陈才天
新疆庆华能源集团有限公司新疆835100
摘要:随着我国时代的高速发展,石油工业企业应运而生,在工业企业实际生产的过程中,几乎都会运用石油化工压力容器,石油化工压力容器正常、有序地工作对于人民生产生活有着重要的保障作用,因此,相关工作人员要定时、定期地对石油化工压力容器进行检查。作为国民经济体系中的支柱性能源产业,石油行业对推动国防建设、促进工业发展、保障社会稳定等,均做出了非常重要的贡献。
关键词:锅炉;压力容器;检验方法;措施
引言
工业化时代的到来使石油化工压力容器使用的频率越来越高,但是根据调查了解,近几年来,石油化工压力容器使用造成的安全事故发生的概率越来越大,热处理技术是当前提高石油化工压力容器性能时最常见的技术之一。本文简要分析热处理技术如何在石油化工压力容器制作过程中提高整体的使用效果。因此,人们越来越关注与重视石油化工压力容器的使用安全。因为石油化工压力容器在使用的过程中会产生巨大的压力,如果相关工作人员操作不当或者因为石油化工压力容器本身的原因(质量问题等)会对石油化工压力容器安全使用造成不同程度的影响与制约,会进一步导致安全事故的发生,甚至还会对相关工作人员的生命造成威胁。
1.石油化工压力容器的内容
从石油化工压力容器的外观来看,它是一个具有密闭性的大型仪器,因为人员操作不当等原因极易出现安全事故。首先,石油化工压力容器在进行工作的过程中,如果产生的压力大于本身所能承受的压力限度,就会将报警的部件进行破坏,预警装置未能被有效地启动,再加上这种情况不能及时的被工作人员所发现,势必会造成安全事故的发生。此外,如果石油化工压力容器自身出现了一定的质量问题,势必也会造成容器的耐受性能大幅度的降低,同样也会导致安全事故的出现。因为石油化工压力容器是需要在一定的压力之下才进行工作,因此,如果容器存在的环境较差,那么容器本身自然而然会受到各种因素的影响与刺激,进一步地导致设备本身出现性能问题。
2.热处理技术在石油化工压力容器中的应用
2.1 焊接前预热
在石油化工压力容器的焊接作业中,更需要考虑到在焊接之前预热,预热的作用主要体现在了以下三个不同的方面 :第一,在对所有的材料基本的预热后,能够有效的降低焊接过后金属材料冷却时的冷却速度,确保所有的金属基体材料在焊接区域中的氢脱离,减少由于氢脱离而导致的断裂可能性,同时预热也可以逐步减缓在焊接完成后整体的冷却速度,确保焊接的质量,防止由于氢的溢出而导致裂纹,降低焊接区域的淬硬程度,增加焊接后的抗裂性。第二,在焊接前预热,可以通过局部预热或者整体均匀预热两种不同的预热方式,其直接缩小了焊接位置与其他区域之间的温度差,同时也能逐步减小焊接时所消耗的焊接应力。预热的同时能够让焊接的应变速率逐步减小,防止在焊接过程中出现裂纹的情况。第三,通过预热可以直接减小焊接机体的拘束度,也就是说,在一定范围内能提高预热温度,并且降低裂纹可能出现的几率。
2.2 焊接后热处理
在处理石油化工压力容器后,一旦焊接工作完成,应考虑到如何热处理,热处理的操作内容主要操作目的主要有以下三类 :
第一,为了进一步的除氢。在金属材料焊接后,由于其焊接区域的温度较高,特别是当焊接区域温度高于100 ℃时,该材料需要低温热处理,目的是为了加速焊接区域内以及焊接区域所影响到地方的脱离,防止由于氢脆现象的出现导致容器使用质量不佳。
在低合金钢等石油化工压力容器中经常由于温度的问题而导致脱氢效果不佳,在使用该容器时出现氢脆的现象,或者是焊接的区域出现了裂纹的可能性,不满足石油化工压力容器在使用时的使用要求。
第二,消除焊接产生的残余内应力。残余内应力主要来源于两个不同的方面,一个方面是由于在焊接的过程中,其材料处在快速的升温以及快速的冷却过程,无论是快速升温或者是快速冷却,都很容易导致金属材料内部出现了不均匀的内应力变化。另外一个方面则是由于在焊接石油化工压力容器时,应考虑到压力容器本身很容易受外界的拘束,产生一定的内应力。在焊接后对局部或者是整体的状态进行分析,高温回火处理可以有效的消除金属材料在焊接后的残余内应力。
第三,改善材料自身的力学性能。材料石油化工压力容器最常使用的一种方式就是合金钢材料焊接。在焊接后很容易形成焊接接头,一旦焊接接头出现,整体材料的组织结构就会发生一定改变,并且部分会产生硬脆组织,从而直接破坏金属材料应有的机械性能,要求在焊接后热处理时,一定要考虑到如何降低材料本身的硬度,改善焊接区域的塑性以及韧劲,让材料本身具有相对良好的综合力学性能,同时也需要逐步提高石油化工容器内部的组织结构及稳定性,确保外形尺寸的稳定性以及精度。对所有的石油化工压力容器结构件进行分析,如果该石油化工容器结构件所使用的材料是普通材料,在焊接后只需要去应力退火热处理就可以,而如果石油化工压力容器其自身的材料是中碳钢或者是高碳钢,则考虑到使用不同的材料或者是补焊件进行管理,在面对这种基体材料时确保其组织结构整体均匀化、成分均匀化,才能有效地消除在焊接后内应力的正火热处理。
2.3 特殊化学热处理
第一,有一些零件要求自身的表面具有非常高的耐磨性。而在面对这种情况下,普通钢零件可以采用的是渗碳淬火法,即在零件表面形成高碳马氏体硬化表层,这种方式能提高普通零件的耐磨性。然而对于耐磨性要求更高的零件,则需要采用渗氮法,让零件表面形成合金氮化物,并且在弥散硬化表层。这种方式相比于普通钢零件而言其耐磨性更高,两种方式都可以提高零件表面本身的硬度,多数情况下零件表面的硬度可以高达hrc60 以上。
第二,部分零件在使用时要求具有较高的抗疲劳强度,在面对这种要求时,多数情况下所选择的是渗碳或者是渗氮化学方式处理,确保所有的零件表面都能产生一定的残余应压力,进而促使零件在使用时,自身的疲劳强度能逐步的提升。
第三,部分零件要求具有较好的抗腐蚀性以及抗高温氧化性,这也是石油化工压力容器中常见的一种要求,在面对这种要求时,选择的是渗氮化学热处理,其目的是为了增加所有零件表面的抗腐蚀性能,并且在零件表面可以通过渗硅、渗铝、渗铬后形成一层稳定的、致密的二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铬的膜层,形成后零件自身的抗高温氧化性以及抗腐蚀性都非常强,能够保证零件在使用时的使用效果。化学热处理的方式也能让所有的石油化工压力容器零件在使用时自身的高韧性可以得到保证,确保表面的机械性能不改变,进而让零件本身具有非常高的综合性能。
结语
综上所述,在石油化工行业对生产安全性的要求较高。如果缺乏安全性,不仅很有可能造成石油化工企业出现财产危机,同时也会导致工作人员在日常工作时工作的安全性无法得到保证。当前越来越多的石油化工企业,在日常工作中都将安全性作为了工作的重点内容。无论是通过热处理或者是焊接处理等不同的处理方式,都能让石油化工压气压力容器的材料性能得到提升,满足石油化工压力容器的生产需求,而通过热处理也可以优化所有材料的组织结构,保证材料的综合性能、机械性能增强,所有容器在使用时的安全性以及容器使用时的可靠性。
参考文献
[1] 杨晓东 . 热处理技术在石油化工压力容器中的应用 [J]. 山西化工,2018,38(06):162-164.
[2] 田丰 . 热处理技术在石油压力容器中的应用 [J]. 化工管理,2018(15):59.