整體熱處理技術在液化氣球罐檢修中的作用

齊 欣

（中國石油錦州石化分公司氣分車間，遼寧錦州 121001）

0 引言

液化氣球罐是一種用于氣體、液體以及液化氣體存儲的壓力容器，在燃氣行業中廣泛應用。球罐在焊接中部分焊縫位置會殘留一定的應力，在液化氣球罐檢修中通過熱處理的方式可以消除殘余應力達到提升整體性能的目的。液化氣球罐檢修工作是一項系統性的工作，在實踐中要綜合多種因素系統分析。根據容器的介質、壓力以及溫度等多種因素合理的選擇檢修方式與手段。整體熱處理技術是一種科學的方式，在實踐中通過此種方式可以有效地提升液化氣球罐檢修的整體性能參數。為工業生產穩定運行奠定基礎，有效地降低各種安全隱患，切實保障工作人員工作安全性。

1 整體熱處理技術應用要點

整體熱處理技術是一種有效的技術手段，在球罐檢修中應用效果顯著。綜合整體熱處理技術，分析其主要的技術特征以及應用要點，可以為球罐檢修工作提供技術參考。

1.1 不同材料中熱處理技術的應用

通過對材料組織結構進行調整的方式達到提升材料強度、增強塑性和韌性的目的就是熱處理技術。在熱處理中其主要有退火、正火、淬火以及回火、固溶、穩定等處理流程，這樣可以達到改善材料力學性能的目的。

綜合分析不同材料特征，合理的選擇處理方式才可以提升整體的效果。例如，進行奧氏體不銹鋼處理中，因為其韌性較高通過固溶以及穩定化的處理則可以達到提升改善耐蝕性的目的。

1.2 恢復成形受壓元件性能中熱處理技術的應用

球罐受壓元件成形主要是在制作中產生的問題。受壓元件成形之后受到成形溫度的影響，會出現力學性能、耐腐蝕性以及硬化等各種性能改變的問題。例如，在冷成形作用之下的受壓元件在成形之后會形成一定的變形率數值，利用恢復性能熱處理會提升整體的性能參數。對于溫度形成受壓元件在其溫度較低中的處理方式與冷成形方式相同；在溫度較高的時候會對材料供貨狀況產生影響，在對其進行處理中要通過恢復材料供貨狀態的方式進行處理。熱成形受壓元件要通過恢復材料性能或供貨狀態的方式進行熱處理。

1.3 消除焊后殘余應力中熱處理技術的應用

焊接殘余應力是一種在焊后產生的殘余應力。焊接殘余應力是產生延遲性、再熱性裂紋的重要因素。此種問題不僅僅會誘發腐蝕性產生裂紋，也會直接影響結構、尺寸的整體穩定性。焊后熱處理方法主要可以分為整體性、分段式以及局部、現場幾種不同的熱處理方式。在處理中要選擇整體性方式進行處理，此種方式受熱均勻，溫度升降控制便捷，具有顯著的效果。但是如果屬于大尺寸，則可以進行分段熱處理，在處理中要加強控制管理。現場熱處理的方法是球罐的主要處理方式。

根據標準要求要加強對球罐材料焊接接頭厚度的分析，確定其能否進行熱處理，球罐中介質為液氨以及液化石油等類型的時候要對其進行消除殘余應力的熱處理，而在其承裝高危介質容器的時候要做好焊后整體熱處理。

2 整體熱處理技術在液化氣球罐檢修中的作用

在液化氣球罐檢修中合理應用整體熱處理技術手段可以提升壓力容器檢修工作的安全性，有利于保障企業正常的生產作業。熱處理操作復雜，在處理中會受到諸多因素的影響。在處理之前要綜合球罐特征合理的分析，根據標準要求嚴格執行各項內容。熱處理可以有效地改善以及提升容器的整體性能，在處理技術以及壓力容器設計中應用較為廣泛，對此，要加強對球罐熱處理工作的重視。

2.1 液化氣球罐檢修

球罐在應用過程中要根據要求進行檢驗分析，了解其是否存在隱患問題。通過對球罐檢修發現，球罐的裂紋問題擴展速率顯著增加，綜合實際狀況進行大面積的裂紋修補，做好裂紋機理分析，可以有效抑制此種問題。

通過分析可以發現其裂紋主要受到焊接熱影響區的影響，受到介質等多種因素的影響，同時，球罐在制作中也產生了較高的參與應力問題。

2.2 熱處理工藝過程

常規狀況之下主要通過過熱、保溫以及冷卻3 個流程進行處理。在進行加熱工序中加熱的方式、速度以及介質選擇是最為關鍵的內容。通過內染法、熱風法以及電熱法等方式進行處理，效果顯著，其具有環保性的特征，便于溫度控制。

熱處理保溫技術是在金屬部件達到特定溫度之后并且維持一定時間，這樣會保障內外部環境溫度一致，其內部的物理結構、化學以及力學性能會受到不同程度的轉變與影響。其中冷卻是熱處理中最為關鍵的內容，冷卻主要通過兩種方式進行處理。第一種是通過將在加熱溫度狀態之下的部件進行迅速的冷卻，使其達到臨界溫度之下的既定溫度參數，并且持續保溫，對其進行恒溫轉變處理之后再將其冷卻到室溫狀態中。第二種就是在連續狀態之下進行冷卻，通過將部件在加熱溫度狀態之下連續的冷卻到室溫狀態，使其在材料臨界溫度點之下，再進行繼續的轉變處理。

2.3 現場熱處理裝置

現場熱處理裝置主要通過燃燒、供油以及風路、溫控、保溫等系統共同構成。燃燒系統是通過液化氣燃燒以及煙道、風門等系統構成。將燃燒器在球罐的下入孔隙、位置中安裝，進行測量分析。供油系統始終通過控制閥組以及壓力限制油量控制參數。風路系統通過罐區儀表以及調壓閥構成；溫控系統通過溫度記錄儀以及補償導線等構成。現場預處理中保溫是熱處理的重要內容，在處理中要通過高溫玻璃棉進行處理控制，根據設計厚度參數進行施工處理，加強對下級板以及支腿等重要位置的加厚保溫處理。

2.4 熱處理工藝制定

進行熱處理工藝處理中其主要分為升溫、恒溫以及降溫3個過程。在處理中如果溫度過高則就會導致材料強度下降，在溫度高于620 ℃會破壞材料的性能參數。

在實踐中為了合理控制在升降溫中產生的溫差應力，就要加強對速率的控制。一般狀況之下在溫度300 ℃的時候，最大的溫差在50 ℃之內，溫度在500 ℃的時候其最大溫差則不高于30 ℃。

2.5 溫度測量控制系統

溫度監控系統可以實現智能化的溫度測量以及實時的監控分析。在實踐中其操作要點如下：

2.5.1 測溫點布置

根據技術要求合理的在球殼表面上進行測溫點的均勻布置，在臨近測溫點之間間距要控制在4.5 m 范圍中。在下入孔、球殼板環焊縫邊緣位置的200 mm 范圍中要擱置設置1 個測溫點，在試板上以及煙道上分別設置1 個測溫點。

2.5.2 熱電偶安裝

熱電偶安裝之前通過儲能熱電偶點焊機進行處理。根據測溫點布置要求進行固定處理。在電焊之前加強對各個測溫點的打磨處理，提升整體牢固性。在煙道以及墊板位置要單獨設置熱電偶，固定好補償導線。

2.5.3 溫度監測

通過系統進行自動化監控分析，每秒鐘掃描測溫點對其進行巡回檢測分析，了解溫度參數，做好對照分析，加強對燃燒器燃油控制量的分析，根據工藝要求打印溫度巡檢表。

2.5.4 球罐整體熱處理溫度調節

球罐熱處理溫控難度較大，為了分析溫度的具體分布狀況，通過模擬溫度場設計的方式可以了解其特征規律。綜合火焰加熱效應分析，不同區域中受熱狀態具有一定的差異性，在下級板焊縫區中則就會形成盲區。而基于球罐整體中要分析熱處理受熱狀況，熱交換主要通過高溫燃氣熱傳導，合理進行火焰熱輻射處理，通過金屬材料的溫差進行傳熱平衡處理，有效地避免出現熱損失的問題。

2.6 熱處理前的準備工作

熱處理前做好球罐支柱拉桿等相關位置的處理，將地腳螺栓全部松開，保障進行熱處理中可以實現位移，在每個柱腿位置設置千斤頂，做好移動量刻度處理。

2.7 保溫方法

球罐保溫主要就是通過超細玻璃纖維棉進行處理，其厚度為100 mm。保溫棉通過鋼帶以及保溫釘進行固定處理，根據球罐大小將其進行均勻分布處理，將鋼帶根據600 mm 間距使其呈現橫向的分布。保溫棉規格在800 mm×6000 mm，避免下半球安裝中出現脫落等問題。在球罐的下接管位置要做好保溫處理，通過專人進行保溫檢查，及時補救處理漏洞問題。

2.8 效果分析

為了提升壁罐溫度的均衡性，在實踐中要做好以下4 點：①調節風油量，增強燃燒能力、火焰高度的合理性。在溫度高于500 ℃的時候要逐漸地、緩慢地升溫，合理控制升溫速率；②加強煙氣風門開度的調整控制；③增強外壁保溫效果，加強對重要位置的保溫處理；④加強對熱電偶溫度指示監視，利用紅外點溫計進行復核分析，避免超溫。通過此種方式進行處理，某球罐溫差最佳狀況為15 ℃，處理效果顯著。

3 結束語

球罐檢修中受到材料等多種因素的影響導致其工藝復雜，焊接過程中參與應力較大，在實踐中通過整體熱處理的方式進行處理則可以有效地降低高強鋼球罐的應力腐蝕性問題。重視液化氣球罐檢修工作，合理應用整體性熱處理方式進行優化完善，可以有效地降低各種不良影響。在實踐中現場熱處理工藝在液化氣球罐檢修中應用效果顯著，可以有效降低焊接殘余應力。