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壓力容器不僅是石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的重要生產(chǎn)工具而且還遍及各行業(yè)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，但是在他的發(fā)展的過程中也存在很多問題和缺陷，尤其熱處理問題。在壓力容器的設(shè)計(jì)中，是否需要熱處理及熱處理種類、方法的選擇、熱處理的具體要求等是壓力容器是否能安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素。
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壓力容器焊后熱處理的必要性和目的
壓力容器設(shè)計(jì)依據(jù)是給定的工藝尺寸和工作條件，考慮制造和安裝檢修的要求，對(duì)壓力容器各個(gè)元件正確的選擇材料全面地進(jìn)行載荷分析、應(yīng)力分析。選擇合理的結(jié)構(gòu)型式，并確定既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理的強(qiáng)度尺寸。它通常在苛刻的操作條件下，長期連續(xù)工作的，一臺(tái)壓力容器的失效甚至一個(gè)零件的破壞，往往導(dǎo)致整套裝置的停工，以致給國家財(cái)產(chǎn)和人員安全造成嚴(yán)重?fù)p失，因而，保證壓力容器的長期安全運(yùn)行對(duì)石油化學(xué)等過程工業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的意義。壓力容器的安全性首先決定于材料的選擇，而金屬材料的性能不僅與其化學(xué)成分、金相組織有關(guān)，而且與熱處理狀態(tài)緊密相關(guān)，熱處理是改善金屬材料及其制品性能的重要工序。GB150明確規(guī)定了各種壓力容器鋼板在其使用中的熱處理狀態(tài)。如：熱軋狀態(tài)、正火狀態(tài)、回火狀態(tài)、正火+ 高溫回火狀態(tài)、調(diào)質(zhì)狀態(tài)、固溶狀態(tài)和穩(wěn)定化狀態(tài)。壓力容器熱處理效果的優(yōu)劣，將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
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熱處理的種類和作用
熱處理的種類很多，分類方法亦各不相同。壓力容器行業(yè)習(xí)慣依據(jù)其目的的不同，將常用的熱處理方法分為四大類，即焊后熱處理、恢復(fù)力學(xué)性能熱處理、改善力學(xué)性能熱處理及消氫熱處理。
在壓力容器行業(yè)中，通常所說的焊后熱處理是指為改善焊接接頭的組織和性能，消除焊接殘余應(yīng)力等影響，將焊接接頭及其鄰近局部在金屬相變點(diǎn)以下均勻加熱到足夠高的溫度，并保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的過程，稱為“消除應(yīng)力退火”或“消除應(yīng)力熱處理”。在壓力容器技術(shù)文件和標(biāo)準(zhǔn)中的焊后熱處理，主要指“消除應(yīng)力熱處理。”消除應(yīng)力熱處理可以松弛焊接殘余應(yīng)力，軟化淬硬區(qū)，改變組織形態(tài)，減少含氫量，尤其是提高某些鋼種的沖擊韌性，改善力學(xué)性能。
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焊后熱處理的方法
壓力容器及其零件的焊后熱處理方法，主要有爐內(nèi)整體熱處理、分段爐內(nèi)熱處理、局部熱處理及現(xiàn)場(chǎng)熱處理四大類。壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，在可能條件下優(yōu)先選用爐內(nèi)整體熱處理。
爐內(nèi)整體熱處理是將工件整體放入爐內(nèi)加熱的方法，由于工件在爐內(nèi)受熱均勻，溫度及升、降溫度速度易于控制，效果較好。
分段爐內(nèi)熱處理是因工件過大，受加熱爐尺寸限制，只能采取分段的辦法進(jìn)行熱處理。分段爐內(nèi)熱處理有兩大技術(shù)關(guān)鍵，一是確定工件重復(fù)加熱長度—GB150要求容器需要加熱的長度不小于1500m m 。二是采取合適的工件裸露在爐外部分的保溫措施，以免容器爐內(nèi)、外溫度梯度過大。
局部熱處理的技術(shù)關(guān)鍵在于熱處理裝置要有足夠的功率和準(zhǔn)確的溫度控制、足夠的加熱寬度以及適當(dāng)?shù)谋卮胧?br/>現(xiàn)場(chǎng)熱處理亦稱整體爐外焊后熱處理。壓力容器由于制造或運(yùn)輸?shù)脑蛐枰褂矛F(xiàn)場(chǎng)組焊，如高塔和球罐等。整體爐外焊后熱處理，是將壓力容器的殼體作為高溫加熱爐的爐體，在容器殼體內(nèi)部加熱，殼體外部用保溫材料保溫。目前該種方法在我國已日臻成熟，但受天氣影響，雨雪、大風(fēng)都給熱處理效果造成不良影響。
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綜上所述，壓力容器技術(shù)是一門綜合性的科學(xué)技術(shù)，壓力容器是為工藝過程服務(wù)的，他的安全運(yùn)行涉及國家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全。所以對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)提出了越來越高的要求，熱處理技術(shù)是壓力容器設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以在設(shè)計(jì)過程中一定引起高度重視。