陳琳

摘 要：壓力容器作為石化工業(yè)的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到石化企業(yè)的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)穩(wěn)定，并最終影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。熱處理是提高石化壓力容器性能的一種有效的工藝手段?；诖耍疚膶?duì)熱處理技術(shù)在石油化工壓力容器中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并對(duì)其合理應(yīng)用提出了建議。

關(guān)鍵詞：熱處理技術(shù);石油化工;壓力容器;應(yīng)用

壓力容器是石化工業(yè)中的一種特殊設(shè)備，也是壓力容器的關(guān)鍵設(shè)備。在石油化工企業(yè)中，壓力容器的安全性能是一個(gè)重要因素。石油化工壓力容器原材料易受環(huán)境腐蝕，容器的焊接部位易發(fā)生斷裂等故障。石油化工壓力容器應(yīng)根據(jù)原料、生產(chǎn)環(huán)境和實(shí)際操作條件選擇合適的熱處理工藝。降低或消除石油化工壓力容器原材料中的殘余應(yīng)力，改善材料力學(xué)性能，提高容器的耐久性和穩(wěn)定性，可以減少事故的發(fā)生。

1熱處理技術(shù)的類(lèi)型及工藝環(huán)節(jié)

熱處理技術(shù)是提高金屬性能的綜合性技術(shù)措施，它包括一系列的加熱、保溫、冷卻過(guò)程，這些過(guò)程在一定程度上改變了金屬的原有性能，最終達(dá)到提高金屬性能的目的。根據(jù)石油化工熱壓容器加工的不同標(biāo)準(zhǔn)和要求，可以采用不同的加工方法。與金屬工藝相比，熱處理工藝也有很大的區(qū)別，在選擇熱處理工藝時(shí)，首先要考慮金屬本身的性能，而最適合金屬工藝的熱處理工藝，則是在加熱、熱維護(hù)的熱處理過(guò)程中，保證三種不同混合物的冷卻，有效實(shí)現(xiàn)三次聯(lián)接，這也是提高石化壓力容器性能的基礎(chǔ)和前提。常用的加熱方式有兩種：燃燒加熱和電加熱。因金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)在保溫過(guò)程中有一定變化，嚴(yán)格控制保溫時(shí)間，保證了保溫效果，冷卻時(shí)金屬材料仍保持室溫狀態(tài)。

2熱處理技術(shù)在石油化工壓力容器中的應(yīng)用

2.1焊接前預(yù)熱

經(jīng)處理后，加熱到一定高度進(jìn)行預(yù)熱，在焊接過(guò)程中，高溫會(huì)改變金屬的基體結(jié)構(gòu)，使金屬變軟，硬度、強(qiáng)度降低，焊接性能得到改善。

在石化壓力容器的焊接過(guò)程中，焊接前的預(yù)熱至關(guān)重要。預(yù)熱作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

第一，預(yù)熱所有材料后，可有效降低金屬材料焊接后的冷卻速度，保證焊接區(qū)內(nèi)所有金屬混合物的氫分離，減少氫分離導(dǎo)致斷裂的可能性;其次，預(yù)熱后，可使焊接區(qū)整體冷卻速度逐漸減緩，甚至焊后溫度下降，保證焊接質(zhì)量，并可通過(guò)氫分離，降低焊接區(qū)硬度，提高抗裂性能。

第二，焊前預(yù)熱可通過(guò)局部預(yù)熱或全均勻預(yù)加熱進(jìn)行，可以減少焊接部位與其他部位之間的溫差，逐漸降低罐內(nèi)焊接張力，預(yù)熱可使焊接負(fù)荷同時(shí)遞減，防止焊接產(chǎn)生裂紋。

第三，預(yù)熱可以直接降低焊接體的回彈，即在一定范圍內(nèi)提高預(yù)熱溫度，減少石化壓力容器焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋的可能性，需要母材和焊絲的具體化學(xué)成分，考慮焊接剛度，對(duì)不同材料的焊接組織進(jìn)行選擇，以選擇最佳的焊接方法。但是還必須考慮到，不同材料在預(yù)熱過(guò)程中，不同的預(yù)熱溫度和中間儲(chǔ)存溫度是不一樣的。

2.2焊接后熱處理

石化壓力容器的焊接處理完畢，必須進(jìn)行熱處理。主要部件及熱處理如下：

第一，金屬材料焊接后，由于焊接區(qū)域溫度較高，特別是在100℃以上，需要進(jìn)行低溫?zé)崽幚?，以加快焊接區(qū)與受受焊接區(qū)影響的區(qū)域的分離，以及因漏氫而降低容器質(zhì)量的區(qū)域，因此，在脫水過(guò)程中，常常因溫度問(wèn)題而導(dǎo)致脫水效果不好。運(yùn)行過(guò)程中，容器可能出現(xiàn)氫擴(kuò)散現(xiàn)象，焊點(diǎn)有裂紋，不符合石化壓力容器的要求。

第二，消除內(nèi)部焊接殘余電壓。材料在焊接過(guò)程中加熱、冷卻快;無(wú)論是快熱型還是快冷型，都能輕易實(shí)現(xiàn)金屬材料電壓的不均勻變化。在焊接壓力容器時(shí)，壓力容器本身容易受到內(nèi)外壓力的影響，通過(guò)分析局部焊接或一般焊接情況，高溫回火能有效地消除金屬材料的焊接殘余應(yīng)力。

第三，提高材料本身的力學(xué)性能。石化壓力容器一般采用合金鋼焊接的方法。焊接容易成型，一旦焊縫出現(xiàn)，整個(gè)材料的結(jié)構(gòu)將發(fā)生一定程度的變化，部分零件會(huì)產(chǎn)生硬脆結(jié)構(gòu)，直接破壞金屬材料的力學(xué)性能。在焊接過(guò)程中，如何降低材料的硬度，提高焊接區(qū)的塑性和韌性，提高抗彎強(qiáng)度是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。這種材料的綜合力學(xué)性能很好。并且逐步完善石化容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，確保容器整體尺寸穩(wěn)定準(zhǔn)確。對(duì)石油化工壓力容器各接頭的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，即：采用常規(guī)材料焊接時(shí)，只需分壓;采用中、高碳鋼焊接時(shí)，應(yīng)考慮多種材料的組合和焊縫管理，要有效地消除熱處理后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，就必須保證基材組織和成分的整體均勻度。

2.3特殊化學(xué)熱處理

石化壓力容器在石化工業(yè)中多種多樣，而且零件與零件在生產(chǎn)中的重點(diǎn)是不同的，例如，在制造過(guò)程中，往往對(duì)零件的機(jī)械性能有特殊的技術(shù)要求。

第一，有些零件需要有自己的表面以達(dá)到高耐磨性。采用滲碳冷卻的方法解決了這一問(wèn)題，即在普通鋼件表面形成高碳型馬氏體硬化層，提高了耐磨性。對(duì)耐磨性能要求較高的工件，采用硝化工藝在其表面形成合金截面，在擴(kuò)散表面放置合金截面，使其耐磨性能優(yōu)于普通鋼件，大部分工件表面硬度可達(dá)hrc60以上。

第二，部分部件必須具有良好的抗疲勞性能才能使用。為達(dá)到這一要求，多數(shù)情況下采用汽化或硝化處理，以保證各部件表面能產(chǎn)生一定的剩余張力，使部件在使用過(guò)程中，逐漸提高其抗疲勞性能。

第三，某些元件必須具有良好的抗腐蝕和抗高溫氧化性能，這在石油化工壓力容器中也很常見(jiàn)。采用化學(xué)熱處理，可提高各副表面的耐蝕性能，并按要求進(jìn)行硝化處理，在零件表面形成硅化、鋁化、鉻化、穩(wěn)定的涂層。所制漆膜抗氧化能力強(qiáng)，耐腐蝕性能好，確保工件使用壽命。本發(fā)明還可以保證所有石油化工壓力容器的高強(qiáng)度、表面機(jī)械性能不會(huì)發(fā)生變化，零件非常完美。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油化工企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)的要求越來(lái)越高?；と藛T缺乏安全意識(shí)不僅會(huì)造成企業(yè)的財(cái)產(chǎn)危機(jī)，而且會(huì)使員工的安全意識(shí)淡薄。目前，越來(lái)越多的石油化工企業(yè)把安全生產(chǎn)作為重要工作來(lái)抓。其中，熱處理技術(shù)的應(yīng)用是壓力容器性能提高的關(guān)鍵。采用該熱處理工藝，可以?xún)?yōu)化材料結(jié)構(gòu)，消除殘余應(yīng)力，改善壓力容器的整體性能和部分力學(xué)性能，確保使用中所有容器和設(shè)備的安全、容量、可靠性。

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