关于化工压力容器设计中的热处理问题分析
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摘要：
随着我国科学技术的迅速发展，在化工压力容器的设计上取得了十足的進步，在热处理方面也已经有了较大的进步。压力容器的安全可靠运行与热处理工艺息息相关，而设备设计最重要的目的就是保障压力容器的运行安全性。文章从热处理技术的原理出发，介绍了热处理的主要程序和技术处理要点， 并对复合板容器的焊后热处理进行了研究，在此基础上分析了几种常见的问题。
关键词：化学压力容器;热处理;问题分析
引言
众所周知，压力容器广泛应用在各个领域，包括化工、医药、供热等方面，是一种不可或缺的生产工具，因而，压力容器的性能优劣关系到企业的生产效能及生产工人的人身安全，随着日益扩大的应用范围，对压力容器的运行安全性要求也越来越高，尤其在化工产业，要求压力容器必须具有高密闭性及高耐腐蚀性，而压力容器必须经过热处理工艺才能投入使用，因此，对压力容器的热处理问题进行分析，提高其材料强度，以达到保障压力容器的安全使用的目的，并能够在安全长期运行的基础上节约生产成本，提高生产效益。根据不同的情况选择合适的工艺过程进行操作是现阶段对压力容器热处理研究的重点，各种新型热处理工艺方式也已经投入应用，对压力容器应用领域的扩展提供了可能。
1. 热处理技术原理
热处理是机械制造过程中必不可少的一种技术手段，该工艺过程不会改变金属工件的外在形状，也不会改变金属化学成分，通过加热，保温，冷却等方法来改变金属内部的微观组织，从而使金属工件达到所需的物理、化学或力学性能要求，达到改善金属工件使用性能的目的。图1为金属工件进行热处理的过程示意图。
2. 热处理的主要程序和技术处理要点
热处理是一门十分重要工作， 其在很大程度上能够改善或者是恢复金属的性能。一般来说，热处理的主要程序有加热、保温、冷却三个主要程序，具体为：
（1）加热：通过加热处理能够实现金属材料发生相变，以获得高温组织，是热处理技术的一道重要工序，而对加热温度的设置关系到热处理的质量好坏，应根据不同的金属材料合理设置。
（2）保温：相变的发生并不是随着温度升高一蹴而就的，其需要保持一段时间恒定的温度，以使金属材料内外温度一致，从而达到微观金属组织发生完全转变。
（3）冷却：冷却同样是热处理技术不可或缺的工序，方法因工艺不同而异，通过对冷却速度进行控制，实现退火、正火和淬火操作，这三者中淬火的冷却速度最快。根据钢材种类的不同，对冷却技术又有不同的要求。
热处理的技术处理要点包括以下几个方面：
（1）为了做到热处理过程中更为环保、高效节能，应严格选择加热过程时的热量来源，目前加热操作时已开始大规模使用气态或液态燃料作为热源，较以往加热时所采用的烧煤或炭的方法来说，更为环保。
（2）严格注意热处理过程中对温度的控制，不同的压力容器材料加热温度高低不同，热处理过程成功的关键就是根据具体情况调节加热温度。
（3）在对压力容器材料进行冷却操作时，应严格控制冷却速度，根据加热方法合理选择冷却温度及冷却方式。
（4）在热处理过程中，应注意保护加热后的容器，注意采取与空气隔离操作，以防止直接暴露在空气中造成氧化。
另外，值得注意的是，在进行具体的生产过程中， 某些符合设计要求的材料， 制造企业一些其他厚度的材料，一般来说有“以厚代薄”或者是“以薄代厚”等，尤其是使用厚材料能够代替薄材料时，需要去全面考虑到代用材料能够符合热处理问题。 而对于中温成型或者是冷成型的受压元件， 如果符合以下条件中的任何一个，就需要在其成型之后来进行热处理：碳钢、 厚度不低于圆筒内径3%; 其它的低合金钢、 厚度不小于圆筒内径的2.5%。
3. 复合板容器的焊后热处理
通常所说的焊后热处理，是指为改善焊接接头的组织和性能，消除焊接残余应力等影响，将焊接接头及其邻近局部在金属相变点以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定的时间，然后缓慢冷却的过程，称为“消除应力退火”或“消除应力热处理”。 复合板容器的焊后热处理需要讲求一定的方法，通常，在对复合板的基层材料进行焊后热处理操作后，应同时对该复合板制造的容器进行热处理，并考虑热处理对压力容器材料性能的影响，同时考虑是否会影响压力容器的耐腐蚀性，避免复层材料发生碳化，防止复层焊接处出现仃相，特别是那些由不锈钢复合板制造而成的压力容器。通常，按照相关要求，应对复合板容器焊后热处理的加热温度进行合理调整，控制保温时间，并在最后对焊后热处理后的压力容器进行试验，以保证复合板容器的性能满足生产要求，具备足够的强度要求及一定的耐腐蚀性。
4.结语
通过对热处理技术原理及热处理技术处理要点进行介绍，分析了热处理过程中问题，从复合板容器所采取的热处理技术来看，应根据实际情况对热处理技术进行选择及控制，以更好的对压力容器进行设计，更好地保证所设计出的压力容器在运行时更具安全性、可靠性，与此同时提高企业的效能，而对于化工压力容器的设计从业者来说，在对化工压力容器进行设计的过程中，应综合考虑钢材类型及热处理介质，根据具体情况对热处理工艺进行选择，更不可违反相关规定。
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（作者单位：江苏竣业过程机械设备有限公司，江苏 扬州 225267）
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