壓力容器設(shè)計(jì)中的熱處理問(wèn)題

在壓力容器設(shè)計(jì)中，是否需要熱處理及熱處理種類、方法的選擇、熱處理的具體要求等是壓力容器是否能安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素。

1.壓力容器焊后熱處理的必要性和目的

長(zhǎng)期連續(xù)工作的壓力容器失效又或者是一個(gè)零件的破壞，往往導(dǎo)致整套裝置的停工，帶來(lái)人員安全和經(jīng)濟(jì)損失。保證壓力容器的長(zhǎng)期安全運(yùn)行對(duì)石油化學(xué)等過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的意義。

壓力容器的安全性首先決定于材料的選擇，而金屬材料的性能不僅與其化學(xué)成分、金相組織有關(guān)，而且與熱處理狀態(tài)緊密相關(guān)，熱處理是改善金屬材料及其制品性能的重要工序。

GB150明確規(guī)定了各種壓力容器鋼板在其使用中的熱處理狀態(tài)。如：熱軋狀態(tài)、正火狀態(tài)、回火狀態(tài)、正火+ 高溫回火狀態(tài)、調(diào)質(zhì)狀態(tài)、固溶狀態(tài)和穩(wěn)定化狀態(tài)。壓力容器熱處理效果的優(yōu)劣，將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.熱處理的種類和作用

壓力容器行業(yè)習(xí)慣依據(jù)其目的的不同，將常用的熱處理方法分為四大類：焊后熱處理、恢復(fù)力學(xué)性能熱處理、改善力學(xué)性能熱處理和消氫熱處理。

焊后熱處理：為改善焊接接頭的組織和性能，消除焊接殘余應(yīng)力等影響，將焊接接頭及其鄰近局部在金屬相變點(diǎn)以下均勻加熱到足夠高的溫度，并保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的過(guò)程，稱為“消除應(yīng)力退火”或“消除應(yīng)力熱處理”。

在壓力容器技術(shù)文件和標(biāo)準(zhǔn)中的焊后熱處理，主要指“消除應(yīng)力熱處理?！毕龖?yīng)力熱處理可以松弛焊接殘余應(yīng)力，軟化淬硬區(qū)，改變組織形態(tài)，減少含氫量。

3.焊后熱處理的方法

壓力容器及其零件的焊后熱處理方法，主要有爐內(nèi)整體熱處理、分段爐內(nèi)熱處理、局部熱處理及現(xiàn)場(chǎng)熱處理四大類。壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，在可能條件下優(yōu)先選用爐內(nèi)整體熱處理。

爐內(nèi)整體熱處理是將工件整體放入爐內(nèi)加熱的方法，由于工件在爐內(nèi)受熱均勻，溫度及升、降溫度速度易于控制，效果較好。

分段爐內(nèi)熱處理是因工件過(guò)大，受加熱爐尺寸限制，只能采取分段的辦法進(jìn)行熱處理。分段爐內(nèi)熱處理有兩大技術(shù)關(guān)鍵：1)確定工件重復(fù)加熱長(zhǎng)度—GB150要求容器需要加熱的長(zhǎng)度不小于1500m m ；2)采取合適的工件裸露在爐外部分的保溫措施，以免容器爐內(nèi)、外溫度梯度過(guò)大。

局部熱處理的技術(shù)關(guān)鍵在于熱處理裝置要有足夠的功率和準(zhǔn)確的溫度控制、足夠的加熱寬度以及適當(dāng)?shù)谋卮胧?/span>

因?yàn)閴毫θ萜骷夹g(shù)的重要性，所以設(shè)計(jì)上提出了越來(lái)越高的要求，熱處理技術(shù)是壓力容器設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定引起高度重視。