摘要：現(xiàn)階段，在石油化工生產(chǎn)過程中，壓力容器最為常見。而在對壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要關(guān)注熱處理這一工序的重要性。通過熱處理的方式能夠?qū)毫θ萜鞑牧媳旧淼慕饘傩阅苓M(jìn)行有效地改善，而在完成壓力容器的焊接作業(yè)后，展開熱處理，使焊接殘余應(yīng)力得以降低，全面提升焊接接頭性能，以保證在實(shí)際使用過程中壓力容器更加安全。為此，文章將壓力容器的設(shè)計(jì)作為研究重點(diǎn)，闡述了熱處理的問題，以供參考。
壓力容器在石油化工生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，特別是在對帶壓氣體與液化氣體收集和存儲過程中，發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。受石油化工生產(chǎn)介質(zhì)的特殊性影響，其中的有毒有害氣體很多，為此，危險(xiǎn)性也隨之提高。由此可見，壓力容器的設(shè)計(jì)與制造同化工生產(chǎn)的安全性聯(lián)系緊密。正是受諸多因素的影響與作用，對壓力容器材料之間的縫隙要求也不斷提高。因此在對壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造的過程中，需要應(yīng)用熱處理的方式。文章對壓力容器設(shè)計(jì)方面的熱處理技術(shù)展開了研究與分析，并從奧氏不銹鋼材質(zhì)、金屬復(fù)合板式壓力容器焊接以及液態(tài)氨介質(zhì)三個方面研究了壓力容器的熱處理，希望能夠?qū)毫θ萜髟O(shè)計(jì)中的熱處理作業(yè)提供有價(jià)值的理論依據(jù)。
1、 對壓力容器設(shè)計(jì)熱處理技術(shù)的解構(gòu)
把金屬工件放置與特定介質(zhì)當(dāng)中并加熱，在達(dá)到具體溫度以后，針對不同的速度所采取的冷卻工藝就是金屬熱處理技術(shù)。其中，熱處理具體指的就是不對工件的外形和化學(xué)性質(zhì)帶來影響，而對金屬的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，確保工件可以達(dá)到特定的物理與力學(xué)性能要求。
1.1加熱
在熱處理技術(shù)當(dāng)中，加熱是熱處理工序當(dāng)中的第一步，作用不容小覷。但是加熱的方式具有多樣性。其中，在熱處理技術(shù)的應(yīng)用初期，木炭與煤是主要的加熱方式，而后逐漸開始使用液體燃料與氣體燃料，還有電加熱的方式[1]?，F(xiàn)階段，還可以使用熔融金屬進(jìn)行加熱處理，其中，液體鈉與鉀的加熱效果十分理想。另外，在加熱處理方面，為保證熱處理的質(zhì)量，就必須要重視加熱的溫度。實(shí)際選擇的加熱溫度一定要考慮到加熱材質(zhì)和目的，并且跟隨其變化而改變。一般情況下，應(yīng)當(dāng)保證實(shí)際阿基熱的問題高于相比溫度，這樣才能夠更好地獲取高溫組織。
1.2保溫
在金屬材料的表面溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求以后，應(yīng)當(dāng)使其保持特定時間，進(jìn)而減小材料內(nèi)外溫差，實(shí)現(xiàn)溫度的一致性。而在整個過程當(dāng)中，金屬材料纖維組織會發(fā)生根本性的改變，以保證更好地滿足材質(zhì)的性能。除此之外，若加熱速度相對較快，且金屬材料的內(nèi)部與外部溫差相差不大，則無需經(jīng)過保溫這一過程，可以直接冷卻。
1.3冷卻
在熱處理過程中，冷卻這一工序十分關(guān)鍵。由于采取的工藝存在差異，金屬材料在冷卻方面的速度也存在極大的區(qū)別。通常，退火冷卻的速度最慢，能夠在金屬材料硬度不斷降低的同時，提升材料本身塑性。冷卻速度次之的是正火冷卻的方式，可以有效地提升低碳鋼力學(xué)性能，合理地改善切削加工性，實(shí)現(xiàn)晶粒的細(xì)化，有效消除組織缺陷。冷卻速度最快的方式就是淬火冷卻，不僅可以保證鋼件具備馬氏體組織，同時還能夠增強(qiáng)工件的硬度、耐磨性與強(qiáng)度，以保證后續(xù)熱處理工作的正常開展[2]。受不同速率冷卻處理的影響，可以得到不同的物理性質(zhì)工件，以保證可以在具體情況的作用下更靈活地應(yīng)用在化工生產(chǎn)中。
2、 不同材質(zhì)類型壓力容器設(shè)計(jì)的熱處理探究
針對不同化工生產(chǎn)需求，所需要的壓力容器材質(zhì)類型也有所差異。不同類型材質(zhì)在壓力容器的處理方面也同樣需要給予一定的重視。以下將針對材質(zhì)類型不同的壓力容器熱處理展開相應(yīng)的分析和研究。
2.1奧氏不銹鋼材質(zhì)
由于奧氏不銹鋼的熱塑性效果十分理想，因此很容易實(shí)現(xiàn)軋制、擠壓與鍛造、熱穿孔等多種加熱工目的。與此同時，奧氏不銹鋼中包含了鉬與銅等多種元素，具有極強(qiáng)的耐腐蝕性能與耐酸性能。基于此，在壓力容器加工及制造過程中，奧氏不銹鋼應(yīng)用十分廣泛。目前階段，不銹鋼熱處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并未明確地規(guī)定出處理的方式[3]。奧氏不銹鋼的熱塑性與韌性效果理想，加工殘余剪應(yīng)力會比較小，并不需要采取消除應(yīng)力這一熱處理環(huán)節(jié)。一般來講，熱處理溫度需要控制在600～620℃，并且經(jīng)歷24h保溫，隨后展開緩慢的冷卻處理。在這種情況下，會改變奧氏不銹鋼的金屬結(jié)構(gòu)，即過敏化。由此可見，將常規(guī)熱處理的方法應(yīng)用在奧氏不銹鋼中并不可行，一定要考慮到壓力容器實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境，進(jìn)而制定出明確的熱處理方案，與生產(chǎn)需求相吻合。
2.2金屬復(fù)合板式壓力容器焊接熱處理
金屬復(fù)合板就是在金屬表面覆蓋另一種金屬的板子，在不影響使用效果的基礎(chǔ)上有效地節(jié)省資源，并適當(dāng)?shù)毓?jié)約成本。正因?yàn)槿绱?，金屬?fù)合板在制造防腐壓力容器方面應(yīng)用十分廣泛。其中，在對金屬復(fù)合板式壓力容器進(jìn)行熱處理的過程中，如果溫度過高，則會嚴(yán)重影響復(fù)合板自身的熱力學(xué)性能，最明顯的就是不銹鋼復(fù)合板。如果在焊接以后采取熱處理，就會嚴(yán)重影響焊頭，嚴(yán)重的還會出現(xiàn)碳化的問題，對于復(fù)合板耐腐蝕性及力學(xué)性能也會產(chǎn)生直接的影響[4]。但是，若壓力容器材料采用的是不銹鋼復(fù)合板，那么就需要針對熱處理對于材料所產(chǎn)生的影響進(jìn)行充分考慮，而且應(yīng)當(dāng)保證選擇與要求相吻合的復(fù)合材料。除此之外，應(yīng)當(dāng)針對焊后熱處理問題予以正確地對待，適當(dāng)調(diào)整加熱的溫度與保溫的時間，經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)來獲取最佳熱處理的條件。
2.3液態(tài)氨介質(zhì)
針對液態(tài)氨壓力容器而言，其自身具有一定的特殊性，但是，并不是以液態(tài)氨為介質(zhì)的所有壓力容器都要經(jīng)過熱處理，相反，則應(yīng)當(dāng)考慮到應(yīng)力腐蝕的具體情況明確。所以，鋼制壓力容器也被當(dāng)作判斷的具體標(biāo)準(zhǔn)。
若介質(zhì)是液態(tài)氨，那么環(huán)境的含水量是不能超過0.2%的，同時容易受空氣污染的情況；使用的溫度不低于-5℃。只要與以上情況中的一種相吻合，就必須要采取壓力容器熱處理的方式?；诖耍瑲咏橘|(zhì)是液氨的固定管板式換熱器，因其結(jié)構(gòu)相對特殊，所以是難以實(shí)現(xiàn)熱處理的。針對這一情況，應(yīng)當(dāng)積極運(yùn)用分布多次熱處理的方式[5]。其中，操作方法步驟是：①對換熱器殼體采取部件熱處理方式；②在殼體和管板焊接作業(yè)完成以后，需要針對兩道焊縫展開局部的熱處理操作。在上述步驟完成以后，就意味著壓力容器熱處理工藝完成。
3 結(jié)束語
綜上所述，基于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力容器被廣泛應(yīng)用在能源、醫(yī)學(xué)以及化工等領(lǐng)域中。在這種情況下，也同樣使得壓力容器質(zhì)量有所保障。在此過程中，壓力容器設(shè)計(jì)制造的熱處理技術(shù)應(yīng)用發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，能夠?qū)饘俚男阅芗皯?yīng)力消除方面進(jìn)行有效地改善[6]。由此可見，在設(shè)計(jì)壓力容器的過程中，工作人員一定要充分考慮材料性能，有效完善并改進(jìn)熱處理工藝，實(shí)現(xiàn)壓力容器質(zhì)量的全面提升。通過對壓力容器設(shè)計(jì)熱處理問題的探究，希望為其提供一定的幫助。
