下面由小編來告訴大家關于四川壓力容器在設計、制造中應該注意的問題點
1設計溫度的確定
設計溫度低于-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鍵;設計溫度低于-196℃是判定奧氏體不銹鋼容器是否是低溫容器的關鍵。
2材料選擇要點
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是焊接性能良好的鋼材。
3結構設計要點
3.1容器結構設計應遵守的要點
1)結構應盡量簡單,減少約束,避免產生多余的附加應力,避免產生過大的溫度變化,選材一致。2)應盡量避免結構形狀的突變,減小局部應力,較高的局部應力是產生裂紋的關鍵因素。3)接管與殼體連接處角焊縫要凹型圓滑過渡,接管端部內壁處做圓角處理。4)接管補強應盡可能采用整體補強或厚壁管補強,若采用補強圈結構,應為全焊透結構,且焊縫圓滑過渡。5)支座與殼體的焊接應設置墊板。
3.2密封緊固件的設計
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,設計溫度低于-40℃~-70℃螺柱材質應選用35CrMoA;設計溫度低于-70℃~-100℃螺柱材質選用30CrMoA。
提出硫和磷化學成分限定含量,并且做低溫沖擊試驗。設計溫度低于以上溫度應選用奧氏體鋼螺柱。
螺柱應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密封墊片的設計
密封墊片用非金屬材料應采用石棉橡膠板、柔性石墨等在低溫下有良好彈塑性狀態的材料,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心的金屬墊),應采用奧氏體不銹鋼、銅、鋁等在低溫下無明顯轉變特性的金屬材料。
4焊接接頭的設計與焊材的選擇
1)在低溫壓力容器工作時各種焊接接頭承受的力大小和性質都不同,各種焊接接頭都有不同的設計要求。
低溫壓力容器受壓部件的焊接接頭根據所在位置分為A、B、C、D、四類,分類原則同《壓力容器》GB150-2011規定。此外,把底座、支耳、托架、墊板及其他非受壓附件與容器內外殼壁的連接接頭規定為E類焊接接頭。A類焊接接頭應采用雙面對接焊,或采用保證焊透及雙面成型,與雙面焊具有同等質量的單面對接焊。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力為主但也應采用與A類焊接接頭相同的結構設計。C類焊接接頭不論采用哪種形式均為焊透結構。法蘭與筒體、接管如采用平焊結構當為全截面焊透結構時,適用于設計溫度不低于-40℃,且設計壓力不大于4.0MPa工況。D類焊接接頭接管與容器器壁的角接接頭應采用完全焊透結構。
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選用低氫堿性焊條,采用埋弧自動焊應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差別較大,在低溫場合會引起溫差應力,且在熔焊中鐵素體一側的碳向焊縫金屬轉移,會引起鐵素體側強度下降和焊縫金屬的塑性降低。
5制造檢驗
低溫容器的焊接應嚴格控制線能量,通常采用較細的焊條、小的焊接線能量多道施焊。
6焊后消除應力熱處理
低溫容器的材質和焊接接頭厚度如達到設計制造標準熱處理規定,必須要對容器進行消除應力熱處理。焊后熱處理能夠消除焊接過程中產生的焊接殘余應力,改善焊接接頭的力學性能,降低鋼材低溫脆性斷裂傾向。
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