下面由小編來告訴大家關(guān)于四川壓力容器在設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)該注意的問題點(diǎn)
1設(shè)計(jì)溫度的確定
設(shè)計(jì)溫度低于-20℃是判定碳素鋼、低合金鋼、雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼容器是否是低溫容器的關(guān)鍵;設(shè)計(jì)溫度低于-196℃是判定奧氏體不銹鋼容器是否是低溫容器的關(guān)鍵。
2材料選擇要點(diǎn)
由于低溫壓力容器主要的失效模式為脆性斷裂,而鋼材在低溫下脆性增大,韌性降低。對(duì)材料的選擇與非低溫容器材料的選擇相比提出了更高的要求。低溫壓力容器受壓元件之間及與受壓元件直接焊接的非受壓元件材料應(yīng)是焊接性能良好的鋼材。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的要點(diǎn)
1)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,減少約束,避免產(chǎn)生多余的附加應(yīng)力,避免產(chǎn)生過大的溫度變化,選材一致。2)應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)形狀的突變,減小局部應(yīng)力,較高的局部應(yīng)力是產(chǎn)生裂紋的關(guān)鍵因素。3)接管與殼體連接處角焊縫要凹型圓滑過渡,接管端部內(nèi)壁處做圓角處理。4)接管補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)盡可能采用整體補(bǔ)強(qiáng)或厚壁管補(bǔ)強(qiáng),若采用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu),應(yīng)為全焊透結(jié)構(gòu),且焊縫圓滑過渡。5)支座與殼體的焊接應(yīng)設(shè)置墊板。
3.2密封緊固件的設(shè)計(jì)
低溫壓力容器法蘭用螺柱緊固件,不得采用一般的鐵素體商品緊固件,設(shè)計(jì)溫度低于-40℃~-70℃螺柱材質(zhì)應(yīng)選用35CrMoA;設(shè)計(jì)溫度低于-70℃~-100℃螺柱材質(zhì)選用30CrMoA。
提出硫和磷化學(xué)成分限定含量,并且做低溫沖擊試驗(yàn)。設(shè)計(jì)溫度低于以上溫度應(yīng)選用奧氏體鋼螺柱。
螺柱應(yīng)采用中部無螺紋部分的芯桿直徑不大于0.95倍螺紋根徑或全螺紋的彈性螺柱。
3.3密封墊片的設(shè)計(jì)
密封墊片用非金屬材料應(yīng)采用石棉橡膠板、柔性石墨等在低溫下有良好彈塑性狀態(tài)的材料,使用溫度低于-40℃選用金屬材料的密封墊片(如金屬包覆墊片的金屬外殼、纏繞式墊片的金屬帶以及實(shí)心的金屬墊),應(yīng)采用奧氏體不銹鋼、銅、鋁等在低溫下無明顯轉(zhuǎn)變特性的金屬材料。
4焊接接頭的設(shè)計(jì)與焊材的選擇
1)在低溫壓力容器工作時(shí)各種焊接接頭承受的力大小和性質(zhì)都不同,各種焊接接頭都有不同的設(shè)計(jì)要求。
低溫壓力容器受壓部件的焊接接頭根據(jù)所在位置分為A、B、C、D、四類,分類原則同《壓力容器》GB150-2011規(guī)定。此外,把底座、支耳、托架、墊板及其他非受壓附件與容器內(nèi)外殼壁的連接接頭規(guī)定為E類焊接接頭。A類焊接接頭應(yīng)采用雙面對(duì)接焊,或采用保證焊透及雙面成型,與雙面焊具有同等質(zhì)量的單面對(duì)接焊。如果采用帶墊板的單面焊,焊后必須拆除墊板。B類焊接接頭雖然承受軸向應(yīng)力為主但也應(yīng)采用與A類焊接接頭相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。C類焊接接頭不論采用哪種形式均為焊透結(jié)構(gòu)。法蘭與筒體、接管如采用平焊結(jié)構(gòu)當(dāng)為全截面焊透結(jié)構(gòu)時(shí),適用于設(shè)計(jì)溫度不低于-40℃,且設(shè)計(jì)壓力不大于4.0MPa工況。D類焊接接頭接管與容器器壁的角接接頭應(yīng)采用完全焊透結(jié)構(gòu)。
2)低溫壓力容器受壓元件或受壓元件與非受壓元件焊接采用手工電弧焊焊條應(yīng)選用低氫堿性焊條,采用埋弧自動(dòng)焊應(yīng)選用堿性或中性焊劑。3)低溫壓力容器異種鋼焊接接頭的性能要求。
鐵素體鋼與奧氏體鋼直接焊接,由于鐵素體鋼與奧氏體鋼的線脹系數(shù)差別較大,在低溫場(chǎng)合會(huì)引起溫差應(yīng)力,且在熔焊中鐵素體一側(cè)的碳向焊縫金屬轉(zhuǎn)移,會(huì)引起鐵素體側(cè)強(qiáng)度下降和焊縫金屬的塑性降低。
5制造檢驗(yàn)
低溫容器的焊接應(yīng)嚴(yán)格控制線能量,通常采用較細(xì)的焊條、小的焊接線能量多道施焊。
6焊后消除應(yīng)力熱處理
低溫容器的材質(zhì)和焊接接頭厚度如達(dá)到設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)熱處理規(guī)定,必須要對(duì)容器進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。焊后熱處理能夠消除焊接過程中產(chǎn)生的焊接殘余應(yīng)力,改善焊接接頭的力學(xué)性能,降低鋼材低溫脆性斷裂傾向。
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