谈压力容器设计的热处理问题.docx

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1、谈压力容器设计的热处理问题谈压力容器设计的热处理问题 本文关键词：热处理，压力容器，设计谈压力容器设计的热处理问题 本文简介：摘要：鉴于压力容器运用工况和环境的特别性，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，有必要进行热处理变更金属或者复合材料的物理属性。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变更，从而进一步变更材料的金属性能，使其得到最大的优化，提高压力容器的平安性能。谈压力容器设计的热处理问题 本文内容：摘要：鉴于压力容器运用工况和环境的特别性，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，有必要进行热处理变更金属或者复合材

2、料的物理属性。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变更，从而进一步变更材料的金属性能，使其得到最大的优化，提高压力容器的平安性能。关键词：压力容器；热处理；设计引言压力容器是一种特别的设备，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，应用非常广泛。压力容器一般用于装盛腐蚀性液体或者有毒气体，具有较强的危急性，故其设计是一项专业性强的工作，设计者须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、运用、检验、维护等方面均要考虑全面、综合考量。鉴于压力容

3、器运用工况和环境的特别性，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，有必要进行热处理变更金属或者复合材料的物理属性。当前，热处理技术主要是运用肯定的介质，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变更，从而进一步变更材料的金属性能，使其得到最大的优化，提高压力容器的平安性能。1压力容器热处理技术综述在压力容器的设计中，热处理技术主要包括从加热到保温再到冷却的三个阶段。这三个阶段相互独立又相互协作。1.1加热阶段这是热处理技术的第一个步骤，也是热处理技术的关键，这一技术能否达到最终目的与加热过程有非常亲密的关系

4、。因为压力容器的材料多变困难，必需设置精准的加热温度参数，加热的方式有多种，在热处理技术出现的早期，煤与木炭构成加热的主要方式，之后，渐渐运用气体、液体燃料或者电加热。目前，运用熔融金属的加热处理方式，液体钾与钠的加热效果比较志向。此外，为了保证热处理的效果，必需严格限制加热温度。在加热温度的选择上，肯定要依据加热的目的和加热材质详细问题详细分析。通常，相比温度低于实际加热能够获得更优的高温组织。1.2保温阶段当金属或者复合材料的温度达到目标要求后，应当让其保持一段时间，减小材料的表面与内里的温度差，实现内外温度一样。在这个过程中，材料的化学成分和纤维组织会发生改变，以便更适合满意压力容器材质

5、的性能。假如加热的速度比较快，材料的内外温度差别不大，则不须要经过保温的过程，干脆可以进入冷却阶段1.3冷却压力容器设计工序和工艺的多样性，造成金属或者复合材料的冷却速度问题。一般状况下，淬火冷却速度最快，既能够使钢件的马氏体组织得到有效保证，也可以增加工件的强度、耐磨性及硬度，使热处理的后续工作得以正常进行。正火冷却的速度次之，不仅可以改善材料的加工、切削性能，细化材料晶粒，清除组织的缺陷，而且可以使低碳钢的力学性能得以有效提升。冷却速度最慢的是退火冷却，伴随着金属或复合材料硬度的持续降低，材料本身的可塑性大大加强。不同速度的冷却处理能够获得不同的处理效果，以便在化工生产中依据详细状况敏捷应

6、用。2压力容器热处理分析不同的化工生产须要不同材质的压力容器，不同材质的容器在热处理方面也有很大差异，下面针对几种主要材质压力容器的热处理技术绽开探讨。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，而且具有非常志向的热塑性效果，简单实现锻造、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，运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，应当对压力容器进行热处理。事实上，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视

7、不计。在多数应用下，这种材料并不须要进行热处理。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600620，并在该温度下保持2h。之后，在400850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，假如在温度较高时，同时也比较强的腐蚀环境中运用奥体不锈钢材料制作的压力容器，那么就须要进行适合的热处理来变更奥体不锈钢的内部结构和金属性能，适用详细的应用环境和运用需求。2.2介质是液态氨介质是液态氨的压力容器本身也具有特别性，要依据应力腐蚀状况的存在与否来确定是否须要进行热处理，通常，假如液态氨为压力容

8、器的介质，那么，满意下列条件可推断为液态氨处于应力腐蚀环境，应当进行热处理。第一，含水量不应超过2，且有可能受到空气中氧气或者二氧化碳污染。其次，压力容器运用的温度超过或等于-5。同时，应当指出的是，有一种固定管板的换热器，壳层介质为液氨，其结构特别，无法整体进行热处理。遇到这种状况，则须要多次分步进行热处理，详细的操作步骤可以首先对换热器的壳体进行部件热处理，当管板和壳体焊接作业结束后，再对两道的焊缝绽开相应的热处理工序。2.3复合板式金属复合板式的压力容器是于金属的表面增盖一层其它金属的板子，这样做不仅能有效地节约成本，而且增加压力容器的平安系数。这类材质的压力容器焊接之后的热处理必需慎重

9、严谨，原则上，如对压力容器的基层材料进行热处理，那么，相应地，也必需对压力容器本体进行热处理，同时，还应当对热处理睬对复合材料的耐腐蚀性能和力学性能可能产生的影响进行综合考量。假如加热温度太高，势必会对复合板本身，特殊是不锈钢复合板的热力学性能产生严峻影响。假如热处理是在焊接以后进行，也会损害到焊头，严峻时还可能出现碳化现象。然而，假如压力容器运用的不锈钢复合板材料，则须要充分考虑热处理对材料的作用，并且选择运用与要求相一样的复合材料，建议依据现实状况应用超低碳的符合材料，并且针对不同材料进行适当热处理，限制保温的时间，以便确保复合板压力容器的热处理性能。3热处理技术重点关注的问题在对压力容器

10、进行热处理时，须要严格依据程序按部就班、有条不紊地进行：首先，在压力容器的设计时，热处理要放在焊接元件之后进行。其次，制作压力容器时，热处理只有在全部的焊接工艺和各自的技术检验都达到标准之后才能进行，然后还须要进行耐压性的试验。再次，含量低的合金钢或者碳质钢材料的焊接，管箱旁面的开口幅度要大于贯穿的内部直径的1/3，焊接之后再实行特处理消退应力。复次，管板式的压力容器焊接后须要进行适当的消退应力的热处理，但以奥体不锈钢等为建构材料的容器多数应用下没有必要进行热处理。最终，尽量不适用燃煤炉作为焊接后压力容器热处理的加热方式。综上所述，随着科学技术日新月异的发展，压力容器在多个行业的应用范围越来越

11、广泛，在石油化工、科学探讨以及军工行业中占据举足轻重的地位。鉴于压力容器设计过程的困难性以及应用环境的恶劣性，一旦出现质量问题或者有破损的现象出现，其后果将会特别严峻，干脆威逼到人民群众的生命平安，因此，压力容器的性能与质量必需得到保障。热处理技术能够改善压力容器原材料的性能，有效消退焊后应力，在保证压力容器的质量方面发挥着重要的作用，设计工作人员必需严格依据材料性能渐渐完善、改进热处理技术及工艺，全面提升压力容器的质量。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实力探讨D.华南理工高校，2022.2刘俊松.承压设备调质高强钢再热脆化机理与风险限制方法探讨D.合肥工业高校，2022

12、.3方海毅.关于压力容器设计过程中常见的问题分析J.化学工程与装备，2022,(10):127128+144.4郑秀芳，范闻捷.压力容器设计中的热处理问题J.辽宁化工，2022(01).5付卫宾.探讨压力容器设计中的热处理问题J.中国石油和化工标准与质量，2022(03).6申长吉.压力容器设计过程中常见的问题分析J.自动化应用，2022(06).7杨颖.浅析压力容器设计的一般要求及技术进展J.科技与企业，2022(10).作者：李海英 单位：吉林石油化工设计探讨院第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页