丁子榮

山東興泰機(jī)械裝備工程有限責(zé)任公司 山東臨沂 276000

1 熱處理技術(shù)所應(yīng)用的原理

金屬熱處理是將金屬工件置于特定的介質(zhì)中，在合適的溫度下，在一定的時(shí)間內(nèi)完成加熱，并對(duì)加工過(guò)程采用不同的冷卻溫度方法。熱處理技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的重要工藝之一，與其他流程相比有一定的特點(diǎn)：它不改變工件的形狀和化學(xué)成分。為了使工件具有所有所要求的性能，除了合理選擇各種成型工藝和材料外，熱處理工藝也是不可缺少的特點(diǎn)[1]。

2 壓力容器設(shè)計(jì)中的熱處理問(wèn)題

2.1 不銹鋼金屬材料的熱處理

對(duì)機(jī)械工件的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析，一般情況下，在完成焊接工藝后都要進(jìn)行熱處理，進(jìn)而使金屬材料在高溫作用下發(fā)生變化，并消除焊接后金屬材料殘留的應(yīng)力，提升金屬材料抗腐蝕和韌性。但針對(duì)于不銹鋼金屬材料要區(qū)別對(duì)待，因?yàn)椴讳P鋼金屬材料進(jìn)行熱處理后會(huì)降低材料的使用性能，改變金屬材料的使用要求。

2.2 焊接后的熱處理

焊接后的熱處理問(wèn)題是壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中的焦點(diǎn)問(wèn)題。在實(shí)際操作中，對(duì)焊接之后的復(fù)合板材料的壓力容器進(jìn)行熱處理，并不會(huì)帶來(lái)不良的影響，壓力容器的性能可以得到保障，但實(shí)施焊接后熱處理會(huì)使焊接處發(fā)生碳化，進(jìn)而脆化壓力容器的性能，使壓力容器柔韌性顯著的降低。因此，為了防止壓力容器焊接后熱處理會(huì)降低壓力容器性能的現(xiàn)象發(fā)生，工作人員要認(rèn)真篩選壓力容器的材料，從根源處解決該類(lèi)問(wèn)題[2]。

2.3 代用材料的熱處理

對(duì)于壓力容器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，相關(guān)工作人員要以工作環(huán)境和使用條件為基礎(chǔ)，對(duì)制造材料進(jìn)行合理的篩選。但是對(duì)于壓力容器的制造來(lái)說(shuō)，有很多企業(yè)很難采購(gòu)到符合要求的制造材料，最終只能選擇其他的材料作為替代品。在此情況下，工作人員要充分考慮材料的實(shí)際性能，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行熱處理，使代用材料的熱處理也能達(dá)到預(yù)期的處理效果。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行壓力容器的設(shè)計(jì)時(shí)，要了解材料的實(shí)際情況，重視代用材料的問(wèn)題。要選擇合適的熱處理方法。

3 化工壓力容器設(shè)計(jì)中熱處理的具體方法探究

3.1 熱處理技術(shù)在成型件中應(yīng)用

成型件是壓力容器設(shè)計(jì)生產(chǎn)的重要單元。成型件加工時(shí)，生產(chǎn)人員會(huì)對(duì)構(gòu)件施加熱力及外在作用力，使得材料構(gòu)件發(fā)生一定的形變，以此來(lái)滿足機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用要求。然而在實(shí)踐過(guò)程中，熱力及外在作用力的控制極為關(guān)鍵，一旦施加的作用力不足或超出設(shè)計(jì)要求，則成型件的形狀、規(guī)格就會(huì)發(fā)生變化，影響設(shè)備使用的安全性?；诖耍趯?shí)際加工中，人們會(huì)通過(guò)熱處理技術(shù)對(duì)成型件的形變過(guò)程進(jìn)行控制，使其重新符合壓力容器的制作需要。在壓力容器生產(chǎn)過(guò)程中，成型件形變超標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為提升熱處理技術(shù)的應(yīng)用水平，需對(duì)成型件的加工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，然后以記錄并分析成型件的形變趨勢(shì)，并采取熱處理技術(shù)進(jìn)行規(guī)范防治，以此來(lái)保證成型件加工工作的順利進(jìn)行[3]。

3.2 分段爐內(nèi)熱處理

當(dāng)工件的尺寸相對(duì)較大時(shí)，受到爐內(nèi)尺寸的限制，難以實(shí)現(xiàn)工件整體的熱處理，此時(shí)，就需要使用分段爐內(nèi)熱處理技術(shù)完成化工壓力容器設(shè)計(jì)的熱處理。在這一過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)提前確定工件在重復(fù)加熱時(shí)的長(zhǎng)度，一般來(lái)說(shuō)，該長(zhǎng)度必須高于1500mm。同時(shí)，還要對(duì)裸露在爐外的工件展開(kāi)保溫，避免化工壓力容器工件的爐內(nèi)部分與爐外部分溫度差距過(guò)大。

為了保證分段爐內(nèi)熱處理的效果，要使用溫度控制儀完成控溫操作，將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在0-1000℃的范圍內(nèi)，并保證溫度的控制精度在±1℃。需要在爐內(nèi)設(shè)置多個(gè)溫度控制點(diǎn)，并使用計(jì)算機(jī)掃描顯示。通常情況下，因保證掃描間隔為2秒，且在每間隔24秒時(shí)完成一次功率系數(shù)的修正。在分段爐內(nèi)熱處理中，控溫過(guò)程均在的計(jì)算機(jī)顯示屏中呈現(xiàn)，結(jié)合溫度-時(shí)間曲線的自動(dòng)形成與記錄，最大程度的保證分段爐內(nèi)熱處理過(guò)程的穩(wěn)定性與可靠性。

3.3 局部熱處理

在利用局部熱處理進(jìn)行化工壓力容器設(shè)計(jì)中的熱處理時(shí)，必須要確保使用的加熱裝置具充足的功率，為溫度的有效控制提供支持。同時(shí)，還要保證加熱的寬度足夠，結(jié)合保溫措施的使用，避免工件存在溫差過(guò)大的情況。

在進(jìn)行局部熱處理中，需要用到的設(shè)備主要有智能溫控儀、熱電偶、陶瓷電阻絲加熱板、打點(diǎn)記錄儀、硅酸鋁保溫棉被等等。在實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)完成以下工作：對(duì)于待熱處理的工件，要將其擺放至加熱板的有效加熱范圍內(nèi)，且不得超過(guò)加熱板的外側(cè)邊緣;有序擺放裝爐板材，控制工件的平直度，避免在熱處理后發(fā)生工件變形;為了保證待處理工件與熱電偶有效接觸，需使用螺栓將熱電偶測(cè)量端固定于距離焊縫位置的50mm處[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

壓力容器的熱處理屬于較為復(fù)雜的工藝操作過(guò)程，并且會(huì)對(duì)容器性能能否更好地恢復(fù)產(chǎn)生直接的影響。一般為了提高容器抗腐蝕性和耐用性，會(huì)在容器焊接完畢后進(jìn)行熱處理。進(jìn)行熱處理加工時(shí)，要結(jié)合金屬材料屬性來(lái)對(duì)加熱工藝和溫度加以選擇，對(duì)于技術(shù)操作人員的要求相對(duì)比較高，只有對(duì)熱處理技術(shù)的操作方法進(jìn)行合理有效的利用后，才能發(fā)揮其最大功效。