熱處理技術在石油壓力容器中的應用

趙李亮

摘要：現如今，我國的石油發展十分迅速，石油壓力容器是石油行業一種重要的特種設備，在石油行業的生產運營過程中發揮著十分重要的作用，確保石油壓力容器的安全，是保障石油行業生產安全、穩定的關鍵所在。熱處理技術在石油壓力容器中的應用，主要是通過控制溫度，優化壓力容器的焊縫、金屬性能，來預防壓力容器生產中的安全隱患，提高壓力容器的安全性，從而有利于避免安全事故的發生。本研究中，筆者主要對熱處理技術進行了分析，并探討了石油壓力容器中熱處理技術的具體應用情況，以供參考。

關鍵詞：熱處理技術；石油；壓力容器；應用

引言

熱處理技術指的是將固體材料通過加溫或是冷卻的手段，最后達到一種預期金屬工藝品。壓力容器是石油行業中的一種特種設備，對于確保石油行業的穩定、安全生產，發揮著十分重要的作用。熱處理技術是提升壓力容器性能、確保壓力容器運行安全的一種技術性措施，其主要通過對溫度進行控制，來對壓力容器的金屬性能、焊縫性能進行優化，從而可以有效減少安全隱患，有利于確保壓力容器的生產安全。熱處理技術的增進不僅可以提高金屬材料的性能，還在一定程度上增長了金屬的使用時間，是增強金屬綜合水平的重要技術。石油是保障我國工業、交通運輸業以及軍事正常運轉的基礎，是組成塑膠、化肥、燃料、炸藥的重要組成部分，不僅如此石油還被稱為“工業的血液”，是我國人民生產生活的基礎。

1概述

1.1在石油壓力容器中應用熱處理技術的必要性

在對壓力容器進行設計的過程中，往往需要考慮諸多影響因素，主要是根據壓力容器的使用功能、載荷情況等，來對結構形式進行優化選擇，最終選擇出能夠滿足壓力容器使用功能、載荷情況的最佳結構形式。在對壓力容器進行制造的過程中，因為存在著殘余應力方面的問題，導致壓力容器面臨著斷裂問題，給壓力容器的制作增加了諸多困難。同時，壓力容器中所存放的多為石油、天然氣及其相關產品，危險系數相對較大，若壓力容器發生斷裂，則有可能發生安全事故，從而導致大量的經濟損失。面對這樣的情況，應在壓力容器設計、壓力容器制造中應用熱處理技術，以實現壓力容器金屬性能、焊縫性能的提升，避免斷裂問題的出現，確保壓力容器的生產安全。

1.2熱處理技術的研究

在熱處理技術中，主要包括了正火技術、退火技術、固溶熱處理技術、淬火技術以及回火技術。其中，正火技術指的是在鋼材進行熱處理的過程中，將其加熱到臨界點并進行保溫，然后在空氣中進行冷卻的過程中，最后得到以珠光體類型為主的熱處理品，同時在處理重型大型的鋼材零件的最終熱處理過程中，達到提高處理對象的性能的作用；退火技術指的是在高溫下的處理對象緩慢降溫之后，進行500度以下的空氣中進行冷卻的過程，退火技術是為了消除工藝殘余應力，降低其使用中的硬度，細化該處理對象的內在結構，促進其化學成分的均勻分部，提高其使用時間和使用質量；淬火技術指的是在處理對象進行加溫和保溫之后，快速進行冷卻的過程，主要目的是提高工件的硬度和強度，快速冷卻是為了消除工件中多余的無用組織，提高組件的精密度；回火技術是配合淬火技術，減少工件應力，并且適當降低工件硬度，穩定工件的內在結構成分，是保障工件性能的重要環節。在正火技術的應用中，主要是以獲得珠光體提高工件性能為主，正火的目的是要消除焊接時材料內部產生的熱應力，消除焊接材料產生裂紋的可能性。正火一般是對中碳鋼以上的材料在焊接后必須進行的熱處理。焊接后的工件要去應力退火，大概需要多長時間的保溫呢作為去應力退火，保溫時間3～4小時。如需改善焊縫及熱影響區的組織缺陷，細化組織。則需進行焊接件的完全退火處理。此外，退火技術還能用于消除切割過程中不同工藝之間產生的應力，提高工件日后使用的安全性；淬火是主要是完善工件的結構成分，淬火和沒淬火對焊接性能對焊接是有影響的因為硬度和強度都不一樣，在應用時也要結合實際需求來進行焊接。

1.3熱處理技術的作用

石油壓力容器設計中，需要考慮非常多的影響因素，也要根據石油壓力容器的載荷情況、使用功能等，選擇合理的結構形式。石油壓力容器制造中，由于殘余應力的存在，使得石油壓力容器極易出現斷裂等問題，再加上壓力容器存放介質往往危險系數較高，因此一旦發生斷裂等問題則有很大的可能會導致安全事故的出現，進而造成巨大的經濟損失與嚴重的人員傷亡。為避免安全事故的出現，必須采用熱處理技術，并要將熱處理技術落實到石油壓力容器的設計、制造全過程中，來優化石油壓力容器的焊縫、金屬性能，提高石油壓力容器的安全性、可靠性。

2熱處理在石油壓力容器中的應用

2.1預熱技術

在制造前進行預熱的主要是為了提高工件的焊接性能。在焊接前可以采碳氫清洗，有研究發現，真空清洗機有干燥的功能。在進行預熱處理的過程中，由于工件內在結構散亂，所以常常會出現裂紋的現象，導致后期工作不能正常進行。所以在焊接前，需要對工件進行預熱處理，促進結構的緊密黏接，保證作業的正常運行。

2.2焊接后熱處理

焊接過程中存在著一些安全隱患，焊接后熱處理可以對石油壓力容器進行完善。焊縫溫度超過100攝氏度的時候，可以采取低溫熱處理的方法來進行除氫，提高金屬的塑性，避免金屬出現焊接裂縫。應用熱處理技術，也能達到消除焊接應力的效果。焊接后熱處理有利于降低金屬的硬度，從而能夠提高石油壓力容器內部結構的穩定性。這樣的情況下，石油壓力容器的形狀、尺寸等，均可以得到有效固定，預防石油壓力容器使用過程中的外體變形。除此之外，應用熱處理技術，也可以提高壓力容器的斷裂韌性參數、抗疲勞參數，進而可以使石油壓力容器的綜合性能得到加強。

2.3化學熱處理技術在石油壓力容器中的應用

作為我國的能源支柱型產業，石油行業的生產安全關系到社會民生，是不容忽視的問題。基于此，壓力容器生產制造中，常有一些特殊要求，包括但不限于壓力容器的所有構件，均要具備高硬度性、高韌性、耐腐蝕性、耐磨損性等性能。為了能夠達到這樣的目標，必須在壓力容器中應用化學熱處理技術。化學熱處理技術是熱處理技術中的一種，具有一定的特殊性，其除了加熱、保溫、冷卻工藝之外，還包括滲碳、滲硼、滲氮、滲硫等工藝，以使具有高韌性特征的工體基件與高硬度、耐腐蝕、耐磨損的滲層能夠實現高效融合，最終實現壓力容器高硬度性、高韌性、耐腐蝕性、耐磨損性等性能要求，提高壓力容器的耐用性。

結語

隨著時代的發展，人民所需也日漸提高，為了滿足人民日漸增長的需求，這就需要所有人對技術進行發明和創造。在熱處理技術的發明創新與應用的過程中，人類的加工程序變得簡單方便，不僅提高了工件的質量，還延長了工件使用壽命，降低了生產的成本，提高了工件的安全性能。在石油壓力容器的完善和改造中，扮演了重要的角色，是發展石油業的重要基礎內容，也是促進我國社會生產發展的重要手段，為我國綜合實力的發展做出了巨大的貢獻。

參考文獻

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（作者單位：中國一重集團有限公司鑄鍛鋼事業部熱處理廠）