热处理技术在压力容器设计中的应用探析

焦智维

摘要：压力容器是机械设备不可或缺的构件单元，其能在保证机械设备性能的同时，保证工厂生产经营的稳定运行。在压力容器设计生产阶段，热处理技术的应用极为关键，其通过材料加热、保温和冷却技术的控制，有效提升了压力容器的加工质量，确保了工业生产的有序进行。新时期，人们对于压力容器的应用质量提出了较高要求，这要求在压力容器加工生产中必须加强热处理技术的深层次应用。

关键词：热处理技术;压力容器;设计

中图分类号：TG156 文献标识码：A

1 热处理工艺的基本原理

作为一项基础性的机械加工生产技术，热处理技术在金属部件及设备生产中的应用极为普遍。就压力容器生产而言，热处理技术的应用空间尤为巨大。具体而言，压力容器是机械设备的重要单元，其以金属光泽良好、延展性能突出的金属物质进行加工，实际生产中，這些金属物质内部原子具有规律性排列的晶体离子，这使得加工过程较为困难。热处理工艺的应用较为灵活，在金属构件加工过程中，热处理工艺不改变工件的形状和整体的化学成分;仅在材料热处理、材料保温和材料冷却工艺控制下，对金属构件内部的显微组织或表面化学成分进行优化。在其控制下，工件的使用性能得以有效提升。现阶段，钢铁、铝、铜、镁、钛等合金都是热处理工艺应用的主要材料。从材料施工过程来看，热处理工艺在改变材料物理性能和化学性能的基础上，有效提升了材料的力学性能，这使得热处理构件或设备在使用过程中具有较高的稳定性和耐久性，设备整体安全性能突出。

2 压力容器设计过程中的热处理要求

热处理技术主要就是在生产过程中对金属材料制作设备进行的一种基础处理，从而可以改变设备的性能，其综合性比较强，包含有多种处理要求。压力容器的热处理并不仅是采用加热的方法进行处理，更为重要的是加热之后的处理方式，保温以及冷却环节对于设备的性能影响也是非常大的，需要全面的进行跟踪和管理，最终确保设备性能满足要求。经过多年的实践经验总结可以发现，采用热处理的方式进行金属材料的处理，可以大大提升设备金属的性能，并且满足各种苛刻条件的使用。

3 热处理技术在压力容器设计中的具体应用

3.1 热处理技术在成型件中应用

成型件是压力容器设计生产的重要单元。成型件加工时，生产人员会对构件施加热力及外在作用力，使得材料构件发生一定的形变，以此来满足机械设备的应用要求。然而在实践过程中，热力及外在作用力的控制极为关键，一旦施加的作用力不足或超出设计要求，则成型件的形状、规格就会发生变化，影响设备使用的安全性。基于此，在实际加工中，人们会通过热处理技术对成型件的形变过程进行控制，使其重新符合压力容器的制作需要。在压力容器生产过程中，成型件形变超标的现象时有发生，为提升热处理技术的应用水平，需对成型件的加工过程进行严格监测，然后以记录并分析成型件的形变趋势，并采取热处理技术进行规范防治，以此来保证成型件加工工作的顺利进行。

3.2 热处理技术在容器及受压件中应用

构件焊接是容器及受压件制作的重要环节。通常，在容器及受压件焊接完成后，人们会对焊缝及一些特殊部位进行特殊处理，该环节中，热处理技术使其进行焊接处理的主要方式。从应用过程来看，利用热处理技术进行容器及受压件处理时，需进行热处理技术应用特征的严格分析，并挑选出符合工艺标准的加工材料。这是由于在实际处理中，容器及受压元件会产生强烈的化学反应，一旦容器及受压件的质量与热加工工艺不匹配，就容易造成容器及受压件受损，不仅影响设备使用的安全性，更会对工业生产过程造成较大阻碍;因此，利用热处理技术加工容器及受压件过程中，控制加工材料的质量是确保压力容器设备安全使用的内在需要。

3.3 热处理技术在加工材料中的应用

利用热处理技术对材料进行预加工是压力容器制作生产的重要环节。实际处理中，容器设计图纸是材料预加工的基本指导。从材料加工过程来看，通过热处理技术的应用，一些质地较硬的金属材料会发生性状变化，从而使得材料达到压力容器的应用标准，满足工业生产需要。同时，在加工材料预处理过程中，人们应进行材料加工温度和时间控制，避免温度过高，时间过长引起材料化学性能变化，影响材料的使用效果。具体而言，当材料处理时间过长或温度过高时，金属材料的化学性能会发生较大变化，不仅影响材料的塑性效果，更会对材料使用安全产生一定影响。由此可见，一旦热处理温度和时间达到工程设计要求，需立即材料处理加工。此外，为确保热处理工艺与材料属性的高度匹配，在材料加工前，应进行材料属性的检测和确认，从而为预处理技术的应用提供有效参考。

3.4 热处理技术在压力容器焊接后的应用

压力容器焊接完成后，应注重热处理技术的规范应用。具体而言，热处理技术在压力容器焊接后的控制要点：（1）容器热处理效果会随着处理温度和时间的变化而改变，在实际处理中，应加强热处理工艺的严格控制，即在实际加工中应深化热处理工艺研究，实现其应用流程的规范化控制。（2）热处理工艺应用具有较高的专业性，在实际加工中，应加大热处理装置的革新力度，一方面，应对现有装置的精确度进行校正控制;另一方面，需利用现代科学技术，进行热处理装置的智能化、自动化设计，保障热处理装置具有良好的应用性能。（3）实际加工设备是影响热处理技术应用质量的重要因素。在加工过程中，应对压力容器的材料、用途进行分析，尤其在一些特殊部位的构件加工中，应系统把控构件的功能需要，有针对性地进行热处理工艺控制，确保压力容器使用的稳定性、安全性。

4 压力容器设计阶段热处理技术应用的注意事项

4.1 全面做好压力容器热处理工序设计

对于压力容器设计中热处理的应用来说，合理的确定热处理顺序是保证其性能的关键，也是提升压力容器热处理工作质量的主要手段。压力容器的热处理顺序设计应该充分考虑到生产过程的复杂性，因为整个制作过程工序比较多，各个工序对于热处理性能的影响都是不同的。因此，对于这些不同的环节、步骤来说，选择最恰当的热处理工序是极为重要的一环。基于这种原因，压力容器的热处理顺序设计应该重点考虑到如下几个方面的内容：首先，要全方位了解压力容器生产制作的各个环节和步骤，掌握先后顺序，这是合理应用热处理技术的基础条件;其次，大部分容器进行热处理都是在焊接过程结束之后，严禁在焊接之前应用热处理技术，并且在进行热处理之前需要全面检查焊接质量，确保不存在任何的焊接缺陷之后才能应用热处理技术，否则应该进行全面的返修，待再次检验合格之后再实施热处理。

4.2 加强热处理应用范围的控制

在压力容器设计阶段热处理技术的应用，除了需要满足上述几个重要的条件之外，还必须要加强其应用范围的控制，这是全面保证热处理性能的关键。对于设计阶段的热处理技术应用范围来讲，核心的一个问题就是根据不同的压力容器金属材料来确定其应用范围，要充分了解每一种金属材料需要选择哪种热处理方式，哪种材料不能进行热处理操作。从压力容器使用性能方面来讲，几乎所有的材料都要经过热处理技术的处理，对于不锈钢材料制作的压力容器则不能进行热处理操作，这主要是因为不锈钢材料具有独特的结构与性能，一旦进行热处理操作后，必然会影响结构和性能，而导致最终无法满足压力容器设计与生产的效果。

结束语

综上所述，压力容器是一种非常重要的化工设备，其设计阶段是保证设备综合性能的关键，所以在该阶段中必须要加强热处理的设计，因为热处理技术的应用是非常关键的一个环节，也是确保压力容器生产效果的重点过程。合理地应用热处理技术可以在很大程度上提升压力容器的质量，从而保证压力容器在使用年限内更加安全、稳定、可靠。

参考文献：

[1] 胡艳兴. 压力容器设计中热处理技术的应用探析[J]. 化工管理，2018（19）：189.

[2] 臧洪正. 热处理技术在压力容器设计阶段的应用[J]. 化工设计通讯，2018，44（3）：247.

[3] 孙霄飞. 热处理技术在石油压力容器中的应用[J]. 化工中间体，2015，11（11）：69-70.

（作者身份证号码：130131198706201230）