压力容器设计阶段热处理技术的应用

赵 帅，史利军

（内蒙古伊泰石化装备有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 010321）

1 热处理原理与技术要点

金属热处理就是将金属零件放在热源中进行加热，在恒温中加热一定时间后，再进行冷却处理，这是机械制造中最常用的工艺之一，与其他工艺相比较，热处理不会改变零件的形状以及成分，仅是通过高温改变金属内的显微组织，进而改善零件的使用性能，以使金属具有力学性能、化学性能以及物理性能。

金属热处理工艺通常分为加热、保温、冷却三个阶段，这三个过程是紧紧相扣不可分割的。加热作为热处理中最重要的工序之一，有很多操作方法，一般情况下，压力容器的热处理只需要加热跟冷却两个环节，但是特殊的容器因为盛放的物品性质较为特殊，热处理过程中还会多增加保温这一环节。

传统的热处理需要注意在加热时的热量来源，传统的热处理因为没有高科技的支撑，采用的设备比较老化，多采用烧煤或烧炭的形式，这个时候就要注意煤炭的燃烧是否充分，平时燃烧过程中也要注意安全[1]。

目前传统的热处理来源已经得到了很大的改善，在使用来源上更加环保、绿色，更倾向采用气态或液态燃料，一定程度上也避免工人在加热过程中可能遇到的危害。另外还需要注意加热的温度，温度控制是热处理中非常重要的环节，直接关系到压力容器能否成型出炉，不同容器的金属材料对于加热温度要求也不同，在进行热处理时必须要根据实际的金属材料进行调节，保证热处理后的效果。加热处理后一定要做好保护，不能直接将加热好的器具直接暴露在空气中，这样会造成器具氧化。所以加热过后，必须要做好对容器的保护，金属容器在冷却的环节也要把握好冷却温度，减少空气含量，在冷却时务必控制好温度，一般退火冷却这一步骤的速度较慢，主要还是要根据钢种材料的不同决定冷却的时长，正常情况下正火冷却的速度比较快，相对的淬火冷却的速度会更多一些[2]。

2 热处理技术在压力容器设计中的具体应用

2.1 在成形件处理中的应用

对于压力容器的整个设计流程而言，成形件的处理是非常重要的组成部分，也是需要重点关注的基础性工作。在成形件的处理过程中，最重要的就是通过外部压力和热力的作用对容器生产的形变进行有效控制。因此在压力容器的成形处理过程中，需要充分发挥热处理技术的价值，从而提升处理效果。这种处理方式本身具有良好的可控性，对于压力容器的设计而言，这也是关键的一点。

2.2 在容器和受压元件处理中的应用

对于压力容器的设计过程来说，容器和受压元件的处理是极为重要的一个环节，对于该环节的处理来说，其处理效果和最终压力容器的质量存在着极为密切的联系，一般说来，这种容器和受压元件的处理最为主要的操作手段就是进行焊接处理，虽然对于焊接处理来说其质量的控制比较简单，但是焊接之后的相关处理却需要引起高度的重视，尤其是对于一些特殊处理过程来说更是需要加强关注，其中热处理技术就是比较典型的一种，热处理技术对于容器和受压元件焊接后的处理确实是极为必要的，并且在处理过程中还存在着很多的问题需要引起注意，尤其是对于热处理过程中可能会发生的一些化学反应来说更是应该加强控制力度，避免其热处理操作中一些化学反应的出现影响压力容器生产的效果[3]。

2.3 在材料处理中的应用

对于材料的处理也是压力容器设计中的一项重点工作。由于压力容器在性能参数和应用领域方面存在一定的差异，因此对于材料的选择以及材料的性能也会有着不同的要求。对于整个压力容器的生产过程，应该明确核心工作和首要的工作任务，而这些工作通常都会有热处理技术的参与。尤其是对于形状容易改变的金属材料而言，热处理技术就显得格外重要。热处理在应用中处理的温度和时间参数是影响容器效果的重要内容。甚至由于温度的变化也会呈现出一定的物理化学变化。因此对于热处理技术的应用而言，需要科学控制好温度和时间，从而控制好不良化学反应的出现，最终实现对容器设计质量的控制。

2.4 针对焊接后的应用

焊接是进行压力容器制作的重要步骤，并且在进行焊接后往往都要进行热处理技术的应用。因此在进行压力容器设计的过程中，有关设计人员一直对焊接后热处理技术的应用十分的重视。具体来说在焊接后应用热处理技术，有关工作人员应做到以下几个方面：

①加强热处理管理。热处理技术在进行应用的过程中不同温度以及时间的应用会带来不同的效果，因此有关人员在对进行焊接后热处理之前，应对热处理技术的应用进行管理，并制定出完善的热处理应用流程，避免因时间以及温度控制不当造成压力容器制作的失败。

②重视热处理装置的革新。热处理装置是进行热处理技术应用的基础。因此在进行压力容器制作的过程中，有关单位应对热处理装置进行重视，对热处理装置存在的问题进行有效的解决，保障热处理装置具有良好的应用性能。

③注意不同压力容器的具体要求。压力容器由于制作材料的不同，应用途径的不同等，其在进行制作的过程中具体的要求也有所不同。因此在进行热处理的过程中，有关人员应对这些要求进行把握，尤其是针对一些有特殊要求的压力容器要在进行热处理之前应进行一定的准备工作，以保障压力容器性能的稳定[4]。

3 结语

压力容器在我国的工业生产中具有较高的价值，这些容器在液体或者气体的装载过程中具有重要应用。为保证应用价值，需要不断提升压力容器的质量，设计作为基础工作，需要格外重视，还应该在设计过程中根据材料的性能关注容器的安全性。因此研究压力容器设计阶段热处理技术的应用对于不断提升压力容器的质量具有非常重要的意义。