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压力容器设计中的热处理问题

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压力容器设计中的热处理问题

发布日期:2020-11-03 作者: 点击:

在压力容器设计中,是否需要热处理及热处理种类、方法的选择、热处理的具体要求等是压力容器是否能安全运行的一个重要因素。


1.压力容器焊后热处理的必要性和目的

长期连续工作的压力容器失效又或者是一个零件的破坏,往往导致整套装置的停工,带来人员安全和经济损失。保证压力容器的长期安全运行对石油化学等过程工业生产具有非常重要的意义。


压力容器的安全性首先决定于材料的选择,而金属材料的性能不仅与其化学成分、金相组织有关,而且与热处理状态紧密相关,热处理是改善金属材料及其制品性能的重要工序。


GB150明确规定了各种压力容器钢板在其使用中的热处理状态。如:热轧状态、正火状态、回火状态、正火+ 高温回火状态、调质状态、固溶状态和稳定化状态。压力容器热处理效果的优劣,将直接影响产品的质量。


2.热处理的种类和作用

压力容器行业习惯依据其目的的不同,将常用的热处理方法分为四大类:焊后热处理、恢复力学性能热处理、改善力学性能热处理和消氢热处理。


焊后热处理:为改善焊接接头的组织和性能,消除焊接残余应力等影响,将焊接接头及其邻近局部在金属相变点以下均匀加热到足够高的温度,并保持一定的时间,然后缓慢冷却的过程,称为“消除应力退火”或“消除应力热处理”。


在压力容器技术文件和标准中的焊后热处理,主要指“消除应力热处理。”消除应力热处理可以松弛焊接残余应力,软化淬硬区,改变组织形态,减少含氢量。


3.焊后热处理的方法

压力容器及其零件的焊后热处理方法,主要有炉内整体热处理、分段炉内热处理、局部热处理及现场热处理四大类。压力容器设计时,在可能条件下优先选用炉内整体热处理。


炉内整体热处理是将工件整体放入炉内加热的方法,由于工件在炉内受热均匀,温度及升、降温度速度易于控制,效果较好。


分段炉内热处理是因工件过大,受加热炉尺寸限制,只能采取分段的办法进行热处理。分段炉内热处理有两大技术关键:1)确定工件重复加热长度—GB150要求容器需要加热的长度不小于1500m m ;2)采取合适的工件裸露在炉外部分的保温措施,以免容器炉内、外温度梯度过大。


局部热处理的技术关键在于热处理装置要有足够的功率和准确的温度控制、足够的加热宽度以及适当的保温措施。


因为压力容器技术的重要性,所以设计上提出了越来越高的要求,热处理技术是压力容器设中的一个重要环节,所以在设计过程中一定引起高度重视。


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关键词:压力管道设计,蒸汽管道设计,管道设计

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