压力容器的设计材料ppt课件

1、1、资料是制造压力容器的根底，正确选用压力容器资料、资料是制造压力容器的根底，正确选用压力容器资料 是保证压力容器长期平安运转的根本条件。是保证压力容器长期平安运转的根本条件。 2、压力容器的应力分析可以为选材提供最根本的根据和要求，同时，选择资料时还应思索容器任务时的环境、介质及其它详细条件的要求。 3、不同的资料具有不同的化学成分、力学性能和运用条件，选择资料最根本的要求是可以保证压力容器平安任务，同时做到经济、适用。 压力容器常用资料压力容器常用资料 加工工艺和环境对资料性能的影响加工工艺和环境对资料性能的影响 压力容器选材的根本原那么压力容器选材的根本原那么按钢材外形按钢材外形1、 钢

2、板钢板 压力容器用钢板的要求压力容器用钢板的要求钢材类型压力容器常用钢材压力容器常用钢材有色金属和非金属有色金属和非金属1钢板应具有良好的强度、塑性、韧性、焊接、热处置钢板应具有良好的强度、塑性、韧性、焊接、热处置性能等，以满足切削、弯卷、焊接、热处置等过程的要求。性能等，以满足切削、弯卷、焊接、热处置等过程的要求。3钢板必需按规定的限制条件运用，如设计压力、设计钢板必需按规定的限制条件运用，如设计压力、设计温度、厚度、介质限制、冶炼方法等。温度、厚度、介质限制、冶炼方法等。4制造压力容器的钢板必需有符合相应国家规范或行业制造压力容器的钢板必需有符合相应国家规范或行业规范规定的、内容齐全的质量

3、证明书。规范规定的、内容齐全的质量证明书。 2必需用规定的钢板制造压力容器必需用规定的钢板制造压力容器规定允许用于制造压力容器的钢板有两类：规定允许用于制造压力容器的钢板有两类：压力容器公用钢板，如压力容器公用钢板，如16MnR、20R等等可用于制造压力容器的非容器公用钢板，如普通碳素钢中的可用于制造压力容器的非容器公用钢板，如普通碳素钢中的Q235-A、Q235-B，优质碳素钢中的，优质碳素钢中的10、15、20、35、45、20g等。等。 2、 钢管钢管冷拔无缝钢管热轧无缝钢管）无缝钢管（ 1用于过程设备较高压力的流体保送，资料通常为用于过程设备较高压力的流体保送，资料通常为10、20号钢

4、。号钢。 l根据用途和材质，有多个无缝钢管规范，对所运用的无缝钢管，应 注明属于哪个规范。过程设备常用无缝钢管规范： GB8163-87 GB9948-88 GB6479-86 l钢管运用时要用法兰、管件、阀门等衔接，相衔接的两个构件必需具有一样的公称直径DN。 eg：DN200的钢管和法兰衔接，钢管外径219，法兰内直径220。 2焊接钢管 保送水、煤气、空气、取暖蒸汽等较低压力的流体p0.6Mpa,资料可用Q235制造。 3、 锻件锻件1根据锻件检验工程和数量的不同，锻件分为根据锻件检验工程和数量的不同，锻件分为、四个级别。四个级别。 2需焊接的碳钢锻件，资料用20号钢，不需焊接的碳钢锻件

5、，资料用35或45号钢。 3压力容器上运用的锻件不得低于压力容器上运用的锻件不得低于级，假设锻件截级，假设锻件截面尺寸大于面尺寸大于300mm，或容器盛装高度或极度危害介质，且，或容器盛装高度或极度危害介质，且锻件截面尺寸达锻件截面尺寸达50mm时，级别不得低于时，级别不得低于级。级。 4、 圆钢、型钢圆钢、型钢用于制造支承件、加强圈等，圆钢还可用于制造小尺寸用于制造支承件、加强圈等，圆钢还可用于制造小尺寸的紧固件。的紧固件。圆钢资料为圆钢资料为Q235-A、20、35号钢等，型钢资料多为号钢等，型钢资料多为Q235-A。 钢材类型 按化学成分，压力容器用钢分为三类：按化学成分，压力容器用钢分

6、为三类：1、碳素钢、碳素钢C%2.06%）高碳钢（）中碳钢（）低碳钢（按含碳量%6 . 0%6 . 0%25. 0%25. 0%CCC），高级优质碳素钢（），优质碳素钢（），普通碳素钢（按钢的质量%035. 0%030. 0%040. 0%040. 0%045. 0%055. 0PSPSPS 普通碳素钢的Q235系列钢板和优质碳素钢均可用于制造压力容器 2、低合金钢、低合金钢 在优质碳素钢的根底上，参与一种或多种合金元素合金元素总含量在3%以下，以提高钢的强度和改善综合性能。 低合金钢是目前制造压力容器的主要钢材，其强度、韧性、耐腐蚀性等均优于一样含碳量的碳素钢，可以减轻配备的分量，可节省钢材

7、1/32/3。 GB1502019引荐适用的低合金钢板有：16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR。其中其中16MnR是是s340Mpa级的普通低合金高强度钢，具有优良的级的普通低合金高强度钢，具有优良的力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性，是中国压力容力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性，是中国压力容器公用钢板中用量最大的钢种。器公用钢板中用量最大的钢种。3、高合金钢合金元素总含量大于、高合金钢合金元素总含量大于10% 主要有铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢等，如0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti等，主要用

8、于耐腐蚀和耐高温等特殊场所，如不锈钢、耐热钢等。 *不锈钢中的主要元素是Cr、Ni、Mo、Ti，其中Cr、Ni含量较高。 *不锈钢的耐蚀性主要来源于Cr，实验证明，只需当Cr的含量大于12%时钢的耐蚀性才会大幅度地提高，所以不锈钢中Cr的含量均不低于12%。 Ni可以扩展不锈钢的耐蚀范围，特别是提高抗碱腐蚀的才干。 Mo能提高不锈钢抗氯离子腐蚀的才干，并提高钢的耐热强度。 Ti是为防止焊接用不锈钢发生晶间腐蚀而参与的元素。 复合钢板及其运用复合钢板及其运用复合钢板复合钢板基层基层碳素钢或低合金钢碳素钢或低合金钢复层复层不锈钢或有色金属等不锈钢或有色金属等NMoTiPdTiCuNiMnNiMgC

9、uAlYLMgAlMnAlLFQH8 .03 .02 .0Zn-Cu纯钛钛及其合金合金合金纯镍镍及其合金合金）（硬铝（合金）、）（防锈铝（纯铝铝及其合金无锡青铜锡青铜）青铜（合金）（黄铜（纯铜铜及其合金有色金属铜及铜合金的特点铝及铝合金的特点镍及镍合金的特点钛及钛合金的特点i搪瓷陶瓷不透性石墨工程塑料涂料非金属非金属资料的优点：资源丰富、耐蚀性好、种类多、价钱廉价。非金属资料的优点：资源丰富、耐蚀性好、种类多、价钱廉价。缺陷：机械强度较低，耐热性不好，对温度动摇比较敏感。缺陷：机械强度较低，耐热性不好，对温度动摇比较敏感。 非金属资料通常用于承压不高的构造资料、金属维护村里或非金属资料通常用于

10、承压不高的构造资料、金属维护村里或涂层、密封资料、保温资料、耐火资料等。涂层、密封资料、保温资料、耐火资料等。 一、塑性变形1、冷、热加工、冷、热加工2、应变硬化、应变硬化加工硬化加工硬化3、各向异性、各向异性4、应变时效、应变时效部分正火区正火区过热区热影响区熔合区焊缝能、焊接接头的组织和性1二、焊接对钢材性能的影响焊缝区焊缝区熔合区熔合区过热区过热区正火区正火区部分正火区部分正火区热影响区热影响区杂质偏析在焊缝区构成焊接热裂纹杂质偏析在焊缝区构成焊接热裂纹2、焊接应力与变形3、减小焊接应力与变形的措施、减小焊接应力与变形的措施 合理的焊接接头设计合理的焊接接头设计 焊接接头方式、焊接坡口设

11、计、焊焊接接头方式、焊接坡口设计、焊缝的间距和位置布置等缝的间距和位置布置等 焊接方法和焊接工艺焊接方法和焊接工艺 焊前预热和焊后热处置焊前预热和焊后热处置咬边气孔焊瘤未熔合未焊透夹渣裂纹、焊接接头常见缺陷45、焊接接头检验、焊接接头检验破坏性检验破坏性检验非破坏性检验非破坏性检验整体整体实验实验试板试板外观外观检查检查密封密封检查检查无损无损检验检验射线、超声波、射线、超声波、磁粉、浸透、涡流等磁粉、浸透、涡流等三、热处置对钢材性能的影响三、热处置对钢材性能的影响1、消除剩余应力、消除剩余应力2、改善组织构造和力学性能、改善组织构造和力学性能温度温度资料的低温脆化资料的低温脆化高温下钢的特点

12、高温下钢的特点蠕变温度蠕变温度碳素钢：碳素钢：420C低合金钢：低合金钢：400500 C蠕变结果蠕变结果 蠕变脆化、应力松弛蠕变脆化、应力松弛 蠕变变形、蠕变断裂蠕变变形、蠕变断裂蠕变蠕变 高温下资料性能的劣化高温下资料性能的劣化珠光体球化珠光体球化石墨化石墨化氢腐蚀和氢脆氢腐蚀和氢脆回火脆化回火脆化2、资料的耐腐蚀才干、资料的耐腐蚀才干 工程上常按腐蚀深度三级规范来评定金属耐均匀腐蚀的才干工程上常按腐蚀深度三级规范来评定金属耐均匀腐蚀的才干* 不能采用平均腐蚀速率来评价资料耐部分腐蚀的才干，不能采用平均腐蚀速率来评价资料耐部分腐蚀的才干，应采用防腐资料及相应的防护措施。应采用防腐资料及相应

13、的防护措施。1、腐蚀的类型按腐蚀机理、腐蚀的类型按腐蚀机理 全面腐蚀全面腐蚀 部分腐蚀部分腐蚀 晶间腐蚀晶间腐蚀 小孔腐蚀小孔腐蚀 缝隙腐蚀缝隙腐蚀 应力腐蚀应力腐蚀一、压力容器用钢的根本要求一、压力容器用钢的根本要求1、化学成分、化学成分C、P、S等等2、力学性能、力学性能强度、刚度、强度、刚度、塑性、韧性等塑性、韧性等3、制造工艺性能机加、制造工艺性能机加工性能、压力加工性能、工性能、压力加工性能、焊接性能、铸造性能、焊接性能、铸造性能、 热处置性能等热处置性能等二、压力容器钢材的选择原那么二、压力容器钢材的选择原那么 1、资料的运用性能、资料的运用性能分析构件的任务条件分析构件的任务条件

14、P、t、介质等，确定、介质等，确定构件应具有的运用性能强度、刚度、塑性、韧性构件应具有的运用性能强度、刚度、塑性、韧性等等 。经过失效分析，确定构件的主要运用性能。经过失效分析，确定构件的主要运用性能。从构件主要运用性能要求出发，提出对资料运从构件主要运用性能要求出发，提出对资料运用性能的要求。用性能的要求。 2、资料的加工工艺性能、资料的加工工艺性能 3、资料的经济性、资料的经济性 4、资料的选择应符合规范规范的要求、资料的选择应符合规范规范的要求 又称紫铜，具有较高的导电性、导热性和良好的塑性。又称紫铜，具有较高的导电性、导热性和良好的塑性。 纯铜纯铜特点特点低温下能坚持较高的塑性和冲击韧

15、性，低温下能坚持较高的塑性和冲击韧性，是制造深冷设备的良好资料。是制造深冷设备的良好资料。耐蚀性耐蚀性 在没有氧存在的情况下，在许多非氧化性酸中比较耐腐蚀。在没有氧存在的情况下，在许多非氧化性酸中比较耐腐蚀。 在氨和铵盐溶液中，当有氧存在时，由于生成可溶性的络离子，故不耐在氨和铵盐溶液中，当有氧存在时，由于生成可溶性的络离子，故不耐蚀。所以在氨消费中运用的仪表、泵、阀门等均不能用铜制造。蚀。所以在氨消费中运用的仪表、泵、阀门等均不能用铜制造。 铜在大气、水、中性盐及苛性碱中均相当稳定，但在氯、溴、二氧化硫、铜在大气、水、中性盐及苛性碱中均相当稳定，但在氯、溴、二氧化硫、硫化氢等气体及潮湿大气中

16、将会遭到腐蚀。硫化氢等气体及潮湿大气中将会遭到腐蚀。 具有较高的机械性能，价钱较廉价，可用于制具有较高的机械性能，价钱较廉价，可用于制造深冷设备筒体、管板、法兰及螺母等。造深冷设备筒体、管板、法兰及螺母等。黄铜黄铜铜铜-锌合金锌合金青铜青铜1、锡青铜铜、锡青铜铜-锡合金锡合金 具有很高的耐蚀性和良好的抗磨性，多用于制造耐磨零件具有很高的耐蚀性和良好的抗磨性，多用于制造耐磨零件如轴瓦、轴套、蜗轮等和与酸、碱等腐蚀性介质接触的零件。如轴瓦、轴套、蜗轮等和与酸、碱等腐蚀性介质接触的零件。古代的青铜器即是用锡青铜制造。古代的青铜器即是用锡青铜制造。2、无锡青铜铜中参与铅、铝等其它元素、无锡青铜铜中参与

17、铅、铝等其它元素 强度好、耐蚀性好，价钱低廉，常用于制造在蒸气和海水强度好、耐蚀性好，价钱低廉，常用于制造在蒸气和海水任务条件下的零件及受摩擦耐腐蚀零件。任务条件下的零件及受摩擦耐腐蚀零件。特点特点特点特点密度小、分量轻密度小、分量轻约为钢的约为钢的1/3，导电、，导电、导热性能好，强度较差，塑性好，有极好的导热性能好，强度较差，塑性好，有极好的耐蚀性但不耐碱及盐水，可用于制造储耐蚀性但不耐碱及盐水，可用于制造储罐、塔、热交换器等设备，也可用于制造防罐、塔、热交换器等设备，也可用于制造防止污染的设备和深冷设备。止污染的设备和深冷设备。 纯铝纯铝特点特点具有适中的强度、优良的塑性和耐蚀性，具有适

18、中的强度、优良的塑性和耐蚀性，多用于制造深冷设备入液空吸附过滤器、多用于制造深冷设备入液空吸附过滤器、分馏塔等。分馏塔等。铝合金铝合金1、防锈铝、防锈铝LF：Al-Mn、Al-Mg合金合金强度较高，可用于制造深冷设备中的螺强度较高，可用于制造深冷设备中的螺栓及其它受力构件。栓及其它受力构件。 2、硬铝、硬铝LY： Al-Cu-Mg合金合金特点特点特点特点耐蚀性、耐磨性和硬度都很高，但价钱很贵，耐蚀性、耐磨性和硬度都很高，但价钱很贵，很少用于制造压力容器。很少用于制造压力容器。纯镍纯镍特点特点具有很好的耐腐蚀性能和抗高温性能，但价具有很好的耐腐蚀性能和抗高温性能，但价钱较高，普通只用于制造特殊要求的压力容钱较高，普通只用于制造特殊要求的压力容器。器。 镍合金镍合金Ni-Mn、Ni-Cu合金合金特点特点 密度小、强度高。密度小、强度高。 任务温度范围宽，可在任务温度范围宽，可在-196-