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分析下压力容器设计中的热处理问题

更新时间:2019-08-24 10:47:17 星期六
摘要:

现阶段,于石油化工生产过程之中,压力容器尤为常见。因而于对于压力容器进行设计的过程之中,需要关注热处理这一工序 […]

现阶段,于石油化工生产过程之中,压力容器尤为常见。因而于对于压力容器进行设计的过程之中,需要关注热处理这一工序的重要性。透过热处理的方式能够对于压力容器材料本身的金属性能进行有效地改善,因而于完成压力容器的焊接作业之后,展开热处理,使焊接残余应力得以降低,全面提升焊接接头性能,以此保证于实际使用过程之中压力容器更为安全。作为此,文章把压力容器的设计作为研究重点,阐述了热处理的问题,以此供参考。

 

压力容器于石油化工生产之中遭广泛应用,特别是在对于带压气体和液化气体收集与存储过程之中,发挥着关键性的作用。受石油化工生产介质的特殊性影响,其中的有毒有害气体很多,作为此,危险性亦逐渐提高。可谓,压力容器的设计和制造同一化工生产的安全性联系紧密。正是受诸多因素的影响和作用,对于压力容器材料间的缝隙要求亦急速提高。所以于对于压力容器进行设计和制造的过程之中,需要应用热处理的方式。文章对于压力容器设计方面的热处理技术展开了研究和分析,并且自奥氏不锈钢材质、金属复合板式压力容器焊接及液态氨介质三个方面研究了压力容器的热处理,希望能够对于压力容器设计之中的热处理作业提供有价值的理论依据。

 

1、对于压力容器设计热处理技术的解构

将金属工件放置和特定介质其中并且加热,于达到具体温度之后,对于不同的速度所采取的冷却工艺便是金属热处理技术。其中,热处理具体指的便是绝不对于工件的外形与化学性质带来影响,因而对于金属的微观结构进行改变,确保工件可以达到特定的物理和力学性能要求。

 

1.1加热

于热处理技术其中,加热是热处理工序其中的第一步,作用不容小觑。不过加热的方式具有多样性。其中,于热处理技术的应用末期,木炭和煤是主要的加热方式,尔后渐渐开始使用液体燃料和气体燃料,还有电加热的方式[1]。现阶段,也可以使用熔融金属进行加热处理,其中,液体钠和钾的加热效果十分理想。此外,于加热处理方面,作为保证热处理的质量,便必需要重视加热的温度。实际选择的加热温度某种要考虑到加热材质与目的,并跟随其变化因而改变。一般情况之下,应当保证实际阿基热的问题高于相比温度,这样便能够越来越好地获取高温组织。

 

1.2保温

于金属材料的表面温度达到标准要求之后,应当使其保持特定时间,从而减小材料上下温差,实现温度的一致性。因而于整个过程其中,金属材料纤维组织会发生根本性的改变,以此保证越来越好地满足材质的性能。除此之外,若加热速度相当比较快,而且金属材料的外部和内部温差相差绝不大,亦无需历经保温这一过程,可以直接冷却。

 

1.3冷反而

于热处理过程之中,冷却这一工序十分关键。因为采取的工艺存在差异,金属材料于冷却方面的速度亦存在极大的区别。一般,退火冷却的速度最为慢,能够于金属材料硬度急速降低的同时,提升材料本身塑性。冷却速度次之的是正火冷却的方式,可以有效地提升低碳钢力学性能,合理地改善切削加工性,实现晶粒的细化,有效消除组织缺陷。冷却速度最为快的方式便是淬火冷却,不但可以保证钢件具备马氏体组织,除此之外也能够增强工件的硬度、耐磨性和强度,以此保证后续热处理工作的正常开展[2]。受不同速率冷却处理的影响,可以得到不同的物理性质工件,以此保证可以于具体情况的作用之下越来越灵活地应用于化工生产之中。

 

2、不同材质类型压力容器设计的热处理探究

针对不同化工生产需求,所需要的压力容器材质类型亦有所差异。不同类型材质于压力容器的处理方面亦一样需要给予一定的重视。下列把针对材质类型不同的压力容器热处理展开相应的分析与研究。

 

2.1奥氏不锈钢材质

因为奥氏不锈钢的热塑性效果十分理想,所以非常容易实现轧制、挤压和锻造、热穿孔等多种加热工目的。另一方面,奥氏不锈钢之中包含了钼和铜等多种元素,具有较强的耐腐蚀性能和耐酸性能。根据此,于压力容器加工以及制造过程之中,奥氏不锈钢应用十分广泛。目前阶段,不锈钢热处理的技术标准未明确地规定出处理的方式[3]。奥氏不锈钢的热塑性和韧性效果理想,加工残余剪应力会较小,并不需要采取消除应力这一热处理环节。一般来讲,热处理温度需要控制于600~620℃,并经历24h保温,之后展开缓慢的冷却处理。于这种情况之下,会改变奥氏不锈钢的金属结构,乃过敏化。可谓,把常规热处理的方法应用于奥氏不锈钢之中并且绝不可行,某种要考虑到压力容器实际应用的环境,从而制定出明确的热处理方案,和生产需求相互吻合。

 

2.2金属复合板式压力容器焊接热处理

金属复合板便是于金属表面覆盖另一种金属的板子,于绝不影响使用效果的基础之上有效地节省资源,并且适当地节约成本。正在由于如此,金属复合板于制造防腐压力容器方面应用十分广泛。其中,于对于金属复合板式压力容器进行热处理的过程之中,假如温度这么高,亦会严重影响复合板自身的热力学性能,最为明显的就是不锈钢复合板。假如于焊接之后采取热处理,便会严重影响焊头,严重的也会出现碳化的问题,对复合板耐腐蚀性以及力学性能亦会产生直接的影响[4]。不过,若是压力容器材料采用的是不锈钢复合板,那麽便需要针对热处理对材料所产生的影响进行充分考虑,所以应当保证选择和要求相互吻合的复合材料。除了此以外,应当对于焊后热处理问题予以正确地对待,适当调整加热的温度和保温的时间,历经长年实验来获取最佳热处理的条件。

 

2.3液态氨介质

针对液态氨压力容器而言,其自身具有一定的特殊性,不过,并且绝不是以此液态氨作为介质的所有压力容器均要历经热处理,相反,亦应当考虑到应力腐蚀的具体情况明确。因此,钢制压力容器亦遭当作判断的具体标准。

若介质是液态氨,那麽环境的含水量是绝不能超过0.2%的,除此之外容易受空气污染的情况;使用的温度绝不低于-5℃。如果和超过情况之中的一种相吻合,便必需要采取压力容器热处理的方式。根据此,壳层介质是液氨的固定管板式换热器,由于其结构相当特殊,因此是难以实现热处理的。对于这一情况,应当积极运用分布多次热处理的方式[5]。其中,操作方法步骤是:①对换热器壳体采取部件热处理方式;②于壳体与管板焊接作业完成之后,需要针对两道焊缝展开局部的热处理操作。于上述步骤完成之后,便意味着压力容器热处理工艺完成。

 

3 结束语

综上所述,根据科学技术的发展,压力容器遭广泛应用于能源、医学及化工等领域之中。于这种情况之下,亦一样使得压力容器质量有所保障。于此过程之中,压力容器设计制造的热处理技术应用发挥着关键性的作用,能够对于金属的性能以及应力消除方面进行有效地改善[6]。可谓,于设计压力容器的过程之中,工作人员某种要充分考虑材料性能,有效完善并且改进热处理工艺,实现压力容器质量的全面提升。透过对于压力容器设计热处理问题的探究,希望作为其提供一定的帮助。