整体热处理技术在液化气球罐检修中的作用

齐 欣

（中国石油锦州石化分公司气分车间，辽宁锦州 121001）

0 引言

液化气球罐是一种用于气体、液体以及液化气体存储的压力容器，在燃气行业中广泛应用。球罐在焊接中部分焊缝位置会残留一定的应力，在液化气球罐检修中通过热处理的方式可以消除残余应力达到提升整体性能的目的。液化气球罐检修工作是一项系统性的工作，在实践中要综合多种因素系统分析。根据容器的介质、压力以及温度等多种因素合理的选择检修方式与手段。整体热处理技术是一种科学的方式，在实践中通过此种方式可以有效地提升液化气球罐检修的整体性能参数。为工业生产稳定运行奠定基础，有效地降低各种安全隐患，切实保障工作人员工作安全性。

1 整体热处理技术应用要点

整体热处理技术是一种有效的技术手段，在球罐检修中应用效果显著。综合整体热处理技术，分析其主要的技术特征以及应用要点，可以为球罐检修工作提供技术参考。

1.1 不同材料中热处理技术的应用

通过对材料组织结构进行调整的方式达到提升材料强度、增强塑性和韧性的目的就是热处理技术。在热处理中其主要有退火、正火、淬火以及回火、固溶、稳定等处理流程，这样可以达到改善材料力学性能的目的。

综合分析不同材料特征，合理的选择处理方式才可以提升整体的效果。例如，进行奥氏体不锈钢处理中，因为其韧性较高通过固溶以及稳定化的处理则可以达到提升改善耐蚀性的目的。

1.2 恢复成形受压元件性能中热处理技术的应用

球罐受压元件成形主要是在制作中产生的问题。受压元件成形之后受到成形温度的影响，会出现力学性能、耐腐蚀性以及硬化等各种性能改变的问题。例如，在冷成形作用之下的受压元件在成形之后会形成一定的变形率数值，利用恢复性能热处理会提升整体的性能参数。对于温度形成受压元件在其温度较低中的处理方式与冷成形方式相同；在温度较高的时候会对材料供货状况产生影响，在对其进行处理中要通过恢复材料供货状态的方式进行处理。热成形受压元件要通过恢复材料性能或供货状态的方式进行热处理。

1.3 消除焊后残余应力中热处理技术的应用

焊接残余应力是一种在焊后产生的残余应力。焊接残余应力是产生延迟性、再热性裂纹的重要因素。此种问题不仅仅会诱发腐蚀性产生裂纹，也会直接影响结构、尺寸的整体稳定性。焊后热处理方法主要可以分为整体性、分段式以及局部、现场几种不同的热处理方式。在处理中要选择整体性方式进行处理，此种方式受热均匀，温度升降控制便捷，具有显著的效果。但是如果属于大尺寸，则可以进行分段热处理，在处理中要加强控制管理。现场热处理的方法是球罐的主要处理方式。

根据标准要求要加强对球罐材料焊接接头厚度的分析，确定其能否进行热处理，球罐中介质为液氨以及液化石油等类型的时候要对其进行消除残余应力的热处理，而在其承装高危介质容器的时候要做好焊后整体热处理。

2 整体热处理技术在液化气球罐检修中的作用

在液化气球罐检修中合理应用整体热处理技术手段可以提升压力容器检修工作的安全性，有利于保障企业正常的生产作业。热处理操作复杂，在处理中会受到诸多因素的影响。在处理之前要综合球罐特征合理的分析，根据标准要求严格执行各项内容。热处理可以有效地改善以及提升容器的整体性能，在处理技术以及压力容器设计中应用较为广泛，对此，要加强对球罐热处理工作的重视。

2.1 液化气球罐检修

球罐在应用过程中要根据要求进行检验分析，了解其是否存在隐患问题。通过对球罐检修发现，球罐的裂纹问题扩展速率显著增加，综合实际状况进行大面积的裂纹修补，做好裂纹机理分析，可以有效抑制此种问题。

通过分析可以发现其裂纹主要受到焊接热影响区的影响，受到介质等多种因素的影响，同时，球罐在制作中也产生了较高的参与应力问题。

2.2 热处理工艺过程

常规状况之下主要通过过热、保温以及冷却3 个流程进行处理。在进行加热工序中加热的方式、速度以及介质选择是最为关键的内容。通过内染法、热风法以及电热法等方式进行处理，效果显著，其具有环保性的特征，便于温度控制。

热处理保温技术是在金属部件达到特定温度之后并且维持一定时间，这样会保障内外部环境温度一致，其内部的物理结构、化学以及力学性能会受到不同程度的转变与影响。其中冷却是热处理中最为关键的内容，冷却主要通过两种方式进行处理。第一种是通过将在加热温度状态之下的部件进行迅速的冷却，使其达到临界温度之下的既定温度参数，并且持续保温，对其进行恒温转变处理之后再将其冷却到室温状态中。第二种就是在连续状态之下进行冷却，通过将部件在加热温度状态之下连续的冷却到室温状态，使其在材料临界温度点之下，再进行继续的转变处理。

2.3 现场热处理装置

现场热处理装置主要通过燃烧、供油以及风路、温控、保温等系统共同构成。燃烧系统是通过液化气燃烧以及烟道、风门等系统构成。将燃烧器在球罐的下入孔隙、位置中安装，进行测量分析。供油系统始终通过控制阀组以及压力限制油量控制参数。风路系统通过罐区仪表以及调压阀构成；温控系统通过温度记录仪以及补偿导线等构成。现场预处理中保温是热处理的重要内容，在处理中要通过高温玻璃棉进行处理控制，根据设计厚度参数进行施工处理，加强对下级板以及支腿等重要位置的加厚保温处理。

2.4 热处理工艺制定

进行热处理工艺处理中其主要分为升温、恒温以及降温3个过程。在处理中如果温度过高则就会导致材料强度下降，在温度高于620 ℃会破坏材料的性能参数。

在实践中为了合理控制在升降温中产生的温差应力，就要加强对速率的控制。一般状况之下在温度300 ℃的时候，最大的温差在50 ℃之内，温度在500 ℃的时候其最大温差则不高于30 ℃。

2.5 温度测量控制系统

温度监控系统可以实现智能化的温度测量以及实时的监控分析。在实践中其操作要点如下：

2.5.1 测温点布置

根据技术要求合理的在球壳表面上进行测温点的均匀布置，在临近测温点之间间距要控制在4.5 m 范围中。在下入孔、球壳板环焊缝边缘位置的200 mm 范围中要搁置设置1 个测温点，在试板上以及烟道上分别设置1 个测温点。

2.5.2 热电偶安装

热电偶安装之前通过储能热电偶点焊机进行处理。根据测温点布置要求进行固定处理。在电焊之前加强对各个测温点的打磨处理，提升整体牢固性。在烟道以及垫板位置要单独设置热电偶，固定好补偿导线。

2.5.3 温度监测

通过系统进行自动化监控分析，每秒钟扫描测温点对其进行巡回检测分析，了解温度参数，做好对照分析，加强对燃烧器燃油控制量的分析，根据工艺要求打印温度巡检表。

2.5.4 球罐整体热处理温度调节

球罐热处理温控难度较大，为了分析温度的具体分布状况，通过模拟温度场设计的方式可以了解其特征规律。综合火焰加热效应分析，不同区域中受热状态具有一定的差异性，在下级板焊缝区中则就会形成盲区。而基于球罐整体中要分析热处理受热状况，热交换主要通过高温燃气热传导，合理进行火焰热辐射处理，通过金属材料的温差进行传热平衡处理，有效地避免出现热损失的问题。

2.6 热处理前的准备工作

热处理前做好球罐支柱拉杆等相关位置的处理，将地脚螺栓全部松开，保障进行热处理中可以实现位移，在每个柱腿位置设置千斤顶，做好移动量刻度处理。

2.7 保温方法

球罐保温主要就是通过超细玻璃纤维棉进行处理，其厚度为100 mm。保温棉通过钢带以及保温钉进行固定处理，根据球罐大小将其进行均匀分布处理，将钢带根据600 mm 间距使其呈现横向的分布。保温棉规格在800 mm×6000 mm，避免下半球安装中出现脱落等问题。在球罐的下接管位置要做好保温处理，通过专人进行保温检查，及时补救处理漏洞问题。

2.8 效果分析

为了提升壁罐温度的均衡性，在实践中要做好以下4 点：①调节风油量，增强燃烧能力、火焰高度的合理性。在温度高于500 ℃的时候要逐渐地、缓慢地升温，合理控制升温速率；②加强烟气风门开度的调整控制；③增强外壁保温效果，加强对重要位置的保温处理；④加强对热电偶温度指示监视，利用红外点温计进行复核分析，避免超温。通过此种方式进行处理，某球罐温差最佳状况为15 ℃，处理效果显著。

3 结束语

球罐检修中受到材料等多种因素的影响导致其工艺复杂，焊接过程中参与应力较大，在实践中通过整体热处理的方式进行处理则可以有效地降低高强钢球罐的应力腐蚀性问题。重视液化气球罐检修工作，合理应用整体性热处理方式进行优化完善，可以有效地降低各种不良影响。在实践中现场热处理工艺在液化气球罐检修中应用效果显著，可以有效降低焊接残余应力。