热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，用于对材料为12Cr2Mo1，外径为1500～4500mm，壁厚为100～300mm的热壁加氢反应器锻件进行锻后热处理，其特征在于，包括如下步骤：第一步，控制锻造终锻温度，然后空冷至锻件表面温度为250～350℃；再将锻件送入加热炉内；第二步，使加热炉腔的温度以≤80℃/h的速度升温至600～700℃保温；第三步，以加热炉的最大功率升温至880～930℃保温；第四步，将工件出炉水冷至工件表面温度≤80℃；第五步，将工件送入加热炉内待料，然后使加热炉腔的温度以≤80℃/h的速度升温至650～720℃保温；之后出炉空冷。本发明能够在保证锻件质量的同时，在锻后热处理工艺中兼顾性能，有效地降低热壁加氢反应器锻件的生产周期及成本。
【专利说明】热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热处理方法，具体涉及一种热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法。
【背景技术】
[0002]热壁加氢反应器是现代石化行业的重大关键设备，该设备主要用于石油炼制或重质油的加氢裂化、加氢精制以及催化重整、脱硫、脱除重金属等工艺过程。热壁加氢反应器的工作温度一般在400°C以上，工作压力为20MPa左右，接触介质为油气、氢气、硫化氢等腐蚀介质，属于有爆炸性危险的临氢承压设备，因此对热壁加氢反应器的技术水平及安全性要求极高。
[0003]12Cr2Mol是制造热壁加氢反应器的常见材料，热壁加氢反应器的外径为1500~4500mm，壁厚为100~300mm，目前热壁加氢反应器的热处理方式为锻后热处理加性能热处
理，生产流程为:
[0004]冶炼一锻造一锻后热处理一粗加工一性能热处理(Q+T)—取样一试验一最终机加工一最终检测。
[0005]其中锻后热处理的目的主要是消除锻造应力，消氢以防止白点、氢脆和改善组织，性能热处理的目的是获得所需的贝氏体组织，保证力学性能指标达到规范要求。
[0006]现有的锻后热处理工艺采用正火+高温回火工艺，其中正火的主要工艺目的是细化晶粒，高温回火的工艺目的是调整锻件硬度，保证锻件的机械加工性能，并通过设置适当时间的回火保温时间，获得所需的消氢效果，如图1所示；现有的性能热处理采用水冷淬火+回火工艺，获得所需的组织和性能，如图2所示。
[0007]按上述流程可得到质量稳定的加氢反应器锻件，缺点是需要进行锻后热处理和性能热处理两道热处理工序，生产周期较长，制造成本较高。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，它可以降低热壁加氢反应器锻件的生产周期。
[0009]为解决上述技术问题，本发明热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法的技术解决方案为:
[0010]用于对材料为12Cr2Mol，外径为1500~4500mm，壁厚为100~300mm的热壁加氢
反应器锻件进行锻后热处理，其特征在于，包括如下步骤:
[0011]第一步，控制锻造终锻温度至850~950°C，然后空冷至锻件表面温度为250~350°C，优选为300~350°C;再将锻件送入加热炉内，加热炉腔的温度为300~450°C，优选为 300 ~350°C ；
[0012]第二步，使加热炉腔的温度以≤80°C /h的速度升温至600~700°C保温；保温时间为24+a小时；其中a根据熔炼成分中的氢含量确定，当熔炼成分中的氢含量< 1.5ppm时，a = O ;当熔炼成分中的氢含量> 1.5ppm时，O < a < 15。
[0013]第三步，以加热炉的最大功率升温至880~930°C保温；保温时间根据壁厚计算，每IOOmm壁厚保温1.5~2小时。
[0014]第四步，将工件出炉水冷至工件表面温度≤800C ；
[0015]第五步，将工件送入加热炉内待料，加热炉腔的温度为350~450°C，优选为350~400°C;然后使加热炉腔的温度以≤80°C /h的速度升温至650~720°C保温，保温时间根据壁厚计算，每IOOmm壁厚保温2~3小时；之后出炉空冷。
[0016]本发明可以达到的技术效果是:
[0017]本发明能够在保证锻件质量的同时，在锻后热处理工艺中兼顾性能，从而取消后续的性能热处理，有效地降低热壁加氢反应器锻件的生产周期及成本。
[0018]本发明将热壁加氢反应器12Cr2Mol大锻件的锻后热处理方式进行改善，通过控制终锻温度和采用新的锻后热处理工方法，使其除了具备去应力、防止白点、氢脆和改善组织等作用外，还兼顾改善性能的作用，在不影响锻件质量的前提下，取消性能热处理工序，降低了热壁加氢反应器锻件的生产周期及成本。
[0019]本发明同时具备传统的锻后热处理的消氢及细化组织作用，同时增加水淬与回火，能够获得性能良好的贝氏体组织，是一种兼顾性能的锻后热处理方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0021]图1是现有技术热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法的示意图；
[0022]图2是现有技术热壁加氢反应器大锻件的性能热处理方法的示意图；
[0023]图3是本发明热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法的示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图3所示，本发明热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，用于对材料为12Cr2Mol，外径为1500~4500mm，壁厚为100~300mm的热壁加氢反应器锻件进行锻后热处理，包括如下步骤:
[0025]第一步，控制锻造终锻温度至850~950°C，锻造结束后清理锻件的表面裂纹、折叠等宏观缺陷，然后空冷至锻件表面温度为250~350°C，优选为300~350°C;再将锻件送入加热炉内，加热炉腔的温度为300~450°C，优选为300~350°C ；
[0026]本步骤的目的是利用锻造余热实施一次正火，以获得细化晶粒的效果。
[0027]第二步，使加热炉腔的温度以≤80°C /h的速度升温至600~700°C保温；保温时间为24+a小时；
[0028]其中a根据熔炼成分中的氢含量确定，当熔炼成分中的氢含量≤1.5ppm时，a =O ;当熔炼成分中的氢含量> 1.5ppm时，O < a < 15 ;
[0029]本步骤的主要目的是消氢处理。
[0030]第三步，以加热炉的最大功率尽速升温至880~930°C保温；保温时间根据壁厚计算，即每IOOmm壁厚保温1.5~2小时；
[0031]本步骤的主要目的是升温奥氏体化。[0032]第四步，将工件出炉水冷至工件表面温度≤800C ；
[0033]本步骤的主要目的是通过水冷获得贝氏体组织。
[0034]第五步，将工件送入加热炉内待料，加热炉腔的温度为350~450°C，优选为350~400°C;然后使加热炉腔的温度以≤80°C /h的速度升温至650~720°C保温；保温时间根据壁厚计算，即每100_壁厚保温2~3小时；之后出炉空冷；
[0035]本步骤的目的是通过回火工艺调整组织和性能。
[0036]对壁厚为300mm，材料为12Cr2Mol的某锻件实施上述方法，性能结果如下:
[0037]
【权利要求】
1.一种热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，用于对材料为12Cr2Mol,外径为1500~4500mm，壁厚为100~300mm的热壁加氢反应器锻件进行锻后热处理，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，控制锻造终锻温度至850~950°C，然后空冷至锻件表面温度为250~350°C;再将锻件送入加热炉内，加热炉腔的温度为300~450°C ； 第二步，使加热炉腔的温度以≤80°C /h的速度升温至600~700°C保温； 第三步，以加热炉的最大功率升温至880~930°C保温； 第四步，将工件出炉水冷至工件表面温度< 80°C ； 第五步，将工件送入加热炉内待料，加热炉腔的温度为350~450°C ;然后使加热炉腔的温度以≤80℃ /h的速度升温至650~720°C保温；之后出炉空冷。
2.一种热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，用于对材料为12Cr2Mol,外径为1500~4500mm，壁厚为100~300mm的热壁加氢反应器锻件进行锻后热处理，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，控制锻造终锻温度至850~950°C，然后空冷至锻件表面温度为300~350°C;再将锻件送入加热炉内，加热炉腔的温度为300~350°C ； 第二步，使加热炉腔的温度以≤80°C /h的速度升温至600~700°C保温； 第三步，以加热炉的最大功率升温至880~930°C保温； 第四步，将工件出炉水冷至工件表面温度< 80°C ； 第五步，将工件送入加热炉内待料，加热炉腔的温度为350~400°C ;然后使加热炉腔的温度以≤80℃ /h的速度升温至650~720°C保温；之后出炉空冷。
3.根据权利要求1或2所述的热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，其特征在于，所述第二步的保温时间为24+a小时；其中a根据熔炼成分中的氢含量确定，当熔炼成分中的氢含量≤1.5ppm时，3 = 0;当熔炼成分中的氢含量> 1.5ppm时，0<a< 15。
4.根据权利要求1或2所述的热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，其特征在于，所述第三步的保温时间根据壁厚计算，每IOOmm壁厚保温1.5~2小时。
5.根据权利要求1或2所述的热壁加氢反应器大锻件的锻后热处理方法，其特征在于，所述第五步的保温时间根据壁厚计算，每IOOmm壁厚保温2~3小时。
【文档编号】C21D9/00GK103849745SQ201210513789
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】李正球, 张智峰, 宋雷钧, 李守江, 于清凯, 陈卓 申请人:上海重型机器厂有限公司