07044213壓力容器用鋼選材及工藝制定

1、壓力容器用鋼選材及工藝制定于海洋（中國石油大學機電工程學院材料系材料072班）1.1.壓力容器用鋼的服役條件壓力容器用鋼的服役條件壓力容器所在的場合大多接觸的介質很多是易燃、易爆的以及操作工況的壓力、溫度的苛刻性決定了在壓力容器的設計中既要保證生產工藝結構方面的要求又要確保安全運行。2.2.壓力容器用鋼的技術要求壓力容器用鋼的技術要求壓力用鋼的選用必須考慮設備的設計壓力、設計溫度、介質特性、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的

2、結構外，還需要考慮經(jīng)濟合理性，由此提出了對材料各種性能的要求它包括機械性能、物理性能、耐腐蝕性能、制造工藝性能（如焊接性能、冷熱加工工藝性能），決定這些性能的最根本的就是材料的組織與成分。3.3.壓力容器用鋼的成分特點壓力容器用鋼的成分特點(1)成分設計總結了典型鐵素體系鉻鉬耐熱鋼的研究現(xiàn)狀及發(fā)展變化趨勢和規(guī)律根據(jù)鉻元素含量的變化鐵素體系鉻鉬耐熱鋼主要分為2%Cr、9%Cr、12%Cr三大系列均通過添加V、Nb、Mo、W、Co、B、N等

3、合金元素并調整它們之間的最佳配比從而使性能獲得不斷的改善。31?2%CrTP22鋼廣泛應用于石油化學工業(yè)的加氫反應器、氨合成塔外殼及使用燃料或動力的發(fā)電設備配套鍛件等具有強度高、抗氫性能良好在20世紀70年代就已得到廣泛的應用通常被作為低合金耐熱鉻鉬鋼的開發(fā)基準。TP23鋼是日本住友金屬根據(jù)微量合金化理論在TP22的基礎上借鑒我國R102以W代Mo的原理降低C含量并添加微量V、Nb、N、B等開發(fā)成功的一種新型低碳高強度耐熱鋼。較之TP2

4、2該鋼蠕變強度明顯提高550度以上許用應力約為TP22的2倍不需焊前預熱、焊后熱處理冷裂敏感性遠低于R102。因此TP23可以減薄壁厚、優(yōu)化傳熱效率和簡化制造工藝是取代TP22、12Cr1MoV、R102等用于制造金屬壁溫低于580度的大型電站鍋爐過熱器、再熱器及集箱的優(yōu)質材料。32?9%Cr在新型9%Cr系鋼中目前應用較成熟的為改良型9Cr1Mo鋼即TP91。它是在ASTMT9鋼的基礎上于20世紀80年代由美國橡樹嶺國家實驗室成功開發(fā)

5、我國擬用牌號為10Cr9Mo1VNbN。該鋼通過添加微量的V、Nb、N形成細小彌散分布的MX型析出相綜合性能優(yōu)良具有高溫持久強度優(yōu)異(620度以下時高于TP304H)、焊縫裂紋敏感性低、沖擊韌性高等特點是當今世界超臨界發(fā)電廠鍋爐管用鋼使用最為廣泛的鋼種而且被作為開發(fā)更高工作溫度鋼材的研究基準。20世紀90年代初，日本在大量推廣TP91時發(fā)現(xiàn)當使用溫度超過600度TP91已不能滿足長期安全運行的要求。加入1.5%2.0%W且為避免在微觀組

6、織上形成鐵素體將Mo含量降至0.3%0.6%形成以W為主的WMo復合固溶強化加入V、Nb形成碳氮化物彌散沉淀強化及加入0.001%0.006%B形成晶界強化從而研制開發(fā)了新型鐵素體耐熱合金9Cr1.8W0.5MoVNb以TP92納入ASME標準。TP92同TP91一樣具有優(yōu)良的導熱性、抗氧化性、抗高溫腐蝕性良好的韌性、可焊性以及加工性能。與TP91相比600度以下的力學性能兩者大致相當600度許用應力值較TP91提高接除了防止焊接裂紋外

7、關鍵是要保證焊縫及熱影響區(qū)的低溫韌性這是鋼焊接工藝質量控制的一個主要環(huán)節(jié)。保溫溫度、保溫時間、加熱冷卻速度、入爐出爐溫度的確定。5.5.參考文獻參考文獻[1]歐繼權.低溫鋼制壓力容器施工工藝質量控制要點[J].石油化工建設2004(5).[2]張永濤張漢謙王國棟李金富.典型鍋爐及壓力容器用鐵素體系鉻鉬耐熱鋼的發(fā)展回顧及成分設計[J].材料導報2008(7).[3]邸廣民吳冬果.淺談壓力容器設計中容易忽視的問題[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟2