壓(ya)力(li)容器中最常用(yong)的鋼(gang)(gang)種為低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)強(qiang)度鋼(gang)(gang)Q345(16MnR),它比普通低(di)合(he)金高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度結構鋼(gang)(gang)Q345(16Mn)具有更高(gao)(gao)(gao)的強(qiang)韌(ren)性,且化學成(cheng)分和力(li)學性能穩定性高(gao)(gao)(gao),可焊性強(qiang)。
由于Q345(16MnR)鋼具有較高的強韌性,因此,對鋼種的元素含量有不同的要求,尤其是S(硫)、P(磷)含量,硫是鋼中的有害元素,它是在煉鋼時由礦石和燃料帶進鋼種的雜質。硫(liu)只能溶于鋼液中,在固態鐵中幾乎不能溶解,而是以FeS夾雜的形式存于固態鋼種。硫(liu)的最大危害是導致鋼在熱加工時開裂,這種現象稱為熱脆。磷同樣是鋼中的有害元素,它也是在煉鋼時由礦石和生鐵等煉鋼原料帶入的。無論在高溫還是在低溫,磷在鐵中具有較大的溶解度,所以鋼中的磷(lin)一般都固溶于鐵中,磷有很強的固溶強化作用,它使鋼的強度、硬度顯著提高。但它會導致鋼材塑性和韌性下降,使鋼材在低溫或常溫時出現“冷脆”現象。硫、磷(lin)等雜質還會提高鋼材的回火脆性傾向。因此,Q345(16MnR)鋼中硫、磷元素的含量較低,這樣不僅增加了Q345(16MnR)鋼延性斷裂的能量,降低了回火脆性,而且提高了其潔凈程度,降低了脆性轉變溫度。
由于(yu)壓力(li)容(rong)器事故的(de)(de)危害性很大,因此必須(xu)保證壓力(li)容(rong)器用鋼Q345(16MnR)不(bu)能(neng)有缺陷,質(zhi)量要(yao)穩定。為(wei)了保證Q345(16MnR)鋼的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分和力(li)學(xue)性能(neng)的(de)(de)穩定性,對生產出的(de)(de)Q345(16MnR)鋼材(cai)的(de)(de)檢驗批(pi)量要(yao)求(qiu)更高。
在較低的溫度下(xia),常選用C-Mn、調質高強度及Ni(鎳)系低溫鋼(gang)(gang)作為壓力容器(qi)用鋼(gang)(gang),如表1.1~表1.3所列。
304不(bu)銹鋼作為應用最為廣泛的一種Cr-Ni(鉻-鎳)不銹鋼,也是壓力容器常用鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和力學特性,沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象(使用溫度-196~800℃),在大氣中耐腐蝕等。符合GB 24511-2009《承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶》標準要求的304不銹鋼板,可以制造壓力容器。
根據特種設備安(an)全技術規范(fan),壓(ya)力(li)容器(qi)需(xu)要定期檢(jian)驗,一般壓(ya)力(li)容器(qi)應用(yong)3年后(hou)應該(gai)進行首次定期檢(jian)驗。這對于(yu)壓(ya)力(li)容器(qi)的安(an)全使用(yong)起(qi)到了很好的保障,但是(shi)(shi)對于(yu)用(yong)戶(hu)而言,檢(jian)驗時需(xu)停(ting)工停(ting)產,給用(yong)戶(hu)帶來了較大的經濟損(sun)失,特別(bie)是(shi)(shi)對于(yu)石油化工企業。
近年來,雙相不銹鋼成為一些石油化工企業壓力容器用鋼的首選,雙相不銹鋼其組織構成為鐵素體(α相)和奧氏體(γ相)兩相,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,可使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點。與鐵素體相比,雙相不銹鋼塑性、韌性更高,無室溫脆性、耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高、超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性,與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起,在動載或靜載條件下,均比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力。這對于結構件應付突發事故(如沖撞、爆炸等)具有實際應用價值,正是這些優越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結構材料發展迅速,在石油、化工以及軍事領域都得到了廣泛的應用,也引起了科研工作者對雙相不銹鋼應力腐蝕敏感性的關注。
近十幾年來(lai),由于(yu)(yu)(yu)現代工(gong)(gong)(gong)業(ye)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)飛躍(yue)發展,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)越來(lai)越被人(ren)們所重(zhong)視,特(te)(te)別(bie)在(zai)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)、石油(you)、煤氣(qi)、煤油(you)、釀酒、造(zao)紙、核電、火電等行(xing)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用日益(yi)廣泛(fan)。主要原(yuan)因(yin)(yin):首(shou)先(xian),傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)經常(chang)遭(zao)到晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)、應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)、點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)等各(ge)種(zhong)腐蝕(shi)(shi)和破(po)壞,而在(zai)這方面人(ren)們對(dui)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)又有了新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)認識,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)上述(shu)各(ge)腐蝕(shi)(shi)類型中表現出極(ji)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)(li);其次,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有極(ji)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng),其強(qiang)度(du)(du)為一(yi)(yi)般奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍(bei),且有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)(xing),根據(ju)其強(qiang)度(du)(du)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)(dian),可通過降低產品(pin)厚度(du)(du)來(lai)降低產品(pin)成本(ben)(ben),實現經濟性(xing)(xing)。因(yin)(yin)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)關系,筆(bi)者參與(yu)了數(shu)臺雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)力(li)(li)容(rong)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計、制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)(gong)作(zuo),對(dui)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)力(li)(li)容(rong)器制(zhi)造(zao)有一(yi)(yi)點(dian)(dian)粗淺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)認識:雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)、煤氣(qi)化(hua)(hua)、石油(you)工(gong)(gong)(gong)業(ye)和海(hai)洋領域中得(de)到日益(yi)廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用,原(yuan)因(yin)(yin)在(zai)于(yu)(yu)(yu)其顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)孔蝕(shi)(shi)、抗(kang)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li),較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)度(du)(du),良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing),良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)沖擊性(xing)(xing)能(neng),導熱系數(shu)大(da)(da)(da)、線(xian)膨脹系數(shu)小、可焊性(xing)(xing)好(hao)、熱裂傾(qing)向(xiang)小等特(te)(te)點(dian)(dian)。本(ben)(ben)書是(shi)在(zai)針對(dui)數(shu)臺雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)壓(ya)力(li)(li)容(rong)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)過程進行(xing)監督檢驗后,對(dui)材料(liao)特(te)(te)性(xing)(xing)和制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)(gong)藝特(te)(te)點(dian)(dian)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)總結。應(ying)用雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)備(bei)(bei)壓(ya)力(li)(li)容(rong)器時,其超強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)(li)是(shi)最(zui)大(da)(da)(da)特(te)(te)點(dian)(dian),其好(hao)處在(zai)于(yu)(yu)(yu):由于(yu)(yu)(yu)其強(qiang)度(du)(du)一(yi)(yi)般是(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍(bei),其產品(pin)厚度(du)(du)可以大(da)(da)(da)幅度(du)(du)降低,可降低成本(ben)(ben),同(tong)時還可以減少焊接工(gong)(gong)(gong)作(zuo)量(liang)和焊接材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)消耗,減少探傷(shang)時長,減輕設(she)備(bei)(bei)重(zhong)量(liang),對(dui)于(yu)(yu)(yu)大(da)(da)(da)型設(she)備(bei)(bei)而言可以降低運送及安(an)裝(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)(ben),有很好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經濟效益(yi)。