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摘要：随着时代的进步和发展，建筑行业、装备制造业都在快速的发展，而热处理技术已经成为了提高金属材料性能的主要手段，不仅能提高产品质量，还能对增长产品的使用时间，是当今制造业的重要竞争技术。而在石油行业中，石油压力容器是存储石油、运输石油过程中的重要环节，然而热处理技术对石油压力容器也产生了巨大的作用。本文分析了热处理技术在石油压力容器及管件中的应用。
关键词：热处理技术；石油工业；压力容器；管件
1热处理技术
所谓压力容器是指装载着固定压力，并且处于封闭状态的容器，一般装载的都是气体或者液体。压力容器的特点主要体现在：种类多样化，结构复杂，设计难度比较大，更新换代比较快，需要在设计的时候做到与需求保持一致，设计精度要求高，以满足不同客户的需求。为了能够最大化发挥压力容器的效能，常常会使用热处理技术去进行操作。简单来讲，压力容器设计过程中，热处理技术的管控，也是影响压力容器性能和质量的重要因素。
2热处理技术运用到压力容器的必要性
一般情况下，压力容器中存储的都是腐蚀性强，易燃易爆或者有毒的液体或者气体，是很多工业生产中必不可少的生产设备。正是由于压力容器这样的特性，其在设计之初就需要充分考虑安全性因素。因此，无论是材料的选择，结构的设计，还是受力的分析，或者是检验维护，都需要严谨对待。在这样的压力容器设计环境下，热处理过程中的焊缝要求更高，这对于促进焊接部位抗压性能提升，规避焊缝不稳定因素，使得金属材料的性能得以最大化的提升，就成为压力容器设计必然去思考的问题。除此之外，热处理技术在压力容器设计中的应用，还可以降低焊接参与应力，使得焊接接头的组织和性能得以改善，当然在此过程中需要避免开裂情况的发生，以保证其在高温下具备良好的支承能力。
3金属材料常用的热处理方法
3.1退火
退火目的是消除材料的内应力，降低硬度，提高塑性，细化组织，均匀化学成分，以利于冲压、折弯、拉伸或切削、磨、镗以及热处理等加工，并为最终热处理做好组织淮备。根据退火时处理组织结构的变化，退火常分为完全退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火和扩散退火等。
（1）完全退火。主要用于冷压力加工前调整塑性，适用于亚共析钢及其合金钢，但不能用于过共析钢。
（2）球化退火。主要目的是消除材料的内应力、降低硬度、提高塑性、细化组织、均匀化学成分，另外，还可使渗碳体呈球状，以改善切削加工性，并为以后的淬火作好组织上的准备。球化退火的关键在于加热温度不能过高。钢件在球化退火前应作金相组织检查，若原始组织上存在严重的渗碳体，应采用正火工艺将其消除后才能进行球化退火。
（3）再结晶退火。主要用于消除加工硬化现象和恢复材料的塑性。再结晶退火温度一般为650～6800C。
（4）去应力退火。主要目的是消除铸、锻件和焊接件的残余内应力，降低硬度，改善切削加工性能。去应力退火温度控制在550～6500C，对于厚大的焊接件，视工件的最大厚度计算，最高加热温度可以达到7000C。
（5）扩散退火。主要用于消除化学成分的不均匀性。是一种耗时长、费用高的热处理操作，一般只用于处理优质钢、铸锭或铸件。
3.2正火
正火的效果同退火相似，其主要作用有：
（1）对于低碳钢，正火代替退火，改善切削加工性能。
（2）对于过共析钢，消除网状碳化物为球化退火作准备。作为中碳钢、合金钢淬火前的热处理，以减少淬火缺陷。
（3）对于淬火返修件，消除内应力和细化组织，以防重淬火时产生变形与裂纹。
（4）对于大型、重型及形状复杂零件或性能要求不高的普通结构零件作为最后热处理，以提高力学性能。
3.3淬火
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却的一种热处理工艺。目的是为了获得Ms组织，以提高强度和硬度。由于淬火时，马氏体转变属于非扩散型转变，对于Mz点在室温以下的钢，将有一部分A'，为此需要进行冷处理以消除或减少A'组织。
3.4回火
其主要目的是消除或减小零件的淬火应力，适当降低硬度，以获得高的综合力学性能，稳定组织，改善切削性能。按照回火温度的不同分为：低温回火、中温回火和高温回火。其中调质处理就是淬火+高温回火。钢经调质处理后，钢的硬度较低，便于切削加工达到较好的表面质量。中碳钢常用调质处理改善切削性能。调质处理也可作为表面淬火和化学热处理的预备热处理。
4热处理在压力容器和管件的主要运用
4.1焊前预热
焊前预热和焊后回火是改善金属材料焊接性能的重要手段，马氏体型不锈钢具有强烈的淬硬和冷裂倾向，含碳越高越敏感，焊前预热是防止其产生裂纹的有效措施，重要构件的焊接、合金钢的焊接及厚部件的焊接，都要求在焊前必须预热。
（1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。
（2）预热可降低焊接应力。
（3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。
4.2焊后热处理
焊后热处理的目的有三个：除氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。
（1）焊后除氢处理。是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理。焊后除氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。
（2）去应力热处理。在焊接过程中，由于加热和冷却的不均匀性，以及构件本身产生拘束或外加拘束，在焊接工作结束后，在构件中总会产生焊接应力。焊接应力在构件中的存在，会降低焊接接头区的实际承载能力，产生塑性变形，严重时，还会导致构件的破坏。去应力热处理是使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放入加热炉内，缓慢加热到一定温度，然后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。
有些合金钢材料在焊接以后，其焊接接头会出现淬硬组织，使材料的机械性能变坏。此外，这种淬硬组织在焊接应力及氢的作用下，可能导致接头的破坏。如果经过热处理以后，接头的金相组织得到改善，提高了焊接接头的塑性、韧性，从而改善了焊接接头的综合机械性能。
5结语
综上所述，热处理可以改善材料工艺性能，它也是焊接、表面处理的重要工序之一。根据产品的结构和材料性能特点，以及最佳的成型工序，运用适当的热处理获得某种最佳的工艺性能，可以节省加工成本，提高加工质量，达到事半功倍的效果。在设计热处理工艺时，应注意材料性能和热处理过程的特点，防止热处理本身带来的问题，消除加工过程中的质量隐患。
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