壓力容器的熱處理

壓力容器在制造過程中，將帶來以下問題:由于過量的冷卷、冷矯形等加工引起的冷作硬化。由于焊接引起的焊縫區組織和性能的變化，由于焊接產生殘余應力及由此而導致的應力腐蝕裂紋的產生和發展。壓力容器焊接時當母材相鄰區域產生溫差大干100度的急劇溫度梯度時，在鐵素體鋼或相當的其他材料中引起不均勻的塑性應變，而在隨后冷卻過程中，將產生一個峰值應力達到屈服點的殘余應力場。壓力容器制造中的不均勻塑性應變導致在彈性一塑性材料中產生殘應變。因此，在壓力容器加工完成的最終產品中將留下殘余彈性應變，并承受相應的彈性殘余應力。殘余應力的存在，將影響壓力容器的使用性能。

氫進入鋼以后，機械性能會發生明顯的變壞，強度和塑性明顯降低。溶解于金屬晶格中的氫，使鋼在緩慢變形時發生脆性破性。解決以問題的有效方法是對壓力容器進行熱處理。

一、壓力窖器熱處理分類

壓力容器制造中采用的熱處理有四種:焊后熱處理;改善材料性能熱處理，恢復材料性能熱處理，焊后消氫熱處理。這里所說的焊后熱處理僅指消除應力退火處理，即為改善焊接區的性能和消除焊接殘余應力等有害影響，從而對焊接區及有關部位在A C1溫度點以下均勻而充分地加熱。然后又均勻冷卻的過程。

二、焊后熱處理的目的:

1、松馳焊接應力。2、穩定結構的形狀和尺寸，減少畸變。3、改善母材、焊接區的性能，包括a、提高焊縫金屬的朔性b、降低熱影區硬度c、提高斷裂韌d、改善疲勞強度e、恢復或提高冷型中降低的屈服強度。4、提高抗應力腐蝕的能力。5、進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尢其是氨，防止延遲裂紋的發生。

三、焊熱處理的確定:

壓力容器有無焊后熱處理的必要，在設計上應加以明確規定。焊接的壓力容器是否需要做焊后熱處理，應從容器的用途、尺寸(特別是壁板厚度)，所用材料的性能以及工作條件等方面綜合考慮決定，有下列情況之一的，應考慮焊后熱處理:1使用條件苛刻，如在低溫下工作有發生脆性斷裂危險的厚壁容器，承受較大載荷的容器。2，厚度超過一定限度的焊制壓力容器。壓力容器相關標準中規定的。3、對尺寸穩定性較高的壓力容器。4、由淬硬傾向大的鋼材制造的容器。5、有應力腐蝕開裂危險的壓力容器。6、其他有專門規程、規范以及圖樣予規定的壓力容器。

四、焊后熱處理溫度的控制

碳鋼和低合金鋼將其緩慢加熱到500-650℃(低于Arl)，保溫一段時間隨爐冷卻。利用金屬材料在高溫下屈服極限降低，使高應力的地方產生塑性流變，從而達到消除應力的一種方法。加熱溫度越高，內應力消除越充分。但溫度過高時將使鋼材表面嚴重氧化。另外，對于調質鋼的焊后熱處理溫度，應以不超過鋼材原回火溫度為原則，一般比鋼材原回火溫度低30度左右，否則材料就會失去調質效果，強度和斷裂韌性就會降低。這一點在熱處理過程中應予特別關注。

五、綜 述

焊后熱處理并非是絕對利的。一般情況下，焊后熱處理有利于緩解殘余應力。但是，焊后熱處理對熔敷金屬和焊接熱影響區的韌性提高不利。再則，焊后熱處理是依靠在高溫下材料強度的降低來實現的，因此，在熱處理時結構有可能失去剛性。所以在焊后熱處理時應進行綜合考慮其可能出現的狀況。