探讨压力容器设计中的热处理问题

满静懿（天津辰鑫石化工程设计有限公司 300350）

如果对压力容器在焊接之后，能够及时有效的进行热处理，就会非常有利于焊接金属氢的释放，就会非常有效地防止在焊接接头部位，由于氢不能很好地释放，进而发生冷裂纹现象。所以，在设计压力容器的过程中，做好容器的热处理问题，是设计人员必须面对的一个重要的问题，其有着非常深远的影响。人们应该对压力容器热处理问题的研究探讨非常的重视，对这个问题的必要性以及重要性要有非常充分地认识。在制造压力容器的过程中，遵循热处理的目的，一般可以划分为四种:对材料性能进行有效改善的热处理问题；对材料的性能机械能恢复的热处理问题；对压力容器进行焊接之后的去氢处理；其中，在化工设计中，对焊接之后的热处理问题的应用非常的广泛，文章将对在设计压力容器中进行的热处理问题进行研究讨论。

一、探讨焊接之后的奥氏体不锈钢制压力容器的热处理问题

从目前的具体相关的标准来看，尚未明确地规定出是否应该对奥氏体不锈钢进行焊接之后的热处理，并且到底应该如何进行焊接之后的热处理问题，而在热处理问题应该采用的方法上，更没有进行非常明确的规定。通常情况下，奥氏体不锈钢都具有着很好的韧性以及塑性，残余应力在加工之后都相对较小，力作硬化的现象一般不容易产生。一般来看，为了对应力进行很好地消除，在进行热处理问题时的温度应该控制在600℃-620℃之间，要进行两个小时的保温。对于奥氏体不锈钢，当温度范围在400℃-850℃之间的时候，如果不锈钢的冷却速度非常的慢，晶间腐蚀现象就非常容易发生，也就是说奥氏体不锈钢发生发生敏化现象。如果对抗腐蚀的要求相对较高时，那么对于供需两方，就非常有必要深入仔细的研究以及分析这个问题，同时需要其制定具体的措施来有效地解决这些问题，进而多压力容器的质量进行很好的保证。

二、对于液氨介质容器进行热处理问题

在国家制定的相关标准中规定“对具有盈利腐蚀的容器进行图样注明，例如盛放液氨以及液化石油气等的容器”。对于这句话，可以作如下的解释:有的液氨容器需要进行热处理，而有的液氨容器根本就不需要进行热处理，具体是否需要进行热处理，其关键的判断条件是看这些容器是否存在应力腐蚀。如果容器确认有应力腐蚀，就需要对其进行热处理，而如果容器不具有应力腐蚀，那么就不需要进行热处理。

三、焊接之后的复合板容器的热处理问题

对复合板容器进行焊后热处理这一问题是非常需要慎重对待的。从原则上来看，对于比基层材料，如果一定要进行焊后的热处理，那么由复合板制造的容器同样也应该进行焊接之后的热处理问题。但是，在尚未进行热处理的时候，就应该提前考虑到热处理对符合材料的有关力学性能的具体影响程度，在此同时，也要考虑材料的耐腐蚀性能受热处理影响的具体程度。如果压力容器是由不锈钢复合板材料制成的，在热处理之后，那么对于复层材料以及焊接接头就会产生很大的影响，使材料出现碳化析出，情况更为严重的时候，会形成σ相，进而就会从一定程度上损害复层性能，尤其会对其耐腐蚀性能以及力学性能具有很大的损害。因此，如果容器是由不锈钢制造的，一定要对其焊接之后的热处理问题进行很好的处理。在对容器进行焊接之后额热处理制定相关的工艺时，热处理对材料的要求标准问题必须要充分考虑，同时液也要充分地考虑材料耐腐蚀性能受热处理的影响程度，在特殊情况下，就需要选用最符合标准的复层材料。

四、代用材料的热处理问题

在进行具体的生产过程中，某些符合设计要求的材料，制造企业往往一时购买不到，经常会代用一些其他厚度的材料，具体有以厚代薄，或者是以薄代厚等。特别是对于用厚材料代替薄材料时，就需要充分地考虑代用材料是否符合热处理问题。而对于中温成型或者是冷成型的受压元件，如果符合以下条件中的其中一个，就需要在其成型之后进行热处理:碳钢、厚度不低于圆筒内径3%；其它的低合金钢、厚度不小于圆筒内径的2.5%。

五、焊接之后进行热处理的具体方法

对于容器而言，在焊接之后进行热处理，主要有以下几种方法:以整体热处理作为标准，主要分为整体热处理以及炉内整体热处理，除此之外，还包括分段以及局部热处理。在对容器进行炉内整体热处理时，就是将整体的一个压力容器，放置在一个密闭的炉内，然后机械能热处理。而对于受压元件或者是容器需要进行热处理时，就应该首先使用炉内整体热处理方法。而炉内整体热处理还可以用在中压、高压反应器、移动式压力容器以及盛装有液化石油气的卧式储罐。对于设计者，一方面，应该对材料以及场地等实际情况进行考虑，另一方面，要仔细编制图纸，并且将采用的具体热处理方法在图纸中进行标注，同时针对热处理问题，提出相关的建议。

结语

总之，热处理是一门十分重要工作，其在很大程度上，能够改善或者是恢复金属的性能。在对压力容器进行设计以及制造的过程中，热处理产生了非常重要的影响作用，其地位非比寻常，所以，对于压力容器的设计人员，在具体进行热处理问题时，必须对钢材的性能以及介质的特殊性质进行综合考虑，对热处理方法的选取一定要遵循具体的相关规定。