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分析下壓力容器設計中的熱處理問題

更新時間:2019-08-24 10:47:17 星期六
摘要:

現階段,于石油化工生產過程之中,壓力容器尤為常見。因而于對于壓力容器進行設計的過程之中,需要關注熱處理這一工序 […]

現階段,于石油化工生產過程之中,壓力容器尤為常見。因而于對于壓力容器進行設計的過程之中,需要關注熱處理這一工序的重要性。透過熱處理的方式能夠對于壓力容器材料本身的金屬性能進行有效地改善,因而于完成壓力容器的焊接作業之后,展開熱處理,使焊接殘余應力得以降低,全面提升焊接接頭性能,以此保證于實際使用過程之中壓力容器更為安全。作為此,文章把壓力容器的設計作為研究重點,闡述了熱處理的問題,以此供參考。

 

壓力容器于石油化工生產之中遭廣泛應用,特別是在對于帶壓氣體和液化氣體收集與存儲過程之中,發揮著關鍵性的作用。受石油化工生產介質的特殊性影響,其中的有毒有害氣體很多,作為此,危險性亦逐漸提高??芍^,壓力容器的設計和制造同一化工生產的安全性聯系緊密。正是受諸多因素的影響和作用,對于壓力容器材料間的縫隙要求亦急速提高。所以于對于壓力容器進行設計和制造的過程之中,需要應用熱處理的方式。文章對于壓力容器設計方面的熱處理技術展開了研究和分析,并且自奧氏不銹鋼材質、金屬復合板式壓力容器焊接及液態氨介質三個方面研究了壓力容器的熱處理,希望能夠對于壓力容器設計之中的熱處理作業提供有價值的理論依據。

 

1、對于壓力容器設計熱處理技術的解構

將金屬工件放置和特定介質其中并且加熱,于達到具體溫度之后,對于不同的速度所采取的冷卻工藝便是金屬熱處理技術。其中,熱處理具體指的便是絕不對于工件的外形與化學性質帶來影響,因而對于金屬的微觀結構進行改變,確保工件可以達到特定的物理和力學性能要求。

 

1.1加熱

于熱處理技術其中,加熱是熱處理工序其中的第一步,作用不容小覷。不過加熱的方式具有多樣性。其中,于熱處理技術的應用末期,木炭和煤是主要的加熱方式,爾后漸漸開始使用液體燃料和氣體燃料,還有電加熱的方式[1]?,F階段,也可以使用熔融金屬進行加熱處理,其中,液體鈉和鉀的加熱效果十分理想。此外,于加熱處理方面,作為保證熱處理的質量,便必需要重視加熱的溫度。實際選擇的加熱溫度某種要考慮到加熱材質與目的,并跟隨其變化因而改變。一般情況之下,應當保證實際阿基熱的問題高于相比溫度,這樣便能夠越來越好地獲取高溫組織。

 

1.2保溫

于金屬材料的表面溫度達到標準要求之后,應當使其保持特定時間,從而減小材料上下溫差,實現溫度的一致性。因而于整個過程其中,金屬材料纖維組織會發生根本性的改變,以此保證越來越好地滿足材質的性能。除此之外,若加熱速度相當比較快,而且金屬材料的外部和內部溫差相差絕不大,亦無需歷經保溫這一過程,可以直接冷卻。

 

1.3冷反而

于熱處理過程之中,冷卻這一工序十分關鍵。因為采取的工藝存在差異,金屬材料于冷卻方面的速度亦存在極大的區別。一般,退火冷卻的速度最為慢,能夠于金屬材料硬度急速降低的同時,提升材料本身塑性。冷卻速度次之的是正火冷卻的方式,可以有效地提升低碳鋼力學性能,合理地改善切削加工性,實現晶粒的細化,有效消除組織缺陷。冷卻速度最為快的方式便是淬火冷卻,不但可以保證鋼件具備馬氏體組織,除此之外也能夠增強工件的硬度、耐磨性和強度,以此保證后續熱處理工作的正常開展[2]。受不同速率冷卻處理的影響,可以得到不同的物理性質工件,以此保證可以于具體情況的作用之下越來越靈活地應用于化工生產之中。

 

2、不同材質類型壓力容器設計的熱處理探究

針對不同化工生產需求,所需要的壓力容器材質類型亦有所差異。不同類型材質于壓力容器的處理方面亦一樣需要給予一定的重視。下列把針對材質類型不同的壓力容器熱處理展開相應的分析與研究。

 

2.1奧氏不銹鋼材質

因為奧氏不銹鋼的熱塑性效果十分理想,所以非常容易實現軋制、擠壓和鍛造、熱穿孔等多種加熱工目的。另一方面,奧氏不銹鋼之中包含了鉬和銅等多種元素,具有較強的耐腐蝕性能和耐酸性能。根據此,于壓力容器加工以及制造過程之中,奧氏不銹鋼應用十分廣泛。目前階段,不銹鋼熱處理的技術標準未明確地規定出處理的方式[3]。奧氏不銹鋼的熱塑性和韌性效果理想,加工殘余剪應力會較小,并不需要采取消除應力這一熱處理環節。一般來講,熱處理溫度需要控制于600~620℃,并經歷24h保溫,之后展開緩慢的冷卻處理。于這種情況之下,會改變奧氏不銹鋼的金屬結構,乃過敏化??芍^,把常規熱處理的方法應用于奧氏不銹鋼之中并且絕不可行,某種要考慮到壓力容器實際應用的環境,從而制定出明確的熱處理方案,和生產需求相互吻合。

 

2.2金屬復合板式壓力容器焊接熱處理

金屬復合板便是于金屬表面覆蓋另一種金屬的板子,于絕不影響使用效果的基礎之上有效地節省資源,并且適當地節約成本。正在由于如此,金屬復合板于制造防腐壓力容器方面應用十分廣泛。其中,于對于金屬復合板式壓力容器進行熱處理的過程之中,假如溫度這么高,亦會嚴重影響復合板自身的熱力學性能,最為明顯的就是不銹鋼復合板。假如于焊接之后采取熱處理,便會嚴重影響焊頭,嚴重的也會出現碳化的問題,對復合板耐腐蝕性以及力學性能亦會產生直接的影響[4]。不過,若是壓力容器材料采用的是不銹鋼復合板,那麼便需要針對熱處理對材料所產生的影響進行充分考慮,所以應當保證選擇和要求相互吻合的復合材料。除了此以外,應當對于焊后熱處理問題予以正確地對待,適當調整加熱的溫度和保溫的時間,歷經長年實驗來獲取最佳熱處理的條件。

 

2.3液態氨介質

針對液態氨壓力容器而言,其自身具有一定的特殊性,不過,并且絕不是以此液態氨作為介質的所有壓力容器均要歷經熱處理,相反,亦應當考慮到應力腐蝕的具體情況明確。因此,鋼制壓力容器亦遭當作判斷的具體標準。

若介質是液態氨,那麼環境的含水量是絕不能超過0.2%的,除此之外容易受空氣污染的情況;使用的溫度絕不低于-5℃。如果和超過情況之中的一種相吻合,便必需要采取壓力容器熱處理的方式。根據此,殼層介質是液氨的固定管板式換熱器,由于其結構相當特殊,因此是難以實現熱處理的。對于這一情況,應當積極運用分布多次熱處理的方式[5]。其中,操作方法步驟是:①對換熱器殼體采取部件熱處理方式;②于殼體與管板焊接作業完成之后,需要針對兩道焊縫展開局部的熱處理操作。于上述步驟完成之后,便意味著壓力容器熱處理工藝完成。

 

3 結束語

綜上所述,根據科學技術的發展,壓力容器遭廣泛應用于能源、醫學及化工等領域之中。于這種情況之下,亦一樣使得壓力容器質量有所保障。于此過程之中,壓力容器設計制造的熱處理技術應用發揮著關鍵性的作用,能夠對于金屬的性能以及應力消除方面進行有效地改善[6]??芍^,于設計壓力容器的過程之中,工作人員某種要充分考慮材料性能,有效完善并且改進熱處理工藝,實現壓力容器質量的全面提升。透過對于壓力容器設計熱處理問題的探究,希望作為其提供一定的幫助。

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