最新压力容器材质选用及安全技术
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压力容器安全技术范本一、背景介绍压力容器是一种用于储存和运输压缩气体、液体或蒸汽的装置,广泛应用于化工、石油、能源等行业。
然而,由于其压力高、储存容量大的特点,一旦安全问题发生,后果将不堪设想。
因此,压力容器的安全技术显得尤为重要。
本文将探讨压力容器的安全技术范本。
二、安全设计原则1. 强度设计原则:在设计压力容器时,应确保其强度足以承受内外压力的作用,以防止容器爆炸或泄漏。
2. 材料选用原则:选择适合的材料来制造压力容器,材料应具有耐压、耐腐蚀和耐磨损等特性。
3. 结构设计原则:结构设计应遵循均布应力原则,以确保容器的均衡承受压力。
4. 安全附件原则:在压力容器上安装安全附件,如安全阀、过热保护装置等,以防止过压和过热引起的事故。
三、安全制造流程1. 原材料检验:对所有用于制造压力容器的原材料进行严格的质量检验,确保材料符合相关标准和规定。
2. 制造过程监控:严格控制制造过程中的各个环节,监控焊接、热处理等工艺参数,以确保制造质量。
3. 非破坏性检测:利用X射线、超声波等非破坏性检测方法对制造后的压力容器进行全面检测,确保容器的质量。
4. 试压试验:在容器制造完成后,进行试压试验,以验证容器的耐压性能和密封性能。
四、安全运输措施1. 防护措施:在运输过程中,对压力容器进行合理的包装和固定,以防止容器的碰撞和倾倒。
2. 速度控制:控制运输车辆的速度,以减少冲击力对压力容器的影响。
3. 安全教育培训:对参与压力容器运输的人员进行安全教育培训,提高其安全意识和操作技能。
五、安全使用要求1. 检查维护:定期对压力容器进行检查,确保其运行状态良好,不存在泄漏等安全隐患。
2. 温度控制:对容器周围的温度进行控制,以防止温度过高造成容器爆炸的危险。
3. 物料控制:严格控制容器内的物料,杜绝危险品和易燃易爆物料的使用。
6、安全应急预案1. 火灾应急预案:制定压力容器火灾的应急预案,包括使用灭火设备、疏散逃生等措施。
压力容器最新标准压力容器是一种用于承受内部压力的设备,广泛应用于化工、石油、制药、食品等领域。
为了确保压力容器的安全运行,各国都制定了相应的标准和规范,其中包括了压力容器的设计、制造、安装、使用和维护等方面的要求。
近年来,随着技术的不断发展和安全意识的提高,压力容器的相关标准也在不断更新和完善。
在我国,压力容器的最新标准主要包括《压力容器设计规范》GB150、《钢制压力容器》GB151、《压力容器安全技术监察规程》GB/T 16507等。
首先,根据《压力容器设计规范》GB150的要求,压力容器的设计应符合国家相关法律法规的规定,同时还需满足工艺要求、材料性能、结构强度、安全可靠等方面的要求。
在设计过程中,需要考虑到压力容器的工作环境、介质特性、温度压力等因素,确保其在各种工况下都能够安全可靠地运行。
其次,根据《钢制压力容器》GB151的要求,压力容器的制造应符合相关标准的规定,包括材料的选用、焊接工艺、无损检测、热处理等方面的要求。
制造过程中需要严格控制各项工艺参数,确保压力容器的质量达到标准要求,从而保证其安全可靠地运行。
此外,《压力容器安全技术监察规程》GB/T 16507还对压力容器的安装、使用和维护提出了具体要求。
在安装过程中,需要严格按照标准要求进行,确保安装质量符合要求;在使用过程中,需要定期进行安全技术监察,及时发现并排除安全隐患;在维护过程中,需要按照标准要求进行定期检查和维护,确保压力容器的安全可靠运行。
总的来说,压力容器的最新标准主要涵盖了设计、制造、安装、使用和维护等方面的要求,其目的是为了确保压力容器在各种工况下都能够安全可靠地运行。
因此,压力容器的相关从业人员需要熟悉最新标准的要求,严格按照标准要求进行设计、制造、安装、使用和维护,以确保压力容器的安全运行,保障人身和财产的安全。
综上所述,压力容器的最新标准对于保障压力容器的安全运行起着至关重要的作用,相关从业人员需要深入理解并严格遵守最新标准的要求,以确保压力容器在各种工况下都能够安全可靠地运行。
压力容器基础及安全技术范本压力容器是一种特殊的设备,用于在高压下贮存气体或液体。
由于其内部的压力远高于大气压力,因此必须具备一定的安全性能。
本文将介绍压力容器的基础知识和安全技术,重点分析压力容器的结构和材料选用、安全阀的设计和使用、以及常见的安全事故和预防措施等方面。
压力容器的结构通常由容器本体、法兰和支座等部分组成。
容器本体一般采用圆筒形,其材料选用应考虑到容器的使用环境和贮存介质的特性。
常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
对于特殊要求的压力容器,还可以选择钛合金、铝合金等轻质材料。
选用合适的材料不仅要考虑到容器内部的压力,还应兼顾容器的耐腐蚀性和机械强度。
此外,容器的结构设计也非常重要。
一般来说,容器的内外部应平整光滑,不得有明显的变形、裂纹和凹陷等缺陷。
容器的安装和使用要符合相关的技术标准和规范,以确保其安全可靠。
安全阀是压力容器中的重要安全设备,用于控制容器内部压力不超过允许的范围。
安全阀的设计和使用要严格遵守相关标准和规范。
在设计安全阀时,要考虑到工作压力、流量和介质等因素,并合理选择阀门的类型和参数。
在安全阀的使用过程中,要定期检查和维护,确保其正常运行。
除了合理设计和使用安全阀外,还应加强对压力容器的定期检测和维护工作。
常见的检测方法有压力试验、超声波检测和磁粉检测等。
压力试验是一种常用的方法,通过增加容器内部的压力来检验其强度和密封性能。
超声波检测和磁粉检测是无损检测的方法,可以用于发现容器内部的裂纹和缺陷等隐患。
此外,还应加强对压力容器的运输和存储过程的管理。
在运输过程中,应采取合适的包装和固定措施,防止容器发生挤压和破损等情况。
在存储过程中,应选择合适的场地和存放方法,确保容器不受外界的冲击和腐蚀等侵害。
压力容器的安全事故可能带来严重的后果,因此需要加强对安全事故的预防和处理工作。
在日常使用中,应定期检查容器的压力和温度等参数,确保其正常运行。
对于发现的问题和隐患,要及时采取措施进行修复或更换。
压力容器安全技术压力容器是工业生产中常用的一种设备,广泛应用于石化、化工、电力、冶金等领域。
由于压力容器工作中承受着巨大的压力和温度,一旦发生事故将会带来严重的人员伤亡和财产损失。
因此,压力容器安全技术的研究与应用对于保障工业生产安全至关重要。
压力容器安全技术主要包括以下几个方面:1. 材料选择与质量控制:良好的材料选择是保证压力容器安全的基础。
目前主要使用的材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等。
选择材料时需要考虑其耐压性、耐腐蚀性、耐磨性等性能,并进行质量控制以防止材料存在缺陷。
2. 设计与制造:压力容器的设计与制造需要遵循相关的标准和规范。
设计时应考虑到内外压力、温度、介质性质等因素,采用合适的材料、结构和焊接工艺以保证安全可靠。
制造过程需要进行严格的质检,避免焊接缺陷、内部缺陷等导致的事故风险。
3. 安全阀与保险装置:安全阀是压力容器中最重要的安全设备之一,用于在超压情况下释放过多的压力。
安全阀的选型和设置应根据容器的设计压力、介质性质等因素进行,同时需要定期检测和调整。
此外,还应配置适当的保险装置,如爆破片、压差传感器等,以进一步提高安全性能。
4. 检测与维护:压力容器的定期检测与维护是确保其安全运行的重要措施。
常见的检测手段包括压力测试、超声波检测、磁粉探伤等,通过检测容器的厚度、焊缝、缺陷等方面的情况,及时发现潜在的安全问题并进行修复。
5. 操作与管理:良好的操作和管理是压力容器安全的关键。
操作人员需要具备相关的专业知识和技能,遵循操作规程,合理控制压力、温度和流量等参数,防止因操作失误而导致的事故。
此外,还应建立完善的管理制度,包括分工明确、责任落实、健全的值班制度等,确保管理层面的安全措施得以有效执行。
除了上述技术措施外,压力容器安全还需要社会各方面的支持与合作。
政府应加强监管力度,制定相关法律法规并加强执法力度;企业应加强安全培训与教育,提高员工安全意识;科研机构应加强研究与创新,提高安全技术水平。
压力容器选用材料学习资料铬钼钢是压力容器常用钢之一,它广泛用于炼油、化工及各类加氢装置和重整装置中的临氢设备上,具有优异的抗氢腐蚀性能和良好的高温强度,是高温高压容器壳体和封头的首选材料。
是目前世界上广泛使用的热强钢和抗氢钢。
由于在低碳钢中加入了Cr、Mo 等合金元素,大大提高了钢的综合性能。
如具有良好的高温力学性能、抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、良好的韧性、工艺性能和可焊性,故被广泛用于制造石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻、腐蚀介质珞钼钢特性:1.耐热性金属材料抵抗高温氧化能力,称耐热性或抗氧化性。
它要求钢材在中、高温条件下金相组织稳定,否则就可能产生石墨化现象。
如碳素钢在425℃以上,C-0.5Mo 钢在475℃以上长时间使用时,钢中的渗碳体会自行分解析出碳原子,产生石墨化,金属材料的脆性急剧增大。
此外,耐热钢还要求钢材具有较高的高温持久强度和蠕变极限。
而含有热稳定好和强碳化物形成元素Cr、Mo、V 的铬钼钢,可提高渗碳体的分解温度,阻止石墨化的发生,从而提高钢材高温持久强度极限和蠕变极限。
2 抗氧化性金属材料因吸收氢而导致塑性降低、性能恶化的现象称为氢损伤,也可以称为氢脆。
酸洗、电解或腐蚀反应产生的氢,金属凝固后内部残存的氢,以及介质环境中的氢都可能被材料吸收而扩散至内部引起氢脆。
氢损伤可以导致多种形式的材料失效,如氢鼓泡、氢致脆性开裂、高温氢腐蚀等。
对于石化行业中的临氢容器,选用铬钼钢主要是为了防止高温氢腐蚀。
3.回火脆性这里所谈的回火脆性是指钢材长期在某一温度范围内操作而产生的冲击韧性下降(韧脆转变温度升高)现象。
Cr-Mo 钢的回火脆性在370℃~595℃的温度范围内,接近这个温度范围的上限时,脆化速度高,接近这个温度下限时,脆化发缓慢。
炼油工业中的加氢反应器等临氢压力容器就正好长期操作在这一温度范围内,这一现象引起人们极大的关注。
脆化材料和非脆化材料的差别,仅表现在缺口冲击韧性和韧脆转变温度的不同,而拉伸性能无明显的差别。
压力容器防火防爆安全技术规定
压力容器防火、防爆安全技术规定主要包括以下几个方面:
1. 材料选择:压力容器应选用具有良好的耐火性能的材料,如不锈钢、镍合金等。
在高温环境下需要特别注意材料的耐火性能。
2. 防火涂层:压力容器的外表面应涂有防火涂层,以提高其耐火性能。
一般采用耐火涂料、耐火保温材料等进行涂覆。
3. 防爆装置:压力容器应配置防爆装置,以防止容器内部压力超过安全范围时发生爆炸事故。
常见的防爆装置包括安全阀、爆破片、爆炸隔离器等。
4. 安全压力限制:压力容器的工作压力应设置在安全范围内,不得超过容器的承压极限。
5. 防火隔离:压力容器应与其他易燃物隔离,以防火灾蔓延。
同时,容器周围不得堆放易燃物品。
6. 定期检测:压力容器应定期进行安全检查和维护,以确保其防火、防爆安全性能。
检查内容包括容器材料、涂层、防爆装置等的正常工作情况。
7. 应急措施:压力容器应制定健全的应急措施,包括事故报警、疏散预案、灭火设备等,以应对发生火灾、爆炸等突发事件。
以上是压力容器防火防爆安全技术规定的主要内容,不同地区和不同类型的压力容器可能会有具体的安全技术规范和要求,需要根据实际情况进行具体分析和应用。
压力容器基础及安全技术压力容器是一种用于储存液体或气体的设备,具有一定的内部压力。
它广泛应用于石油化工、电力、交通运输等领域。
由于压力容器的特殊性,它的设计、制造和使用都需要严格的安全技术。
首先,压力容器的基础知识是了解其结构和组成部分。
通常,压力容器由容器壳体、容器盖、密封件和附件等组成。
容器壳体是承受内部压力的主要部分,通常由金属材料制成,如碳钢、不锈钢等。
容器盖是容器的开口部分,通常由金属板材制成,通过螺纹或焊接等方式与壳体连接。
密封件用于保证容器的密封性能,通常由橡胶或金属材料制成。
附件包括压力表、安全阀等,用于监测和控制容器内部压力。
其次,压力容器的设计和制造需要符合一定的标准和规范。
不同国家和地区都有相应的标准和规范来指导压力容器的设计和制造,如美国的ASME标准、欧洲的PED指令等。
这些标准和规范对容器的材料、结构、焊接、检测等方面都有详细的规定,以确保容器的安全性和可靠性。
压力容器的安全技术主要包括以下几个方面。
1. 强度计算:压力容器的设计需要进行强度计算,即通过分析容器受力情况,确定容器的结构尺寸和材料厚度。
强度计算需要考虑容器的内压力、外荷载和温度等因素,以确保容器在工作条件下不会发生破裂或变形。
2. 焊接工艺:压力容器的制造通常使用焊接工艺。
焊接是将容器的各个部件连接在一起的关键步骤,焊接质量直接影响容器的安全性和可靠性。
因此,对于容器的焊接工艺需要进行预先评估和控制,包括焊接材料、焊接方法和焊接参数等。
同时,焊缝需要进行无损检测,确保焊缝的质量达到要求。
3. 材料选择:压力容器的材料选择也非常重要。
材料的选择需要考虑到容器的使用环境和工作条件,如温度、压力和介质的性质等。
常用的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等,对于特殊的工作条件,还可以选择耐腐蚀和耐高温的材料。
4. 检测和检验:压力容器的检测和检验是确保容器安全性的关键步骤。
常用的检测方法包括X射线检测、超声波检测、磁粉检测等,用于检测容器的焊缝和壳体是否存在裂纹、疤痕等缺陷。
压力容器设计选材的探讨压力容器是一种用于存储和运输气体、液体或固体物质的设备。
在压力容器设计中,选材是非常重要的一环。
选材的好坏将直接影响到压力容器的安全性、耐久性和稳定性。
本文将探讨压力容器设计选材的相关因素和选材方法。
选材的基本原则是材料具有足够的强度和刚度,能够承受内外部压力和载荷的作用。
材料还要具有良好的可焊接性、耐腐蚀性和耐热性,以确保压力容器在使用过程中不会发生泄漏或爆炸事故。
在选材过程中,需要考虑以下几个因素:1. 使用条件:不同的工作环境对材料的要求不同。
如果容器用于承受高温和高压,就需要选择具有良好耐热性和高强度的材料。
2. 材料的强度和刚度:选材时需要考虑容器所承受的压力和载荷大小。
一般情况下,压力容器的设计应考虑容器的局部强度和全局强度。
局部强度要求材料具有较高的屈服强度和断裂韧性,以保证材料在局部加载情况下不会发生塑性变形或破坏。
全局强度要求材料具有较高的强度和刚度,能够承受内外部压力和载荷的作用。
3. 可焊接性:在压力容器的制造和维修过程中,焊接是常用的连接方式。
选材时需要考虑材料的可焊接性。
一般来说,应选择具有良好的焊接性能的材料,以确保焊接接头的强度和密封性。
4. 耐腐蚀性:压力容器在使用过程中可能会接触到腐蚀性介质。
选材时需要考虑材料的耐腐蚀性能。
应选择能够在腐蚀介质中长时间稳定工作的材料,以防止材料的腐蚀和损坏。
根据以上因素,常用的压力容器材料包括碳钢、不锈钢、铝合金和钛合金等。
碳钢是一种常用的压力容器材料,具有良好的强度和刚度,可适应一般工作环境。
不锈钢由于具有良好的耐腐蚀性能,被广泛应用于化工、食品和制药等领域的压力容器制造。
铝合金由于具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能,适用于制造轻量化的压力容器。
钛合金由于具有良好的耐腐蚀性、高强度和低密度等优点,特别适用于航空航天和海洋领域的高要求压力容器制造。
在选材过程中,还可以根据各种工程要求和具体情况综合考虑,选择合适的材料。
压力容器设计选材的探讨压力容器是一种专门用于存储和运输高压物质的设备,广泛应用于化工、石油、能源、冶金等领域。
在压力容器的设计中,选材是一个至关重要的环节。
合理的选材能够保证压力容器的性能、安全性以及使用寿命。
本文将探讨一下压力容器设计中的选材问题。
我们需要考虑的是压力容器的工作环境。
压力容器通常会接触到高压、高温、腐蚀性物质等恶劣条件,因此选材应考虑到这些因素。
常见的选材包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
碳钢具有较高的强度和硬度,耐腐蚀性能较差,适用于一般的中低压容器。
不锈钢具有较强的耐腐蚀性能,适用于大多数工作环境。
合金钢具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,适用于高压和高温条件下的容器。
我们需要考虑的是容器的设计厚度。
容器的设计厚度需要根据容器的工作压力、材料的强度以及材料的腐蚀性等进行计算。
通常情况下,容器的设计厚度要满足强度要求和稳定性要求。
选择较低的强度材料可以减小容器的重量和成本,但可能会牺牲一定的安全性能。
在选择材料时需要综合考虑各种因素。
我们还需要考虑到容器的焊接性能。
焊接是压力容器制造过程中最常用的连接方法,焊接接头的质量和性能直接影响到容器的使用效果和安全性。
在选材时需要选择易于焊接的材料,并进行合适的焊接工艺。
我们还需要考虑到材料的可用性和可靠性。
选择常见的、易获得的材料可以降低生产成本和周期。
也需要考虑到材料的可靠性,选择经过验证和可靠的材料。
压力容器设计中的选材是一个复杂而重要的问题,需要充分考虑容器的工作环境、设计厚度、焊接性能以及材料的可用性和可靠性等因素。
通过合理选择材料,可以保证容器的性能、安全性和使用寿命,从而提高生产效率和降低风险。
压力容器材质选用及安全技术压力容器材质选用及安全技术加入日期:2008-8-13 | 来源:程力压力容器第一节材料的选用压力容器的用途极广,工作条件也千差万别,因此在容器的设计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。
很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。
例如,采用焊接性差的钢材焊制压力容器时,就容易在焊接接头中产生裂缝;有些镍铬不锈钢的压力容器,常因钢号或成分选用不当,在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏;选用铁素体钢制造低温压力容器时,如钢的转变温度高于容器的工作温度,则容器工作时就容易发生脆性破坏。
所以,在选择压力容器用钢时,必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料,所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工),并考虑其经济合理性及来源等情况。
对于压力容器的设计者,充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。
一、材料的性能1.力学性能材料在一定温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。
压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。
(1)强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。
强度指标是设计中决定许用应力的重要依据,是材料抵抗外力作用能力的标志。
常用的强度指标有屈服强度σs或σ0.2和抗拉强度σb,高温下工作时,还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD,设计中许用应力都是根据这些数值决定的。
另外,材料的屈强比(σs/σb)也是反映材料承载能力的一个指标,不同材料具有不同的屈强比,即使是同一种材料,其屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。
(2)塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。
塑性指标主要有伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧性ak等。
用塑性好的材料制造容器,可以缓和局部应力的不良影响,有利于压力加工,不易产生脆性断裂,对缺口、伤痕不敏感,并且在发生爆炸时不易产生碎片。
作为化工容器用的钢,要求伸长率δ不低于14%,冲击韧性ak在使用温度下不低于35J/cm2。
(3)韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。
韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值ak表示。
Ak值或ak 值除反映材料的抗冲击性能外,还对材料的一些缺陷很敏感,能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。
而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感,低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性,它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。
(4)硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。
硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。
最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。
而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。
因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
材料力学性能的各因素之间是相互联系又相互制约的。
有些材料强度较高,但它的伸长率及冲击韧性却很低。
因此,选材时不能只看其单一的性能指标,而应对材料力学性能的诸因素作全面分析。
2.物理性能在容器设计中,应注意到材料的物理性能。
例如,在计算容器的温差应力时,就要用到材料的线胀系数α;在设计换热器及计算容器外壳热损失时,还要用到材料的热导率入等。
因此,材料的使用场合不同,对材料物理性能亦有不同的要求。
主要的物理性能指标有密度ρ,热导率λ,比热容c,熔点tm,线胀系数α,电阻率ρr,弹性模量E等。
常用钢材的物理性能见表2—1。
3.耐腐蚀性能化工厂中经常处理有腐蚀性的介质,故设计化工容器时,在很多场合下,耐腐蚀性对材料的选择起决定性的作用。
材料的耐蚀程度会影响设备使用寿命、产品的质量,有时甚至影响化学反应的进行。
因此,考虑材料的耐蚀性是化工容器材料选择中的一个重要问题。
材料的腐蚀速度在工程上常用Ka(mm/a)来表示,材料腐蚀速度在1mm/a以下的,可认为能用于化工容器。
有关材料的耐蚀性可在材料腐蚀和防腐手册中查得。
4.制造工艺性能材料的制造工艺性能包括可锻性、可焊性、切削加工性及研磨、冲压性能、热处理性能等。
对制造化工容器的钢材来说,焊接性能和压力加工性能就显得更为重要。
(1)可焊性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下能否获得优良焊接接头的性能。
一种金属,如果能用较普通又简便的焊接工艺获得优质接头,则认为这种金属具有良好的可焊性;反之,如果要用很复杂或特殊的焊接工艺才能获得优质接头,则认为它的可焊性差。
通常,把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。
钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。
而其中影响最大的是碳元素,也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。
钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接,但其影响程度一般都比碳小得多。
钢中含碳量增加,淬硬倾向就增大,塑性则下降,容易产生焊接裂纹。
所以含碳量越高,可焊性越差。
所以,常把钢中含碳量的多少作为判别钢材可焊性的主要标志。
含碳量小于0.25%的碳钢和低合金钢,一般都具有良好的可焊性。
含碳量增加,大大增加焊接的裂纹倾向,所以,含碳量大于0.25%的钢材不应用于制造锅炉、压力容器。
在特殊条件下,如选用含碳量超过0.25%的材料(有些低合金钢可焊性较差,必须采取特殊的焊接工艺),必须得到设计单位总技术负责人批准。
制造单位应对这类材料进行焊接性能试验和焊接工艺评定,合格后,报省级以上锅炉压力容器安全监察机构备案。
制造一般受压容器所用钢材的含碳量最好不大于0.25%。
(2)其他材料成型的主要方法是滚卷与冲压。
材料中的夹渣、气孔等缺陷易在加工过程中形成裂纹或微裂纹。
材料的冷作硬化性会降低塑性指标,而且会在受热时出现结晶粗化,降低强度。
一般材料的残余变形超过3%时,需经退火处理。
5.价格与采源设备成本的很大一部分决定于材料的价格。
因此,在选用材料时,应了解它们的价格。
如果将碳素钢板Q235-A的价格定为1,其余的板材相对价格大致有如下关系,16MnR为1.4、20R(20g)为1.8、铬钢(1Cr13,2Cr13)为5.1、高合金钢0Cr18Ni10为14.1。
当然,采用价廉的材料不一定在经济上就是合理的,因为价贵的材料可能具有较好的性能,用它可以制成器壁较薄而轻的容器,而且使用年限也比较长,经济效果更好。
分析材料的经济性不能仅看它们的价格,同时要看国家的资源情况。
应多用普通易取的材料,少用昂贵稀缺的材料;多用国产材料,少用或不用进口材料。
二、影响材料性能的因素影响材料性能的因素主要有冶炼方法、合金元素、制造工艺、操作温度、介质的腐蚀性等。
1.冶炼方法炼钢过程是把生铁中含有的大量有害杂质元素,在氧化反应作用下转变成氧化物进入炉气和炉渣中排除生产较纯金属的过程,所以炼钢过程也是氧化过程。
根据冶炼方法和使用设备不同,可分平炉钢、转炉钢、电炉钢和坩埚钢。
按炼钢炉炉衬不同,还可分为酸性钢和碱性钢。
根据钢锭型式和脱氧情况,又可分镇静钢、半镇静钢和沸腾钢。
目前,压力容器主要用碱性平炉钢和碱性电炉钢。
由于碱性炉熔炼去磷能力很好,因此厚截面钢板一般都采用这种方法冶炼,使钢中磷含量降至最低。
另外,电炉操作时,可以倾倒放渣,不断地调整炉渣量,使易氧化的元素,如铬和锰等具有较高的回收率,可以获得硫化物和氧化物夹杂很低的高纯净钢。
其次,由于压力容器的操作压力和容器容积不断增加,特大型锻件的需要量也随之增多,这种锻件的压缩变形较小,热处理后不易获得此钢种应能达到的力学性能,因此提高钢的纯度是特别重要的。
为了提高低合金钢的可焊性,消除白点和开裂,必须降低钢锭(尤其是大型锻件的钢锭)中的氢含量。
目前,一般采用真空除气技术降低氢含量,改善锻件(尤其是特大型锻件)的纯度。
除此而外,真空除气还能减少钢中的氧和氮含量。
减少含氧量也就是减少了脱氧剂的用量,使钢更加纯净。
经真空去气处理的钢,因非金属夹杂物减少,改善了钢的疲劳特性。
2.合金元素为了提高钢的力学性能,必须在钢中添加一些合金元素,其中最主要的有锰、硅、铬、镍、钼、钛、铌、钒、铝和铜等。
这些元素添加在钢中后,对钢的物理性能和力学性能影响很大。
根据元素加入量多少和搭配关系,可以产生下述三种情况。
①强度与碳钢相同时,韧性大大提高。
②强度提高,韧性仍不低于碳钢。
③强度和韧性都提高。
(1)锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留在钢中的。
作为合金元素加入钢中的锰,能够提高钢的强度性能和奥式体钢的组织稳定性,截面较大的工件可以获得较均匀的细化组织。
如锰含量增加到10%~15%时,可获得韧性和强度都好的奥式体钢,耐腐蚀性也很好,因此压力容器用碳素钢锰含量都很高。
锰的不利影响是增加钢的过热敏感性和回火脆性。
锰是最便宜的合金元素,资源丰富,我国常用锰钢代替镍铬钢。
(2)硅通常钢中硅含量在0.2%~0.3%范围内。
如钢中硅的含量超过0.5%时,则认为硅是作为特殊的合金元素加人的。
硅能提高钢的强度、耐腐蚀性和耐热性。
硅含量高达15%~20%时,即高硅铸铁,具有特别好的耐酸腐蚀性能。
含硅钢在氧化气氛中加热时,表面形成一层SiO2,从而提高钢在高温时的抗氧化能力,因此在铬、铬铝、铬镍钢中加入一定量的合金元素硅,将增加这些钢的高温抗氧化能力。
锰钢加硅也能提高它的抗氧化性能,但含量过高时,钢表面脱碳倾向加剧。
硅易在钢中产生带状组织,从而使钢材横向性能低于纵向性能,脆性转变温度升高,韧性和可焊性降低。
(3)铬能提高钢的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性,铬钢具有良好的综合力学性能,经淬火回火处理的铬钢,铬元素一般不降低其韧性。
铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素,钢中铬含量越高,其抗腐蚀性能越好。
通常,不锈钢的铬含量高于13%。
由于铬能提高铬镍调质钢和高铬高碳钢的淬透性,因此冷却时要防止由组织应力而产生裂纹。
高铬钢(含铬量超过12%~14%时)的导热性能很差,在热加工加热时应注意缓慢地升温,并有足够的保温匀热时间。
高铬钢在成型加工时,每次变形量要小些。
(4)镍能使钢具有很高的强度、塑性和韧性。
当镍含量少于20%时,其强度随镍含量增高而增加,塑性随镍含量增高而降低。
当镍含量高于20%时,强度逐渐降低,但塑性提高。
镍能提高钢的抗疲劳性能,减少钢对缺口的敏感性,降低钢的低温脆性转变温度。
镍能够提高钢对大气、海水、酸(当镍含量超过15%~20%时,对硫酸、盐酸均有很高的耐腐蚀能力)、碱、盐等耐腐蚀性能。
镍对钢的耐腐蚀性能的影响,通常是使它与铬配合时才能充分地表现出来。