压力容器材料代用问题探讨.pdf

《压力容器材料代用问题探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、设备管理压力容器材料代用问题探讨张兴虎（山东百特机械设备有限公司，山东临沂276600）摘要：本文以材料代用的一般原则、常见材料代用问题以及要求也不同，所以材料代用考虑材料性能“优”和“劣”问题判断要代用程序这几方面进行阐述。从实际情况着手。这方面的实例在压力容器上是常见的。关键词：压力容器；材料代用；制造；（1）材料以优代劣时，要注意工作介质对材料的相容性：如压力容器设计的首要问题是材料的选择，对于给定工况选择化工设备用碳素钢虽然在强度性能方面没有低合金钢优良，但其合适的材料是设计工程师的责任，材料选择涉及方方面面，是一抗SCC（应力腐蚀）强于低合金钢，且价格还低于低合金钢，对个很复杂的难

2、题，不管是在容器设计中还是制造过程中材料选择（SCC）抗腐蚀能力一般随材料的强度级别的提高而降低，比如对不正确，都会给容器的安全性能埋下隐患。所以压力容器用钢时于液氨、硫化氢腐蚀环境，如果此情况用Q345R等低合金钢代替应充分考虑容器的使用条件、材料的性能、容器的制造工艺以及Q245R和Q235系列的钢材就更容易问题；经济合理性。本文没有特殊说明时，材料都是指的钢材。如在某些工况环境下奥氏体不锈钢耐腐蚀性能还不如碳钢，一、材料代用规定及一般原则如含有氯离子的介质的工况。在压力容器设备制造过程中，由于设计图纸规定的材料没（2）超低碳不锈钢（如S30403）耐高温性能不如普通的奥氏体有、对某元件

3、加工困难或者采购困难等问题而引起的对用现有的不锈钢(如S30408)，虽然前者价格和耐腐蚀性后者。GB150.2中材料代用原设计规定的材料，在设备制造过程中材料经常发生。第3.3.3条规定奥氏体不锈钢的使用温度高于525℃时，钢中含碳《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009中第2.13量应不小于0.04%。条和压力容器GB150.2-2011中第3.14条及GB150.4-2011中第（3）碳素钢的强度等机械性能指标虽然低于低合金钢的，但4.3条都对材料代用提出了有关规定，区别是受压元件材料代用其冷加工性能与可焊性好。所以此材料代用要考虑其焊接工艺、GB150规定的范围更

4、大。热处理的变更。压力容器材料代用应遵循的一般原则有：受压元件代用钢材(4）当用强度值高的螺栓材料代用强度值低的螺栓材料时，的技术要求或实物性能水平（包括交货状态、化学成分、检验项法兰厚度由预紧力决定的，所以可能法兰厚度就可能不够，得重目、性能指标和检验率以及外形质量和尺寸公差）不低于被代用新计算。钢材；个别材料性能或者检测率略低的可以通过增加检验项目和(5）同种材质锻件和板，锻件的总体性能比板材要好，但在相数量或者提供检测率来代用；升级代用，应考虑经济合理性。实同条件下，锻件的许应用力略低于板材，若锻件代用板材，应考虑际材料代用时应从下面几点考虑：强度是否满足，重新计算。1.代用材料的力学

5、性能、化学成分、耐腐蚀性能（如耐应力腐（6）代用材料为高强度时，应根据图纸中结构考虑是否影响蚀、晶间腐蚀等）及物理性能对设计条件（温度、压力、介质、结构）设备结构、制造要求等技术条件。的是否合适。2.以厚代薄问题2.代用材料的制造加工工艺技术是否合适（尤其要注意焊接从壳体受的应力分析上来看，以厚代薄对容器受力有害无益工艺、焊接材料、焊后热处理等）。的，但现实压力容器制造过程中确实存在的。我们应该注意一下3.代用材料与原图纸中规定的钢材在钢材标准上差别性（如问题（以相同标准、相同牌号的材质以厚代薄为背景）：性能指标、化学成分、检验率、检验项目等）。（1）对设备壳体同一厚度时，假如只对封头材料加

6、厚，一定加4.不同类型的钢材的代用，要考虑电负性差异较大时可能引大了厚薄连接处的不连续应力，这种情况对于有应力腐蚀、疲劳起的电偶腐蚀、异种钢焊接以及膨胀系数差异所引起的热应力等载荷的设备危害很大。问题。（2）在厚板替代薄板时，常常导致连接结构发生相应改变，比5.代用材料的经济性。如连接处厚板削边处理、焊接坡口型式改变、焊接工艺改变等。二、材料代用出现的问题（3）设备壳体整体加厚，会带来某些不好的影响：如原图纸中工作当中常遇见的材料代用问题大致有：以优代劣和以高代对壳体的无损检测方法及比例、焊接工艺是否适应；设备重量一低、以厚代薄和其他问题。定增加，对设备基础和支座受力有一定的影响；对夹套这类

7、设备现实工作中有的情况可以从材料的强度性能指标、材料价格壳体兼做传热元件，其壳体加厚度会一定程度的影响传热效果。方面简单的确定好坏，但有的情况截然不同，会进一步造成容器（4）设备受压元件用材料以厚代薄，可能产生诸如材料供货设计的改变，影响容器的安全，应给予重视。笔者在工作中积累状态、钢板超声、制造过程中热处理（包括恢复材料性能热处理）了一些经验，对材料代用要注意的地方和出现的问题做了一些及焊接试板等要求。总结