；最后，在冷卻環(huán)節(jié)之中，金屬材料位于室溫環(huán)境之下，確保金屬性能在是室溫狀態(tài)中能夠保持穩(wěn)定。

2 在壓力容器中應(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。

3 熱處理技術(shù)在生產(chǎn)壓力容器中的應(yīng)用

3.1 熱處理技術(shù)在材料方面的應(yīng)用

壓力容器設(shè)計(jì)中，需要應(yīng)用熱處理技術(shù)，來對(duì)材料進(jìn)行相應(yīng)的處理，以更好地滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在對(duì)壓力容器的材料進(jìn)行處理的時(shí)候，主要是采取熱處理技術(shù)，來改變材料的形狀，同時(shí)還可以改變硬性材料，然后再利用加工工藝，來達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果。但是，在采用熱處理技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行處理的過程中，需要注意嚴(yán)格把控?zé)崽幚淼臅r(shí)間與溫度，以預(yù)防因熱處理時(shí)間過長(zhǎng)或者是溫度過高而導(dǎo)致材料化學(xué)性能出現(xiàn)變化進(jìn)而對(duì)材料使用效果造成的影響。在實(shí)際工作中，如果材料化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，便無法滿足壓力容器生產(chǎn)制作的要求，針對(duì)這樣的問題，必須停止使用這樣的材料進(jìn)行生產(chǎn)，并要對(duì)材料進(jìn)行重新處理，以避免不合格壓力容器的生產(chǎn)。同時(shí)，為了避免這種問題的再次出現(xiàn)，在壓力容器設(shè)計(jì)中，應(yīng)明確材料特征及化學(xué)性質(zhì)、熱處理的注意事項(xiàng)，以確保熱處理技術(shù)的功能可以得到有效的發(fā)揮。

3.2 熱處理技術(shù)在成形件方面的應(yīng)用

壓力容器設(shè)計(jì)中，成形件的處理是一項(xiàng)重要的任務(wù)，也是壓力容器制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。成形件通常情況下會(huì)受到熱力、外力的影響，從而導(dǎo)致成形件發(fā)生形變，若是這種形變超過了規(guī)定范圍，則會(huì)給壓力容器造成質(zhì)量問題。面對(duì)這樣的情況，應(yīng)采取熱處理技術(shù)對(duì)成形件進(jìn)行處理，以確保成形件可以滿足壓力容器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。在壓力容器制作中，成形件形變是一個(gè)常見的問題，且經(jīng)常會(huì)超過規(guī)定范圍。面對(duì)這樣的現(xiàn)象，壓力容器設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮成形件形變問題，詳細(xì)記錄熱處理技術(shù)的應(yīng)用方式，從而確保壓力容器設(shè)計(jì)的順利開展。

3.3 焊接后采用熱處理技術(shù)提高壓力容器的性能

對(duì)壓力容器進(jìn)行焊接處理的時(shí)候，不可避免地會(huì)遺留一些安全隱患問題，因此，在焊接完成之后，也要采取熱處理技術(shù)，以完善壓力容器的性能。在焊縫溫度大于100℃時(shí)，應(yīng)用低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，便可以達(dá)到除氫、提高塑性的目的，從而可以預(yù)防焊接裂縫的出現(xiàn)。與此同時(shí)，焊接后采取熱處理技術(shù)對(duì)壓力容器進(jìn)行處理，還可以消除焊接應(yīng)力，能夠減少金屬硬度，有利于確保壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，避免壓力容器的外體變形。此外，在壓力容器焊接后采用熱處理技術(shù)，能夠在一定程度上提升其抗疲勞參數(shù)、斷裂韌性參數(shù)，從而能夠加強(qiáng)壓力容器的整體性能。

3.4 熱處理技術(shù)在受壓元件方面的應(yīng)用

壓力容器受壓元件制作過程中，需要進(jìn)行焊接，而在焊接后，需要對(duì)一些有特殊用途的容器進(jìn)行特殊處理。壓力容器設(shè)計(jì)中，必須加強(qiáng)對(duì)受壓元件焊接后熱處理問題的重視，需要注意的一點(diǎn)是，采取熱處理技術(shù)對(duì)受壓元件進(jìn)行處理的時(shí)候，受到熱力的影響，受壓元件出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)相對(duì)比較強(qiáng)烈，因此可能會(huì)導(dǎo)致受壓元件的材料發(fā)生一些問題，不僅會(huì)給受壓元件的制造產(chǎn)生一定的影響，也會(huì)影響受壓元件的性能，從而給整個(gè)壓力容器的制造及綜合性能造成嚴(yán)重的影響。面對(duì)這樣的情況，壓力容器設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理選擇受壓元件的材料，綜合考慮熱處理技術(shù)的作用與效果，選擇符合熱處理技術(shù)要求的材料，并對(duì)其進(jìn)行熱處理，以確保受壓元件的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，作為工業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的重要設(shè)備，壓力容器受到了越來越多的關(guān)注與重視，現(xiàn)階段針對(duì)壓力容器的工作原理、性能提高措施等，有著非常多的研究成果，熱處理技術(shù)便是壓力容器性能與質(zhì)量得以提高的一種常用技術(shù)手段，因此，加強(qiáng)對(duì)熱處理技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)熱處理技術(shù)在壓力容器設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，有著十分重要的意義。

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（作者單位：江蘇嶺南發(fā)酵設(shè)備有限公司）