低温压力容器用铝合金课件.ppt

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1、1铝合金压力容器简介中铝科学技术研究院温志先一、压力容器发展方向二、铝合金压力容器应用现状三、铝合金压力容器制造四、低温压力容器用铝合金发展23一、压力容器发展方向4压力容器发展方向21世纪以来，在全球节能减排的大环境下，安全与经济并重、安全与资源节约并重的发展理念在压力容器行业内逐渐形成共识，轻量化已成为压力容器行业发展的主导方向。5压力容器发展方向近年来，我国有色金属压力容器的设计制造水平不断提高，国内相关法规和标准也得到了极大的发展。但国内压力容器主要材料仍为传统钢材料，导致能耗及重量较大，不但耗费了更多的资源，也降低了国产容器的经济性和竞争力。我国为贫镍国家，为解决镍资源不足，我国

2、开始在压力容器制造业中推广铝合金材料，继而大力提倡用钛及钛合金材料，但铝合金以较低的价格及良好的低温力学性能，得以在压力容器行业快速推广应用。6二、铝合金压力容器应用现状7铝合金材料具有如下特点：（1）耐腐蚀防腐蚀是有色金属压力容器的最主要用途之一。由于铝合金的化学性能各不相同，其耐腐蚀介质范围和程度也各不相同。铝材中，纯铝的耐腐蚀性最好，其防腐介质包括醋酸、浓硝酸、碳酸氢铵以及尿素等；铝合金压力容应用现状8铝合金压力容应用现状（2）传热性能好常用的压力容器用材中，奥氏体不锈钢的热导率较差、碳素钢和低合金钢的热导率一般，而铝材的热导率较高，特别是纯铝；纯铝的热导率约为碳素钢的3倍、奥氏体不

3、锈钢的17倍，因此铝材常用于制造换热容器。9（3）比强度高常用的结构材料中，铝材的密度较小，同钢材相比，其比强度(抗拉强度与密度之比)更高。对于移动式压力容器，材料的比强度更高则意味着设备重量更轻，运输过程中可以降低能耗，节约成本。如碳素钢Q235的相对密度约为7.8，我国标准中其许用应力为113MPa；5083铝合金的相对密度约为2.7，许用应力为67MPa；同等载荷条件下，Q235钢的质量约为5083铝合金的1.7倍，因此，铝材常用于制造移动式压力容器，如罐车、航天用低温容器等。铝合金压力容应用现状10（4）耐低温有色金属材料的耐低温性能普遍较好，一般不会产生低温脆性，可在低温环境中保

4、持较高的塑性和冲击韧性。其中，铝材的耐低温性能最好，可用至一269℃，无需任何附加要求；因此，铝合金压力容器广泛用于低温环境中，如空分设备中的分馏塔及各类低温储罐常采用铝材制造。铝合金压力容器应用现状11铝合金压力容器应用现状表1不同温度下的铝合金抗拉强度和屈服强度合金状态温度/℃屈服强度/MPa抗拉强度/MPa1100-H14231171250117130-80125138-1961382072014-T6234154830427495-80448510-1964955853003-H14231451520145152-80152165-19617224012铝合金压力容器应用现状合金状

5、态温度/℃屈服强度/MPa抗拉强度/MPa4032-T6233173800317385-80317400-1963304555052-H34232152620215262-80220275-1962483806063-T6232152400220248-80228262-19624832513铝合金压力容器应用现状合金状态温度/℃屈服强度/MPa抗拉强度/MPa7075-T6235035720515593-80545620-19663570314铝合金压力容器应用现状表2不同温度下铝合金断裂韧性合金和状态温度/℃断裂韧性（KIC)/Mpa*m1/22014-T6512323.2-19628

6、.52024-T8512322.3-19624.42124-T8512326.9-19632.02219-T872339.9-19646.515铝合金压力容器应用现状合金和状态温度/℃断裂韧性（KIC)/Mpa*m1/25083-O2327.0-19643.46061-T8612329.1-19641.87039-T62332.3-19633.57075-T6512322.5-19627.616（5）防铁离子污染在食品、医药以及染料等一些石化产业中，产品中的铁离子含量往往要受到严格控制，因此相关设备不宜采用普通钢材制造，而须选用不锈钢或有色金属材料。铝材由于价格便宜，最常用于制造防铁离子污

7、染容器。铝合金压力容器应用现状17铝合金压力容器应用现状对于铝合金材料压力容器的设计压力，我国有特殊规定，JB/T4734-2002《铝制焊接容器》中规定其最高设计压力为8MPa，由于实际应用中铝制压力容器已用至12MPa，因此2009版《容规》又将其最高设计压力提高至16MPa,大大拓宽了铝合金在压力容器中的应用对象及范围。18铝合金压力容器应用现状图1铝合金LNG罐车19铝合金压力容器应用现状图2LNG船20铝合金压