劉文慶

（大慶油田工程有限公司，黑龍江 大慶 163712）

1 熱處理技術所應用的原理

金屬熱處理是將金屬工件放置到特定介質完成適宜溫度的加熱并維持一定時間，將不同冷卻溫度方法應用到該工藝中。作為機械制造之中重要工藝之一的熱處理技術與其他工藝相比具有一定特點：不會改變工件的形狀和化學組分，只需要改變工件表面位置的纖維組織和化學成分就能夠改變其使用性能。為使工件具備所需要的各方面性能，除了對各種成型工藝和材料進行合理選用之外，熱處理工藝還具有必不可少的特點。

金屬熱處理工藝是先加熱、后保溫以及最后進行冷卻的過程，該過程具有互不銜接和不可間斷的特點。熱處理過程中的加熱屬于極為重要的工序，其方法比較多，通過對加熱溫度進行有效的選擇和控制能夠使熱處理的整體質量得到充分的保證。金屬材料熱處理目的不同會使選擇的加熱溫度存在差異，一般是金屬材料加熱到相變的溫度，隨后獲取高溫組織。退火冷卻過程的速度最慢，真火冷卻的速度比較快，淬火冷卻的速度最快。

2 壓力容器焊后進行熱處理的意義

設計壓力容器時，要結合給定的工作條件和工藝尺寸，詳細分析制造和安裝檢修等方面要求，準確分析壓力容器之中元件的應力和荷載，并對合理的結構型式進行選擇，并且保證強度尺寸所具有的可靠性和經濟性。其經常在較為苛刻的操作條件下進行長期和連續(xù)的工作，極有可能在壓力容器出現失效或者零件出現破壞的情況下造成整個裝置停工，使國家和人員的財產與安全遭受嚴重影響?；诖耍枰獙κ突瘜W等工業(yè)生產過程中容器的長期安全運行給予充分的保障，針對壓力容器安全性造成影響的關鍵在于所選材料的材質，而金屬材料的性能不僅和金相以及化學成分有較大聯系，并且還和熱處理的狀態(tài)有直接聯系。

3 熱處理過程中的主要程序與技術處理要點

在應用金屬原料制造壓力容器時會明顯降低金屬的基本性能，要使金屬的基本性能得到一定的回復，正常情況下，進行熱處理期間需要對壓力容器進行一定的處理。壓力容器熱處理需要經歷加熱和冷卻2個步驟，一些特殊的容器因為所選材料的特殊性，還需要對保溫環(huán)節(jié)進行設計。在加熱處理期間需要對以下幾個操作要點給予重視。（1）需要注意加熱期間所采用的熱量來源，因為傳統(tǒng)熱處理期間使用的并不是先進設備，一般是燒煤和燒炭等老式的加熱方法；（2）加熱期間對溫度的控制，不同容器的金屬材料在加熱溫度上也存在一定區(qū)別，需要結合具體情況來調節(jié)溫度，為熱處理效果提供保障；（3）對完成加熱的容器進行保護處理，經過加工后的金屬直接暴露在空氣之中極易發(fā)生氧化反應，因此在加熱期間要盡可能降低空氣含量，或者適當應用一些有效的方法來保護容器。

4 熱處理期間奧氏體不銹鋼所需注意的問題

奧氏體不銹鋼內部機構的韌性一般比較強，還具有較強的形變性質和適應能力。相比于其他金屬原料，除了容器性能比較正常之外，價格相對比較低，使用過程也更為方便，大多不需要再進行熱處理程序，然而在實際操作期間經常需要提高個別性能。在熱處理期間，對溫度控制和操作技術水平有一定的要求，技術人員必須提前了解容器使用方法，了解容器的內部裝載物性質和使用條件，再制定和選擇合理的熱處理方法，針對特殊情況，可以結合不同的需求進行冷卻和加熱等方面的溫度調控實驗，使熱處理能夠達到最為理想的效果。

5 需要進行熱處理的液氨容器所應該滿足的條件

液氨壓力容器在內部應力作用之下易出現形變和裂痕，最終造成液氨泄漏，并且引發(fā)較為嚴重的工業(yè)事故。為降低壓力對液氨壓力容器影響，就要對容器進行熱處理。對液氨容器進行熱處理時必須滿足以下幾個情形中的一點或者幾點：

（1）在具有較高液氨濃度時，考慮到液氨的腐蝕性較強，極有可能對金屬容器造成一定的腐蝕，而且濃度越高腐蝕性越強，因此需要在進行熱處理之前做好準備工作。

（2）要保證液氨的含水量，若未達到0.2%，必須進行熱處理作業(yè)。

（3）容器儲存環(huán)境溫度不足時大概率會引發(fā)液氨事故，需要重視溫度過高后的有效處理。

（4）針對應力強的金屬材料結構實施有效的熱處理。

6 復合板容器在進行熱處理期間需要重視的項目

與一般金屬材料容器有一定的相似性，在對復合板容器進行熱處理時，應該具備的基本條件包括以下幾點。

（1）需要對熱處理操作期間的環(huán)境空氣量進行控制，在條件允許的情況下盡可能選擇真空環(huán)境。

（2）需要對加熱和冷卻期間的溫度進行嚴格的控制。

（3）針對不同材料需要進行的熱處理操作存在差異。

（4）復合板容器在進行熱處理時需要結合自身的特點從以下幾個方面進行操作：①需要考慮復合板的材料包括多種化學材料，所有的材料在抗熱性和可塑性等性質上存在一定區(qū)別，因此在對熱處理參數進行設計時所需要考慮的內容就比較全面，結合所有涉及的因素制定科學的熱處理計劃，并且對于溫度進行調整和控制；②科學選擇與材料熱相符的處理加工工藝，加熱過程中應用正火工藝能夠使材料的抗腐蝕性能得到強化，應用淬火加工工藝則可以使材料的強度得到充分強化。

7 在壓力容器所使用代用材料期間進行熱處理的方法

個別制造企業(yè)在進行生產時會因為難以對與設計需求相符的材料進行選擇而應用一些其他厚度的材料，比如以薄代厚或者以厚代薄之類的問題。特別是針對薄材料用厚材料代用期間，要充分考慮所選的代用材料與熱處理之中的要求是否相符，并且依照國標150.4—2011之中的第8.1.1條內容的要求將鋼板冷成型受壓元件，在和下面條件之中任何一個相符的情況下，應用成型之后需要進行相應的熱處理對材料所具有的性能進行恢復。

針對焊后熱處理的方法。焊后的熱處理方法主要包括以下幾點：結合整體的熱處理可以將其分為爐內和整體的熱處理，還包括分段和局部2種熱處理方法。在對爐內整體實施熱處理時，會在密封的爐中放置整個壓力容器。對受壓元件或者容器還要做出有效的熱處理時，必須優(yōu)先使用爐內整體熱處理的方法。在儲存容器和高壓反應容器里可以裝混合液化氣，對移動式壓力容器和臥式儲罐應用爐內整體熱處理方法。基于此，設計人員需要對場地和材料等實際情況進行充分的考慮，認真編制圖紙，標注好圖紙中所應用的熱處理方法類型，提出一些具有針對性和方向性的熱處理建議。

8 結語

壓力容器的熱處理屬于較為復雜的工藝操作過程，并且會對容器性能能否更好地恢復產生直接的影響。一般為了提高容器抗腐蝕性和耐用性，會在容器焊接完畢后進行熱處理。進行熱處理加工時，要結合金屬材料屬性來對加熱工藝和溫度加以選擇，對于技術操作人員的要求相對比較高，只有對熱處理技術的操作方法進行合理有效的利用后，才可能將其所具有的功效在最大程度上發(fā)揮出來。