关于化工设备设计中焊后热处理的思考

关于化工设备设计中焊后热处理的思考
1.
胡沛德 2.薛淑卿
2.
1.汇智工程科技股份有限公司山东青岛266000
2.山东金柯工程设计有限公
司山东淄博255000
摘要：我国是一个制造大国，机械制造行业是其不可缺少的一部分，机械
制造行业中的压力容器不仅是石油化工生产行业中的重要生产设备，而且还蔓延
到制药和环保行业。

随着压力容器的大型化、高压化、内部介质的复杂化等，它
对金属材料的性能要求也越来越高，对设计中的热处理技术要求也越来越高。

压
力容器制造行业的不断发展，反映出热处理在压力容器制造业中起着重要的支撑
作用。

压力容器安全的重要性逐渐受到设计者和用户的重视。

压力容器的热处理
对压力容器的应力释放起着重要的作用，对压力容器的安全生产起着重要的作用。

关键词：压力容器；焊后热处理；思考
随着科学技术的飞速发展，压力容器在许多行业中的应用越来越广泛，并在石
油化工、科研和军事工业中发挥着重要作用。

鉴于压力容器设计过程的复杂性和
恶劣的应用环境，一旦出现质量问题或损坏，后果将非常严重，将直接威胁到人
们的生命安全。

因此，压力容器的性能和质量必须得到保证。

热处理技术可以提
高压力容器原材料的性能，有效消除焊接后的应力，对保证压力容器的质量起着
重要的作用。

设计人员必须严格按照材料性能，逐步改进和完善热处理工艺和技术，全面提高压力容器的质量。

为了提高压力容器的质量，我们应该从容器的设
计入手，通过热处理进行预处理，以提高压力容器的质量。

笔者将从热处理技术
与压力容器的研究、热处理技术应用于压力容器设计的必要性、热处理技术在压
力容器设计中的实际应用三个方面进行阐述。

一、热处理技术与压力容器相关研究
热处理技术作为一种技术工艺，在具体实施过程中需要经历加热-保温-冷却
三个阶段。

这三个过程相互独立，但又相互联系。

是热处理的重要过程。

由于真
空加热主要依靠高温下的热辐射，低温对流动有微弱的影响，所以加热缓慢，工
件表面与中心之间的温差小，胀缩均匀，热应力小，从而减少工件的最终变形。

为了保证该技术更好的应用，还应注意相关要求:在压力容器设计中，设计
人员应合理选择加热方式。

常用的方法有间接加热和直接加热。

直接加热方式包
括电加热、气加热和液体加热。

间接加热是通过盐的浮动粒子进行的。

在热处理技术的应用中，温度控制也是一个关键点。

适宜的温度在不同的阶
段有所不同。

只有严格的温度控制才能促进材料强度指标的提高。

由于不同的储
压设备所使用的材料、结构和实际用途不同，在压力容器的制造过程中，设计者
应根据实际情况严格控制冷却速度。

压力容器是指在密封条件下装载固定压力的容器。

常见的容器类型有:热交
换容器、分离容器、反应容器和储运容器。

压力容器更新快，设计难度大，制造
工艺相对复杂。

为了顺应时代的发展趋势，技术要及时更新，确保产品满足精度
要求，充分考虑客户的需求。

二、压力容器设计中应用热处理技术的必要性
在化工生产中，压力容器作为重要的生产设备，直接影响产品的生产效率和
质量水平。

此外，压力容器通常用于储存有毒、腐蚀性气体或液体，在设计容器
时应考虑其安全性。

相关人员应定期对压力容器进行检查，并定期进行维护管理。

将热处理技术合理地应用到容器设计中，可以从设计阶段提高容器的质量。

三、压力容器设计中热处理技术的要点
（一）加热工序
热处理实际上是指把金属工件放在特定的介质中加热。

达到相应温度后，可以针
对其实际需要，从而采用不同的冷却工艺对金属进行热处理，提高其质量。

在实
际的加热技术中，进行加热是首要的一步。

加热的方法也存在很多种，可采用各
种液体燃料和气体燃料加热，还可以使用电加热的方法来进行加热。

如今，出现
了许多新的加热技术。

例如可以用熔融金属，从而进行加热，这些金属当中，液
体钠以及钾的实际加热成效很好。

在加热过程中，加热温度的选择和调节是热处
理的重点。

要注重实际的加热材料和加热的目的，确保温度满足相应的要求，这
样才能保证加热效果。

（二）保温工序
在加热工艺完成，金属材料实际表面温度达到相应要求后，需要将温度保持在一
定的时间内，以减小材料内外的温差，保证温度的一致性。

在实际的保温过程中，金属材料的纤维结构会发生变化，从而进一步提高材料的整体性能。

在实际的保
温中，要根据不同的材料进行保温。

（三）冷却过程
热处理过程中的实际冷却过程存在一定的差异，金属材料在冷却过程中的实
际速度存在较大的差异。

一般情况下，退火冷却的实际速度是最慢的，但当金属
材料的硬度降低时，可以进一步增强金属材料的塑性。

正火冷却时的速度略快于
退火冷却，可以进一步增强低碳钢的力学性能，进一步提高其可加工性，从而保
证晶粒细化，进一步消除组织缺陷。

最快的冷却方法是淬火冷却。

这种方法可以
进一步保证钢件的实际性能，增强工件的整体硬度，增强工件的耐磨性，大大提
高工件的强度，有效保证后续热处理的顺利进行。

不同材料的实际冷却要求不同
材料的实际冷却要求也不同，需要根据实际规格进行冷却。

1.
热处理技术在压力容器设计中的实际应用
(一)以液氨为介质的压力容器
在设计以液氨为介质的压力容器时，应根据实际情况选择处理工艺。

设计人
员应根据是否存在应力腐蚀情况来判断是否对容器进行热处理。

主要的判断标准
如下:(1)介质为液氨，含水量≤0.2%，且有可能受空气（O
2或CO
2
）污染的场合；
（2）工作温度-5℃以上。

如果内部介质为液氨，且存在应力腐蚀的情况，需要对容器进行焊后消除应力热处理，热处理之后进行硬度检测。

(二)金属复合板
为了增强压力容器的耐腐蚀性，设计人员在设计时可以合理考虑选择金属复
合板的材料，并在热处理过程中注意一个相关问题:不锈钢复合板受高温的影响
很大，热处理技术的应用对焊接头有很大的影响，导致复合板的耐腐蚀性完全降低;此外，设计人员还应根据相关规范要求设计压力容器，以有效控制加工温度。

(三)替代材料热处理
在设计压力容器时，还应结合具体情况，合理选择设计材料。

目前，在压力
容器的设计中，经常会遇到很难顺利采购到满足性能要求的材料的情况。

在这种
情况下，有些厂家会用其他材料来代替。

有时候替代材料性能可能不是那么理想，这种情况我们也可以通过合理的热处理工艺来改善材料的性能。

目前，热处理技
术在制造业中发挥着重要的作用，有利于产品质量的提高，为制造业的发展做出
了很大的贡献。

结束语
综上笔者对热处理技术在压力容器设计与制造中的实际应用进行了分析，目前，热处理技术在压力容器设计中已得到广泛认可，并显示出良好的应用效果。

值得注意的是，热处理技术在应用中还存在许多问题。

这些问题的存在将对压力
容器的设计和制造产生不利影响。

因此，设计人员在热处理过程中应比较热处理
后的优劣，选择科学合理的处理方法，以保证压力容器设计合理性的整体提高。

参考文献：
[1]杨晓东.热处理技术在石油化工压力容器中的应用[J].山西化工，2020，38（06）：162-164.
[2]臧洪正.热处理技术在压力容器设计阶段的应用[J].化工设计通讯，2021，44（03）：247.。