关于压力容器焊后热处理技术的探讨

们解决函数问题提供了有力的工具,用导数可以解决函数中的最值问题,不等式问题,还可以解析几何相联系,可以在知识的网络交汇处设计问题。因此,在教学中,要突出导数的应用。参考文献1刘小兵浅谈导数的应用2卞国文浅谈利用导数求切线问题中的“在”与“过”责任编辑宋义25关于压力容器焊后热处理技术的探讨张桂芳（黑龙江省鹤岗矿业集团有限责任公司职工大学，黑龙江鹤岗154000）热处理作为一种传统并行之有效的改善和恢复金属性能的方法在压力容器设计、制造等环节中一直属于相对薄弱的环节。压力容器涉及四种热处理焊后热处理（消除应力热处理）；改善材料性能热处理；恢复材料性能热处理；焊后消氢处理。这里重点对压力容器设计中应用广泛的焊后热处理的有关问题予以讨论。1奥氏体不锈钢制压力容器是否需要焊后热处理焊后热处理是利用金属材料在高温下屈服极限的降低，使应力高的地方产生塑性流变，从而达到消除焊接残余应力的目的，同时可以改善焊接接头及热影响区的塑性和韧性，提高抗应力腐蚀的能力。这种消除应力的方法在具有体心立方晶体结构的碳素钢、低合金钢制压力容器中被广泛采用。奥氏体不锈钢的晶体结构是面心立方，由于面心立方晶体结构的金属材料比体心立方具有更多的滑移面，因而表现出良好的韧性和应变强化性能。另外，在压力容器设计中，选用不锈钢往往是为了防腐蚀和满足温度的特殊要求这两个目的，加上不锈钢与碳素钢和低合金钢相比价格昂贵，所以其壁厚都不会很厚。因此，从正常操作的安全性考虑，没有必要对奥氏体不锈钢制压力容器提出焊后热处理的要求。至于因使用而出现的腐蚀，材料不稳定，如疲劳，冲击载荷等不正常操作条件而带来的恶化情况，在常规设计中是难以考虑的。如果存在这些情况，需要由有关的科技人员（如设计、使用、科研等有关单位）经过深入研究，对比实验，拿出切实可行的热处理方案并确保压力容器的综合使用性能不受影响。否则，如果没有充分考虑热处理对于奥氏体不锈钢制压力容器的需要与可能，简单地类比碳素钢与低合金钢的情况而对奥氏体不锈钢提出热处理要求，往往是行不通的。在现行标准中，对奥氏体不锈钢制压力容器是否进行焊后热处理的要求比较含糊。在GB15089钢制压力容器10413中规定“除图样另有规定外，冷成形的奥氏体不锈钢封头可不进行热处理”。至于其它情况是否进行热处理则可能由于不同人的理解而异。在GB1501998钢制压力容器1041中规定容器及其受压元件符合下列条件之一者，应进行热处理。其中的第二、三项为“有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气，液氨等的容器”和“盛装毒性为极度或高度危害介质的容器”。只是在10411F）中规定“除图样另有规定外，奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行热处理”。从标准表述的层次来分析，这一要求应理解为主要是针对第一项中所列举的各种情况而言。上述的第二、三项的情况不一定能够包括在内。所以，建议在适当的时候应当以“增补”的方式将“10411F”改为用“10414”的方法表达。这样可以更全面、准确地表述对奥氏体不锈钢制压力容器焊后热处理的要求，使设计者能够根据实际情况自行决定对奥氏体不锈钢制压力容器是否需要热处理和怎样进行热处理。99版“容规”的第74条明确“奥氏体不锈钢或有色金属制压力容器焊接后一般不要求做热处理，如有特殊要求需进行热处理时，应在图样上注明。”2爆炸复合材料的热处理21爆炸复合材料热处理的特点金属爆炸复合材料的热处理与单金属材料的热处理相比有许多相似之处。例如，都是以一定的加热速度将材料加热到预定高的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以一定的速度冷却。全过程在空气中、在真空中或在其他介质水、油中进行。以退火为例，分高温、中温和低温退火。目的亦为再结晶或消除应力等。根据不同的材料、组织、状态和性能的要求进行不同工艺下的热处理。爆炸复合材料的热处理也有它的特殊之处，那就是首先必须考虑组成复合材料的两种和多种组元，各自的熔点和再结晶温度、强度和塑性、耐蚀性和耐磨性、比热和热胀系数等物理及化学性能，特别是它们在高温下相互作用的特性。从而正确地设计热处理的工艺参数和预计热处理对它们的结合区组织、结合强度和各自基体组织及性能的影响等等。爆炸复合材料的热处理及其工艺参数的制订，要正确地处理好上述众多矛盾，在千差万别的金属组合中做到工艺、组织和性能的统一，为爆炸复合材料的正常使用提供可靠的组织和性能的保证。22爆炸复合材料其他形式的热处理根据不同的材质、不同的组织状态和不同的性能要求，爆炸复合材料也能够和也需要进行除退火以外的其他形式的热处理，如淬火、回火、正火和时效等。这些形式的热处理的目的和退火不同，是为了使复材或基材恢复或获得某些特定的物理和化学性能。例如，热轧制的不锈钢1CR18NI9TI普通钢A3复合板，在正火以后使这种不锈钢恢复原来的耐蚀性能；合金钢普通钢复合板在淬火和回火以后使合金钢获得一定的硬度及强度；铝合金和其他金属的复合板在时效以后，使铝合金恢复原来的高强度和耐蚀性，等等。在这些形式的热处理之后，对另一基材的影响一般不很大。因此，这些形式的热处理也是获得和恢复预定的物理、力学和化学性能的重要的后续加工工序。总之，金属爆炸复合材料的热处理对于获得既定组织和性能的金属复合材料有重要的意义；爆炸复合材料的热处理有许多特点，这些特点使得这类材料的热处理工艺的制订和实施别具一格。3能否用其他方式代替设备的整体热处理由于受制造厂条件限制，及经济利益的考虑，许多人曾探索用其他方式代替压力容器的整体热处理，虽然这些探索是有益和可贵的，但是目前还不能替代压力容器的整体热处理。在目前有效的标准和规程中，还没有放宽对整体热处理的要求。在各种代替整体热处理的方案中比较典型的有局部热处理，锤击法消除焊接残余应力，爆炸法消除焊接残余应力及振动法，热水浴法等。局部热处理在GB1501998钢制压力容器10453中规定“B、C、D类焊接接头，球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理方法。”这条规定意味着筒体上的A类焊缝不允许采用局部热处理方法，即整台设备不允许采用局部热处理方法，原因之一是焊接残余应力不能够对称消除。锤击法消除焊接残余应力即通过人工锤击，在焊接接头的表面迭加一层压应力，从而部分抵消残余拉应力的不利作用。这种方法从原理上讲对防止应力腐蚀开裂是会有一定抑制作用的。但是由于在实践操作过程中没有量化指标和较严格的操作规程，加上对比使用的验证工作不够，而未被现行标准所采用。爆炸法消除焊接残余应力是将炸药特制成胶带状，在设备的内壁粘在焊接接头表面上，其机理与锤击法消除焊接残余应力相同。据说此法可以弥补锤击法消除焊接残余应力的一些不足之处，但是，有单位在两个条件相同的液化石油汽储罐上分别采用整体热处理和爆炸法消除焊接残余应力进行对比试验，一年后开罐检查发现前者焊接接头完好如初，而经爆炸法消除焊接残余应力储罐的焊接接头则出现许多裂纹。这样，曾风行一时的爆炸法消除焊接残余应力方法也就无声无息了。还有一些其他的消除焊接残余应力的方法，由于种种原因都没有被压力容器行业所接受。总之，压力容器焊后整体热处理（含炉内分段热处理）虽然具有能