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摘要：随着城市化进程的不断深入推进，我国工业行业的发展也逐渐提上了日程。在压力容器生产制造过程中，热处理能有效改善材料性能，同时可有效减少压力容器在焊接过程中产生的残余应力，提高压力容器各类焊缝处的性能。随着化工等行业的发展，压力容器的应用场景越来越多，结构日益复杂，并且在工业中的应用地位越来越高。为了保障设备使用安全，延长其使用寿命，降低行业发展的成本消耗，在压力容器设计时要关注热处理问题。基于此，本文主要对压力容器设计制造中的热处理问题进行分析，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：压力容器；设计制造；热处理问题
引言
随着我国工业的快速发展和工业设备种类的增多，压力容器的使用在工业生产扮演着非常重要的角色，压力容器作为受压设备，其应用场景危险系数较高，在实际的压力容器使用过程中，压力容器的热处理不到位，容易造成工业事故，而且随着化工等行业的发展，对压力容器的性能和质量要求越来越高，如何应对压力容器中的热处理，成为当前行业关注的重点。
1压力容器压力试验的类型
1）液压试验，即试验介质是液体。如果在实验期间发生压力容器损坏或试验液泄漏，由于液体的可压缩性较小，因此可快速降低容器中的压力，同时完全释放容器中的现有能量，从而确保压力容器的安全性。液压试验一般使用水作为试验介质，不仅易于获取，而且可以有效满足温度要求，从而最大程度地降低了试验风险。2）气压试验也是压力容器压力试验的一种常见类型，主要使用干燥和清洁的气体（例如氮气和空气）作为试验介质，并通过使气体在试验过程中更具可压缩性来改变压力容器中的压力，从而在容器中产生能量。但是，考虑到压缩气体时压力容器壁承受的压力也会增加，如果在操作中出现问题，可能会引起爆炸等事故，因此要严格操作压力容器并按照相关规定执行试验标准。3）如果考虑到由于承载力而无法进行液压试验。同时，气压试验更加危险且耗时，可以进行气液联合压力试验，即同时利用气体介质和液体介质进行压力试验。
2压力容器设计制造中的热处理问题
根据目的以及加热温度和冷却方式不同，热处理主要分为三大类：整体热处理（如退火、正火、淬火和调质等）；表面热处理（如表面淬火和回火、化学气相沉淀和等离子化学气相沉淀等）；化学热处理（如渗碳、碳氮共渗和熔渗等）。压力容器大多数是钢板卷焊结构，许多热处理过程是结合热成型（如筒体热卷、封头热冲压等）工艺进行的。但应用到压力容器热处理的种类较少，常用热处理方式有退火、正火及淬火等，奥氏体不锈钢则有固溶化处理和稳定化处理。
3压力容器设计制造中的热处理
3.1材质选择
压力容器设计制造中的热处理之一是材质选择。主要低温材质。主要用于低温压力容器制造的铁素体钢有16MnDR、09MnNiDR、08Ni3DR等，奥氏体低温钢有304／304Ｌ／316／321等，这两种材质根据适应的低温差异而被应用到不同的场合。根据GB／T150规定，１６MnDR钢板在6～60mm厚度范围内的使用温度下限为-40℃，并且需进行-40℃低温冲击试验以验证在该低温下材质的冲击功，按照国标要求其值不低于24Ｊ。当１６MnDR钢板在60～120mm厚度范围内时，使用温度下限为-30℃，需进行-30℃低温冲击试验，其在该温度下的冲击功应不低于20Ｊ。推荐的０９MnNiDR板材厚度范围为６～１２０mm，使用温度下限为-70℃，需进行-70℃低温冲击试验，其在该温度下的冲击功应不低于２０Ｊ。
推荐的0.8Ni3DR板材厚度范围为6～100mm，使用温度下限为-100℃，需进行-100℃低温冲击试验，其在该温度下的冲击功应不低于24J。当奥氏体钢材的使用温度大于-196℃时，可免做冲击试验。非液化流程的海洋油气设备不会遇到如此低的温度，无需考虑奥氏体的低温冲击试验。可根据设计温度和压力初步选用适宜的材质，经壁厚计算后再校核钢板厚度是否超出允许范围，以确定初选材质是否合适。在板材选用过程中，还需考虑压力容器制造的难易程度和成本等各因素的影响。
3.2消除应力热处理对移动式容器WH590E钢组织和性能的影响
压力容器设计制造中的热处理之二是消除应力热处理对移动式容器WH590E钢组织和性能的影响。随着石化储存和运输的发展需求，作为移动式压力容器的槽车罐体制造材料，国内外一般采用抗拉强度为550～630MPa级正火热处理钢板。该类钢不仅有较高的强度，较低的屈强比，而且拥有优良的韧性及焊接性能，用其制造槽车后罐体壁厚减小，自重系数相应降低，提高了槽车的容重比和运载效率，为我国液化石油气罐车罐体设备大型化发展起到了极大的推动作用。目前我国国家标准中移动式压力容器钢强度最高级别为590MPa，该钢较Q370Ｒ钢强度更高，低温韧性更好。这些槽车罐体材料在焊接后因各部位组织变化、冷却速度不同等原因而产生内应力，若内应力较大而未及时予以去除，常导致工件变形甚至形成裂纹。常进行消除应力热处理（简称SＲ热处理）的主要有容器、海工、核电设备等，随着钢板升级换代，设计强度越来越高，对SＲ热处理工艺和性能提出了更为严格的要求。
3.3对压力容器进行科学规范的热处理，避免容器出现变形
压力容器设计制造中的热处理之三是对压力容器进行科学规范的热处理，避免容器出现变形。通过对其进行热处理，能够有效提高整个压力容器安全性以及稳定性，在对其进行热处理的过程中，首先，要对接口和壳体进行热处理，而且还要对弯管进行热处理。由于金属材料的性能在高温作用下会发生变化，因此，应严格控制热处理温度。不合理的温度控制会影响材料的基本性能，从而导致焊后大量的材料，为了进一步减少热处理不当给整个压力容器的整体性能产生负面影响，在对待不同材料时，应当有所区别，除此以外，在对其进行加工制造过程中，要格外重视焊接工艺，避免因工艺不当造成变形。在焊后热处理过程中，焊接接头处容易发生碳化，对压力容器的整体稳定性有很大影响。压力容器的相关材料是产生这一问题的主要原因，基于此，在选择材料的过程中，应当格外注意，要对各个加工环节进行严格控制，避免压力容器出现变形，提高相关器械的稳定性以及安全性。
结语
压力容器作为工业生产的常用设备，压力容器的安全性和稳定性对行业生产效率有着直接影响，不管是任何形式的危险，都可能对工业生产造成严重的破坏。为了进行更加稳定高效地生产发展，压力容器的热处理必须落实到位，相关人员仔细区分金属材料性质，选择最佳处理方案，实现压力容器应用的最大效果，有效保障压力容器在各种工作环境下使用的安全性。
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