皮晓峰
（安徽理工大学，安徽 淮南 232001）
【摘要】压力容器是一种常见的工业设备，尤其在石化工业中更是不可缺少，压力容器的质量能否得到保障，直接关系到化工生产的安全性高低。热处理作为压力容器生产过程中的一个重要环节，能够改善压力容器材料的金属性能，尤其在焊接后对其热处理操作，可以极大的提高焊接部位的牢固性，减少残余应力，保证容器整体的抗压性能。针对热处理技术在压力容器设计中的应用进行分析和讨论，具有一定的参考价值和实践意义。
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关键词 压力容器；热处理；化工业设
1判断热处理的必要性
通常压力容器被用来存放腐蚀性、易燃易爆、或有毒性的溶液或气体，因此在许多工业生产领域，尤其是化工生产中的常见设备。由于内部存放压力较大的有害性物质，因此其安全性一直受到了广泛的关注。压力容器的设计需要考虑多种技术方面的问题，如选材、结构设计、受力分析、强化措施、检验维护等。而热处理技术在压力容器的设计领域占有重要的地位，因为在高压和腐蚀性液体、气体环境中，压力容器的金属和焊缝要求较高而应用热处理技术可以有效的提高金属材料或焊接部位的抗压性能，将金属或焊缝中的不稳定因素通过高温改变，使金属材料的性能得到最大的优化，从而保证压力容器的安全系数。
但是，并不是所有的压力容器制造都需要经过热处理工序，一方面，热处理工序会提高加工成本和延长工时，对节约能耗，控制生产成本不利，另一方面，一般情况下，热处理有利于降低焊接残余应力，改善焊接接头的组织与性能，热处理对熔敷金属和焊接热影响区的韧性提高不利，有时还可能发生晶间开裂，同时将不可避免的使得结构失去刚性，因此，在进行热处理工序之前，必须仔细判断焊件在高温下的支承能力。
2压力容器热处理中出现的问题以及热处理的目的
2.1焊接中存在一定的缺陷
根据物理学原理，焊接的接头是一个组织的和力学性能的不均匀体，当温度下降，实现冷却之后，焊接组织将会变成一个过热组织，这个组织呈现出晶粒粗大、化学成份不均匀的现象，出现强度上升但是塑生降低的情况。在熔合线的外侧区域不仅晶粒粗大，还经常出现一种名叫魏氏组织和索氏体的物质，使得这个区域的韧性显著降低。
根据热处理的原理，热影响和区熔池的结晶方向和换热方向呈现出相反的状态，也就是说，热影响区到熔合线再到焊缝是为结晶方向，熔合线处是首先完成结晶的，但是熔池中心却是结晶最慢的地方。这就造成了熔池的杂质不断的由熔合线向熔池的中心移动，使得熔池的中心部分最容易产生夹渣的缺陷，但是又由于熔合线处是冷却速度最快的，这种不均衡的融和速度使得裂纹的产生更加普遍。，不仅使得产品质量下降，甚至威胁人民的财产生命安全。
2.2焊后进行热处理的目的
焊接由于存在着一定的问题，这就使得压力容器的热处理变得极为重要。焊接之后进行热处理的目的，主要包含以下几个方面。首先，焊接后的热处理可以实现松弛焊接的参与应力的水平，使得焊接能够更好的完成。其次，在焊接之后进行热处理可以使得压力容器能够更好的实现结构的稳定，使得结构的形状和尺寸得以固定与完善，从而降低畸变的可能性。再次，压力容器进行热处理，可以更好的改善母体材料与焊接区之间的性能，这些性能包括提高焊缝金属的一种塑性，还可以实现热影响区硬度的降低，使得断裂的韧性可以得到提高，还能够使得金属的疲劳强度得到一定程度的改善，使得恢复和提高冷成型的屈服强度实现降低。最后，压力容器的热处理还可以提高容器的抗应能力和抵抗腐蚀的能力；压力容器的热处理可以更好的实现焊缝金属中有害气体的释放，达到防止或者延迟裂纹产生的目的。
3压力容器设计中不同材质类型的热处理问题探究
根据化工生产的需求的不同，压力容器的材质类型也不一样。针对不同类型的材质，压力容器热处理过程中所需要注意的问题也有所不同，下面就几种不同材质类型的压力容器的热处理问题进行简要的探究。
3.1奥氏不锈钢制造的压力容器热处理问题探究
奥氏不锈钢具有优良的热塑性使其易于锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工，另外奥氏不锈钢含有Mo、Cu等元素，具有优良的耐酸性和耐腐蚀性，因此奥氏不锈钢被广泛地应用于压力容器的加工制造，且一般不作消除应力的热处理。通常热处理的温度为600～620℃，然后保温2小时，最后缓慢进行冷却，奥氏不锈钢的金属结构就会发生改变，也就是所说的过敏化。因此奥氏不锈钢按照常规的热处理是行不通的，必须根据压力容器使用的具体环境来确定热处理的方案，满足生产的需求。
3.2金属复合板式压力容器在焊接后的热处理问题探究
因此金属复合板常常用于防腐和压力容器的制造之中。当对金属复合板式压力容器进行热处理的时候，高温会影响复合板的热力学性能，特别是不锈钢复合板，焊后进行热处理，就容易对焊头造成一定的影响，可能会损坏复合板的耐腐性性能和力学性能。因此必须充分考虑到热处理对材料的影响，在一定的时候必须选取符合要求的复合材料。另一方面，必须灵活对待焊后热处理的问题，对加热温度和保温时间的调整，通过不断的实验，摸索出理想的热处理条件。
3.3以液态氨为介质的压力容器的热处理问题
以液态氨为介质的压力容器有着其自身的特殊性，不是所有的液态氨为介质的压力容器都需要进行热处理，这要根据应力腐蚀的情况而定，可根据《钢制压力容器》的判断标准而定。（1）以液态氨为介质时，环境含水量应该小于或等于0.2%，且可能受到空气污染的场合。（2）使用温度高于-5℃。凡是符合上述两条的任何一条的，都需要进行压力容器的热处理。在固定管板式换热器中，当壳层介质为液氨的时候，应采用分布多次热处理的方法，先对换热器壳体整体进行一次部件的热处理，然后在对壳体和管板焊接完以后得两道焊缝进行局部的热处理。
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参考文献
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［责任编辑：邓丽丽］