大型球形封头采用内燃法热处理方法

由于受到项目现场热处理炉尺寸的限制，某大型现场组焊的球形封头，无法采用炉内整体热处理。

随着现代煤化工技术迅猛发展， 装置大型化已成发展趋势， 大型反应器、 塔器及球罐的应用不断增多。压力容器焊后热处理，是压力容器制造过程中最后阶段的关键过程， 具有十分重要的作用。 它不仅可以消除或降低焊接残余应力，改善焊接热影响区和焊缝金属的显微组织， 还可以减少焊接接头延迟裂纹和断裂的发生， 延长设备的使用寿命。 焊后热处理的效果，是由焊后热处理工艺来保证的。 同时焊后热处理的质量直接影响到压力容器的整体内在质量。 与焊缝缺陷不同，大型压力容器焊后热处理不能返工，热处理耗时长、投入费用较大。因此， 要求压力容器焊后热处理，一次成功。

一般地， 结构不太大的压力容器， 可采用炉内整体热处理。随着煤化工装置规模的不断扩大，大型反应器、塔器、球罐结构设计随之大型化，一些超大直径和超长的压力容器如丙烯塔、 减压分馏塔、反应器等关键设备，其设备直径从几米到十几米，其高度从几十米到超过100m。对于大型压力容器热处理，应充分考虑现场条件，采用适宜的热处理工艺，做好现场热处理系统工艺设计，制定详尽的热处理方案。

由作者单位投资建设的某煤化工项目位于西北地区，根据设计条件，某大型反应器球形封头需要整体热处理。由于受现场运输条件的限制，该反应器球形封头需现场组焊， 因现场热处理炉尺寸限制，无法采用炉内整体热处理。借鉴以往热处理经验，可采用炉外整体热处理法，工作难度较大。

2 主要设计参数

某大型反应器是神华某煤化工项目的关键设备之一，其上部球形封头设计参数如下：封头直径为13800mm，设计名义厚度为46mm,实际采用钢板厚度为48mm，材质为Q245R，腐蚀裕量为3mm，封头总重约为114t，容器类别为Ⅲ类，100%射线无损检测。由于该反应器筒体壁厚为36mm， 筒体部分不需要热处理。 根据设计图纸要求， 该球形封头需要整体热处理。

3 热处理工艺

对于中小型压力容器，一般采用炉内整体热处理。根据项目现场热处理炉实际情况，该大型球形封头无法采用炉内整体热处理。目前，常用炉外整体热处理方法有：电加热法整体热处理和内燃法整体热处理。由于该球形封头直径大，若采用电加热法整体热处理， 根据测算需要很大用电容量， 本项目现场无法满足要求。 经过多方调研，该球形封头最终确定采用内燃法进行整体热处理。