尿素合成塔用15MnVR板的斷裂與疲勞性能研究.pdf

1、尿素合成塔是尿素合成裝置的關(guān)鍵設(shè)備。但是焊接殘余應(yīng)力、制造缺陷、應(yīng)力腐蝕等因素的存在致使尿塔層板開(kāi)裂，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致爆破事故。尿塔無(wú)疑成了一個(gè)存在嚴(yán)重安全隱患的設(shè)備。為杜絕事故再次發(fā)生，對(duì)尿塔材料行為的測(cè)試研究十分必要。 作者從山東嶧山某報(bào)廢尿塔取樣，進(jìn)行了層板材料15MnVR的室溫拉伸、中溫拉伸、室溫?cái)[錘沖擊試驗(yàn)。并與齊魯一化尿塔、平陰尿塔的材料性能進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，材料的下屈服強(qiáng)度等各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之

2、內(nèi)。鄒城尿塔材料的室溫拉伸、中溫拉伸以及室溫?cái)[錘沖擊性能均與齊魯一化尿塔相當(dāng)；其室溫拉伸性能優(yōu)于平陰尿塔，抗脆斷性能不如平陰尿塔。 采用帶有預(yù)裂紋的C（T）試樣進(jìn)行了中溫疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。利用試驗(yàn)機(jī)自帶的電爐加熱和保溫，并由柔度法反算裂紋長(zhǎng)度。分別用Paris公式、Forman公式以及王泓公式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述，獲得了Paris公式和Forman公式的指數(shù)和系數(shù)。結(jié)果表明，Paris公式對(duì)穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行了很好的描

3、述，但部分Forman公式擬合數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)不高。服役后材料的裂紋擴(kuò)展速率未見(jiàn)明顯升高，且與取樣位置關(guān)系不大。它隨平均應(yīng)力的增加而增加，但在裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)的影響不明顯。而王泓公式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的估算值與試驗(yàn)數(shù)據(jù)差別較大，不適宜用來(lái)分析本試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 按標(biāo)準(zhǔn)推薦的多試樣法、采用帶有整體刀口的SE（B）試樣進(jìn)行了裂紋尖端張開(kāi)位移試驗(yàn)。獲得了室溫下材料的裂紋擴(kuò)展阻力曲線(xiàn)，確定了CTOD特征值δ0．05=0．088mm，δ1=0．191mm。