壓力容器選用材料學(xué)習(xí)資料.doc

鉻鉬鋼是壓力容器常用鋼之一，它廣泛用于煉油、化工及各類加氫裝置和重整裝置中的臨氫設(shè)備上，具有優(yōu)異的抗氫腐蝕性能和良好的高溫強(qiáng)度，是高溫高壓容器殼體和封頭的首選材料。是目前世界上廣泛使用的熱強(qiáng)鋼和抗氫鋼。由于在低碳鋼中加入了Cr、Mo 等合金元素，大大提高了鋼的綜合性能。如具有良好的高溫力學(xué)性能、抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能、良好的韌性、工藝性能和可焊性，故被廣泛用于制造石油化工、煤轉(zhuǎn)化、核電、汽輪機(jī)缸體、火電等使用條件苛刻、腐蝕介質(zhì)珞鉬鋼特性： 1.耐熱性金屬材料抵抗高溫氧化能力，稱耐熱性或抗氧化性。它要求鋼材在中、高溫條件下金相組織穩(wěn)定，否則就可能產(chǎn)生石墨化現(xiàn)象。如碳素鋼在425以上，C-0.5Mo 鋼在475以上長時(shí)間使用時(shí)， 鋼中的滲碳體會(huì)自行分解析出碳原子，產(chǎn)生石墨化，金屬材料的脆性急劇增大。此外，耐熱鋼還要求鋼材具有較高的高溫持久強(qiáng)度和蠕變極限。而含有熱穩(wěn)定好和強(qiáng)碳化物形成元素Cr、Mo、V 的鉻鉬鋼， 可提高滲碳體的分解溫度，阻止石墨化的發(fā)生，從而提高鋼材高溫持久強(qiáng)度極限和蠕變極限。 2 抗氧化性金屬材料因吸收氫而導(dǎo)致塑性降低、性能惡化的現(xiàn)象稱為氫損傷，也可以稱為氫脆。酸洗、電解或腐蝕反應(yīng)產(chǎn)生的氫，金屬凝固后內(nèi)部殘存的氫，以及介質(zhì)環(huán)境中的氫都可能被材料吸收而擴(kuò)散至內(nèi)部引起氫脆。氫損傷可以導(dǎo)致多種形式的材料失效，如氫鼓泡、氫致脆性開裂、高溫氫腐蝕等。對(duì)于石化行業(yè)中的臨氫容器，選用鉻鉬鋼主要是為了防止高溫氫腐蝕。 3.回火脆性這里所談的回火脆性是指鋼材長期在某一溫度范圍內(nèi)操作而產(chǎn)生的沖擊韌性下降（韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高）現(xiàn)象。Cr-Mo 鋼的回火脆性在370595的溫度范圍內(nèi)， 接近這個(gè)溫度范圍的上限時(shí)，脆化速度高，接近這個(gè)溫度下限時(shí)，脆化發(fā)緩慢。煉油工業(yè)中的加氫反應(yīng)器等臨氫壓力容器就正好長期操作在這一溫度范圍內(nèi)，這一現(xiàn)象引起人們極大的關(guān)注。脆化材料和非脆化材料的差別，僅表現(xiàn)在缺口沖擊韌性和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的不同，而拉伸性能無明顯的差別?；鼗鸫嗷某潭纫话闶强宽g脆轉(zhuǎn)變溫度的升高來表現(xiàn)的?；鼗鸫嗷瘜?duì)上平臺(tái)沖擊功僅有輕微的影響。大量的試驗(yàn)表明， 在壓力容器常用的Cr-Mo 鋼中， 含Cr 量為2%3%的Cr-Mo 鋼回火脆化傾向最嚴(yán)重。在P(磷)、Sb（銻）Sn（錫）As（砷）微量不純?cè)睾扛叩那闆r下，脆化傾向特別顯著，多量的Si 和Mn 對(duì)脆化具有促進(jìn)作用。壓力容器用鋼材料(2)材料是構(gòu)成設(shè)備的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定壓力容器安全性的內(nèi)在因素是結(jié)構(gòu)和材料性能，外在因素是載荷、時(shí)間和環(huán)境條件。因此選擇合適的材料是壓力容器質(zhì)量保證的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為使壓力容器在全壽命周期內(nèi)安全可靠地運(yùn)行，設(shè)計(jì)師不但要了解原材料性能，而且要了解制造工藝、使用環(huán)境和時(shí)間對(duì)材料性能的影響規(guī)律。一、我國鋼材的生產(chǎn)現(xiàn)狀近年來，隨著我國發(fā)展階段和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化，鋼材消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，與之相適應(yīng)，我國鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也有明顯改變。板帶材比重呈持續(xù)增加趨勢，長材比重則持續(xù)下降。尤其是近五年來，由于鋼鐵新建項(xiàng)目以板帶材為主，板帶材產(chǎn)量一直保持較高增長速度，板帶比明顯提高。我國鐵礦資源的探明儲(chǔ)量為400多億噸，僅次于俄羅斯（1100億噸），巴西（800億噸），居世界第三位。但是富礦較少而貧礦居多。我國鐵礦資源分布普遍，除上海、天津兩市外，各省區(qū)均有一定的探明儲(chǔ)量。從產(chǎn)區(qū)看，我國65以上都集中在鞍本、攀西、冀東北京、五臺(tái)嵐縣、寧蕪廬樅、鄂西和包白七大片。分布較廣、相對(duì)集中是我國鋼鐵資源分布的簡明概括。主要鋼產(chǎn)品有：線材：線材主要用于建筑施工，部分用于生產(chǎn)拉絲?；窘ㄔO(shè)投資與線材的使用密切相關(guān)。1999年全國線材的消費(fèi)量大約為25002600萬噸。今后二、三年內(nèi)，固定資產(chǎn)投資增長幅度不會(huì)提高，大大低于前些年的增長速度，一些城市房地產(chǎn)業(yè)尚有大量的商品房未能消化。我國線材產(chǎn)量雖然很大，品種結(jié)構(gòu)也在不斷改善，但仍有少量產(chǎn)品難以滿足國內(nèi)需求。如生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼絲繩、鋼簾線、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、高級(jí)彈簧鋼絲等產(chǎn)品的線材，國內(nèi)產(chǎn)品在品種規(guī)格、質(zhì)量性能等方面與制品加工要求存在較大的差距，需要通過進(jìn)口滿足。但這類線材進(jìn)口量不大，全年預(yù)計(jì)在20萬噸左右。小型材：小型材主要為螺紋鋼、小型角鋼等型鋼品種。相當(dāng)大的部分用于施工建設(shè)。其市場走勢與線材相差不大。預(yù)計(jì)近幾年內(nèi)小型鋼消費(fèi)量在3100萬噸左右，增長幅度不大。國內(nèi)小型材生產(chǎn)能力較大，隨著需求的增長，企業(yè)產(chǎn)量也會(huì)相應(yīng)提高，不會(huì)出現(xiàn)供應(yīng)緊張局面。由于國家開發(fā)西地區(qū)，近幾年內(nèi)基本建設(shè)開工項(xiàng)目增長較多，西部地區(qū)建筑用鋼材需求將有較多增加。薄板：薄鋼板是今后若干年內(nèi)產(chǎn)需增長較快的鋼材品種。薄板，特別是冷軌薄板、鍍鋅板等歷來為國內(nèi)生產(chǎn)不足的產(chǎn)品。有一些薄板，如食品罐頭用材、小轎車用板、某些家用電器用板、不銹鋼板等，對(duì)進(jìn)口依賴程度較高，每年至少有400萬噸屬于非進(jìn)口不可的產(chǎn)品。國際市場價(jià)格的走高，自然會(huì)帶動(dòng)這些產(chǎn)品價(jià)格的相應(yīng)上揚(yáng)。今后市場份額中，薄板需求會(huì)有明顯增加。預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)，各類薄板的需求量將逐步上升到3000萬噸水平以上。其中出口量增長較快。值當(dāng)注意的是，近兩年國內(nèi)陸續(xù)有一批薄板項(xiàng)目竣工投產(chǎn)，國內(nèi)產(chǎn)能增加較多。預(yù)計(jì)幾年內(nèi)薄板產(chǎn)量超過2500萬噸，不足部分通過進(jìn)口解決，不會(huì)出現(xiàn)全面性緊張局面。中厚鋼板：中厚鋼板主要用于機(jī)械行業(yè)，是機(jī)械、造船、容器、鍋爐、軍工等部門的重要材料。據(jù)有關(guān)部門對(duì)機(jī)械行業(yè)、造船工業(yè)、輕工行業(yè)、石化行業(yè)的工業(yè)部門的調(diào)查，這些行業(yè)今后幾年內(nèi)會(huì)有較快增長，以及加入世界貿(mào)易組織后，相關(guān)產(chǎn)品出口也會(huì)增加。因此，中厚鋼板也是需求增加較多的品種之一。今后數(shù)年內(nèi)，全國中后板需求量在2000萬噸以內(nèi)，但是，我國中厚板的增產(chǎn)能力較大，目前仍、處于限產(chǎn)狀態(tài)，總體市場仍然供大于求，價(jià)格即使上揚(yáng)，幅度也不會(huì)很大。硅鋼片：今后幾年內(nèi)國內(nèi)鋼材市場上熱軋硅鋼片將供大于求，價(jià)格上漲的可能性不大，而冷軋硅鋼片將轉(zhuǎn)熱，價(jià)格會(huì)小幅上揚(yáng)。據(jù)預(yù)測，若干年仙全國硅鋼片消費(fèi)量在180萬噸左右，國內(nèi)產(chǎn)量在170萬噸左右，供需存在一定的缺口，大部分是冷軋硅鋼片。焊管：目前我國擁有的焊管機(jī)近2000臺(tái)，居世界首位。1999年實(shí)際產(chǎn)量450萬噸左右。預(yù)計(jì)2000年焊管需求生產(chǎn)能力大大超過實(shí)際需要，特別是中小規(guī)格的焊管產(chǎn)能更是過剩。因此，中小規(guī)格的普通焊管近幾年內(nèi)都為供大于求。為了促進(jìn)市場價(jià)格的回升，焊管必須實(shí)行持續(xù)限產(chǎn)，同時(shí)大量關(guān)停一些污染嚴(yán)重，質(zhì)量低劣的小企業(yè)生產(chǎn)。鋼鐵工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，得到了迅速發(fā)展。在經(jīng)歷了以數(shù)量擴(kuò)張為主的發(fā)展時(shí)期后，鋼鐵工業(yè)已進(jìn)入了加速結(jié)構(gòu)調(diào)整、全面提高競爭力為主的階段。希望我們能加快步伐，讓我們的鋼鐵行業(yè)更加繁榮二、壓力容器用鋼的基本要求壓力容器用鋼板比一般鋼板的要求更嚴(yán)，主要體現(xiàn)在，對(duì)化學(xué)成分的控制較嚴(yán)，抽樣檢驗(yàn)率較高，力學(xué)性能檢驗(yàn)中增加了沖擊值的要求?；疽螅狠^高的強(qiáng)度，良好的塑性，韌性，制造性能，以及與介質(zhì)的相容性。（1）化學(xué)成分含C量0.25% ,C含量高，使強(qiáng)度增加，可焊性變差，加入V，Ti，Nb可提高強(qiáng)度和韌性S.P有害元素,S降低塑性和韌性,P增加脆性（低溫脆性）壓力容器用鋼，S.P含量0.02%，0.03%因?yàn)榱蚰艽龠M(jìn)非金屬夾雜物的形成，使塑性和韌性降低。磷能提高鋼的強(qiáng)度，但會(huì)增加鋼的脆性，特別是低溫脆性。將硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高鋼材的純凈度，可提高鋼材的韌性、抗中子輻照脆化能力，改善抗應(yīng)變時(shí)效性能、抗回火脆性性能和耐腐蝕性能。因此要嚴(yán)格控制S P的含量（2）力學(xué)性能力學(xué)性能主要指：強(qiáng)度、韌性和塑性變形能力力學(xué)性能不僅與鋼材的化學(xué)成分，組織結(jié)構(gòu)有關(guān)且與所處的應(yīng)力狀態(tài)和環(huán)境有關(guān)。-1sn和疲勞極限sD，蠕變極限sb，持久極限（強(qiáng)度）ss，s強(qiáng)度判據(jù)：5，斷面收縮率d塑性判據(jù)：延伸率韌性判據(jù)：沖擊吸收力AKV，韌脆轉(zhuǎn)變溫度，斷裂性設(shè)計(jì)時(shí)，力學(xué)性能判據(jù)可從相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中查到，實(shí)際使用時(shí)，除要查看質(zhì)量證明書外，有時(shí)還要對(duì)材料進(jìn)行試驗(yàn)。（拉伸，沖擊）（3）制造工藝性能5應(yīng)在1520%以上。 良好可焊性是一項(xiàng)重要指標(biāo)d制造中冷加工，要求鋼材有良好冷加工成型性能和塑性，延伸率可焊性主要取決于化學(xué)成分，影響最大是含碳量,各種合金之素對(duì)可焊性度有不同程度的影響，常用碳當(dāng)量Ceg表示，國際焊接學(xué)會(huì)推薦公式： 6155+V+Mo+CuCr+MnNi一般認(rèn)為：Ceg+元素符號(hào)表示該元素在鋼中的百分含量 Ceg=C0.6%可焊性差，我國對(duì)此尚無規(guī)定。三、壓力容器選材料應(yīng)綜合考慮的因素（1）壓力容器的使用條件使用條件包括設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)特點(diǎn)、操作特點(diǎn)。（a）設(shè)計(jì)溫度Q235系列不適用于0以下15CrMoR,12CrlMoV抗氫鋼，適于高溫，高壓臨氫的壓力容器。（b）設(shè)計(jì)壓力壓力很高容器，選用高強(qiáng)度鋼或超高強(qiáng)度鋼，由于鋼的韌性隨強(qiáng)有力度提高而降低，須注意二者的匹配在滿足強(qiáng)度要求前提下，盡量采用塑性韌性好的材料。（c）介質(zhì)選材應(yīng)考慮與介質(zhì)的相容性碳素鋼用于腐蝕性不強(qiáng)的常壓，低壓容器，壁厚不大，中壓容器。低合金高強(qiáng)度鋼用于腐蝕性不強(qiáng),壁厚較大（38mm）的受壓容器。珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕或設(shè)計(jì)溫度為350650的壓力容器用耐熱鋼。不銹鋼用于腐蝕性較強(qiáng)，或設(shè)計(jì)溫度500（低合金鋼碳素鋼。需較厚不銹鋼時(shí)，盡量采用復(fù)合材料襯里。堆焊或多層結(jié)構(gòu)。（5）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)壓力容器用鋼有其特殊要求，使用溫度的上，下限使用條件均應(yīng)滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。 對(duì)國外材料，應(yīng)符合國外有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)并應(yīng)有成功使用經(jīng)驗(yàn)。四、壓力容器常用鋼材（1）鋼材形狀從鋼廠生產(chǎn)出的鋼材包括：鋼板、鋼管、鋼棒、鋼絲、鍛件、鑄件等；壓力容器使用的鋼材主要是：板材，管材和鍛件。a.鋼板鋼板卷焊制圓筒，沖壓可制成封頭。應(yīng)具有性能：較高的強(qiáng)度及良好的塑性、韌性、冷彎性能和焊接性能。b.鋼管用于接管，換熱管等；要求：較高的強(qiáng)度和塑性，良好焊接性能。c.鍛件用作：高壓容器的平、蓋端部法蘭，接管法蘭。（2）鋼材類型按化學(xué)成分分，可分為碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼。a.碳素鋼含C量2.06%的鐵碳含金，壓力容器常用碳素鋼有兩類：一類：Q235系列、10，20鋼管，20，35鍛件一類：（專用鋼板）20RR：表示壓力容器專用鋼板，主要對(duì)20鋼的S.P等有害元素控制更加嚴(yán)格，表面質(zhì)量要求更高。常用于常壓，中低壓壓力容器。b.低合金鋼合金元素較少（總量一般不超過3%）其強(qiáng)度、韌性，耐腐蝕性，尤其是屈服點(diǎn)比相同含C量的普通碳素鋼要高，高溫性能也較優(yōu)。如16MnR中低壓，多層高壓，有缺陷時(shí)，易產(chǎn)生裂紋16MnDR，15MnNiDR，O9MnNiDR-40，-40，-7015CrMoR中溫抗氫鋼板，壁溫(0.250.35)Tm Tm：金屬材料的熔點(diǎn) Tc：碳鋼350 低合金鋼400450第8/11頁 耐熱合金鋼600高溫反應(yīng)爐爐管，表面溫度達(dá)1000壓力3.5Mpa，材料劣化現(xiàn)象有: 晶界氧化：熱應(yīng)力大，易使表面氧化膜破裂，促進(jìn)晶界氧化滲碳：耐熱鋼長期在高溫下使用，鉻的氧化膜逐步長大，由于膨脹系數(shù)與基體合金差別大，隨著溫度波動(dòng)，產(chǎn)生裂紋，基體中貧絡(luò)，氧化膜再生固難，從而加速滲c。 （2）介質(zhì)介質(zhì)可能引起材料腐蝕，組織性能的改變。 1.腐蝕概述 Corrosion 按腐蝕機(jī)理，可分為兩大類 a.電化學(xué)腐蝕金屬在電解質(zhì)中，由于各部位電位不同，形成微電池，在電子交換過程中產(chǎn)生電流，作為負(fù)級(jí)的金屬被逐漸溶解的一種腐蝕。如碳素鋼在水或潮濕環(huán)境中的腐蝕。 b.化學(xué)腐蝕金屬在介質(zhì)中直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的腐蝕 按腐蝕的形成，也可分為兩大類 a.全面腐蝕與腐蝕介質(zhì)直接接觸的全部或大部分金屬表面發(fā)生比較均勻的大面積腐蝕。 危害：厚度變薄，強(qiáng)度不足，發(fā)生膨脹以至爆破。 防止：選用耐腐蝕材料，襯里或堆焊。 b.局部腐蝕集中在金屬表面局部區(qū)域的腐蝕 常見形式有;晶間腐蝕 intergranular corrosion腐蝕沿晶粒邊界和鄰近區(qū)域產(chǎn)生和發(fā)展，而晶粒本身腐蝕很輕微。 危害很大，不易被察覺。腐蝕環(huán)境，電解質(zhì)溶液，過熱水，蒸汽，高溫水和熔融金屬等。防止：在奧氏體不銹鋼中加入穩(wěn)定化之素（Ti，V）或采用超低C不銹鋼（OOCr18Ni9） 小孔腐蝕（孔蝕，點(diǎn)蝕） pitting在金屬表面產(chǎn)生針狀，點(diǎn)狀，小孔狀局部腐蝕。產(chǎn)生：鹵素離子，氯化物，溴化物靜滯的液體中。防止：提高流速，增加Mo降低介質(zhì)中CI.I含量 縫隙腐蝕 crevice corrosion縫隙中積存靜止介質(zhì)或沉淀物引起的腐蝕。 避免：避免或減少縫隙形成。介質(zhì)的流動(dòng)死角（區(qū)）使液體排凈,脹焊并用，減少管子與管板間縫隙。 2.應(yīng)力腐蝕 Stress Corrosion第9/11頁 在拉伸應(yīng)力和特定腐蝕介質(zhì)的共同作用下，導(dǎo)致材料開裂或早期破壞 斷裂前往往無明顯塑性變形，危險(xiǎn)性很大 特點(diǎn)拉應(yīng)力大于臨界值特定合金和介質(zhì)的組合如：氯化物溶液中，面心立方晶體(face-centered cubic)的奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕，而體心立方晶體(body-centered cubic)的鐵素體不銹鋼不容易發(fā)生。常見的應(yīng)力腐蝕防止：合理選擇材料，H2S采用抗H2S的鋼，如12Cr2MoAlV減少或消除殘余應(yīng)力，焊后消除應(yīng)力熱處理。改善介質(zhì)條件，減少有害離子成分，添加緩性劑（吸附在金屬表面上）涂層保護(hù)。合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，避免縫隙。 （3）加載速率用應(yīng)力速率（Pa/s）或應(yīng)變速率（S-1）表示。應(yīng)變速率在10-410-1 S-1的范圍材料力學(xué)性能無明顯變化，應(yīng)變速率在10-4 S-1以上，有顯著影響。s隨之增大而塑性和韌性下降，脆性斷裂傾向增加。s原因：加載速度較高，材料無充分時(shí)間產(chǎn)生滑移變形，使材料繼續(xù)處于一種彈性狀態(tài)，使第10/11頁 結(jié) 語應(yīng)力分析是壓力容器選材和確定結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)，但應(yīng)力分析本身并不能提高其安全性。 決定壓力容器安全性的內(nèi)在因素是結(jié)構(gòu)和材料性能，外在因素是載荷、時(shí)間和環(huán)境條件。材料是構(gòu)成設(shè)備的物質(zhì)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)過程設(shè)備設(shè)計(jì)必須掌握材料知識(shí)。合理選材是壓力容器設(shè)計(jì)的基本任務(wù)之一。影響材料性能的因素很多，合理選材更依賴于定性分析和經(jīng)驗(yàn)積累，往往是壓力容器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。通過對(duì)壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響的學(xué)習(xí)，我們了解材料性能，制造工藝、使用環(huán)境和時(shí)間對(duì)材料性能的影響規(guī)律。所以在實(shí)際使用時(shí)我們要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，多收集相關(guān)資料及經(jīng)驗(yàn)，從而使壓力容器在全壽命周期內(nèi)安全可靠地運(yùn)行，為以后的壓力容器設(shè)計(jì)打下寶貴基礎(chǔ)。壓力容器常用材料的基本知識(shí)1、壓力容器用鋼板選用時(shí)應(yīng)考慮： 設(shè)計(jì)壓力； 設(shè)計(jì)溫度； 介質(zhì)特性； 容器類別。2、從材料力學(xué)性能來說，升溫等效于升壓，降溫將導(dǎo)致鋼材的脆性增加。3、對(duì)同一種材料來說，隨溫度和板厚的增加，其許用應(yīng)力則降低。因而當(dāng)容器殼體的名義厚度處于鋼板許用應(yīng)力變化的臨界值時(shí)，應(yīng)考慮此問題。如處于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都會(huì)發(fā)生許用應(yīng)力跳檔現(xiàn)象。4、鋼材的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)可通過拉伸試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)（室溫下進(jìn)行）獲得。5、 板材供貨時(shí)薄板以熱軋狀態(tài)供貨，厚板以正火狀態(tài)供貨（因強(qiáng)度和韌性下降）。6、壓力容器用鋼板當(dāng)達(dá)到一定的厚度時(shí)，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用，即使用正火板，如用于殼體厚度30mm的Q345R鋼板必須要求正火狀態(tài)下供貨和使用。需注意：正火僅對(duì)板材而言，而非整體設(shè)備。（熱軋板呈鐵紅色，正火板呈鐵青色）。7、壓力容器用鋼與鍋爐用鋼類同，首先要保證足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的塑性，質(zhì)地均勻等。因此，必須選用雜質(zhì)(S、P)和有害氣體含量較低的碳素鋼和低合金鋼，均為鎮(zhèn)靜鋼。且為保證受壓元件材料的焊接性能,一般須控制材料的含碳量0.25%。材料的含碳量升高，則其沖擊韌性下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，在焊接時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。8、低合金鋼的機(jī)械性能、耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性等均比碳素鋼有所提高，其中最常用的是：Q345R。它不僅S、P含量控制較嚴(yán)，更重要的是要求保證足夠的沖擊韌性，在材料驗(yàn)收方面也比較嚴(yán)格。因此其使用壓力不受限制，使用溫度上限為475，下限為-20。板厚為3200mm。是應(yīng)用很廣的材料。9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用說明：、Q345R的適用范圍是：使用壓力不限、使用溫度為-20475。、 Q345R用作壓力容器殼體的板厚30mm時(shí)，則容器需焊后作退火熱處理，熱處理的溫度為600650；若焊前預(yù)熱至100，則板厚可提高至34mm。 、Q345R鋼板一般是以熱軋狀態(tài)供貨；當(dāng)板厚30mm時(shí)，為保證塑性和韌性，一般采用正火板，且逐張鋼板應(yīng)超聲波檢測，級(jí)合格。、Q345R用作法蘭、平蓋、管板等厚度50mm時(shí)，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用。 、Q345R屬C-Mn鋼，是屈服強(qiáng)度為350MPa級(jí)的普通低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的低溫沖擊韌性。手工焊時(shí)，若為壓力容器則一般采用堿性焊條（如J507），自動(dòng)焊時(shí)，一般選用H08MnA或H10Mn2焊絲和HJ431焊劑。 、Q345R鋼板的最小厚度是3mm，鋼板厚度負(fù)偏差為0.3mm。10、Q235-B適用于： P1.6MPa、0350、殼體n20，非高度危害介質(zhì)。11、Q235-C適用于： P2.5MPa、0400、殼體n30。12、奧氏體不銹鋼可用于：使用壓力不限、使用溫度為-196700。使用的介質(zhì)條件為： 介質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)； 防鐵離子污染； T500的耐熱鋼或T-100的低溫用鋼。13、奧氏體不銹鋼既是耐酸鋼，又是耐熱鋼。從耐腐蝕性能來說，需降低含碳量；從耐高溫性能來說，需適當(dāng)提高含碳量。14、為防止奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕，一般采用降低不銹鋼的含碳量，可采用00Cr或0Cr,而不采用1Cr。（含碳量低，晶間不會(huì)發(fā)生貧Cr現(xiàn)象）15、奧氏體不銹鋼在高溫條件下使用時(shí)（525），鋼中含碳量應(yīng)不小于0.04%，（即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr）。因?yàn)槭褂脺囟雀哂?25時(shí)，鋼中含碳量太低，強(qiáng)度和抗氧化性會(huì)顯著下降，因此超低碳不銹鋼和雙相不銹鋼都不可用作耐熱鋼。16、奧氏體不銹鋼的焊接接頭一般均采用射線進(jìn)行檢測，而不采用超聲波檢測。17、奧氏體不銹鋼制壓力容器一般不需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力的熱處理。18、奧氏體不銹鋼在常溫和低溫下有很高的塑性和韌性，不具磁性。在許多介質(zhì)中有很高的耐蝕性，其中鉻是抗氧化性和耐蝕性的基本元素。合金中含碳量的增加將降低耐蝕性能，所以該含碳量0.080.12%左右為高碳級(jí)不銹鋼，鋼號(hào)前以“1”表示。含碳量0.03C0.08%為低碳級(jí)不銹鋼，鋼號(hào)前以“O”表示。含碳量0.03%為超低碳級(jí)不銹鋼，鋼號(hào)前以“00”表示。19、在不銹鋼焊接過程中，其焊縫熱影響區(qū)產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向很大，因此不銹 鋼件焊接時(shí)，要求各連接件同時(shí)達(dá)到熔點(diǎn)。這對(duì)等厚板容易保證，而當(dāng)兩連接件相差較多時(shí)，就要注意將厚板削薄。不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)是碳鋼的1/31/4，而線膨脹系數(shù)卻是碳鋼的1.5倍。因此，在焊接時(shí)必須注意，否則會(huì)引起很大的殘余應(yīng)力和變形。20、奧氏體不銹鋼在427870范圍內(nèi)緩慢冷卻時(shí)，在晶界上有高鉻的碳化物Cr23C6析出，造成碳化物鄰近部分貧鉻，引起晶間腐蝕傾向，這一溫度范圍稱為敏化范圍。21、可能引起奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的電解質(zhì)主要是酸性介質(zhì)，如工業(yè)醋酸、甲酸、鉻酸、乳酸、硝酸（常溫稀硝酸除外）、草酸、磷酸、鹽酸、硫酸、亞硫酸、尿素反應(yīng)介質(zhì)等。對(duì)于以防止鐵離子污染為目的的奧氏體不銹鋼設(shè)備，則不需要進(jìn)行晶間腐蝕傾向性試驗(yàn)。防止措施：固溶化處理；降低鋼中的含碳量；添加穩(wěn)定碳化物的元素。第2/4頁 22、應(yīng)力腐蝕：是指金屬在應(yīng)力（拉應(yīng)力）和腐蝕介質(zhì)的共同作用下（并有一定的溫度條件）所引起的脆性開裂。可產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞的環(huán)境組合主要有： 碳鋼及低合金鋼：堿液、硝酸鹽溶液、無水液氨、濕硫化氫、醋酸等； 奧氏體不銹鋼：氯離子、氯化物+蒸汽、濕硫化氫、堿液等；含鉬奧氏體不銹鋼：堿液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸銅的水溶液等； 黃銅：氨氣及溶液、氯化鐵、濕二氧化硫等；防止措施：焊后消除應(yīng)力熱處理。23、氫在常溫常壓下不會(huì)對(duì)鐵碳合金引起氫腐蝕。當(dāng)溫度在200300時(shí)會(huì)發(fā)生“氫脆”，金屬在高溫下與氫反應(yīng)生成甲烷，甲烷氣在晶界空隙內(nèi)引起裂紋，使材料的塑性降低。因此，使用溫度220，可不考慮氫腐蝕，而設(shè)計(jì)溫度200與氫氣相接觸的壓力容器用鋼應(yīng)按納爾遜曲線選材，并應(yīng)留有20以上的溫度安全裕度，滿足于曲線的碳素鋼和低合金鋼在氫氣中使用須焊后消除應(yīng)力熱處理。當(dāng)壓力很高（30MPa）時(shí)，也可直接采用中溫抗氫鋼，如15CrMoR、14Cr1MoR等。奧氏體不銹鋼在氫氣中使用是滿意的，焊后無需進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。24、所需不銹鋼鋼板厚度12mm時(shí)，盡量采用襯里、復(fù)合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式。25、低溫（設(shè)計(jì)溫度T-20）情況下，塑性金屬材料會(huì)產(chǎn)生脆性破壞，目前各國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范均以夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)來檢驗(yàn)材料對(duì)脆性破壞的敏感性。26、脆性轉(zhuǎn)變溫度指：具有體心立方結(jié)構(gòu)的金屬都有冷脆性。隨著溫度的降低，沖擊韌性會(huì)有明顯的降低，鋼材由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。這一轉(zhuǎn)變溫度稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度，單位為。而面心立方金屬，如奧氏體不銹鋼，則無脆性轉(zhuǎn)變溫度。一般壓力容器用鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度大約在-20以下。27、碳素鋼和低合金鋼的沖擊功應(yīng)20J。工程中一般規(guī)定夏比V型缺口沖擊吸收功降至20J所對(duì)應(yīng)的溫度作為該材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。28、低溫用鋼的性能主要指標(biāo)是低溫韌性，包括低溫沖擊韌性和脆性轉(zhuǎn)變溫度。29、低溫用鋼的低溫沖擊韌性越高，即脆性轉(zhuǎn)變溫度越低，則其低溫韌性越好。30、壓力容器的破壞通常是由于內(nèi)壓產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力達(dá)到容器材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生的。但是，當(dāng)溫度降低到某一范圍后，容器壁內(nèi)的應(yīng)力在沒有達(dá)到屈服限，甚至低于許用應(yīng)力的情況下也會(huì)發(fā)生破壞。相同的材料，相同規(guī)格的容器溫度愈低，容器的爆破壓力也愈低。這種現(xiàn)