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(guó)石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)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(chǎng)合大多接觸的介質(zhì)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(shè)計(jì)中既要保證生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)方面的要求又要確保安全運(yùn)行。2.2.壓力容器用鋼的技術(shù)要求壓力容器用鋼的技術(shù)要求壓力用鋼的選用必須考慮設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)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(jié)構(gòu)外，還需要考慮經(jīng)濟(jì)合理性，由此提出了對(duì)材料各種性能的要求它包括機(jī)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(diǎn)壓力容器用鋼的成分特點(diǎn)(1)成分設(shè)計(jì)總結(jié)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(shì)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(diào)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(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)的加氫反應(yīng)器、氨合成塔外殼及使用燃料或動(dòng)力的發(fā)電設(shè)備配套鍛件等具有強(qiáng)度高、抗氫性能良好在20世紀(jì)70年代就已得到廣泛的應(yīng)用通常被作為低合金耐熱鉻鉬鋼的開發(fā)基準(zhǔn)。TP23鋼是日本住友金屬根據(jù)微量合金化理論在TP22的基礎(chǔ)上借鑒我國(guó)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(qiáng)度耐熱鋼。較之TP2

4、2該鋼蠕變強(qiáng)度明顯提高550度以上許用應(yīng)力約為TP22的2倍不需焊前預(yù)熱、焊后熱處理冷裂敏感性遠(yuǎn)低于R102。因此TP23可以減薄壁厚、優(yōu)化傳熱效率和簡(jiǎn)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(zhì)材料。32?9%Cr在新型9%Cr系鋼中目前應(yīng)用較成熟的為改良型9Cr1Mo鋼即TP91。它是在ASTMT9鋼的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)80年代由美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)

5、我國(guó)擬用牌號(hào)為10Cr9Mo1VNbN。該鋼通過添加微量的V、Nb、N形成細(xì)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(qiáng)度優(yōu)異(620度以下時(shí)高于TP304H)、焊縫裂紋敏感性低、沖擊韌性高等特點(diǎn)是當(dāng)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(zhǔn)。20世紀(jì)90年代初，日本在大量推廣TP91時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用溫度超過600度TP91已不能滿足長(zhǎng)期安全運(yùn)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(fù)合固溶強(qiáng)化加入V、Nb形成碳氮化物彌散沉淀強(qiáng)化及加入0.001%0.006%B形成晶界強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)。TP92同TP91一樣具有優(yōu)良的導(dǎo)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(xué)性能兩者大致相當(dāng)600度許用應(yīng)力值較TP91提高接除了防止焊接裂紋外

7、關(guān)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(zhì)量控制的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。保溫溫度、保溫時(shí)間、加熱冷卻速度、入爐出爐溫度的確定。5.5.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]歐繼權(quán).低溫鋼制壓力容器施工工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].石油化工建設(shè)2004(5).[2]張永濤張漢謙王國(guó)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(shè)計(jì)[J].材料導(dǎo)報(bào)2008(7).[3]邸廣民吳冬果.淺談壓力容器設(shè)計(jì)中容易忽視的問題[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)2