压力容器用钢材.ppt

《压力容器用钢材.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、压力容器用钢材1压力容器用钢材（一）材料的基本性能1.力学性能(1)机械强度：屈服极限Rel（σs）和强度极限Rm（σb）蠕变极限（σtn）和持久极限（σtD）。屈强比（Rel/Rm）压力容器用材的屈强比一般为0.6~0.7。碳素钢的屈强比一般为0.6左右，低合金高强度钢为0.65~0.75，合金结构钢为0.85(2)塑性：延伸率A（δ）及断面收缩率Z（ψ）一般碳钢、碳锰钢A≥16%,其它合金钢A≥14%。2（3）硬度布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、和维氏硬度（HV），其数值可以互相换算。硬度与抗拉强度有如下近似关系：轧制、正火或退火的低碳钢Rm(σb)=0

2、.36HB;轧制、正火或退火的中碳钢Rm(σb)=0.35HB;硬度HB≤250经热处理的合金钢Rm(σb)=0.34HB;硬度HB250~400，经热处理的合金钢Rm(σb)=0.33HB;（4）韧性冲击功AKV，单位为J。（5）断裂韧性K1C临界裂纹张开位移δC（COD）（6）温度对材料机械性能的影响3材料的屈服极限、强度极限和弹性模量随温度的升高而降低,如果材料在高温下承受高的应力，则材料的抗蠕变性能是关键性的。42.耐腐蚀性能耐腐蚀性能是金属材料抵抗介质腐蚀的能力。压力容器中处理的介质大多数具有腐蚀性的，在设计中必须根据操作介质来选择耐腐蚀材料.如果腐蚀发

3、生在整个金属表面上，则称为金属的全面腐蚀；如果腐蚀均匀地分布在整个金属表面，则称为均匀腐蚀；如果腐蚀只发生在金属表面的局部区域，其余大部分表面不腐蚀，称之为局部腐蚀。(1)均匀腐蚀均匀腐蚀是在整个金属表面均匀地发生腐蚀，这种腐蚀相对其它形式的腐蚀其危害最小。GB150中C2只考虑均匀腐蚀.C2=KB其中B—设计寿命(年)K—腐蚀速率(mm/年)5压力容器的设计寿命，除特殊要求外，塔、反应器等主要容器一般不应少于15年，一般容器，换热器等不少于8年。不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀Bmm/年<0.050.05~0.130.13~0.25≥0.25C2mm0≥1≥2≥3压力容

4、器设计中，对均匀腐蚀问题的对应措施是通过给出一定的腐蚀裕量。而局部腐蚀问题相对均匀腐蚀要困难和复杂得多。（2）局部腐蚀：①电偶腐蚀②缝隙腐蚀③点腐蚀6④晶间腐蚀⑤选择性腐蚀⑥应力腐蚀⑦腐蚀疲劳⑧冲刷腐蚀对压力容器设计人员来讲，应当尽量将“环境-材料”因素都考虑进来，所有的腐蚀问题都应当在设计中给予考虑。（3）应力腐蚀应力腐蚀是指金属在持久拉应力和腐蚀性环境联合作用下产生腐蚀裂纹,并使裂纹迅速扩展,从而可能出现的早期性破坏的腐蚀形式。(通常以SCC表示)7常见腐蚀形态示意图8几种常见的应力腐蚀环境:a.碳钢及低合金钢焊制化工容器对介质NaOH的应力腐蚀与介质浓度、温

5、度有关。当NaOH溶液在其与烃类的混合物中体积大于等于5%时，也应根据NaOH溶液的浓度符合该要求。NaOH溶液浓度小于等于1%或NaOH溶液在其与烃类的混合物中体积小于5%时，不受此限制。当超过以下范围的碳钢、低合金钢材料需焊后进行消除应力热处理。NaOH溶液重量%2351015203040506070温度上限℃9088857670655448434038。9b.湿H2S应力腐蚀介质同时符合下列条件时，即为湿H2S应力腐蚀环境：①温度小于等于（60+2P）℃；P为压力，MPa②H2S分压大于等于0.00035MPa即相当于常温在水中H2S溶解度大于等于10p.p

6、.m；③介质中含有液相水或处于水的露点温度以下；④PH＜9或有氰化物(HCN)存在。C.液氨应力腐蚀环境当容器接触的液氨介质同时符合下列各项条件时，即为液氨应力腐蚀环境：①介质为液态氨，含水量不高（≤0.2%）,且有可能受空气(O2或CO2)污染的场合；②使用温度高于－5℃。10对于应力腐蚀环境的容器除进行焊后消除应力热处理，在焊接要求、焊接接头硬度等方面都要提出具体要求。奥氏体不锈钢材料在氯化物溶液、高温水、高浓度NaOH等介质往往产生应力腐蚀。（4）氢腐蚀环境氢在常温常压下不会对铁碳合金引起氢蚀，当温度在200℃~300℃发生“氢脆”，金属在高温下与氢反应生成

7、甲烷，甲烷气在晶界空隙内引起裂纹，使材料的塑性降低，引起这种腐蚀有合成氨、合成甲醇、石油加氢等工业生产.设计温度大于等于200℃与氢气氛相接触的压力容器用钢应按纳尔逊曲线选材，并应留有20℃以上的温度安全裕度。11奥氏体不锈钢在氢分压范围的氢气中使用都是满意的，焊后也无必要进行消除应力热处理。（5）晶间腐蚀可能引起晶间腐蚀环境必须是存在电解质的电化学腐蚀环境，奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质。如：工业醋酸、甲酸、硝酸、草酸、盐酸、硫酸、磷酸等。防晶间腐蚀的措施：1）固熔化处理；将已产生贫铬区的钢加热到ll00℃左右，使碳化铬溶解，经水淬，迅速通过敏化稳定

8、区，使合金