河南省锅炉压力容器安全检测研究院河南郑州450016
摘要：随着科技的不断进步，我国的加工制造业也有了很大的进步，本文主要是对压力容器设计中出现的热处理技术问题进行简单的分析，希望对我国的压力容器设计工作能够有一些助益。
关键词：热处理技术；压力容器设计
为了提高压力容器的设计品质，需要在容器完成后对压力容器进行一定的技术处理，故热处理技术在压力容器的制作过程中显得尤为重要。
一、压力容器设计热处理技术
随着我国机械行业的不断发展，热处理技术逐渐被应用于各项机械生产过程中。压力容器是机械生产中最为重要的部件之一，由于其结构的独特性，热处理技术在压力容器设计过程中有着极为重要的作用，可以说热处理效果的好坏将会直接影响压力容器性能的发挥，热处理技术是机械生产过程中最为基础的技术之一，具有比较强的综合性能。一般情况下，热处理技术涉及的内容比较广，除了最基本的加热工序外，加热后的后续工作也属于热处理技术中的内容，比如对材料保温工作的进行、冷却工作的进行等。以下对加热、保温、冷却三个步骤进行介绍。
1.1热处理工序——加热
在热处理技术的过程中，显然加热是其中非常重要的一个环节，也是热处理技术的第一步，而加热方式也分为很多种。早期，一般只是使用木炭与煤来进行加热，但经过改善后，使用气体燃料来进行加热，且非常环保。近年来经调查发现，还可以使用液体的钠与钾来进行加热，且使用这两种液体加热具有非常好的效果。在加热的处理技术过程当中，加热温度对于热处理质量有着非常大的关系，一般在加热的过程中加热到相比温度以上更便于获得高温组织。
1.2热处理工序——保温
在金属材料加热到需要温度之后，要将该温度保持一段时间，这样才能够使内外的温度保持一致。只有将金属材料的显微组织进行了转变，才能够将其更好的应用到设计当中。若在加热过程中，出现加热速度过快的情况，只有在金属材料的温差不大的情况下，才能直接进入冷却步骤即可。
1.3热处理工序——冷却
冷却工序也是热处理过程中不可或缺的一步，因工艺的不同，材料冷却速度也不一样。一般来说，退火的冷却速度最慢，主要是降低金属材料的硬度，提高塑性；正火的冷却速度次之，主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷；淬火的冷却速度最快，使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理工作做好准备。通过不同速率的冷却处理，得到物理性质各不相同的工件，根据具体的情况，运用到生产中去。
二、压力容器设计中的热处理问题分析
2.1以液态氮为介质的压力容器
我们在以液态氨为介质的石化压力容器设计中，能不能采用热处理技术还需要根据实际情况来进行确定，要根据腐蚀情况的严重程度来判断液态氨为介质的压力容器是不是需要进行热处理。目前我们对压力容器所接触到的液态氨的腐蚀性的判断标准主要体现在以下几个方面。首先，环境温度在-5°以上的情况，如果此时的固定管板式换热器内的介质为液态氨的话，就要采用分布式的热处理方式来对其进行处理，一般是先处理换热器的外壳，然后在管板和外壳的结合处开展相关的热处理工作，在进行热处理工作的过程中，要运用局部成片的方法进行，这样才能使热处理区域均衡。其次，如果介质是液态氨的话，那么就要求环境的含水量要小于0.2%，之所以会有这样一个要求，是因为空气中的水分可能会对环境造成较大的影响，所以对其进行控制也是非常有意义的。
2.2奥氏体不锈钢材料的热处理问题分析
所谓奥氏不锈钢是指在使用状态基体组织为稳定的奥氏体的不锈钢。具有很高的耐蚀性，良好的冷加工性和良好的韧性、塑性、焊接性和无磁性，但强度较低。奥氏不锈钢由于含Mo、Cu等元素，耐腐蚀性、耐酸性较好，因此广泛应用于压力容器的加工制造业中。许多压力容器设计者认为采用奥氏不锈钢设计制造的压力容器在焊接过程中，由于焊缝的稳定性较差，焊接后使压力容器的母体材料的韧性发生了变化，同时为消除焊接后的残余应力应当对采用奥氏不锈钢加工制造的压力容器进行热处理。但实际上却恰恰相反，由于奥氏不锈钢的材料结构是面心立方体结构，所以本身具有较好的韧性。另外，出于对奥氏不锈钢材料价格昂贵和实际使用需要的考虑．奥氏不锈钢的厚度一般都较薄。因此在焊接过程中不会产生较大影响，对不锈钢母体的韧性影响不大，由于奥氏不锈钢的塑性和韧性较好，焊接残余应力不大，因此不需要对以奥氏不锈钢为材料制造的压力容器进行热处理。常规消除应力的热处理温度在610摄氏度左右，保温约2小时，根据奥氏不锈钢的特性，在400至800摄氏度的温度范围内，奥氏不锈钢缓慢冷却的过程中会导致材料结构分子间的腐蚀，而形成不锈钢过敏化。
2.3代用材料的热处理
在生产过程中，有的制造企业因为一时难以采购到符合设计需要厚度的材料，常常会采用其他厚度的材料作为代用，例如以厚代薄或以薄代厚。尤其是当用厚材料代用薄材料时，应该对代用材料是否符合热处理要求的问题进行充分考虑，并结合GB150.4-2011第8.1.1条，钢板冷成型受压元件，当符合下列任意条件之一，应在成型后进行相应的热处理恢复材料的性能。
2.4焊后热处理的相关方法
焊后热处理主要有以下几种方法：从整体热处理来看，分为整体热处理和炉内整体热处理，此外，还有局部和分段热处理。在进行炉内整体热处理时，是将压力容器整体置于密封的炉内实施热处理。对于容器或者是其受压元件需要进行热处理时，应该优先采用炉内整体热处理的方法。对于高压、中压反应容器和储存容器盛装混合液化石油气的卧式储罐、移动式压力容器应采用炉内整体热处理。因此，作为设计者，一是应该考虑到材料、场地等实际情况和实际条件，二是应该认真编制图纸，并在图纸中对采用何种热处理方法进行标注，对热处理提出针对性、方向性的建议。
三、结束语
总而言之，热处理技术在压力容器设计制造过程中有着十分重要的地位，对于提升压力容器的品质有着极大的帮助，压力容器的制造应该根据环境、材料、需求等特点来有条件有目的的选取热处理技术。
参考文献
[1]鲁加刚.压力容器设计中热处理技术应用研究[J].中国西部，2017（8）
[2]吴钟鸣.浅析热处理技术在压力容器设计中的应用[J].工业，2016（7）