熱處理在壓力容器設(shè)計中的應(yīng)用

劉家彩 王潤粉 周小英 于立江

摘 要：隨著工業(yè)時代的到來，機械設(shè)備成為了工廠生產(chǎn)過程不可或缺的組成部分。壓力容器在工廠生產(chǎn)過程中扮演著重要的角色，其對于維護工廠生產(chǎn)活動的正常進(jìn)行，保障工廠生產(chǎn)活動的安全穩(wěn)定等都有著積極的意義。因此在進(jìn)行壓力容器設(shè)計的過程中熱處理技術(shù)的應(yīng)用成為了影響壓力容器設(shè)計質(zhì)量的主要因素之一。鑒于此，本文主要就熱處理技術(shù)在壓力容器設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望通過本次研究，加深對熱處理技術(shù)的認(rèn)識，促進(jìn)我國壓力容器設(shè)計質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：壓力容器設(shè)計;熱處理;壓力容器

一、壓力容器設(shè)計熱處理技術(shù)概述

壓力容器熱處理技術(shù)主要涵蓋了加熱、保溫和冷卻三個過程，這三個過程存在相互融合和配合關(guān)系。完成壓力容器熱處理需要注意三個方面內(nèi)容。第一是關(guān)注熱處理的溫度，這是熱處理技術(shù)中的重要參數(shù)。熱處理的最終目標(biāo)能否實現(xiàn)和這個參數(shù)關(guān)系非常密切，因為在壓力容器設(shè)計過程中，由于材料的復(fù)雜多變，因此需要對溫度參數(shù)進(jìn)行非常精準(zhǔn)的設(shè)置，不同的時間需要什么樣的溫度，才能夠最大限度的挖掘金屬或者復(fù)合材料的最大潛能，才能夠提升壓力容器的質(zhì)量。第二在材料加熱之后的冷卻過程中，不可避免會存在冷卻速度的問題，冷卻速度不同材料性能也會發(fā)生很大變化，目前冷卻速度有三種，由慢到快順序依次為退火、正火和淬火和回火。第三要關(guān)注加熱技術(shù)，也就是所謂的加熱方法，壓力容器的加熱方法有很多，目前常見的主要以液體或者氣體燃料作為熱源，以及電熱等直接的加熱方法，還有就是采用液態(tài)鹽或者金屬以及浮動粒子進(jìn)行間接的加熱，具體的加熱方法和壓力容器的材料關(guān)系密切。

二、壓力容器設(shè)計的熱處理技術(shù)需要關(guān)注的內(nèi)容分析

解決壓力容器設(shè)計熱處理問題需要按部就班完成，具體的處理順序如下：第一在設(shè)計壓力容器時，焊接元件要放在熱處理之前。第二在制造壓力容器的過程中，只有當(dāng)所有的焊接工藝以及相應(yīng)的技術(shù)檢驗符合標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠進(jìn)行熱處理，然后再進(jìn)行耐壓性實驗。第三對于管板式壓力容器在焊接之后要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，但是以不銹鋼為構(gòu)建材料的壓力容器則不需要進(jìn)行消除應(yīng)力，比如奧氏體不銹鋼材料。第四對于碳質(zhì)鋼材或者低含量合金鋼制品的焊接，管箱側(cè)面開口要大于圓筒內(nèi)直徑三分之一，在焊接后再進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理。第五根據(jù)不同的材料和具體的焊接點，并根據(jù)熱處理技術(shù)的具體要求進(jìn)行分析，從而最終決定是否在焊接后進(jìn)行熱處理。第六對于壓力容器進(jìn)行焊接之后采用的熱處理加熱方式要堅決規(guī)避燃煤爐。

三、熱處理技術(shù)在壓力容器設(shè)計中應(yīng)用應(yīng)注意的問題

1.把握工作順序，控制工作質(zhì)量

壓力容器的制作是一個復(fù)雜而精密的過程，因此有關(guān)人員在對壓力容器進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)對壓力容器制作過程中可能出現(xiàn)的問題產(chǎn)生重視，并對其進(jìn)行注意。首先，在進(jìn)行壓力容器設(shè)計的過程中，有關(guān)設(shè)計人員應(yīng)明確壓力容器制作的具體順序，對熱處理技術(shù)的具體應(yīng)用順序進(jìn)行把握，一般來說熱處理技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)在焊接技術(shù)應(yīng)用之后。其次，壓力容器設(shè)計人員應(yīng)對壓力容器制作的實際工作質(zhì)量進(jìn)行把握。具體來說在進(jìn)行完焊接工作后，有關(guān)工作人員應(yīng)對焊工作進(jìn)行驗收，在確定焊接工作質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，再進(jìn)行熱處理技術(shù)的應(yīng)用。

2.注重應(yīng)用范圍，區(qū)分應(yīng)用材料

通過對壓力容器進(jìn)行研究我們可以發(fā)現(xiàn)，壓力容器的制作材料相對比較廣泛，其可以采用無銹鋼，碳質(zhì)鋼材等多種材料進(jìn)行制作。而由于這些材料在屬性上存在不同，因此進(jìn)行熱處理的過程中需要注意的事項也有所不同。首先，有關(guān)人員在進(jìn)行壓力容器制作的過程中應(yīng)注意熱處理技術(shù)的應(yīng)用范圍。熱處理技術(shù)在大部分的壓力容器制作中均可應(yīng)用，但是由于無銹鋼材料具有一定的特殊性，因此在實際的工作過程中，無銹鋼壓力容器的制作并不進(jìn)行熱處理技術(shù)的應(yīng)用。其次，有關(guān)人員應(yīng)注意區(qū)分應(yīng)用材料的不同。不同的應(yīng)用材料在進(jìn)行處理的過程中在步驟上會有著細(xì)微的差異。

3.把握實際情況，遵守操作規(guī)章

在進(jìn)行壓力容器制作的過程中，在進(jìn)行焊接后普遍要進(jìn)行熱處理技術(shù)的應(yīng)用，但是有些焊接點由于位置以及屬性存在特殊性，并不需要進(jìn)行熱處理的應(yīng)用。因此有關(guān)人員在進(jìn)行熱處理技術(shù)應(yīng)用的過程中應(yīng)保持一定的靈活性，對實際情況進(jìn)行把握，針對實際操作過程中的實際需要合理應(yīng)用熱處理技術(shù)。同時，有關(guān)人員在進(jìn)行熱處理技術(shù)應(yīng)用的過程中還應(yīng)遵守相關(guān)的操作規(guī)章，尤其是在進(jìn)行焊接后熱處理技術(shù)的應(yīng)用中，一定要杜絕燃煤爐的使用，遵守具體的操作流程。

總結(jié)

總而言之，熱處理是一種非常重要的技術(shù)，對恢復(fù)和改善金屬性能，具有很大的作用。在進(jìn)行壓力容器的設(shè)計射制造等方面，熱處理發(fā)揮著其不可替代的作用，具有非同一般的地位。如果壓力容器質(zhì)量存在問題，或者一旦存在破損顯現(xiàn)，就極容易產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果，因此提升壓力容器的整體質(zhì)量，選擇合適的材料，并進(jìn)行科學(xué)的熱處理，完善金屬以及合金等復(fù)合材料的整體性能，對于提升壓力容器的整體質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用，只有如此才能夠確保各種類型的壓力容器的安全性和可靠性。

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