化工压力容器设计中热处理问题分析

丁子荣

山东兴泰机械装备工程有限责任公司 山东临沂 276000

1 热处理技术所应用的原理

金属热处理是将金属工件置于特定的介质中，在合适的温度下，在一定的时间内完成加热，并对加工过程采用不同的冷却温度方法。热处理技术是机械制造业的重要工艺之一，与其他流程相比有一定的特点：它不改变工件的形状和化学成分。为了使工件具有所有所要求的性能，除了合理选择各种成型工艺和材料外，热处理工艺也是不可缺少的特点[1]。

2 压力容器设计中的热处理问题

2.1 不锈钢金属材料的热处理

对机械工件的设计过程进行分析，一般情况下，在完成焊接工艺后都要进行热处理，进而使金属材料在高温作用下发生变化，并消除焊接后金属材料残留的应力，提升金属材料抗腐蚀和韧性。但针对于不锈钢金属材料要区别对待，因为不锈钢金属材料进行热处理后会降低材料的使用性能，改变金属材料的使用要求。

2.2 焊接后的热处理

焊接后的热处理问题是压力容器设计过程中的焦点问题。在实际操作中，对焊接之后的复合板材料的压力容器进行热处理，并不会带来不良的影响，压力容器的性能可以得到保障，但实施焊接后热处理会使焊接处发生碳化，进而脆化压力容器的性能，使压力容器柔韧性显著的降低。因此，为了防止压力容器焊接后热处理会降低压力容器性能的现象发生，工作人员要认真筛选压力容器的材料，从根源处解决该类问题[2]。

2.3 代用材料的热处理

对于压力容器设计来说，相关工作人员要以工作环境和使用条件为基础，对制造材料进行合理的筛选。但是对于压力容器的制造来说，有很多企业很难采购到符合要求的制造材料，最终只能选择其他的材料作为替代品。在此情况下，工作人员要充分考虑材料的实际性能，并以此为基础进行热处理，使代用材料的热处理也能达到预期的处理效果。因此，相关设计人员在进行压力容器的设计时，要了解材料的实际情况，重视代用材料的问题。要选择合适的热处理方法。

3 化工压力容器设计中热处理的具体方法探究

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]。

3.2 分段炉内热处理

当工件的尺寸相对较大时，受到炉内尺寸的限制，难以实现工件整体的热处理，此时，就需要使用分段炉内热处理技术完成化工压力容器设计的热处理。在这一过程中，应当提前确定工件在重复加热时的长度，一般来说，该长度必须高于1500mm。同时，还要对裸露在炉外的工件展开保温，避免化工压力容器工件的炉内部分与炉外部分温度差距过大。

为了保证分段炉内热处理的效果，要使用温度控制仪完成控温操作，将炉内温度稳定在0-1000℃的范围内，并保证温度的控制精度在±1℃。需要在炉内设置多个温度控制点，并使用计算机扫描显示。通常情况下，因保证扫描间隔为2秒，且在每间隔24秒时完成一次功率系数的修正。在分段炉内热处理中，控温过程均在的计算机显示屏中呈现，结合温度-时间曲线的自动形成与记录，最大程度的保证分段炉内热处理过程的稳定性与可靠性。

3.3 局部热处理

在利用局部热处理进行化工压力容器设计中的热处理时，必须要确保使用的加热装置具充足的功率，为温度的有效控制提供支持。同时，还要保证加热的宽度足够，结合保温措施的使用，避免工件存在温差过大的情况。

在进行局部热处理中，需要用到的设备主要有智能温控仪、热电偶、陶瓷电阻丝加热板、打点记录仪、硅酸铝保温棉被等等。在实施过程中，应当重点完成以下工作：对于待热处理的工件，要将其摆放至加热板的有效加热范围内，且不得超过加热板的外侧边缘;有序摆放装炉板材，控制工件的平直度，避免在热处理后发生工件变形;为了保证待处理工件与热电偶有效接触，需使用螺栓将热电偶测量端固定于距离焊缝位置的50mm处[4]。

4 结语

压力容器的热处理属于较为复杂的工艺操作过程，并且会对容器性能能否更好地恢复产生直接的影响。一般为了提高容器抗腐蚀性和耐用性，会在容器焊接完毕后进行热处理。进行热处理加工时，要结合金属材料属性来对加热工艺和温度加以选择，对于技术操作人员的要求相对比较高，只有对热处理技术的操作方法进行合理有效的利用后，才能发挥其最大功效。