壓力容(rong)器中最常(chang)用的鋼(gang)種(zhong)為低合金鋼(gang)強度鋼(gang)Q345(16MnR),它(ta)比普通低合金高強度結構(gou)鋼(gang)Q345(16Mn)具有更高的強韌性,且化學(xue)成分(fen)和力學(xue)性能穩定性高,可焊性強。
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(lin)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(you)于壓(ya)力容器事(shi)故的(de)危害性(xing)(xing)很大,因此必(bi)須(xu)保證壓(ya)力容器用鋼Q345(16MnR)不能有缺陷(xian),質量要穩定(ding)。為了(le)保證Q345(16MnR)鋼的(de)化學成(cheng)分和(he)力學性(xing)(xing)能的(de)穩定(ding)性(xing)(xing),對(dui)生產出的(de)Q345(16MnR)鋼材的(de)檢驗批(pi)量要求更(geng)高(gao)。
在較低(di)的(de)溫度下,常選用C-Mn、調質高強度及Ni(鎳)系低(di)溫鋼作(zuo)為壓力(li)容器用鋼,如表(biao)1.1~表(biao)1.3所列。


304不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(gen)據特種設(she)備安全技(ji)術(shu)規范(fan),壓(ya)力容器需(xu)要(yao)定期檢驗(yan),一般壓(ya)力容器應(ying)(ying)用3年(nian)后應(ying)(ying)該進行首次定期檢驗(yan)。這對(dui)于(yu)(yu)壓(ya)力容器的安全使用起到了很好的保障,但是對(dui)于(yu)(yu)用戶而(er)言,檢驗(yan)時需(xu)停(ting)(ting)工停(ting)(ting)產,給(gei)用戶帶來(lai)了較大的經濟損(sun)失,特別(bie)是對(dui)于(yu)(yu)石油(you)化工企業。
近年來,雙(shuang)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)(lai),由(you)(you)于(yu)現代(dai)工(gong)(gong)業技(ji)術的(de)(de)(de)飛躍發(fa)展(zhan),雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)越(yue)來(lai)(lai)越(yue)被人(ren)們所重視,特別在(zai)(zai)化(hua)工(gong)(gong)、石油、煤(mei)氣(qi)(qi)、煤(mei)油、釀酒、造(zao)紙(zhi)、核電(dian)(dian)、火電(dian)(dian)等(deng)行業的(de)(de)(de)應用日(ri)益(yi)廣泛。主要(yao)原(yuan)因:首先(xian),傳統的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)經(jing)常(chang)遭到晶間腐(fu)蝕(shi)、應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)、點蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)等(deng)各(ge)種腐(fu)蝕(shi)和破(po)壞,而在(zai)(zai)這(zhe)方面人(ren)們對(dui)(dui)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)又有(you)(you)了(le)新的(de)(de)(de)認(ren)識,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)上述各(ge)腐(fu)蝕(shi)類型中(zhong)表現出極強的(de)(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li);其(qi)(qi)次,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)(you)極好的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng),其(qi)(qi)強度(du)(du)為一般(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)2倍(bei),且(qie)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing),根(gen)據其(qi)(qi)強度(du)(du)高(gao)的(de)(de)(de)優點,可(ke)通過降低產(chan)(chan)品(pin)厚(hou)度(du)(du)來(lai)(lai)降低產(chan)(chan)品(pin)成(cheng)(cheng)本,實現經(jing)濟性(xing)(xing)。因工(gong)(gong)作關系,筆者參與了(le)數(shu)(shu)臺(tai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)設(she)計、制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)(gong)作,對(dui)(dui)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)制(zhi)(zhi)造(zao)有(you)(you)一點粗(cu)淺的(de)(de)(de)認(ren)識:雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)化(hua)工(gong)(gong)、煤(mei)氣(qi)(qi)化(hua)、石油工(gong)(gong)業和海洋領域中(zhong)得到日(ri)益(yi)廣泛的(de)(de)(de)應用,原(yuan)因在(zai)(zai)于(yu)其(qi)(qi)顯著的(de)(de)(de)抗(kang)孔(kong)蝕(shi)、抗(kang)應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li),較高(gao)的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)(du),良好的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing),良好的(de)(de)(de)低溫(wen)沖擊性(xing)(xing)能(neng),導熱系數(shu)(shu)大(da)、線膨脹系數(shu)(shu)小、可(ke)焊性(xing)(xing)好、熱裂傾向小等(deng)特點。本書是(shi)在(zai)(zai)針(zhen)對(dui)(dui)數(shu)(shu)臺(tai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)過程進行監督檢驗后,對(dui)(dui)材料(liao)特性(xing)(xing)和制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)(gong)藝(yi)特點進行的(de)(de)(de)總結。應用雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)備壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)時,其(qi)(qi)超強的(de)(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)是(shi)最大(da)特點,其(qi)(qi)好處(chu)在(zai)(zai)于(yu):由(you)(you)于(yu)其(qi)(qi)強度(du)(du)一般(ban)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)2倍(bei),其(qi)(qi)產(chan)(chan)品(pin)厚(hou)度(du)(du)可(ke)以大(da)幅度(du)(du)降低,可(ke)降低成(cheng)(cheng)本,同(tong)時還可(ke)以減少焊接工(gong)(gong)作量和焊接材料(liao)的(de)(de)(de)消耗(hao),減少探(tan)傷(shang)時長(chang),減輕設(she)備重量,對(dui)(dui)于(yu)大(da)型設(she)備而言可(ke)以降低運送及安裝的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本,有(you)(you)很好的(de)(de)(de)經(jing)濟效益(yi)。

