壓力容(rong)器中(zhong)最常用的(de)鋼種為低合金鋼強度鋼Q345(16MnR),它比普通低合金高強度結構鋼Q345(16Mn)具有更(geng)高的(de)強韌性,且化學成(cheng)分和(he)力學性能穩(wen)定性高,可焊性強。


 由于Q345(16MnR)鋼具有較高的強韌性,因此,對鋼種的元素含量有不同的要求,尤其是S(硫)、P(磷)含量,硫是鋼中的有害元素,它是在煉鋼時由礦石和燃料帶進鋼種的雜質。硫(liu)只能溶于鋼液中,在固態鐵中幾乎不能溶解,而是以FeS夾雜的形式存于固態鋼種。硫(liu)的最大危害是導致鋼在熱加工時開裂,這種現象稱為熱脆。同樣是鋼中的有害元素,它也是在煉鋼時由礦石和生鐵等煉鋼原料帶入的。無論在高溫還是在低溫,磷在鐵中具有較大的溶解度,所以鋼中的磷(lin)一般都固溶于鐵中,有很強的固溶強化作用,它使鋼的強度、硬度顯著提高。但它會導致鋼材塑性和韌性下降,使鋼材在低溫或常溫時出現“冷脆”現象。硫(liu)等雜質還會提高鋼材的回火脆性傾向。因此,Q345(16MnR)鋼中磷(lin)元素的含量較低,這樣不僅增加了Q345(16MnR)鋼延性斷裂的能量,降低了回火脆性,而且提高了其潔凈程度,降低了脆性轉變溫度。


 由于(yu)壓力(li)容器事故的危害性很大(da),因(yin)此必(bi)須保(bao)證壓力(li)容器用鋼Q345(16MnR)不能(neng)有缺陷,質量(liang)要(yao)穩定。為了保(bao)證Q345(16MnR)鋼的化學成(cheng)分(fen)和力(li)學性能(neng)的穩定性,對生產出的Q345(16MnR)鋼材的檢驗批量(liang)要(yao)求更高(gao)。


 在較低(di)(di)的溫度(du)下,常(chang)選(xuan)用C-Mn、調質高(gao)強度(du)及Ni(鎳)系低(di)(di)溫鋼作為壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)用鋼,如表1.1~表1.3所列。



 304不銹鋼(gang)作為應用最為廣泛的一種Cr-Ni(鉻-鎳)不銹鋼,也是壓力容器常用鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和力學特性,沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象(使用溫度-196~800℃),在大氣中耐腐蝕等。符合GB 24511-2009《承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶》標準要求的304不銹鋼板,可以制造壓力容器。


 根據特(te)種設備安全(quan)技術規范,壓力(li)容器需(xu)要(yao)定期檢驗,一般壓力(li)容器應用(yong)(yong)3年(nian)后應該進行首次定期檢驗。這對于壓力(li)容器的安全(quan)使用(yong)(yong)起到了(le)很好(hao)的保障,但是對于用(yong)(yong)戶(hu)而言,檢驗時需(xu)停(ting)工(gong)停(ting)產,給用(yong)(yong)戶(hu)帶來了(le)較(jiao)大(da)的經濟損失(shi),特(te)別是對于石(shi)油化工(gong)企業。


 近年來,雙(shuang)相不銹(xiu)鋼成為一些石油化工企業壓力容器用鋼的首選,雙相不銹鋼其組織構成為鐵素體(α相)和奧氏體(γ相)兩相,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,可使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點。與鐵素體相比,雙相不銹鋼塑性、韌性更高,無室溫脆性、耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高、超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性,與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起,在動載或靜載條件下,均比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力。這對于結構件應付突發事故(如沖撞、爆炸等)具有實際應用價值,正是這些優越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結構材料發展迅速,在石油、化工以及軍事領域都得到了廣泛的應用,也引起了科研工作者對雙相不銹鋼應力腐蝕敏感性的關注。


 近十(shi)幾(ji)年(nian)來,由于(yu)(yu)(yu)(yu)現(xian)代工(gong)業(ye)技(ji)術(shu)的(de)飛躍發(fa)展,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)被人們所重視,特(te)別在(zai)化工(gong)、石油、煤(mei)氣、煤(mei)油、釀酒、造紙、核電、火電等(deng)行業(ye)的(de)應用日(ri)益廣泛。主要原因(yin):首先(xian),傳統的(de)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)經(jing)常遭到(dao)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)、應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)、點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)等(deng)各種腐(fu)蝕(shi)(shi)和破壞,而在(zai)這(zhe)方面人們對(dui)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)又有(you)了(le)新的(de)認(ren)識,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)上述(shu)各腐(fu)蝕(shi)(shi)類型中表(biao)現(xian)出極(ji)強(qiang)(qiang)的(de)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li);其次,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有(you)極(ji)好(hao)的(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng),其強(qiang)(qiang)度為一(yi)般奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)2倍,且有(you)良好(hao)的(de)韌性(xing)(xing),根據其強(qiang)(qiang)度高的(de)優點(dian)(dian),可(ke)(ke)通過(guo)降低產品(pin)厚(hou)度來降低產品(pin)成本(ben),實(shi)現(xian)經(jing)濟(ji)性(xing)(xing)。因(yin)工(gong)作(zuo)(zuo)關系,筆者(zhe)參與了(le)數(shu)(shu)(shu)臺(tai)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)壓(ya)力(li)容器的(de)設計(ji)、制造工(gong)作(zuo)(zuo),對(dui)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)壓(ya)力(li)容器制造有(you)一(yi)點(dian)(dian)粗(cu)淺的(de)認(ren)識:雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)化工(gong)、煤(mei)氣化、石油工(gong)業(ye)和海洋(yang)領域中得到(dao)日(ri)益廣泛的(de)應用,原因(yin)在(zai)于(yu)(yu)(yu)(yu)其顯著的(de)抗孔蝕(shi)(shi)、抗應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)能(neng)(neng)力(li),較(jiao)高的(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度,良好(hao)的(de)塑性(xing)(xing),良好(hao)的(de)低溫沖擊性(xing)(xing)能(neng)(neng),導(dao)熱(re)系數(shu)(shu)(shu)大(da)(da)、線(xian)膨脹系數(shu)(shu)(shu)小、可(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)好(hao)、熱(re)裂傾向(xiang)小等(deng)特(te)點(dian)(dian)。本(ben)書是在(zai)針對(dui)數(shu)(shu)(shu)臺(tai)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制壓(ya)力(li)容器的(de)制造過(guo)程進行監督(du)檢(jian)驗后,對(dui)材料特(te)性(xing)(xing)和制造工(gong)藝特(te)點(dian)(dian)進行的(de)總結。應用雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制備壓(ya)力(li)容器時,其超(chao)強(qiang)(qiang)的(de)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)是最(zui)大(da)(da)特(te)點(dian)(dian),其好(hao)處(chu)在(zai)于(yu)(yu)(yu)(yu):由于(yu)(yu)(yu)(yu)其強(qiang)(qiang)度一(yi)般是奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)2倍,其產品(pin)厚(hou)度可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)大(da)(da)幅度降低,可(ke)(ke)降低成本(ben),同時還可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)減少焊(han)接(jie)工(gong)作(zuo)(zuo)量和焊(han)接(jie)材料的(de)消耗,減少探傷(shang)時長,減輕設備重量,對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)大(da)(da)型設備而言可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)降低運送及安裝的(de)成本(ben),有(you)很好(hao)的(de)經(jing)濟(ji)效益。