(山东三维石化工程股份有限公司 山东青岛 266071)
摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也有了很大的进步。热处理是设备设计、生产和加工过程中的一道重要工序，能够有效的改善金属性能。因此，压力容器在焊接之后，要进行热处理，以此改善压力容器焊接地方的性能，使压力容器在焊接过程中产生的应力有所降低。针对于压力容器的设计，相关设计人员要给予足够的重视，一旦设备产生损坏，就很有可能导致较为严重的后果。设计人员要重点考虑热处理方面的内容，在有效减少压力容器损耗的同时，提高设备的使用寿命。进行热处理对压力容器的设计具有重要的作用，所以压力容器设计中的热处理问题很有研究价值。
关键词：压力容器设计；热处理；问题
引言
压力容器是一种特殊的设备，所能承受的压力较大，在高压下能够将气体转化成液体，从而提高存储量，因此，在工业生产，尤其是能源、军功、石油化工等行业的生产领域，应用十分广泛。压力容器一般用于装盛腐蚀性液体或者有毒气体，具有较强的危险性，故其设计是一项专业性强的工作，设计者需要对压力容器的受力分析、结构设计、材料选择、制作安装、强化设施以及设备的操作、使用、检验、维护等方面均要考虑全面、综合考量。鉴于压力容器使用工况和环境的特殊性，对焊缝和金属的要求较高，因此，在压力容器的制造与设计过程中，有必要进行热处理改变金属或者复合材料的物理属性。当前，热处理技术主要是使用一定的介质，将压力容器的金属或者复合材料加热至冷却。通过这一过程处理，使压力容器材料的化学成分和纤维组织中的不稳定因素发生改变，从而进一步改变材料的金属性能，使其得到最大的优化，提高压力容器的安全性能。
1热处理技术以及压力容器热处理的重要性
随着科学技术的发展，我国很多生产方面的问题都得到了有效的解决。石油、化工行业是我国经济发展的支撑行业，而这些行业都对压力容器有着广泛的应用。换而言之，压力容器的性能和使用质量直接影响到行业的效率与质量。在机械生产制造过程中，热处理技术是一种重要的工艺，可以有效的提高压力容器的性能和使用坚固性，直接影响到压力容器的安全运行。具体而言，热处理技术指的是在某种介质中对金属材料进行加热，使材料达到一定的温度，并恒温保持一段时间，进而使金属材料的快速冷却速度有所降低。热处理技术能有效的改善工件的性能，提高工件的使用质量。热处理技术主要改变了工件表面的化学成分和工件内部纤维组织，并保持工件的整体化学成分以及外形不发生改变。
热处理技术主要有三个环节，分别是加热、保温和冷却。这三个环节相互促进、相互衔接，最终使压力容器的设计更加安全和经济。针对加热环节，这是一项较为重要的工序，有着多种操作方法，在热处理基础中发挥着重要的作用。值得强调的是，热处理过程中一个至关重要的参数就是加热温度。压力容器的设计要在一定的参数和工作条件下，综合考虑安装、制造等多个因素，全面的分析压力容器制造使用材料的性能，保证压力容器的可靠性，因此在压力容器的设计中进行热处理有着重要的意义。
压力容器的应用范围一般是石油、化工等行业，危险性较高，一旦出现意外，就会对国家和个人带来难以承受的损失。热处理技术可以有效的提高金属材料的性能，能够对金属材料和金属设备的性能进行较为显著的改善。因此，相关人员在进行压力容器设计的过程中，要重视检验材料性能和设计性能，并有效的利用热处理技术，提高压力容器的安全性和稳固性，使压力容器的设计更加可靠。压力容器设计的质量与压力容器密切相关，换而言之，压力容器的热处理的质量和效果对压力容器有着直接的影响作用。在此情况下，工作人员必须重视提高热处理的质量。
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2技术分析
2.1奥体不锈钢
奥体不锈钢不仅具有铜、钼等多种化学元素，耐酸性和耐腐蚀性极强，而且具有十分理想的热塑性效果，容易实现锻造、热穿孔、挤压与轧制等加热目的。因此，奥体不锈钢在压力容器的制作加工中应用相当广泛。不少设计者认为，使用奥体不锈钢作为材料的压力容器焊接时，焊缝的稳定性不够，而且考虑到焊接后遗留的残余应力，应该对压力容器进行热处理。实际上，奥体不锈钢的结构属于面心立方体，有较多的滑移面，本身就具有很好的塑形性和韧性，焊接后残余应力基本可以忽略不计。在多数应用下，这种材料并不需要进行热处理。一旦进行了热处理，可能反而会起到相反的作用，降低奥体不锈钢的性能，这是因为进行常规的热处理，温度要达到600~620℃，并在该温度下保持2h。之后，在400~850℃温度下进行速度较慢的冷却，此时，很可能造成金属材料的腐蚀，也就是奥体不锈钢的过敏。但是，如果在温度较高时，同时也比较强的腐蚀环境中使用奥体不锈钢材料制作的压力容器，那么就需要进行适合的热处理来改变奥体不锈钢的内部结构和金属性能，适用具体的应用环境和使用需求。
2.2复合板焊后
复合板容器如何才能实施焊后热处理，还需要重点分析。一般来说，如果基体材料需要进行焊后的热处理，那么利用复合板生产容器，就需要进行对应的操作。在实施热处理之前，首先要分析复合材料本身对于热处理带来的影响，再分析热处理对于耐腐蚀性带来的影响。一般选择不锈钢复合板，这样就会在焊后热处理之后带有一定的影响，并且逐渐炭化，甚至还有可能会出现σ阶段，导致负荷材料层的性能受到损伤，破坏其机械性能和耐腐蚀性。所以，选择不锈钢的时候，就需要实现焊后热处理。在焊后热处理对应的发展中，需要分析对材料本身的要求，并且考虑对材料腐蚀性能会带来怎样的影响。必要的时候，可以考虑到层压板。基于相关的要求，灵活的进行处理，尤其是需要按照保温的时间和实现温度来加以调整，再配合上验证，利用测试，从而满足对应的分析。
2.3焊接后热处理方法分析
在实施焊接之后的热处理，其主要是利用炉内整体、分段、整体以及局部热处理几种方式，炉内整体的热处理主要是让压力容易或者是受压元器件整体处于密封炉内从而进行整体的处理，一般情况下，首先都需要进行整体的热处理。如，在规定中有明确的阐述，高压容器、中压反应容器以及存储液化石油气的卧式储罐、移动式压力容器，都需要实施整体的炉内热处理。对于无法进行整体炉内热处理的大型压力容器，如球罐，就可以选择电热法、热风法等方式进行处理，一般大型容器可以进行分段的炉内热处理，其重复加热长度需要控制在1.5米之内。对于炉内的部分热处理操作，还应该与整体的热处理规定相匹配。另外，针对B、C、D的焊接头，以及连接圆筒的A类焊接接头，可以考虑到局部的热处理。
结语
对于石油、化工等行业来说，压力容器是一种十分常用的设备。压力容器的稳定性和安全性有着很重要的意义，如果出现安全问题，往往会导致极为严重的后果。因此，相关工作人员要保证压力容器的使用质量，重视压力容器设计过程中的热处理问题，进而使压力容器的性能得到有效的提升。在压力容器的设计过程中，热处理是一道重要的工序，对压力容器的安全性和使用性能有着重要的影响作用。在此情况下，相关工作人员要合理选择热处理方法以及压力容器的金属材料，提高压力容器的设计质量。本文主要列举了三方面的压力容器设计中的热处理问题，分别是不锈钢金属材料的热处理、复合板材料的热处理以及焊接后的热处理方法，以提高压力容器的安全性。
参考文献:
[1]白龙.奥氏体不锈钢应变强化容器冷加工与承载能力研究[D].华南理工大学，2014.
[2]刘俊松.承压设备调质高强钢再热脆化机理与风险控制方法研究[D].合肥工业大学，2014.
论文作者:李龙鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
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