壓力容(rong)器中(zhong)最常用的(de)鋼種為(wei)低合金(jin)(jin)鋼強(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼Q345(16MnR),它比普通(tong)低合金(jin)(jin)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)結構鋼Q345(16Mn)具(ju)有(you)更高(gao)的(de)強(qiang)(qiang)韌性(xing),且化學成分和力學性(xing)能穩定(ding)性(xing)高(gao),可焊性(xing)強(qiang)(qiang)。
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。硫的最大危害是導致鋼在熱加工時開裂,這種現象稱為熱脆。磷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,所以鋼中的磷一般都固溶于鐵中,磷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、磷等雜質還會提高鋼材的回火脆性傾向。因此,Q345(16MnR)鋼中硫、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)壓力容器事(shi)故(gu)的(de)(de)危害性很大,因此必(bi)須保證(zheng)壓力容器用鋼(gang)Q345(16MnR)不能有缺陷,質(zhi)量要(yao)穩(wen)定。為了保證(zheng)Q345(16MnR)鋼(gang)的(de)(de)化學成分和力學性能的(de)(de)穩(wen)定性,對生產出(chu)的(de)(de)Q345(16MnR)鋼(gang)材的(de)(de)檢(jian)驗批量要(yao)求更高。
在較低(di)的溫度下,常選用C-Mn、調(diao)質高強度及Ni(鎳)系(xi)低(di)溫鋼作(zuo)為壓(ya)力容器用鋼,如表(biao)1.1~表(biao)1.3所列(lie)。


304不銹鋼作為應用最為廣泛的一種Cr-Ni(鉻-鎳)不銹鋼(gang),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。
根據特種設備安全技術規范,壓(ya)力容器需要(yao)定期檢驗(yan),一般壓(ya)力容器應(ying)用(yong)3年后(hou)應(ying)該進行(xing)首次定期檢驗(yan)。這對于壓(ya)力容器的(de)安全使用(yong)起到了(le)很好的(de)保障,但是(shi)對于用(yong)戶而言(yan),檢驗(yan)時需停工(gong)(gong)停產,給用(yong)戶帶來了(le)較大的(de)經濟(ji)損失,特別是(shi)對于石油化工(gong)(gong)企業。
近年來,雙相不銹鋼(gang)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(jin)十幾年來,由于(yu)(yu)現代(dai)工(gong)(gong)業(ye)技術(shu)的(de)(de)飛(fei)躍發展,雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)越來越被人(ren)們(men)所(suo)重(zhong)視,特(te)(te)別(bie)在(zai)化(hua)工(gong)(gong)、石油、煤(mei)氣、煤(mei)油、釀(niang)酒(jiu)、造(zao)紙、核電、火電等行業(ye)的(de)(de)應(ying)(ying)用日益廣泛。主要原因:首先,傳統的(de)(de)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)經常遭到晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)、點(dian)(dian)蝕(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)等各種腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)(he)破壞,而在(zai)這方面人(ren)們(men)對雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)又有(you)了新的(de)(de)認(ren)識(shi),雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)上述各腐(fu)(fu)蝕(shi)類型(xing)中表(biao)現出極強的(de)(de)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)(li)(li);其(qi)次,雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)極好(hao)的(de)(de)力(li)(li)(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng),其(qi)強度(du)為一般奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)2倍,且有(you)良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)韌性(xing)(xing),根據其(qi)強度(du)高的(de)(de)優點(dian)(dian),可通(tong)過降(jiang)低(di)(di)產(chan)品(pin)厚度(du)來降(jiang)低(di)(di)產(chan)品(pin)成(cheng)本,實(shi)現經濟(ji)性(xing)(xing)。因工(gong)(gong)作關(guan)系(xi),筆者參與了數(shu)臺雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)容器(qi)的(de)(de)設(she)計、制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)(gong)作,對雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)容器(qi)制(zhi)(zhi)造(zao)有(you)一點(dian)(dian)粗淺的(de)(de)認(ren)識(shi):雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)化(hua)工(gong)(gong)、煤(mei)氣化(hua)、石油工(gong)(gong)業(ye)和(he)(he)海(hai)洋領(ling)域中得到日益廣泛的(de)(de)應(ying)(ying)用,原因在(zai)于(yu)(yu)其(qi)顯著的(de)(de)抗孔蝕(shi)、抗應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)(li),較高的(de)(de)屈服強度(du),良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)塑性(xing)(xing),良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)低(di)(di)溫沖(chong)擊性(xing)(xing)能(neng),導熱系(xi)數(shu)大、線膨脹系(xi)數(shu)小(xiao)、可焊(han)性(xing)(xing)好(hao)、熱裂傾向(xiang)小(xiao)等特(te)(te)點(dian)(dian)。本書是(shi)(shi)在(zai)針對數(shu)臺雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)容器(qi)的(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)過程進行監督檢(jian)驗(yan)后,對材料特(te)(te)性(xing)(xing)和(he)(he)制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)(gong)藝特(te)(te)點(dian)(dian)進行的(de)(de)總(zong)結。應(ying)(ying)用雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)備(bei)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)容器(qi)時(shi),其(qi)超強的(de)(de)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)(li)(li)是(shi)(shi)最大特(te)(te)點(dian)(dian),其(qi)好(hao)處(chu)在(zai)于(yu)(yu):由于(yu)(yu)其(qi)強度(du)一般是(shi)(shi)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)2倍,其(qi)產(chan)品(pin)厚度(du)可以(yi)(yi)大幅度(du)降(jiang)低(di)(di),可降(jiang)低(di)(di)成(cheng)本,同時(shi)還可以(yi)(yi)減少焊(han)接工(gong)(gong)作量和(he)(he)焊(han)接材料的(de)(de)消耗(hao),減少探(tan)傷時(shi)長,減輕設(she)備(bei)重(zhong)量,對于(yu)(yu)大型(xing)設(she)備(bei)而言可以(yi)(yi)降(jiang)低(di)(di)運送及安裝的(de)(de)成(cheng)本,有(you)很(hen)好(hao)的(de)(de)經濟(ji)效益。

