压力容器用钢
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压力容器常用(chánɡ yònɡ)材料(cáiliào)的基本(jīběn)知识(zhī shi)1、压力容器用钢板(gāngbǎn)选用时应考虑:①设计压力;②设计温度;③介质特性;④容器类别。
2、从材料力学性能来说,升温等效于升压,降温将导致钢材的脆性增加。
3、对同一种材料来说,随温度和板厚的增加,其许用应力则降低。
因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时,应考虑此问题。
如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。
4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验(室温下进行)获得。
5、板材供货时薄板以热轧状态供货,厚板以正火状态供货(因强度和韧性下降)。
6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时,应在正火状态下使用,即使用正火板,如用于壳体厚度>30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。
需注意:正火仅对板材而言,而非整体设备。
(热轧板呈铁红色,正火板呈铁青色)。
7、压力容器用钢与锅炉用钢类同,首先要保证足够的强度,还要有足够的塑性,质地均匀等。
因此,必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢,均为镇静钢。
且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。
材料的含碳量升高,则其冲击韧性下降,脆性转变温度升高,在焊接时容易产生裂纹。
8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高,其中最常用的是:Q345R。
它不仅S、P含量控制较严,更重要的是要求保证足够的冲击韧性,在材料验收方面也比较严格。
因此其使用压力不受限制,使用温度上限为475℃,下限为-20℃。
板厚为3~200mm。
是应用很广的材料。
9、Q345R(GB713-2008)代替原16MnR)的使用说明:①、Q345R的适用范围是:使用压力不限、使用温度为-20~475℃。
疑问、问题及其说明:一、固定容规材料部分及其修改单1固定容规2.1(3)条“压力容器专用钢板(带)的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证”,何为压力容器专用钢板(带),哪些厂家取得了特种设备(材料)制造许可证?1) 压力容器专用钢板(带)是指:锅炉和压力容器用钢板低温压力容器用低合金钢钢板(2011)压力容器用调质高强度钢板承压设备用不锈钢钢板及钢带2)特种设备(材料)制造许可证:由国家质量监督检验检疫总局颁发。
对境内牌号,目前有53家材料制造厂取得了该证,对境外牌号,目前有如下几家通过评审,获得许可:舞阳钢铁有限责任公司宝山钢铁股份有限公司宝山钢铁股份有限公司不锈钢事业部湖南华菱湘潭钢铁有限公司新余钢铁股份有限公司山西太钢不锈钢股份有限公司2新标准材料(指按固定容规、GB150.2、压力容器专用钢板(带)标准生产材料)的标志和质量证明书内容是否与老标准材料有区别?有区别,新标准材料,材料标志和质量证明书内容中必须包含如下标志和编号:3压力容器专用钢板,由非材料制造单位供货时,是否每张钢板一张质量证明书原件?不需要每张钢板一张质量证明书原件。
由于目前的国内材料市场无法做到每张板一张质量证明书原件,故规定容规的修改单将该条款删除。
4境外牌号的哪些钢种需要通过技术评审后方可使用?抗拉强度下限值大于或者等于540MPa,以及用于压力容器设计温度低于-40℃的低合金钢钢材。
例如:抗拉强度下限值大于540MPa的SA302 Gr.B,SA508Gr.3Cl.2,BHW35,JFE- HITEN610U2、JFE-HITEN610U2L用于-40℃以下的低温钢 EN10028-4 13MnNi6-3 ,SA203Gr.A/D/E,SA334Gr.3,SA350LF3二、“质检特函【2010】86号”与GB150.21“质检特函【2010】86号”与GB150.2是什么关系1) GB150 处于公示阶段,没有正式实施;2) 固定容规又急需GB 150.2支持,所以“质检特函【2010】86号”提取GB150.2中的部分内容,以附件的形式供暂时使用;3) 由于只有引用了部分GB150.2内容,容易引起困惑和误解,建议结合GB150.2报批稿全文使用。
压力容器用钢的基本要求组别:3组员:陈鑫李福安王曦安全可靠性是压力容器最重要的质量特性,并且与其自身的选材有着密切的关系。
为保障压力容器的安全性,压力容器用钢必须满足的基本要求是:压力容器用钢要具有较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。
压力容器用钢是否满足要求,可以从以下几个方面进行分析。
一、化学成分钢材的化学成分对其性能和热处理有较大的影响。
对于用于制造压力容器的钢材必须控制其各化学成分的含量。
钢中常见化学元素对钢性能的影响:1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低。
当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入 1.0 - 1.2%的硅,强度可提高15- 20%硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。
含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。
硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn:在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30 —0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%, 优质钢要求更低些。
压力容器钢板性能特点
涟钢可生产压力容器用钢主要有焊接气瓶用钢、中常温压力容器用钢、低温压力容器用钢。
今天给大家介绍中常温压力容器用钢:
交货标准
中常温压力容器用钢主要用于民用锅炉及一般的工业锅炉
力学性能
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界,主营产品有耐磨钢、高强钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、容器板、中高碳钢等特殊材料,常备万吨库存,品种规格全,可代订期货。
是集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。
压力容器常用钢材Word文档:苏成功黄橙PPT制作:汪斌傅斌杰(1)钢材分类钢材的形状包括板、管、棒、丝、锻件、铸件等。
压力容器本体主要采用板材、管材和锻件。
钢板钢板是压力容器中最常用的材料,如圆筒、封头的制作钢管接管、换热管一般由无缝钢管制成锻件高压容器的平盖、端部法兰、接管法兰等锻件(2)钢材类型压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢1、碳素钢压力容器常用碳素结构钢有Q235B、Q235C;常用优质碳素结构钢有20g、20R、10G;压力容器专用钢板有Q245R、HP245、HP265、HP295。
①Q235B钢的应用举例:Q235B级钢主要用于建筑、桥梁工程上制造质量要求较高的焊接结构。
其技术标准为:②20g钢20g钢是制造锅炉的常用碳素钢板。
是用于制造压力小于6MPa ,壁温低于450C的船舶锅炉、蒸汽锅炉以及其他锅炉构件。
20厚壁钢管。
主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构管等。
其技术标准为:③10G是GB/5310国标钢号(国外对应牌号:德国st45.&日本STB41、美国SA106B),为最常用锅炉钢管用钢10G钢管主要用于制造高压和更高参数锅炉管件,低温段过热器、再热器,省煤器及水冷壁等;如小口径管做壁温<50CC受热面管子、以及水冷壁管、省煤器管等,大口径管做壁温<45©蒸汽管道、集箱(省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱),介质温度<45©管路附件等。
由于碳钢在450 ©以上长期运行将产生石墨化,因此作为受热面管子长期最高使用温度最好限制到450©以下。
该钢在这一温度范围,其强度能满足过热器和蒸汽管道要求、且具有良好抗氧化性能,塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好,应用较广。
此钢在伊朗炉(指单台)上所使用部位为下水引入管(数量为18吨)、汽水引入管(10吨)、蒸汽连接管(16吨)、省煤器集箱(8吨)、减温水系统(5吨),其余作为扁钢、吊杆材料使用(约86吨)。
压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板压力容器是一种用于封闭和承受高压气体或液体的设备。
在设计和制造压力容器时,选择适当的材料对于保证容器的安全性和可靠性至关重要。
碳素钢和低合金钢是两种常用的材料,在厚钢板领域有着广泛的应用。
碳素钢是指含有碳元素的钢材,其碳含量在0.08%-2.0%之间。
由于碳素钢具有良好的可焊接性、可加工性和低成本等优点,因此在一些低压和中压容器的制造中广泛应用。
碳素钢具有较高的强度和硬度,并且能够承受一定的压力和温度。
同时,碳素钢还能够抵抗一些腐蚀性介质的侵蚀,具有较好的耐久性。
因此,在一些常规应用场景中,碳素钢是一种性价比很高的材料选择。
低合金钢是指含有一定数量的合金元素(如铬、镍、钼等)的钢材。
这些合金元素能够提高钢材的硬度、强度和耐腐蚀性能,从而使钢材具备更高的承压能力和耐久性。
低合金钢通常具有较高的强度和韧性,因此在一些高压容器和要求较高承压能力的容器中被广泛应用。
与碳素钢相比,低合金钢的成本较高,但在一些特殊工况和需求较高的领域,低合金钢具有不可替代的优势。
无论是碳素钢还是低合金钢,对于压力容器的生产和使用来说,关键在于正确的材料选择和合理的设计。
在实际应用中,需要根据容器所承受的压力、温度和介质性质等因素来选择合适的材料。
同时,还需要根据设计标准和规范进行合理的计算和选择,以确保容器的安全运行。
总之,碳素钢和低合金钢是压力容器材料的常见选择。
碳素钢具有良好的可焊接性和可加工性,适用于一些低压和中压容器的制造;低合金钢则能够提供更高的承压能力和耐久性,适用于一些高压容器和特殊工况的需求。
在实际应用中,需要根据具体情况进行合理选择,并按照标准和规范进行设计和制造,以确保容器的安全性和可靠性。
压力容器是在工业生产中广泛使用的一种设备,承载着重要的作用,可用于贮存和输送各种液体、气体或者气液两相的物质。
由于其工作环境特殊,容器内部所受的压力远大于常压,因此压力容器的制造材料对于其的安全性和可靠性至关重要。
浅析压力容器用钢的发展压力容器用钢是指用于制造压力容器的特殊钢材。
压力容器用钢在工业生产中有着广泛的应用,如石油化工、电力、制药、化肥、航空航天等领域。
随着科技的进步和工业的发展,压力容器用钢的品种和性能也在不断提高和完善。
首先,压力容器用钢的发展历程可以追溯到19世纪中叶。
当时,人们开始使用低碳钢来制造压力容器,但是钢材的质量和机械性能较差,容易发生压力容器的事故,给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
为了解决这个问题,人们开始研发和应用高强度低合金钢,例如SA-516、SA-537等。
这些钢材具有较高的屈服强度和韧性,能够承受更大的压力和温度。
随后,随着石油化工、核工业等行业的迅猛发展,对压力容器用钢的需求越来越大。
为了满足这些行业的需求,人们开始研发和应用特殊的合金钢,如耐热钢、耐腐蚀钢、低温钢等。
这些特殊钢材具有较高的抗氧化性能、耐腐蚀性能和低温韧性,能够适应各种复杂工况下的使用环境。
此外,压力容器用钢在制造工艺和热处理方面也有了较大的改进。
现代钢铁冶炼技术的进步使得钢材的纯度更高、非金属夹杂物更少,从而提高了钢材的强度和韧性。
热处理技术的不断改进使得钢材的晶格结构更加致密,消除了内部应力,提高了钢材的抗氧化和抗腐蚀性能。
此外,随着新一代材料科学的快速发展和创新,压力容器用钢也得到了新的发展机遇。
新材料如奥氏体高锰钢、超高强度钢、高韧性钢等开始被应用在制造压力容器中,这些材料具有更高的强度、更好的韧性和更好的耐腐蚀性,能够满足更加苛刻的工作条件。
综上所述,压力容器用钢的发展经历了从低碳钢到低合金钢再到特殊合金钢的演变过程,钢材的质量和性能也在不断提高和完善。
随着科技的进步和工业的发展,压力容器用钢的发展还将面临更多的挑战和机遇。
人们需要不断研发和创新,提高钢材的强度、韧性和耐腐蚀性能,为工业生产和人们的生命财产安全提供更好的保障。
钢制压力容器使用材料讲解
钢制压力容器是目前工业中常用的一种设备,具有承受在高温,高压等极限条件下的贮存,运输和使用的能力。
在选择和设计钢制压力容器时,其材料的选择至关重要。
本文将就钢制压力容器主要使用的材料进行讲解,并分析其优缺点。
1. 碳钢
碳钢是目前使用最为广泛的包括造船,电站和炼油厂在内的钢制压力容器的材料之一。
碳钢价格较低,同时也具有强度高,硬度好等优点,因此适合在一般的温度和压力环境下工作。
不过,碳钢的耐腐蚀性较低,且易受到化学污染物的影响,因此在一些需要高耐腐蚀性能的场景下需谨慎应用。
2. 合金钢
合金钢相较于碳钢更为坚固,同时也具有较高的耐腐蚀性,因此在一些特殊的场景下使用较为普遍。
合金钢的另一个优点是其具有良好的耐高温性,可以在高温条件下安全运行。
但是,合金钢的价格相对较高,因此适用范围较为有限。
3. 不锈钢
不锈钢的耐腐蚀性非常好,且同样适用于在高温和低温场景下工作。
不锈钢具有良好的抗氧化性和耐磨损性,可以在一些特殊场合下承受更高的压力。
不过,不锈钢价格较高,不适用于所有的场景。
总体来说,钢制压力容器不同材料间有各自明显的优缺点,是否选用则应依据所需的贮存,运输和使用要求而定。
为保证钢制压力容器的安全性,应按照相应规范和标准进行选择和设计,在使用过程中也要保持良好的维护,定期检波和保养。
知识创造未来
钢制压力容器
钢制压力容器是一种用来耐受高压的容器,通常由钢材制成。
这种容器被广泛应用于工业和商业领域,例如石油化工、能源、医药、食品等领域,用于储存和运输各种液体、气体或气体液体混合物。
钢制压力容器的设计和制造严格遵循相关的法规和标准,以确保其安全可靠。
常见的钢制压力容器包括储罐、气瓶、反应釜等。
它们通常具有厚实的钢板壁,以抵抗高压下可能发生的爆炸或泄漏。
制造钢制压力容器需要进行材料的选择、结构设计、焊接、热处理等工艺。
在使用过程中,还需要定期进行检查和维护,以确保容器的完整性和性能。
值得注意的是,钢制压力容器必须根据其用途和工作条件选择合适的材料、设计和制造标准,以及遵循相关的安全操作规程和规定,以确保生产和使用过程的安全。
1。
压力容器用钢板标准压力容器是一种用于储存或运输气体、液体或蒸汽的设备,因此其材料的选择至关重要。
压力容器用钢板是制造压力容器的主要材料之一,其质量标准对于保障压力容器的安全运行具有重要意义。
本文将对压力容器用钢板的标准进行详细介绍,以便相关行业人士在选择和使用压力容器用钢板时能够做出正确的决策。
首先,压力容器用钢板的材料标准是非常关键的。
在选择压力容器用钢板时,必须严格按照国家标准进行选择,以确保材料的质量符合安全要求。
常见的压力容器用钢板标准包括GB713-2014《压力容器用钢板》和GB6654-2016《压力容器用钢板》等。
这些标准规定了压力容器用钢板的化学成分、机械性能、加工工艺要求等,确保了压力容器用钢板的质量和安全性。
其次,压力容器用钢板的选择要根据压力容器的工作条件和环境来确定。
不同的压力容器在使用时会受到不同的压力、温度、介质等因素的影响,因此需要选择不同材质的压力容器用钢板。
在选择压力容器用钢板时,需要考虑其耐压性能、耐腐蚀性能、焊接性能等因素,以确保压力容器在使用过程中能够安全可靠地运行。
另外,压力容器用钢板的质量控制也是非常重要的。
在生产和加工压力容器用钢板时,需要严格按照标准要求进行生产和质量控制,确保产品的质量符合标准要求。
对于压力容器用钢板的质量控制,需要从原材料的选择、生产工艺的控制、产品的检测等多个环节进行严格把控,以确保产品的质量和安全性。
最后,对于压力容器用钢板的使用和维护也需要引起重视。
在使用压力容器时,需要严格按照压力容器用钢板的标准要求进行安装、使用和维护,以确保压力容器能够安全可靠地运行。
同时,对于压力容器用钢板的维护和检测也是非常重要的,及时发现和处理压力容器用钢板的问题,可以有效地避免因材料问题导致的安全事故发生。
总之,压力容器用钢板是压力容器制造中的关键材料,其质量标准对于保障压力容器的安全运行具有重要意义。
在选择、生产、使用和维护压力容器用钢板时,都需要严格按照标准要求进行,以确保压力容器的安全性和可靠性。
压力容器常用国内外钢号(近似)对照文章来源:合金管360 添加人:admin添加时间:2009-3-5 15:19:19压力容器常用国内外钢号(近似)对照1.1 碳素钢钢板表3-1-1碳素钢钢板序号国别钢板标准钢号备注1 中国 GB912 GB3274 Q235-A•F (1)GB912标准是薄钢板的技术条件,板厚不大于4mm (2)SA283Gr.C采用镇静钢和半镇静钢 Q235-A Q235-B Q235-C 美国ASME SA6 SA283Gr.C (C≤0.23%) 日本 JIS G3101 SS400 JIS G3106 SM400A/B/C 德国 DIN17100 RST37-2 DIN17102 StE255 WstE2552 中国 GB6654 20R 美国 ASME SA20 SA285Gr.C SA516Gr.55/60 (C=0.23%)日本JIS G3103 SB410 (C≤0.23%) JIS G3115 SPV235 德国 DIN 17155 HⅡ1.2 低合金钢钢板表3-1-2低合金钢钢板序号国别钢板标准钢号备注1 中国 GB/T1591 Q345B Q345C Q345D 日本 JIS G3106 SM490B SM490C 德国 DIN 17100 St 52-32 中国 GB6654 16MnR 美国ASME SA20 SA516Gr70 (C≤0.23%) SA515Gr70(C≤0.23%) 日本 JIS G3115 SPV315,355 德国 DIN 17155 19Mn63 中国 GB6654 15Mn VR 15Mn VNR 美国ASME SA20 SA299 (C≤0.23%) SA612日本 JIS G3115 SPV355 德国 DIN17102 StE380 WStE3804 中国 GB6654 18MnMoNbR 美国 ASME SA533-A,B,C,D-1 SA302 Gr.B,C,D日本 JIS G3119 SBVIB SBV2,SBV3 JIS G3120 SQV1A SQV2A5 中国GB3531 16MnDR 15MnNiDR 美国ASME SA20 SA516 Gr.70SA662Gr.B/C 日本 JIS G3126 SLA325A 德国 DIN 17102 TStE2856 中国 GB150-1998 附录A 07MnNiCrMoVDR (调质) 美国 ASME SA20 SA612日本 JIS G3115 SPV490Q 德国 DIN 17102 TStE4607 中国 GB3531 09MnNiDR 美国 ASME SA20 SA-537CL.1 德国 DIN1728011MnNi531.3 中温抗氢钢钢板表3-1-3中温抗氢钢钢板序号国别钢板标准钢号备注1 中国 GB6654 15CrMoR 13CrMo44用于抗氢腐蚀时要求Cr含量≥0.8% 美国 ASME SA20 SA387Gr.12-2 日本 JIS G4109 SCMV2-2 德国 DIN17155 13CrMo442 中国 GB150-1998 附录A 14Cr1MoR 美国 ASME SA20 SA387Gr.11-2 日本JIS G4109 SCMV3-2 德国 DIN 17155 13CrMo443 中国 GB150-1998 附录H 12Cr2Mo1R 为避免回火脆性应严格控制微量元素美国 ASME SA20 SA387Gr.22-2 日本 JIS G4109 SCMV4 德国 DIN 17155 10CrMo9101.4 高合金钢钢板表3-1-4高合金钢钢板序号国别钢板标准钢号备注1 中国GB4237热轧GB3280冷轧0Cr13 0Cr13A1 美国ASME SA240S41008,S40540 (TYPE410S,405) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧SUS410S,SUS405 德国 DIN 1744热轧 DIN 1744冷轧 X6Cr13 X6CrA113 2 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 0Cr18Ni9 美国 ASME SA240 S30400(TYPE304) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS304 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X5CrNi18103 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 00Cr19Ni10 美国 ASME SA240 S30403 (TYPE304L) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS304L 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X2CrNi1911 续表序号国别钢板标准钢号备注4 中国GB4237热轧 GB3280冷轧 0Cr18Ni10TiS30403,S32100,S34700,S31600,S31603材料应能通过ASTM A240中10.2节规定的方法进行的晶间腐蚀试验美国 ASME SA240 S32100 (TYPE321) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS321 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X6CrNiTi18105 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 0Cr18Ni11Nb 美国 ASME SA240 S34700 (TYPE347) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS347 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X6CrNiNiNb18106 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 0Cr17Ni12Mo2 美国 ASME SA240 S31600 (TYPE316) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS316 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X5CrNiMo17122 (1.4401) 续上表7 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 00Cr17Ni14Mo2 美国 ASME SA240 S31603 (TYPE316L) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS316L 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X2CrNiMo17132 (1.4404)8 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 0Cr18Ni12Mo2Ti 美国 ASME SA240 S316035 (TYPE316Ti) 日本 JIS G4304热轧 JIS G4305冷轧 SUS316Ti 德国 DIN 17440热轧 DIN 17441冷轧 X6CrNiMoTi17122 (1.4571)9 中国 GB4237热轧 GB3280冷轧 0Cr19Ni13Mo3 德国的X5CrNiMo17133钢号不能与该序号中的其它国家钢号很好的对照。
一、工作温度低于500℃的钢材
碳素钢和低合金结构钢
1 铁素体-珠光体结构钢
屈服强度σs为300-450MPa
16Mn,15MnV,15MnVN加入合金元素,固溶强化,结晶强化作用
2 低碳贝氏体类型钢
屈服强度σs为500-700Mpa
14CrMnMoVB延缓奥氏体分解,得到贝氏体,增加强度
3 马氏体型调质高碳钢
屈服强度为600Mpa以上
18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火,有良好的低温韧性
二、工作温度高于500℃的钢材
低合金热强钢和奥氏体不锈钢
1 低合金珠光体热强钢
15CrMo和12Cr1MoV,结晶强化,沉淀强化
2 低合金贝氏体热强钢
12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB,特点:合金数量多而量少,高温强度高,抗氧化性强3 奥氏体不锈钢
18-8型铬镍奥氏体不锈钢:1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti,高温强度高,抗氧化性强,且具有很高的韧性和较好的加工工艺性。
压力容器用钢的基本要求组别:3组员:陈鑫李福安王曦安全可靠性是压力容器最重要的质量特性,并且与其自身的选材有着密切的关系。
为保障压力容器的安全性,压力容器用钢必须满足的基本要求是:压力容器用钢要具有较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。
压力容器用钢是否满足要求,可以从以下几个方面进行分析。
一、化学成分钢材的化学成分对其性能和热处理有较大的影响。
对于用于制造压力容器的钢材必须控制其各化学成分的含量。
钢中常见化学元素对钢性能的影响:1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低。
当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入 1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。
含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。
硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。
锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。
压力容器用钢一、钢材的机械性能材料在外力作用下表现出来的特性叫作材料的机械性能,也称为力学性能。
钢材的重要机械性能指标有: 1.强度—物体在外力作用下,抵抗产生塑性变形和断裂的特性。
常用的特性指标有屈服极限CT s和强度极限ab,系由拉伸试验获得。
1屈服极限材料承受载荷时,当载荷不再增加而仍继续发生塑性变形的现象叫做“屈服”。
开始发生屈服现象’即开始出现塑性变形时的应力叫做“屈服极限”或“屈服点”。
工程上取试样发生 0.2 残余变形时的应力值作为条件屈服极限,通常称为屈服强度Uo.z.在拉伸试验中,屈服强度是试样在拉伸过程中标距部分残余伸长达到原标距长度的 0.2 帕时的负荷除以原横截面积的商,单位为 MPa.一般说来,材料是不允许在超过其 Idl 服点的载荷条件下工作的。
2强度极限材料抵抗外力破坏作用的最大能力称为强度极限。
钢材的强度极限是试样在拉断前所承受的最大应力即抗拉强度Sb,单位为 IvIPa 。
工程上希望金属材料不仅具有较高的。
,而且具有一定的屈强比a SQ b o 屈强比愈小,结构零件的可靠性愈高。
但屈强比太小,则材料的有效利用率太低。
因此,一般希望屈强比高一些,碳素钢为 0.6 左右,低合金高强度钢为 0.650.75,合金结构钢为。
.85 左右。
2.塑性—指材料在外力作用一下产生塑性变形而不破坏的能力,用延伸率6及断面收缩率冲来表示,其数值由拉伸试验获得。
延伸率以试样拉断后的总伸长与原始长度的比值百分率来度量,其数值与试样尺寸有关.为了便于比较,必须采用标准试样,规定试样的原始长度与原始直径的比例关系。
8。
或 6。
表示试样计算长度为其直径的 5 或 10 倍时的延伸率b。
小于 Ss。
断面收缩率以试样拉断后断面积的缩小量与原始截面积之比值的百分率来度量。
塑性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺,如冷冲压、冷弯曲等。
其次,良好的塑性可使零件在使用过程中万一超载也不致突然断裂。
压力容器的主要零部件都是承压的,无论从制造工艺或安全使用来说,都希望有良好的塑性。
3.硬度—指金属材料抵抗压入物压陷的能力,也可以说是材料对局部塑性变形的抗力。
一般说来,材料的硬度越高,耐磨性能越好,硬度与强度之间也有一定的关系。
生产中常用测定硬度的方法来估算材料的 Jx 度,也常用测定焊接热影响区硬度的方法来确定其淬硬的程度.常用的硬度指标为布氏硬度HB、洛氏 C 硬度HRC和维氏硬度HV,其数值可互相换算。
4.冲击韧性—材料受外加冲击负荷.A6.断裂时所消耗的能量,即冲击试样所消耗的功除以试件缺口处断面积的商,单位为 M7/m 么. 冲击韧性是材料各项机械性能指标中对材料的化学成份、冶金质量、组织状态及内部缺陷等比较敏感的一个质量指标,也是衡量材料脆性转变和断裂特性的重要指标.所以,对压力容器用钢来说,冲击韧性是一项重要的性能数据。
标明含量.钢中的钒、吸、铝、妮、硼、稀二、国产常用压力容器用钢压力容器用钢的性能必需与压力容器的使用条件压力、温度、内装介质的性质等相适应.另外,在容器制造过程中,钢板必须经受冷热加工成型和焊接。
因此,钢材除应具有必要的机械性能外,还应具有良好的工艺性能.由于不同类型压力容器的使用条件差别很大,因此要求有各种不同性能的钢种。
例如,在一般条件下使用的碳钢和低合金高强度钢在高温条件下便用的合金结构钢在低温条件下使用的低温钢-201C 以下与氢、氮、氨混合介质接触,温度超过 350?时使用的抗氢氮钢盛装硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、硝酸、尿素等腐蚀性介质的容器,应采用性能与所装介质适应的不锈耐酸钢。
当前,国产压力容器用钢的品种还相当贫乏。
现将儿种常用钢种的性能特点及其应用简介如下。
1.碳钢碳钢是指含碳量小于 2.06的铁碳合金。
由于碳钢的价格低廉,工艺性能良好,因而广泛用于制造压力容器。
常用的有 ASV A3 A3R 20g 等。
AF 主要用于不承受负荷的内部构件以 343MPa 35kgUmm2级,具有良好的及设计压力、设计温度较低的压力容器.例综合机械性能和工艺性能,尤其中温450C如,AF 制作的大型容器如年产 30 万 t 合成氨以下及低温-401C 以上机械性能比低装置中的二段转化炉水夹套,其直径为 4120 碳钢好,但缺口敏感性比碳钢大在有缺口mm壁厚 8 mm,设计压加.098MPa,最存在时,疲劳强度低于 AS易产生裂纹。
高操作温度100 C 16Mn 和 16MnR 的应用极为广泛,用 16AZnR A。
钢的使用温度为。
-400 C,许用压制作的大型容器有:年产 30 万 t 合成抓装置力不超过 1.6MPa ASR 的使用温度为一 20 中的二氧化碳吸收塔、第二氨分离器,冶金-4761C,许用压力不限.AaR 在压力容器工业用贮氧球罐,石化工业用丁烯、丁二烯制造中应用很广,典型产品如直径 4270 m m、的球罐等.壁厚 10-19mm 高 49m 的二氧化碳再生塔,2 15MnVI其屈服强度为 392MPa其设计压力为 0.17NIPa,设计壁温 149 C .40kgf/mm级,使用温度为一 20C -A3R 也用于制造球形容器,如直径 1230 mm 500 C,综合机械性能良好,但塑性和低容积 1000m3 、壁厚 241n m、设计压力温冲击韧性较 16Mn 低,且波动较大,焊接0.78MPa 的城市煤气储罐等.锅炉钢板20g 性能良好,用以制造的大型容器有直径 2800的使用范围与 A3R 相同.mm壁厚30mm 的水洗塔等。
目前运行中 2.低合金高强度钢的球罐有相当数量是采用15MnVR 制造的,低合金高强度钢是一种低碳结构钢,其设计压力 1.6 -2.9MPa,直径 4600- 12300合金含量较少,但强度尤其是 s都比同 mm壁厚 14-40mm,介质有液化石油气、等含碳量的碳钢高得多,并且一般都具有良氧、氮、氨、液氨等.好的焊接性能和耐腐蚀性能,具有优良的塑315MnVNR 其屈服强度为 4 护性,比普通碳素钢有更低的脆性转变温度.MPa 45kgf/mmz级,它在冶金工业的 2采用低合金高强度钢代替碳钢,在载荷相同氧气球罐上应用较多,其直径为 9200mm的条件下,结构重量可减轻 2030 帕,不仅壁厚 36mm,设计压力为 2.94MPa。
此外,可以大大降低容器制造成本,而且设备更加曾用于压力 1.57MPa、容量 loom 3 的大型液安全、耐用.因此,在 50 至 60 年代,低合金氨罐车等.高强度钢用于压力容器的研究与使用发展很4 18MnMoN b1-为屈服强度 490快.但是,低合金高强度钢对加工工艺,特 MPa50kgf/mmZ级的低合金高强度钢,别是焊接工艺的要求较碳钢要严格得多.用于中温压力容器。
其综合机械性能和焊接用于压力容器制造的低合金高强度钢,性能良好.用以制造的典型容器有:年产 30其屈服强度范围为294-- 686MPa30“70 万 t 合成氨装置中直径 3200 mm 壁厚 150kgf/mm2,通常按强度等级分类,例如,50x3 层热套mm、设计压力 15.2MPa35 40 45 50 70kgf/mm 级等等.常设计温度 2001C、总重 300t 的大型氨合成塔,三、压力容器用钢的基本要求压力容器用钢板比一般钢板的要求更严,主要体现在,对化学成分的控制较严,抽样检验率较高,力学性能检验中增加了冲击值的要求。
基本要求:较高的强度,良好的塑性,韧性,制造性能,以及与介质的相容性。
(1)化学成分含 C 量?0.25 C 含量高,使强度增加,可焊性变差,加入 V,T i ,Nb 可提高强度和韧性 S.P 有害元素S—降低塑性和韧性P—增加脆性(低温脆性) 压力容器用钢,S.P 含量lt0.02,0.03 因为硫能促进非金属夹杂物的形成,使塑性和韧性降低。
磷能提高钢的强度,但会增加钢的脆性,特别是低温脆性。
将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平,即大大提高钢材的纯净度,可提高钢材的韧性、抗中子辐照脆化能力,改善抗应变时效性能、抗回火脆性性能和耐腐蚀性能。
因此要严格控制 S P 的含量(2)力学性能力学性能主要指:强度、韧性和塑性变形能力力学性能不仅与钢材的化学成分,组织结构有关且与所处的应力状态和环境有关。
强度判据: s, b,持久极限(强度) D,蠕变极限 n 和疲劳极限 -1 塑性判据:延伸率 5,断面收缩率ψ 韧性判据:冲击吸收力 AKV,韧脆转变温度,断裂性设计时,力学性能判据可从相关规范标准中查到,实际使用时,除要查看质量证明书外,有时还要对材料进行试验。
(拉伸,冲击)(3)制造工艺性能制造中冷加工,要求钢材有良好冷加工成型性能和塑性,延伸率 5 应在 15,20以上。
良好可焊性是一项重要指标 3 可焊性主要取决于化学成分,影响最大是含碳量各种合金之素对可焊性度有不同程度的影响,常用碳当量 Ceg 表示,国际焊接学会推荐公式: Mn Ni Cu Cr Mo V Ceg C 6 15 5 元素符号表示该元素在钢中的百分含量一般认为: Ceg lt0.4可焊性优良, Ceggt0.6可焊性差,我国对此尚无规定。
四、压力容器选材料应综合考虑的因素(1)压力容器的使用条件使用条件包括设计温度、设计压力、介质特点、操作特点。
(a)设计温度 Q235 系列不适用于 0?以下 15CrMoR12CrlMoV 抗氢钢,适于高温,高压临氢的压力容器。
(b)设计压力压力很高容器,选用高强度钢或超高强度钢,由于钢的韧性随强有力度提高而降低,须注意二者的匹配在满足强度要求前提下,尽量采用塑性韧性好的材料。
(c)介质选材应考虑与介质的相容性碳素钢用于腐蚀性不强的常压,低压容器,壁厚不大,中压容器。
低合金高强度钢用于腐蚀性不强壁厚较大(38mm)的受压容器。
珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀或设计温度为 350,650?的压力容器用耐热钢。
不锈钢用于腐蚀性较强,或设计温度gt500?(lt-100?)的耐热或低温用钢。
(2)零件的功能和制造工艺功能:筒体,封头承压空间与介质接触选择与介质相容的承压钢板。
支座:不承压,不接触介质除与容器接触垫板外,可选用普通碳素钢制造工艺:从保证制造质量方便制造选材料。
沸腾钢(Q235-A.F)搪玻璃效果比镇静钢(Q235-A)好。
(3)材料的使用经验对已有成功使用经验,要清楚其化学成分的控制要求睾勺饔孟掠αψ刺徊僮鞴娉毯妥畛な褂檬奔洹?对不成功的,根据失效原因,采取相应的措施。
(4)材料价格相同规格的价格,不锈钢gt低合金钢gt碳素钢。
需较厚不锈钢时,尽量采用复合材料衬里。
堆焊或多层结构。
(5)规范标准 4 压力容器用钢有其特殊要求,使用温度的上,下限使用条件均应满足规范标准要求。