熱處理在壓力容器設計中的應用

劉家彩 王潤粉 周小英 于立江

摘 要：隨著工業時代的到來，機械設備成為了工廠生產過程不可或缺的組成部分。壓力容器在工廠生產過程中扮演著重要的角色，其對于維護工廠生產活動的正常進行，保障工廠生產活動的安全穩定等都有著積極的意義。因此在進行壓力容器設計的過程中熱處理技術的應用成為了影響壓力容器設計質量的主要因素之一。鑒于此，本文主要就熱處理技術在壓力容器設計中的應用進行研究，希望通過本次研究，加深對熱處理技術的認識，促進我國壓力容器設計質量的提升。

關鍵詞：壓力容器設計;熱處理;壓力容器

一、壓力容器設計熱處理技術概述

壓力容器熱處理技術主要涵蓋了加熱、保溫和冷卻三個過程，這三個過程存在相互融合和配合關系。完成壓力容器熱處理需要注意三個方面內容。第一是關注熱處理的溫度，這是熱處理技術中的重要參數。熱處理的最終目標能否實現和這個參數關系非常密切，因為在壓力容器設計過程中，由于材料的復雜多變，因此需要對溫度參數進行非常精準的設置，不同的時間需要什么樣的溫度，才能夠最大限度的挖掘金屬或者復合材料的最大潛能，才能夠提升壓力容器的質量。第二在材料加熱之后的冷卻過程中，不可避免會存在冷卻速度的問題，冷卻速度不同材料性能也會發生很大變化，目前冷卻速度有三種，由慢到快順序依次為退火、正火和淬火和回火。第三要關注加熱技術，也就是所謂的加熱方法，壓力容器的加熱方法有很多，目前常見的主要以液體或者氣體燃料作為熱源，以及電熱等直接的加熱方法，還有就是采用液態鹽或者金屬以及浮動粒子進行間接的加熱，具體的加熱方法和壓力容器的材料關系密切。

二、壓力容器設計的熱處理技術需要關注的內容分析

解決壓力容器設計熱處理問題需要按部就班完成，具體的處理順序如下：第一在設計壓力容器時，焊接元件要放在熱處理之前。第二在制造壓力容器的過程中，只有當所有的焊接工藝以及相應的技術檢驗符合標準之后才能夠進行熱處理，然后再進行耐壓性實驗。第三對于管板式壓力容器在焊接之后要進行消除應力熱處理，但是以不銹鋼為構建材料的壓力容器則不需要進行消除應力，比如奧氏體不銹鋼材料。第四對于碳質鋼材或者低含量合金鋼制品的焊接，管箱側面開口要大于圓筒內直徑三分之一，在焊接后再進行消除應力的熱處理。第五根據不同的材料和具體的焊接點，并根據熱處理技術的具體要求進行分析，從而最終決定是否在焊接后進行熱處理。第六對于壓力容器進行焊接之后采用的熱處理加熱方式要堅決規避燃煤爐。

三、熱處理技術在壓力容器設計中應用應注意的問題

1.把握工作順序，控制工作質量

壓力容器的制作是一個復雜而精密的過程，因此有關人員在對壓力容器進行設計的過程中，應對壓力容器制作過程中可能出現的問題產生重視，并對其進行注意。首先，在進行壓力容器設計的過程中，有關設計人員應明確壓力容器制作的具體順序，對熱處理技術的具體應用順序進行把握，一般來說熱處理技術的應用應在焊接技術應用之后。其次，壓力容器設計人員應對壓力容器制作的實際工作質量進行把握。具體來說在進行完焊接工作后，有關工作人員應對焊工作進行驗收，在確定焊接工作質量達標后，再進行熱處理技術的應用。

2.注重應用范圍，區分應用材料

通過對壓力容器進行研究我們可以發現，壓力容器的制作材料相對比較廣泛，其可以采用無銹鋼，碳質鋼材等多種材料進行制作。而由于這些材料在屬性上存在不同，因此進行熱處理的過程中需要注意的事項也有所不同。首先，有關人員在進行壓力容器制作的過程中應注意熱處理技術的應用范圍。熱處理技術在大部分的壓力容器制作中均可應用，但是由于無銹鋼材料具有一定的特殊性，因此在實際的工作過程中，無銹鋼壓力容器的制作并不進行熱處理技術的應用。其次，有關人員應注意區分應用材料的不同。不同的應用材料在進行處理的過程中在步驟上會有著細微的差異。

3.把握實際情況，遵守操作規章

在進行壓力容器制作的過程中，在進行焊接后普遍要進行熱處理技術的應用，但是有些焊接點由于位置以及屬性存在特殊性，并不需要進行熱處理的應用。因此有關人員在進行熱處理技術應用的過程中應保持一定的靈活性，對實際情況進行把握，針對實際操作過程中的實際需要合理應用熱處理技術。同時，有關人員在進行熱處理技術應用的過程中還應遵守相關的操作規章，尤其是在進行焊接后熱處理技術的應用中，一定要杜絕燃煤爐的使用，遵守具體的操作流程。

總結

總而言之，熱處理是一種非常重要的技術，對恢復和改善金屬性能，具有很大的作用。在進行壓力容器的設計射制造等方面，熱處理發揮著其不可替代的作用，具有非同一般的地位。如果壓力容器質量存在問題，或者一旦存在破損顯現，就極容易產生非常嚴重的后果，因此提升壓力容器的整體質量，選擇合適的材料，并進行科學的熱處理，完善金屬以及合金等復合材料的整體性能，對于提升壓力容器的整體質量具有至關重要的作用，只有如此才能夠確保各種類型的壓力容器的安全性和可靠性。

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