化工壓力容器設(shè)計(jì)熱處理方法論文
摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國石油化工行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有了穩(wěn)定的進(jìn)步，壓力容器成為重要的生產(chǎn)工具，熱處理問題成為關(guān)鍵�；诖耍曰毫θ萜髟O(shè)計(jì)中熱處理問題作為研究對象，分別從通用條件和特殊條件兩方面分析化工壓力容器設(shè)計(jì)中需進(jìn)行焊后熱處理的條件，結(jié)合實(shí)際情況分析化工壓力容器設(shè)計(jì)中焊后熱處理的方法。
關(guān)鍵詞：石油化工；壓力容器；熱處理
1化工壓力容器設(shè)計(jì)中需進(jìn)行焊后熱處理的條件
1.1通用條件
化工壓力容器設(shè)計(jì)中，金屬熱處理就是將金屬材質(zhì)的零部件放在介質(zhì)中加熱，一直到適宜的溫度時(shí)并在這個(gè)溫度中保持一段時(shí)間，再以不同的速度進(jìn)行冷卻，這就是機(jī)械制造中較為重要的技術(shù)，同其他工藝相比，熱處理技術(shù)不會改變零部件的形狀與化學(xué)成分，而是改變內(nèi)部顯微組織和表面的化學(xué)成分，從而改善部件的性能�；毫θ萜髟O(shè)計(jì)中，人們在應(yīng)用熱處理的時(shí)候也意識到焊接應(yīng)力對容器會造成危害，很難判斷出焊接應(yīng)力應(yīng)該限制成什么水平。因此，化工壓力容器設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行熱處理的通用條件如下：①材質(zhì)，鋼材強(qiáng)度級別隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷提高，鋼材中合金含量有所增加，焊接性能開始變差，一樣的焊接工藝下會有焊接缺陷產(chǎn)生；②鋼材的厚度，厚度越大，焊接就越深，等到冷卻之后收縮傾向就會越強(qiáng)，合金含量增加導(dǎo)致鋼材的剛性加大，抵抗局部收縮變形的能力加強(qiáng)，焊接殘余應(yīng)力就會比較大；③化工壓力容器設(shè)計(jì)中熱處理時(shí)有預(yù)熱溫度，在焊接之前進(jìn)行預(yù)熱可以減緩焊接處和其他部位的溫度差，減緩高峰值焊接應(yīng)力的出現(xiàn)。因此，在我國相關(guān)化工壓力容器設(shè)計(jì)熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)中，各種鋼材材質(zhì)、鋼材厚度以及預(yù)熱溫度的設(shè)定就成為化工壓力容器設(shè)計(jì)進(jìn)行熱處理的通用條件[1]。
1.2特殊條件
除了以上三種通用條件，還有兩種特殊條件，不管化工壓力容器設(shè)計(jì)中鋼材的材質(zhì)、厚度以及預(yù)熱溫度是什么情況，都需要對鋼材進(jìn)行焊后熱處理，這兩種特殊條件中，第一種是圖樣上標(biāo)明有應(yīng)力腐蝕的容器，第二種是圖樣上標(biāo)明承裝毒性極強(qiáng)或者危害程度較高的容器。這兩種情況下，一旦焊接熱處理工藝應(yīng)用的不到位，發(fā)生事故的后果是極其嚴(yán)重的。焊接殘余應(yīng)力會導(dǎo)致鋼材腐蝕開裂，假如化工壓力容器中承裝的是液化石油氣，這些液體中含有H2S，其中的雜質(zhì)會對鋼材起到腐蝕的作用，如果是沒有雜質(zhì)的液化石油氣，里面的丙烷與丁烷不會有應(yīng)力腐蝕，它的.應(yīng)力腐蝕和濃度有關(guān)，與含水量也有關(guān)聯(lián)，因?yàn)橹挥幸簯B(tài)的成分才會有應(yīng)力腐蝕的存在。
2化工壓力容器及其零件的焊后熱處理方法
化工壓力容器設(shè)計(jì)中焊后熱處理的方法主要有四種：爐內(nèi)整體熱處理，就是將工件整體放在爐中并開始加熱，工件在爐中的受熱會比較均勻，溫度無論是上升還是下降，其速度比較容易掌控，工件熱處理的效果更加好；分段爐內(nèi)熱處理方法比較常見，如果工件尺寸比較大，爐內(nèi)尺寸遭受限制，只能通過這種方法對化工壓力容器設(shè)計(jì)進(jìn)行熱處理，這個(gè)時(shí)候需要確定工件在重復(fù)加熱的時(shí)候需要用到的長度，在相關(guān)工藝施工標(biāo)準(zhǔn)中要求化工壓力容器加熱的長度必須大于1500mm，還需要對裸露在外面的工件做好保溫措施，防止化工壓力容器設(shè)計(jì)中工件在爐內(nèi)和爐外的溫度差距過于懸殊；局部熱處理需要保證熱處理裝置有足夠的功率，保證溫度可以得到有效控制，加熱的寬度足夠，保溫措施也要做到位；現(xiàn)場熱處理也被稱之為整體爐外焊后熱處理，化工壓力容器設(shè)計(jì)中，如果因?yàn)橹圃旌瓦\(yùn)輸?shù)脑�，化工壓力容器不得不在現(xiàn)場進(jìn)行焊接，這時(shí)就要將化工壓力容器當(dāng)做高溫加熱爐，在殼體的內(nèi)部開始加熱，外部來保溫。現(xiàn)場熱處理方法在我國應(yīng)用廣泛，熱處理工藝日漸嫻熟，我國地域遼闊，南北相隔遠(yuǎn)，受到天氣和溫度的影響都會使化工壓力容器設(shè)計(jì)中熱處理的效果不同，因此需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的熱處理方法。鞍鋼成功為一個(gè)在建的國內(nèi)規(guī)模最大煉化一體化項(xiàng)目供應(yīng)500余t5m以上超寬規(guī)格壓力容器鋼板，這標(biāo)志著鞍鋼突破了國內(nèi)超寬規(guī)格壓力容器鋼板生產(chǎn)極限，成為世界首家具備5m以上超寬壓力容器CrMo鋼板供貨能力的企業(yè)。據(jù)介紹，根據(jù)客戶定制管道設(shè)計(jì)直徑1622mm，在國內(nèi)首次采用單縫直焊工藝，因此必須采用5m以上超寬規(guī)格壓力容器鋼板。該項(xiàng)目所需的鋼板共計(jì)3200余t，其中寬度在4850mm以上的占比超過1/3，最寬要求達(dá)到5030mm，毛邊寬度達(dá)到5200mm，寬度規(guī)格為世界之最，此種寬度規(guī)格的壓力容器鋼板國際上沒有先例[2]。
3結(jié)語
總而言之，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，化工壓力容器技術(shù)作為一門綜合性較強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)，其安全運(yùn)行被人們尤為關(guān)注。熱處理工藝涉及到國家財(cái)產(chǎn)安全和人身安全，我國對熱處理技術(shù)的要求越來越高，希望通過技術(shù)的革新為化工壓力容器設(shè)計(jì)奠定技術(shù)保障，從而提高容器的安全性與穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
[1]管興國.化工壓力容器的安全控制分析[J].化學(xué)工程裝備，2018，（6）：259-260.
[2]樓旭錸.針對化工壓力容器可靠性的設(shè)計(jì)論述[J].化工管理，2016，（13）：196.
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