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壓力容器的熱處理問題解析

Published:

2021-09-26

    壓力容器不但是原油化工制造中的主要生產(chǎn)設(shè)備并且還遍布各領(lǐng)域。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展趨勢(shì)己經(jīng)獲得了很大的發(fā)展，可是在他的未來(lái)發(fā)展的全過程中也存有許多難題和缺點(diǎn)，特別是在壓力容器熱處理難題。在壓力容器的制定中，是不是必須壓力容器熱處理及壓力容器熱處理類型，方式的挑選，壓力容器熱處理的主要需要等是壓力容器是不是能可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)主要要素。壓力容器的壓力容器系數(shù)也是石油化工設(shè)備器皿及機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的壓力容器主要規(guī)定。壓力容器的壓力容器熱處理技術(shù)性早已在壓力容器的制定的方面得到了普遍的運(yùn)用。伴隨著壓力容器的進(jìn)口替代，髙壓化，物質(zhì)構(gòu)成的多元化，復(fù)雜，它對(duì)金屬?gòu)?fù)合材料的性能規(guī)定愈來(lái)愈高，對(duì)制定中的壓力容器熱處理技術(shù)性指出了更好的規(guī)定。小編對(duì)數(shù)年來(lái)的工作經(jīng)歷開展了匯總，在論述壓力容器熱處理技術(shù)性基本概念以及重要性的根基上，對(duì)在其中常用的一些現(xiàn)象做好了深入分析。


    一，概述壓力容器熱處理技術(shù)性基本原理
    金屬材料壓力容器熱處理是將金屬材料部件放到一定的物質(zhì)中加溫到合適的溫度，并在這里溫度中維持一定的時(shí)間，又以不一樣速率冷卻的一種加工工藝。它是機(jī)械設(shè)備制造中主要加工工藝之一，與其它制作工藝對(duì)比，壓力容器熱處理一般不更改產(chǎn)品工件的外形和總體的成分，只是根據(jù)改了產(chǎn)品工件里面的顯微鏡機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)變產(chǎn)品工件表層的成分，授予或改進(jìn)產(chǎn)品工件的應(yīng)用性能。為使金屬材料部件具備所須要的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，物理學(xué)性能和有機(jī)化學(xué)性能，除有效使用材質(zhì)和各類成形加工工藝外，壓力容器熱處理加工工藝通常是不可或缺的。金屬材料壓力容器熱處理加工工藝一般包含加溫，隔熱保溫，冷卻三個(gè)全過程。這一全過程互相對(duì)接，不能中斷。加溫是壓力容器熱處理的主要工藝之一，方式許多。加溫溫度是壓力容器熱處理加工工藝的主要加工工藝主要參數(shù)之一。挑選和操控加溫溫度是確保壓力容器熱處理品質(zhì)的首要難題。加溫溫度隨被壓力容器熱處理的金屬材質(zhì)和壓力容器熱處理的意義不一樣而異，一般全是加溫到改變溫度之上，以得到高溫機(jī)構(gòu)。此外變化必須一定的時(shí)間，因而，當(dāng)金屬材料鑄件表層做到規(guī)定的加溫溫度時(shí)，需在這里溫度維持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致，使顯微鏡安排變化徹底，這段時(shí)間稱之為隔熱保溫時(shí)間。冷卻是壓力容器熱處理加工工藝流程中不可以缺失的流程，冷卻方式因加工工藝不一樣而不一樣，關(guān)鍵操縱冷卻速率。一般淬火冷卻速率比較慢，淬火的冷卻速率較快，熱處理的冷卻速率更快。但還因鋼材牌號(hào)的差異而有不一樣的規(guī)定。
    二，壓力容器焊后壓力容器熱處理的重要性和目地
    壓力容器設(shè)計(jì)方案根據(jù)是已知的加工工藝規(guī)格和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，考慮到生產(chǎn)制造和安裝維修的規(guī)定，對(duì)壓力容器每個(gè)元器件恰當(dāng)?shù)倪x用原材料全方位地開展荷載剖析，應(yīng)力分析。挑選有效的構(gòu)造形式，并明確既可靠又經(jīng)濟(jì)發(fā)展有效的抗壓強(qiáng)度規(guī)格。它一般在嚴(yán)格的使用情況下，長(zhǎng)期性連續(xù)性作業(yè)的，一臺(tái)壓力容器的無(wú)效乃至一個(gè)零件的毀壞，通常造成全套設(shè)備的停產(chǎn)，以至給我國(guó)資產(chǎn)和員工壓力容器性導(dǎo)致重大損失，因此，確保壓力容器的長(zhǎng)久可靠運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)有機(jī)化工等全過程工業(yè)化生產(chǎn)具備十分關(guān)鍵的實(shí)際意義。壓力容器的穩(wěn)定性壓力容器先決策于原料的挑選，而金屬?gòu)?fù)合材料的性能不但與其說(shuō)成分，合金成分相關(guān)，并且與壓力容器熱處理情況密切有關(guān)，壓力容器熱處理是改進(jìn)金屬?gòu)?fù)合材料以及產(chǎn)品性能的主要工藝流程。GB150明文規(guī)定了各種各樣壓力容器厚鋼板在其運(yùn)用中的壓力容器熱處理情況。如：熱扎情況，淬火情況，淬火情況，淬火+高溫淬火情況，熱處理情況，熱處理回火情況和防老化情況。壓力容器壓力容器熱處理實(shí)際效果的好壞，將同時(shí)影響到商品的品質(zhì)。
    三，壓力容器熱處理的類別和功效
    壓力容器熱處理的類型許多，分類方法亦不盡相同。壓力容器領(lǐng)域習(xí)慣性根據(jù)其意義的不一樣，將常見的壓力容器熱處理方式分成四大類，即焊后壓力容器熱處理，修復(fù)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能壓力容器熱處理，改進(jìn)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能壓力容器熱處理及消氫壓力容器熱處理。
    在壓力容器領(lǐng)域中，一般所指的焊后壓力容器熱處理就是指為改進(jìn)對(duì)接焊縫的安排和性能，清除電焊焊接內(nèi)應(yīng)力等危害，將對(duì)接焊縫以及相鄰部分在金屬材料改變點(diǎn)下列勻稱加溫到非常高的溫度，并維持一定的時(shí)間，隨后遲緩冷卻的全過程，稱之為“清除內(nèi)應(yīng)力淬火”或“清除地應(yīng)力壓力容器熱處理”。在壓力容器技術(shù)性資料和規(guī)范中的焊后壓力容器熱處理，關(guān)鍵指“清除地應(yīng)力壓力容器熱處理。”清除地應(yīng)力壓力容器熱處理能夠松弛電焊焊接內(nèi)應(yīng)力，變軟淬硬區(qū)，更改機(jī)構(gòu)形狀，降低過氧化物量，尤其是提升一些鋼材牌號(hào)的斷裂韌性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。
    四，需開展焊后壓力容器熱處理的標(biāo)準(zhǔn)
    在壓力容器設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)科學(xué)研究設(shè)置機(jī)器設(shè)備是不是必須開展焊后壓力容器熱處理。因器皿的焊后壓力容器熱處理必須大中型壓力容器熱處理武器裝備，耗費(fèi)大量的電力能源，應(yīng)結(jié)合考慮到器皿的穩(wěn)定性與合理性?，F(xiàn)階段，大家盡管已了解到過大的電焊焊接地應(yīng)力會(huì)對(duì)器皿的壓力容器性造成傷害，但因?yàn)楦鞣N要素互動(dòng)危害的多元性，尚難分辨將電焊焊接地應(yīng)力限定在什么水準(zhǔn)下是適合的。
    因而，世界各國(guó)規(guī)范只有根據(jù)材料，薄厚，加熱溫度及其運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)等要素，來(lái)判斷壓力容器是不是必須開展焊后壓力容器熱處理。GB150等將分辨標(biāo)準(zhǔn)分成兩大類，一類是對(duì)全部鋼質(zhì)壓力容器都適合的“通用性標(biāo)準(zhǔn)”，另一類是對(duì)于某種特殊工作狀況的“獨(dú)特標(biāo)準(zhǔn)”。
    需開展焊后壓力容器熱處理的“通用性標(biāo)準(zhǔn)”：電焊焊接應(yīng)力的大小一般與如下所示三個(gè)層面要素相關(guān)：（1）材料：伴隨著螺栓強(qiáng)度等級(jí)的提升及鋁合金成分的提升，其電焊焊接性能下降，在同樣的焊接方法標(biāo)準(zhǔn)下易造成鑄造缺陷；（2）不銹鋼板材薄厚：不銹鋼板材薄厚越大，則代表著焊接越重，焊接冷卻后收攏的傾向性越強(qiáng)，且剛度擴(kuò)大，抵御部分收攏形變的水平越強(qiáng)，進(jìn)而造成了很大的電焊焊接內(nèi)應(yīng)力；（3）加熱溫度：焊接前加熱可緩解焊接位置與其它位置的溫度梯度方向，能緩解高峰期值電焊焊接壓力的造成。根據(jù)之上三點(diǎn)，GB150等規(guī)范根據(jù)各種各樣材料，薄厚及其加熱溫度設(shè)置壓力容器需開展焊后壓力容器熱處理的標(biāo)準(zhǔn)。
    必須焊后壓力容器熱處理的“獨(dú)特標(biāo)準(zhǔn)”：GB150要求了以下二種獨(dú)特情況下，無(wú)論壓力容器的材料，薄厚及加熱溫度怎樣，都應(yīng)開展焊后壓力容器熱處理。一是樣圖標(biāo)明有應(yīng)力腐蝕的器皿。二是樣圖標(biāo)明承裝毒副作用為極其或高寬比傷害物質(zhì)的器皿。這主要是從萬(wàn)一出現(xiàn)壓力容器事故的毀滅性不良影響考慮到。由于電焊焊接內(nèi)應(yīng)力對(duì)器皿的具體傷害是在特殊的物質(zhì)工作狀況下造成應(yīng)力腐蝕裂開。應(yīng)力腐蝕是個(gè)影響因素頗多，極為繁雜的全過程，不能用簡(jiǎn)便的條文劃分。以盛放壓縮天然氣的器皿為例子：壓縮天然氣中帶有H2S殘?jiān)鼤?huì)對(duì)不銹鋼板材會(huì)造成應(yīng)力腐蝕，而純粹的壓縮天然氣（如丙烷氣，丁烷）是不可能造成應(yīng)力腐蝕。H2S對(duì)材料的應(yīng)力腐蝕除與其說(shuō)濃度值相關(guān)外，還和其水分含量相關(guān)，僅有濕H2S才可以造成應(yīng)力腐蝕，濕H2S的應(yīng)力腐蝕還和溫度，物質(zhì)的ph值，不銹鋼板材的碳含量，及其電焊焊接地應(yīng)力尺寸等眾多要素密切相關(guān)。再以盛放液氯的器皿為例子：化學(xué)純（≥99.995%）的液氯是不可能造成應(yīng)力腐蝕的，僅有工業(yè)生產(chǎn)純的液氯才有可能造成應(yīng)力腐蝕，但倘若在液氯中添加少量的水（≥0.2%），則水做為脫硫劑，可防止應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生。除此之外，液氯的應(yīng)力腐蝕還和材料的抗壓強(qiáng)度等級(jí)相關(guān)。總的來(lái)說(shuō)，應(yīng)力腐蝕情況繁雜，影響因素多，這就必須設(shè)計(jì)師根據(jù)工作狀況標(biāo)準(zhǔn)，壓力容器的實(shí)際情況及其世界各國(guó)的運(yùn)作工作經(jīng)驗(yàn)開展結(jié)合分辨。
    五，壓力容器不銹鋼板制壓力容器的焊后壓力容器熱處理
    壓力容器鐵素體不銹鋼經(jīng)焊后壓力容器熱處理雖能夠降低內(nèi)應(yīng)力，減少應(yīng)力腐蝕裂開敏感度，但焊后壓力容器熱處理不那時(shí)候又會(huì)加重應(yīng)力腐蝕和σ相進(jìn)行析出導(dǎo)致老化。，焊后壓力容器熱處理是不是對(duì)壓力容器鐵素體不銹鋼的可靠應(yīng)用性能造成危害尚不清楚，世界各國(guó)規(guī)范，要求正常情況下不做焊后壓力容器熱處理。GB150等標(biāo)準(zhǔn)：除樣圖另有要求，壓力容器不銹鋼板的電焊焊接

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