论文部分内容阅读
摘 要:随着相关科学技术的飞速发展,石油勘探、开采、提炼等工作所采用的设备仪器越来越先进,石化压力容器在石油行业中应用广泛并发挥了巨大的作用。部分石化压力容器在设计、制造过程中需要应用多种热处理技术。为此,本文分析了热处理技术中石化容器的相关问题以及解决措施,供有关人员参考借鉴。
关键词:热处理技术;石油化工;压力容器
在石油化工行业压力容器具有多种用途。压力容器具备出色的压力承受能力,因此其通常被人们用于盛装液态或者气体。在压力容器中应用热处理技术,能够在不破坏容器金属材料外部形状的条件下,改变其内部成分的化学性质以及纤维结构,如此能够实现人工调控金属材料性能的目的,有利于相关金属材料发挥其最大潜力。因此,如何做好石化压力容器热处理的问题应当引起有关方面的高度重视。
1 热处理技术概述
热处理技术是通过有效衔接与配合加热、冷却以及保温等环节而形成的一类技术。通常情况下,人们在热处理过程中使用较为频繁的加热方式有燃烧火焰加热以及电加热等。值得注意的是,在热处理过程中,需要严格把控火焰以及基体的温度。由于石化压力容器的设计通常采用不同的金属材料或者合金材料,各种金属材料在化学性质上有所差异,为此,工作人员在采用热处理技术设计制造石化压力容器时,往往会采取在适当的时间设置合理温度的做法,如此方能最大限度地保障相关压力容器能发挥最大的性能。
对于热处理技术而言,能否在设备处理工作中发挥最大的效用,很大程度上取决于冷却工作的质量。由于不同压力容器的技术标准以及材质存在着一定的差异,因此人们一般会采用不同的冷却速度。经过艰苦的探索与思考,技术人员设计出了一种冷却方式以及三种冷却速度,它们分别是冷却速度最快的淬火,冷却最慢的退火、冷却速度适中的正火以及与淬火关系密切的回火。通过在容器冷却速度以及方式上开展严格的控制把关工作,能够有效地提升压力容器的密实度,并有助于金属材料或者合金材料发挥其最大应用性能[1]。
2 在压力容器设计工作中应用热处理技术的注意事项
热处理技术的应用必须在石化压力容器焊接元件工序完成后才能进行。如果压力容器在制造过程中需要进行多次焊接处理,则需要在检验人员充分确认焊接质量合格、结果满意后方能应用热处理技术,否则可能引发安全事故。在对碳质钢材开展焊接工作时,应当确保管箱侧面的开口不小于圆筒内径的三分之一。热处理技术在碳质钢材上的应用,主要目的是消除应力。
通常来说,大部分金属材料制成的石化压力容器在焊接后都需要采用热处理技术来实现消除应力的目的,然而需要特别指出的是,不锈钢材料制成的压力容器并不需要进行消除应力的操作。热处理技术虽然应用效果明显,但是其也具有一定的局限性,这也就意味着并不是所有焊接点都适用于热处理技术的应用,因此相关工作人员应当熟悉热处理技术应用的各类原则,如此方能明确什么时候该用热处理技术、什么时候最好不用热处理技术。最后,由于燃煤炉的使用过程存在着较大的安全隐患,因此工作人员决不能在应用热处理技术时使用燃煤炉。
3 石化压力容器热处理技术应用中的问题及解决措施
3.1 复合式板式压力容器
在复合式板式压力容器焊接工作完毕后,为了消除应力与最大限度地发挥材料的性能,需要对其进行热处理。在开展热处理工作前,工作人员需要充分了解构成复合式板式压力容器的材料的相关特质,在展望热处理技术应用效果的同时也应当充分意识到热处理技术可能对容器造成的不利影响。经验表明,在复合式板式压力容器中应用热处理技术,一旦发生处理不当的情况可能导致复合材料焊接处碳化,从而严重弱化材料的性能甚至导致材料性能消失[2]。
为了解决上述问题,复合式板式压力容器设计人员在容器的设计工作中,应当注意合理控制相关材料的尺寸以及厚度,具体做法如下:①除碳质钢以外材料的厚度不小于圆筒内径的2.5%。②碳质钢材的厚度不小于圆筒内径的3%。
3.2 奥氏体不锈钢压力容器
在高温环境中,合金或者金属材料的变形指数会发生改变,一般来说指数会有一定程度的下降,如此高应力处便会发生相应的变化,此时焊接工作所残留的应力会被有效地消除。金属材料或者合金材料经过上述变化,无论是化学性质还是物理性质都将发生一定的改变、材料的韧度会得到提升,抗腐蚀性能也会被大大地增强。大量事实与试验数据表明,体心立方晶体结构适应上述原理,奥氏体不锈钢材料的晶体结构恰恰与体心立方结构相反,总体上呈现出面心立方体结构。
我们在石化压力容器焊接工作结束后对其进行热处理,目的无非是提升材料的韧性、消除焊接留下的应力、增强材料的防腐性能。而奥氏体不锈钢压力容器的防腐性能与韧性都达到了较高的水平,并且由于在对其实施消除应力的热处理技术的过程中,奥氏体不锈钢极有可能出现过敏化的现象。因此,一般认为奥氏体不锈钢压力容器在制造过程中没有必要进行热处理。
3.3 以液态氨为介质的压力容器
值得注意的是,热处理技术并不适用于全部以液态氨为介质的石化压力容器的设计与制造工作。判定某种以液态氨为介质的压力容器是否需要进行热处理的依据是应力腐蚀情况的严重程度。在查阅相关文献后,对于压力容器接触的液态氨腐蚀性判定标准作出以下总结:①环境温度需要高于零下5摄氏度。在固定管板式换热器中的介质为液态氨时,应当采用分布式的热处理方法。通常情况下,首先需要处理换热器的外壳,在管板与外壳结合后开展局部热处理工作。②在介质为液态氨的情况下,环境水含量需要不大于0.2%。应当充分意识到,二氧化碳以及空气成分——氧气有一定概率会对环境造成污染[3]。
4 结语
在石油化工压力容器的设计与制造过程中应用热处理技术可能遇到许多问题,为此,工作人员必须积极提升自身综合素质、增进对热处理技术与不同压力容器构造的了解、最大限度避免误操作现象的发生,保证施工工序的合理性与施工工艺的科学性,如此方能确保压力容器的质量,从而促进我国石油事业的长足发展。
参考文献:
[1]刘琳琳,张旭,王妍妍.压力容器设计制造中的常见问题探讨[J].化工装备技术,2015(06).
[2]李鸿雁.浅谈压力容器设计应注意的问题[J].黑龙江科技信息,2015(19).
[3]张晓伟.压力容器设计过程简介[J].科技信息,2014(06).
关键词:热处理技术;石油化工;压力容器
在石油化工行业压力容器具有多种用途。压力容器具备出色的压力承受能力,因此其通常被人们用于盛装液态或者气体。在压力容器中应用热处理技术,能够在不破坏容器金属材料外部形状的条件下,改变其内部成分的化学性质以及纤维结构,如此能够实现人工调控金属材料性能的目的,有利于相关金属材料发挥其最大潜力。因此,如何做好石化压力容器热处理的问题应当引起有关方面的高度重视。
1 热处理技术概述
热处理技术是通过有效衔接与配合加热、冷却以及保温等环节而形成的一类技术。通常情况下,人们在热处理过程中使用较为频繁的加热方式有燃烧火焰加热以及电加热等。值得注意的是,在热处理过程中,需要严格把控火焰以及基体的温度。由于石化压力容器的设计通常采用不同的金属材料或者合金材料,各种金属材料在化学性质上有所差异,为此,工作人员在采用热处理技术设计制造石化压力容器时,往往会采取在适当的时间设置合理温度的做法,如此方能最大限度地保障相关压力容器能发挥最大的性能。
对于热处理技术而言,能否在设备处理工作中发挥最大的效用,很大程度上取决于冷却工作的质量。由于不同压力容器的技术标准以及材质存在着一定的差异,因此人们一般会采用不同的冷却速度。经过艰苦的探索与思考,技术人员设计出了一种冷却方式以及三种冷却速度,它们分别是冷却速度最快的淬火,冷却最慢的退火、冷却速度适中的正火以及与淬火关系密切的回火。通过在容器冷却速度以及方式上开展严格的控制把关工作,能够有效地提升压力容器的密实度,并有助于金属材料或者合金材料发挥其最大应用性能[1]。
2 在压力容器设计工作中应用热处理技术的注意事项
热处理技术的应用必须在石化压力容器焊接元件工序完成后才能进行。如果压力容器在制造过程中需要进行多次焊接处理,则需要在检验人员充分确认焊接质量合格、结果满意后方能应用热处理技术,否则可能引发安全事故。在对碳质钢材开展焊接工作时,应当确保管箱侧面的开口不小于圆筒内径的三分之一。热处理技术在碳质钢材上的应用,主要目的是消除应力。
通常来说,大部分金属材料制成的石化压力容器在焊接后都需要采用热处理技术来实现消除应力的目的,然而需要特别指出的是,不锈钢材料制成的压力容器并不需要进行消除应力的操作。热处理技术虽然应用效果明显,但是其也具有一定的局限性,这也就意味着并不是所有焊接点都适用于热处理技术的应用,因此相关工作人员应当熟悉热处理技术应用的各类原则,如此方能明确什么时候该用热处理技术、什么时候最好不用热处理技术。最后,由于燃煤炉的使用过程存在着较大的安全隐患,因此工作人员决不能在应用热处理技术时使用燃煤炉。
3 石化压力容器热处理技术应用中的问题及解决措施
3.1 复合式板式压力容器
在复合式板式压力容器焊接工作完毕后,为了消除应力与最大限度地发挥材料的性能,需要对其进行热处理。在开展热处理工作前,工作人员需要充分了解构成复合式板式压力容器的材料的相关特质,在展望热处理技术应用效果的同时也应当充分意识到热处理技术可能对容器造成的不利影响。经验表明,在复合式板式压力容器中应用热处理技术,一旦发生处理不当的情况可能导致复合材料焊接处碳化,从而严重弱化材料的性能甚至导致材料性能消失[2]。
为了解决上述问题,复合式板式压力容器设计人员在容器的设计工作中,应当注意合理控制相关材料的尺寸以及厚度,具体做法如下:①除碳质钢以外材料的厚度不小于圆筒内径的2.5%。②碳质钢材的厚度不小于圆筒内径的3%。
3.2 奥氏体不锈钢压力容器
在高温环境中,合金或者金属材料的变形指数会发生改变,一般来说指数会有一定程度的下降,如此高应力处便会发生相应的变化,此时焊接工作所残留的应力会被有效地消除。金属材料或者合金材料经过上述变化,无论是化学性质还是物理性质都将发生一定的改变、材料的韧度会得到提升,抗腐蚀性能也会被大大地增强。大量事实与试验数据表明,体心立方晶体结构适应上述原理,奥氏体不锈钢材料的晶体结构恰恰与体心立方结构相反,总体上呈现出面心立方体结构。
我们在石化压力容器焊接工作结束后对其进行热处理,目的无非是提升材料的韧性、消除焊接留下的应力、增强材料的防腐性能。而奥氏体不锈钢压力容器的防腐性能与韧性都达到了较高的水平,并且由于在对其实施消除应力的热处理技术的过程中,奥氏体不锈钢极有可能出现过敏化的现象。因此,一般认为奥氏体不锈钢压力容器在制造过程中没有必要进行热处理。
3.3 以液态氨为介质的压力容器
值得注意的是,热处理技术并不适用于全部以液态氨为介质的石化压力容器的设计与制造工作。判定某种以液态氨为介质的压力容器是否需要进行热处理的依据是应力腐蚀情况的严重程度。在查阅相关文献后,对于压力容器接触的液态氨腐蚀性判定标准作出以下总结:①环境温度需要高于零下5摄氏度。在固定管板式换热器中的介质为液态氨时,应当采用分布式的热处理方法。通常情况下,首先需要处理换热器的外壳,在管板与外壳结合后开展局部热处理工作。②在介质为液态氨的情况下,环境水含量需要不大于0.2%。应当充分意识到,二氧化碳以及空气成分——氧气有一定概率会对环境造成污染[3]。
4 结语
在石油化工压力容器的设计与制造过程中应用热处理技术可能遇到许多问题,为此,工作人员必须积极提升自身综合素质、增进对热处理技术与不同压力容器构造的了解、最大限度避免误操作现象的发生,保证施工工序的合理性与施工工艺的科学性,如此方能确保压力容器的质量,从而促进我国石油事业的长足发展。
参考文献:
[1]刘琳琳,张旭,王妍妍.压力容器设计制造中的常见问题探讨[J].化工装备技术,2015(06).
[2]李鸿雁.浅谈压力容器设计应注意的问题[J].黑龙江科技信息,2015(19).
[3]张晓伟.压力容器设计过程简介[J].科技信息,2014(06).