石油化工壓力容器熱處理技術應用研究
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摘要：隨著社會經濟的飛速發展，近幾年我國石油化工行業在不斷的向前進步，石油化工行業在生產過程中本身是不可或缺的一個設備。制作石油壓力容器也受到了越來越多人們的關注與重視，在制作時如何提高石油化工壓力容器的效果，對工作原理、性能等逐一地分析，并且取得最佳的研究成果。
引言
熱處理技術是當前提高石油化工壓力容器性能時最常見的技術之一。本文簡要分析熱處理技術如何在石油化工壓力容器制作過程中提高整體的使用效果。壓力容器是石油化工企業中的一種特殊設備，能夠確保石油化工行業的發展更加穩定，同時做到安全生產對于我國經濟發展而言尤為重要，而如何確保壓力容器在運行時的運行安全也是當前石油化工行業在發展中的重點內容，確保發展的質量得到提升，從而減少安全隱患的出現。
1熱處理技術的類型及工藝環節
熱處理技術是常見的一種提高金屬性能的技術措施，包括了加熱、保溫、冷卻等一系列工藝，使得金屬原本的性質發生一定的改變，最終的目的是實現金屬性能的提高。按照不同的標準以及石油化工熱壓力容器加工時的加工要求，技術分為多種不同的類型。比如說，以目標作為分類的標準熱處理技術，可以將其分為中間熱處理、最終熱處理兩種不同的熱處理方式。然而以性質作為分類的標準則可以將熱處理技術簡要分為化學熱處理、形變熱處理以及普通熱處理這三種，熱處理的方法不同類型也不同。熱處理技術在面對不同的金屬時，處理的效果也有著一定的區別，在選擇金屬進行熱處理時，首先要考慮到金屬自身的性能，進而選擇最適合該金屬使用的熱處理技術。在熱處理過程中，由于經過了加熱、保溫、冷卻三個不同的環節，確保這三個環節都能有效地開展，這也是石油化工壓力容器性能得以提高的基礎與前提。在加熱的環節中最常見的加熱方法是內燃法以及電熱法，而在保溫的環節則由于金屬材料內部結構已經發生了一定的改變，嚴格的控制保溫時間才能確保保溫的效果，而在冷卻環節則讓金屬材料處于室溫的環境下。
2熱處理技術在石油化工壓力容器中的應用
2.1焊接前預熱
在對金屬材料處理時，升溫到一個特定的高度開展預熱處理。高溫可以改變金屬材料的基體組織結構，并且在一定程度上軟化金屬材料，能降低金屬材料本身的硬度和強度，改善金屬材料在焊接時其焊接效果較差這一問題。在石油化工壓力容器的焊接作業中，更需要考慮到在焊接之前預熱，預熱的作用主要體現在了以下三個不同的方面：第一，在對所有的材料基本的預熱后，能夠有效的降低焊接過后金屬材料冷卻時的冷卻速度，確保所有的金屬基體材料在焊接區域中的氫脫離，減少由于氫脫離而導致的斷裂可能性，同時預熱也可以逐步減緩在焊接完成后整體的冷卻速度，確保焊接的質量，防止由于氫的溢出而導致裂紋，降低焊接區域的淬硬程度，增加焊接后的抗裂性。第二，在焊接前預熱，可以通過局部預熱或者整體均勻預熱兩種不同的預熱方式，其直接縮小了焊接位置與其他區域之間的溫度差，同時也能逐步減小焊接時所消耗的焊接應力。預熱的同時能夠讓焊接的應變速率逐步減小，防止在焊接過程中出現裂紋的情況。第三，通過預熱可以直接減小焊接機體的拘束度，也就是說，在一定范圍內能提高預熱溫度，并且降低裂紋可能出現的幾率。在焊接石油化工壓力容器制作時，一定要考慮到本次焊接所面對的基體材料以及焊條的具體化學成分，考慮到不同材料在焊接時的焊接剛性，以及焊接結構，選擇最佳的焊接方式，同時在預熱時也需要考慮到不同的材料其自身的預熱溫度以及層間溫度都有著一定的區別[1]。
2.2焊接后熱處理
在處理石油化工壓力容器后，一旦焊接工作完成，應考慮到如何熱處理，熱處理的操作內容主要操作目的主要有以下三類：第一，為了進一步的除氫。在金屬材料焊接后，由于其焊接區域的溫度較高，特別是當焊接區域溫度高于100℃時，該材料需要低溫熱處理，目的是為了加速焊接區域內以及焊接區域所影響到地方的脫離，防止由于氫脆現象的出現導致容器使用質量不佳。在低合金鋼等石油化工壓力容器中經常由于溫度的問題而導致脫氫效果不佳，在使用該容器時出現氫脆的現象，或者是焊接的區域出現了裂紋的可能性，不滿足石油化工壓力容器在使用時的使用要求。第二，消除焊接產生的殘余內應力。殘余內應力主要來源于兩個不同的方面，一個方面是由于在焊接的過程中，其材料處在快速的升溫以及快速的冷卻過程，無論是快速升溫或者是快速冷卻，都很容易導致金屬材料內部出現了不均勻的內應力變化。另外一個方面則是由于在焊接石油化工壓力容器時，應考慮到壓力容器本身很容易受外界的拘束，產生一定的內應力。在焊接后對局部或者是整體的狀態進行分析，高溫回火處理可以有效的消除金屬材料在焊接后的殘余內應力。第三，改善材料自身的力學性能。材料石油化工壓力容器最常使用的一種方式就是合金鋼材料焊接。在焊接后很容易形成焊接接頭，一旦焊接接頭出現，整體材料的組織結構就會發生一定改變，并且部分會產生硬脆組織，從而直接破壞金屬材料應有的機械性能，要求在焊接后熱處理時，一定要考慮到如何降低材料本身的硬度，改善焊接區域的塑性以及韌勁，讓材料本身具有相對良好的綜合力學性能，同時也需要逐步提高石油化工容器內部的組織結構及穩定性，確保外形尺寸的穩定性以及精度。對所有的石油化工壓力容器結構件進行分析，如果該石油化工容器結構件所使用的材料是普通材料，在焊接后只需要去應力退火熱處理就可以，而如果石油化工壓力容器其自身的材料是中碳鋼或者是高碳鋼，則考慮到使用不同的材料或者是補焊件進行管理，在面對這種基體材料時確保其組織結構整體均勻化、成分均勻化，才能有效地消除在焊接后內應力的正火熱處理[2]。
2.3特殊化學熱處理
在石油化工壓力容器中，包括的組成零件較多，而每一個不同的類型零件在石油化工壓力容器中的具體作用有著一定的區別。零件與零件在制作時的側重點也不同，比如說，機械性能的零件在制作的過程中經常會有一些特殊的技術要求。第一，有一些零件要求自身的表面具有非常高的耐磨性。而在面對這種情況下，普通鋼零件可以采用的是滲碳淬火法，即在零件表面形成高碳馬氏體硬化表層，這種方式能提高普通零件的耐磨性。然而對于耐磨性要求更高的零件，則需要采用滲氮法，讓零件表面形成合金氮化物，并且在彌散硬化表層。這種方式相比于普通鋼零件而言其耐磨性更高，兩種方式都可以提高零件表面本身的硬度，多數情況下零件表面的硬度可以高達hrc60以上。第二，部分零件在使用時要求具有較高的抗疲勞強度，在面對這種要求時，多數情況下所選擇的是滲碳或者是滲氮化學方式處理，確保所有的零件表面都能產生一定的殘余應壓力，進而促使零件在使用時，自身的疲勞強度能逐步的提升。第三，部分零件要求具有較好的抗腐蝕性以及抗高溫氧化性，這也是石油化工壓力容器中常見的一種要求，在面對這種要求時，選擇的是滲氮化學熱處理，其目的是為了增加所有零件表面的抗腐蝕性能，并且在零件表面可以通過滲硅、滲鋁、滲鉻后形成一層穩定的、致密的二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鉻的膜層，形成后零件自身的抗高溫氧化性以及抗腐蝕性都非常強，能夠保證零件在使用時的使用效果。化學熱處理的方式也能讓所有的石油化工壓力容器零件在使用時自身的高韌性可以得到保證，確保表面的機械性能不改變，進而讓零件本身具有非常高的綜合性能。
3結語
綜上所述，在石油化工行業對生產安全性的要求較高。如果缺乏安全性，不僅很有可能造成石油化工企業出現財產危機，同時也會導致工作人員在日常工作時工作的安全性無法得到保證。當前越來越多的石油化工企業，在日常工作中都將安全性作為了工作的重點內容。無論是通過熱處理或者是焊接處理等不同的處理方式，都能讓石油化工壓氣壓力容器的材料性能得到提升，滿足石油化工壓力容器的生產需求，而通過熱處理也可以優化所有材料的組織結構，保證材料的綜合性能、機械性能增強，所有容器在使用時的安全性以及容器使用時的可靠性。
參考文獻：
[1]楊曉東.熱處理技術在石油化工壓力容器中的應用[J].山西化工，2018,38(06):162-164.
[2]田豐.熱處理技術在石油壓力容器中的應用[J].化工管理，2018(15):59.
作者：曹法洲 丁一 單位：溧陽市龍德化工設備制造有限公司
