探討壓力容器設計中的熱處理問題

滿靜懿（天津辰鑫石化工程設計有限公司 300350）

如果對壓力容器在焊接之后，能夠及時有效的進行熱處理，就會非常有利于焊接金屬氫的釋放，就會非常有效地防止在焊接接頭部位，由于氫不能很好地釋放，進而發生冷裂紋現象。所以，在設計壓力容器的過程中，做好容器的熱處理問題，是設計人員必須面對的一個重要的問題，其有著非常深遠的影響。人們應該對壓力容器熱處理問題的研究探討非常的重視，對這個問題的必要性以及重要性要有非常充分地認識。在制造壓力容器的過程中，遵循熱處理的目的，一般可以劃分為四種:對材料性能進行有效改善的熱處理問題；對材料的性能機械能恢復的熱處理問題；對壓力容器進行焊接之后的去氫處理；其中，在化工設計中，對焊接之后的熱處理問題的應用非常的廣泛，文章將對在設計壓力容器中進行的熱處理問題進行研究討論。

一、探討焊接之后的奧氏體不銹鋼制壓力容器的熱處理問題

從目前的具體相關的標準來看，尚未明確地規定出是否應該對奧氏體不銹鋼進行焊接之后的熱處理，并且到底應該如何進行焊接之后的熱處理問題，而在熱處理問題應該采用的方法上，更沒有進行非常明確的規定。通常情況下，奧氏體不銹鋼都具有著很好的韌性以及塑性，殘余應力在加工之后都相對較小，力作硬化的現象一般不容易產生。一般來看，為了對應力進行很好地消除，在進行熱處理問題時的溫度應該控制在600℃-620℃之間，要進行兩個小時的保溫。對于奧氏體不銹鋼，當溫度范圍在400℃-850℃之間的時候，如果不銹鋼的冷卻速度非常的慢，晶間腐蝕現象就非常容易發生，也就是說奧氏體不銹鋼發生發生敏化現象。如果對抗腐蝕的要求相對較高時，那么對于供需兩方，就非常有必要深入仔細的研究以及分析這個問題，同時需要其制定具體的措施來有效地解決這些問題，進而多壓力容器的質量進行很好的保證。

二、對于液氨介質容器進行熱處理問題

在國家制定的相關標準中規定“對具有盈利腐蝕的容器進行圖樣注明，例如盛放液氨以及液化石油氣等的容器”。對于這句話，可以作如下的解釋:有的液氨容器需要進行熱處理，而有的液氨容器根本就不需要進行熱處理，具體是否需要進行熱處理，其關鍵的判斷條件是看這些容器是否存在應力腐蝕。如果容器確認有應力腐蝕，就需要對其進行熱處理，而如果容器不具有應力腐蝕，那么就不需要進行熱處理。

三、焊接之后的復合板容器的熱處理問題

對復合板容器進行焊后熱處理這一問題是非常需要慎重對待的。從原則上來看，對于比基層材料，如果一定要進行焊后的熱處理，那么由復合板制造的容器同樣也應該進行焊接之后的熱處理問題。但是，在尚未進行熱處理的時候，就應該提前考慮到熱處理對符合材料的有關力學性能的具體影響程度，在此同時，也要考慮材料的耐腐蝕性能受熱處理影響的具體程度。如果壓力容器是由不銹鋼復合板材料制成的，在熱處理之后，那么對于復層材料以及焊接接頭就會產生很大的影響，使材料出現碳化析出，情況更為嚴重的時候，會形成σ相，進而就會從一定程度上損害復層性能，尤其會對其耐腐蝕性能以及力學性能具有很大的損害。因此，如果容器是由不銹鋼制造的，一定要對其焊接之后的熱處理問題進行很好的處理。在對容器進行焊接之后額熱處理制定相關的工藝時，熱處理對材料的要求標準問題必須要充分考慮，同時液也要充分地考慮材料耐腐蝕性能受熱處理的影響程度，在特殊情況下，就需要選用最符合標準的復層材料。

四、代用材料的熱處理問題

在進行具體的生產過程中，某些符合設計要求的材料，制造企業往往一時購買不到，經常會代用一些其他厚度的材料，具體有以厚代薄，或者是以薄代厚等。特別是對于用厚材料代替薄材料時，就需要充分地考慮代用材料是否符合熱處理問題。而對于中溫成型或者是冷成型的受壓元件，如果符合以下條件中的其中一個，就需要在其成型之后進行熱處理:碳鋼、厚度不低于圓筒內徑3%；其它的低合金鋼、厚度不小于圓筒內徑的2.5%。

五、焊接之后進行熱處理的具體方法

對于容器而言，在焊接之后進行熱處理，主要有以下幾種方法:以整體熱處理作為標準，主要分為整體熱處理以及爐內整體熱處理，除此之外，還包括分段以及局部熱處理。在對容器進行爐內整體熱處理時，就是將整體的一個壓力容器，放置在一個密閉的爐內，然后機械能熱處理。而對于受壓元件或者是容器需要進行熱處理時，就應該首先使用爐內整體熱處理方法。而爐內整體熱處理還可以用在中壓、高壓反應器、移動式壓力容器以及盛裝有液化石油氣的臥式儲罐。對于設計者，一方面，應該對材料以及場地等實際情況進行考慮，另一方面，要仔細編制圖紙，并且將采用的具體熱處理方法在圖紙中進行標注，同時針對熱處理問題，提出相關的建議。

結語

總之，熱處理是一門十分重要工作，其在很大程度上，能夠改善或者是恢復金屬的性能。在對壓力容器進行設計以及制造的過程中，熱處理產生了非常重要的影響作用，其地位非比尋常，所以，對于壓力容器的設計人員，在具體進行熱處理問題時，必須對鋼材的性能以及介質的特殊性質進行綜合考慮，對熱處理方法的選取一定要遵循具體的相關規定。