石油化工压力容器热处理技术应用研究

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摘要：随着社会经济的飞速发展，近几年我国石油化工行业在不断的向前进步，石油化工行业在生产过程中本身是不可或缺的一个设备。制作石油压力容器也受到了越来越多人们的关注与重视，在制作时如何提高石油化工压力容器的效果，对工作原理、性能等逐一地分析，并且取得最佳的研究成果。

关键词：热处理技术；石油化工；压力容器

引言

热处理技术是当前提高石油化工压力容器性能时最常见的技术之一。本文简要分析热处理技术如何在石油化工压力容器制作过程中提高整体的使用效果。压力容器是石油化工企业中的一种特殊设备，能够确保石油化工行业的发展更加稳定，同时做到安全生产对于我国经济发展而言尤为重要，而如何确保压力容器在运行时的运行安全也是当前石油化工行业在发展中的重点内容，确保发展的质量得到提升，从而减少安全隐患的出现。

1热处理技术的类型及工艺环节

热处理技术是常见的一种提高金属性能的技术措施，包括了加热、保温、冷却等一系列工艺，使得金属原本的性质发生一定的改变，最终的目的是实现金属性能的提高。按照不同的标准以及石油化工热压力容器加工时的加工要求，技术分为多种不同的类型。比如说，以目标作为分类的标准热处理技术，可以将其分为中间热处理、最终热处理两种不同的热处理方式。然而以性质作为分类的标准则可以将热处理技术简要分为化学热处理、形变热处理以及普通热处理这三种，热处理的方法不同类型也不同。热处理技术在面对不同的金属时，处理的效果也有着一定的区别，在选择金属进行热处理时，首先要考虑到金属自身的性能，进而选择最适合该金属使用的热处理技术。在热处理过程中，由于经过了加热、保温、冷却三个不同的环节，确保这三个环节都能有效地开展，这也是石油化工压力容器性能得以提高的基础与前提。在加热的环节中最常见的加热方法是内燃法以及电热法，而在保温的环节则由于金属材料内部结构已经发生了一定的改变，严格的控制保温时间才能确保保温的效果，而在冷却环节则让金属材料处于室温的环境下。

2热处理技术在石油化工压力容器中的应用

2.1焊接前预热

在对金属材料处理时，升温到一个特定的高度开展预热处理。高温可以改变金属材料的基体组织结构，并且在一定程度上软化金属材料，能降低金属材料本身的硬度和强度，改善金属材料在焊接时其焊接效果较差这一问题。在石油化工压力容器的焊接作业中，更需要考虑到在焊接之前预热，预热的作用主要体现在了以下三个不同的方面：第一，在对所有的材料基本的预热后，能够有效的降低焊接过后金属材料冷却时的冷却速度，确保所有的金属基体材料在焊接区域中的氢脱离，减少由于氢脱离而导致的断裂可能性，同时预热也可以逐步减缓在焊接完成后整体的冷却速度，确保焊接的质量，防止由于氢的溢出而导致裂纹，降低焊接区域的淬硬程度，增加焊接后的抗裂性。第二，在焊接前预热，可以通过局部预热或者整体均匀预热两种不同的预热方式，其直接缩小了焊接位置与其他区域之间的温度差，同时也能逐步减小焊接时所消耗的焊接应力。预热的同时能够让焊接的应变速率逐步减小，防止在焊接过程中出现裂纹的情况。第三，通过预热可以直接减小焊接机体的拘束度，也就是说，在一定范围内能提高预热温度，并且降低裂纹可能出现的几率。在焊接石油化工压力容器制作时，一定要考虑到本次焊接所面对的基体材料以及焊条的具体化学成分，考虑到不同材料在焊接时的焊接刚性，以及焊接结构，选择最佳的焊接方式，同时在预热时也需要考虑到不同的材料其自身的预热温度以及层间温度都有着一定的区别[1]。

2.2焊接后热处理

在处理石油化工压力容器后，一旦焊接工作完成，应考虑到如何热处理，热处理的操作内容主要操作目的主要有以下三类：第一，为了进一步的除氢。在金属材料焊接后，由于其焊接区域的温度较高，特别是当焊接区域温度高于100℃时，该材料需要低温热处理，目的是为了加速焊接区域内以及焊接区域所影响到地方的脱离，防止由于氢脆现象的出现导致容器使用质量不佳。在低合金钢等石油化工压力容器中经常由于温度的问题而导致脱氢效果不佳，在使用该容器时出现氢脆的现象，或者是焊接的区域出现了裂纹的可能性，不满足石油化工压力容器在使用时的使用要求。第二，消除焊接产生的残余内应力。残余内应力主要来源于两个不同的方面，一个方面是由于在焊接的过程中，其材料处在快速的升温以及快速的冷却过程，无论是快速升温或者是快速冷却，都很容易导致金属材料内部出现了不均匀的内应力变化。另外一个方面则是由于在焊接石油化工压力容器时，应考虑到压力容器本身很容易受外界的拘束，产生一定的内应力。在焊接后对局部或者是整体的状态进行分析，高温回火处理可以有效的消除金属材料在焊接后的残余内应力。第三，改善材料自身的力学性能。材料石油化工压力容器最常使用的一种方式就是合金钢材料焊接。在焊接后很容易形成焊接接头，一旦焊接接头出现，整体材料的组织结构就会发生一定改变，并且部分会产生硬脆组织，从而直接破坏金属材料应有的机械性能，要求在焊接后热处理时，一定要考虑到如何降低材料本身的硬度，改善焊接区域的塑性以及韧劲，让材料本身具有相对良好的综合力学性能，同时也需要逐步提高石油化工容器内部的组织结构及稳定性，确保外形尺寸的稳定性以及精度。对所有的石油化工压力容器结构件进行分析，如果该石油化工容器结构件所使用的材料是普通材料，在焊接后只需要去应力退火热处理就可以，而如果石油化工压力容器其自身的材料是中碳钢或者是高碳钢，则考虑到使用不同的材料或者是补焊件进行管理，在面对这种基体材料时确保其组织结构整体均匀化、成分均匀化，才能有效地消除在焊接后内应力的正火热处理[2]。

2.3特殊化学热处理

在石油化工压力容器中，包括的组成零件较多，而每一个不同的类型零件在石油化工压力容器中的具体作用有着一定的区别。零件与零件在制作时的侧重点也不同，比如说，机械性能的零件在制作的过程中经常会有一些特殊的技术要求。第一，有一些零件要求自身的表面具有非常高的耐磨性。而在面对这种情况下，普通钢零件可以采用的是渗碳淬火法，即在零件表面形成高碳马氏体硬化表层，这种方式能提高普通零件的耐磨性。然而对于耐磨性要求更高的零件，则需要采用渗氮法，让零件表面形成合金氮化物，并且在弥散硬化表层。这种方式相比于普通钢零件而言其耐磨性更高，两种方式都可以提高零件表面本身的硬度，多数情况下零件表面的硬度可以高达hrc60以上。第二，部分零件在使用时要求具有较高的抗疲劳强度，在面对这种要求时，多数情况下所选择的是渗碳或者是渗氮化学方式处理，确保所有的零件表面都能产生一定的残余应压力，进而促使零件在使用时，自身的疲劳强度能逐步的提升。第三，部分零件要求具有较好的抗腐蚀性以及抗高温氧化性，这也是石油化工压力容器中常见的一种要求，在面对这种要求时，选择的是渗氮化学热处理，其目的是为了增加所有零件表面的抗腐蚀性能，并且在零件表面可以通过渗硅、渗铝、渗铬后形成一层稳定的、致密的二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铬的膜层，形成后零件自身的抗高温氧化性以及抗腐蚀性都非常强，能够保证零件在使用时的使用效果。化学热处理的方式也能让所有的石油化工压力容器零件在使用时自身的高韧性可以得到保证，确保表面的机械性能不改变，进而让零件本身具有非常高的综合性能。

3结语

综上所述，在石油化工行业对生产安全性的要求较高。如果缺乏安全性，不仅很有可能造成石油化工企业出现财产危机，同时也会导致工作人员在日常工作时工作的安全性无法得到保证。当前越来越多的石油化工企业，在日常工作中都将安全性作为了工作的重点内容。无论是通过热处理或者是焊接处理等不同的处理方式，都能让石油化工压气压力容器的材料性能得到提升，满足石油化工压力容器的生产需求，而通过热处理也可以优化所有材料的组织结构，保证材料的综合性能、机械性能增强，所有容器在使用时的安全性以及容器使用时的可靠性。

参考文献：

[1]杨晓东.热处理技术在石油化工压力容器中的应用[J].山西化工，2018,38(06):162-164.

[2]田丰.热处理技术在石油压力容器中的应用[J].化工管理，2018(15):59.

作者：曹法洲 丁一 单位：溧阳市龙德化工设备制造有限公司