压容材料教案.ppt

1、压力容器材料及钢材基础知识，钢板及钢管锻件材料管理解说员，周东明，公司标志，钢材基础知识，金属材料力学性能，金属材料在外力或能量作用下的一系列力学性能，如强度、刚度、塑性、韧性、弹性、硬度等。还包括高低温、腐蚀、表面介质吸附、侵蚀、磨损等。金属材料的机械性能是由金属的内部组织结构决定的。金属的弹性和弹性变形：弹性是指外力消除后，受力物体的变形以音速恢复的现象。)金属的塑性和塑性变形：当应力超过弹性极限时，试样不仅发生弹性变形，同时还产生塑性变形，即外力消除后其变形不能完全恢复，留下永久变形。这种现象称为塑性，公司标志，钢的基本知识，塑性变形阶段的主要力学性能指标：(1)屈服强度：拉伸曲线上有明

2、显的载荷平台现象，此时载荷不增加或在一定范围内上下波动，但变形迅速增加。这种现象称为屈服现象，这个平台称为屈服平台，此时平台载荷称为屈服点和屈服强度(上、下屈服点) () ()断裂强度：断裂时的最大载荷。公司标志，钢材基础知识，()塑性测量：塑性指标为延伸率和面积收缩率。它越大，可塑性就越好。对于塑性差的金属材料，采用非比例延伸率作为其塑性指标。)断裂(脆性断裂):断裂前无大量塑性变形，断口平齐、结晶、光亮，在正应力的主要作用下为“正断裂”，其微观形貌多为沿晶解理(韧性断裂):断裂前有大量塑性变形，断口不均匀、纤维状、暗色。首先，在剪切应力的主要作用下切削时，其微观形貌多为穿晶韧窝，公司标志，

3、钢的基础知识，4)韧性：金属在断裂前吸收变形能的能力，称为韧性。其指标为冲击韧性和断裂韧性。(1)冲击韧性：金属材料在承受冲击载荷时抵抗变形和断裂的阻力指数，通过心脏冲击吸收功来测量。(2)断裂韧性是金属材料防止或抵抗裂纹扩展的能力，即防止临界裂纹扩展的能力。5)硬度：是金属材料表面抵抗弹性变形、塑性变形或开裂的一种能力，是衡量材料硬度和柔软度的一项性能指标。1.钢的分类根据钢的化学成分，它可以分为碳钢和合金钢。根据含碳量的不同，碳钢可分为低碳钢(0.25%)、中碳钢(0.36%)和高碳钢(0.6%)。根据合金含量，可分为低合金钢(合金含量5%)、中合金钢(合金含量5%-10%)和高合金钢(合

4、金含量10%)。钢的基本知识2 .钢的编号2.1碳钢的编号是根据钢的屈服点和质量等级来编号的，如Q235A。钢的屈服点是汉语拼音的第一个字母；235表明钢的屈服强度为235兆帕。a、b、c和d分别是质量等级；沸腾的钢“沸腾”中文第一个字母；半镇静钢中“半”字的汉语拼音首字母；Z镇井岗“镇”字的汉语拼音首字母；TZ特别镇井岗“特别镇”是汉语拼音的第一个字母；在品牌构成的表现方法中，省略了“Z”和“TZ”符号。除了屈服强度，还有碳钢的编号方法，用钢的含碳量表示，如10#钢和20#钢，其含碳量分别为0.1%和0.2%。钢的基本知识，2.2合金钢的编号，化学元素符号，第一个数字表示钢的碳含量，以万分之

5、一表示，后一个数字表示合金元素的含量，以百分比表示，中间的化学元素符号表示合金元素的类型。当合金元素含量为1.5%时，一般省略中间数。例如，16MnR表示碳含量为0.16%，锰含量为1.5%，r表示容器材料。2.3特殊钢的平均碳含量以千分之一表示，当碳含量为0.04%和0.08%时，分别表示为00和0。例如，0Cr18Ni9，00Cr17Ni14Mo2，钢铁基础知识，3。各种元素对钢性能的影响3.1锰对钢性能的影响锰具有很强的还原性，与FeO反应降低FeO对钢脆性的影响，锰可以与硫结合形成MnS，从而降低硫的有害影响。锰在钢中形成置换固溶体，增加钢的强度。钢的基本知识3.2硅的影响大于锰，锰主

6、要降低铁的含量，提高钢的质量。此外，钢置换固溶体的形成增加了钢的强度。钢的基础知识，3.3硫的影响硫以硫化亚铁的形式存在于钢中，硫化亚铁的熔点很低。降低钢的脆性，即硫脆性也称为热脆性。硫是钢中的有害元素，必须严格控制其含量。钢的基本知识3.4磷的影响以片状化合物的形式存在于钢中，降低了钢的低温性能，即冷脆性，降低了钢的塑性和韧性。低温压力容器用钢必须严格控制磷含量。3.5碳的影响形成置换固溶体，提高钢的强度和硬度。随着碳含量的增加，强度和硬度增加，但塑性和韧性下降。以上五种元素是钢的五种基本元素。钢板、碳钢板1、235A和Q235B使用最多，相应的执行标准为GB/T3274-88。使用范围Q2

7、35A钢板只能用于非标准设备，不能用于压力容器的压力部件，Q235B可用于设计压力小于1.6MPa的压力容器，钢板的温度为0-350，用于壳体时，钢板厚度不超过20毫米，不能用于高毒性或极端介质的压力容器。压力容器用低合金钢板压力容器专用钢板有10种，钢种、化学成分和力学性能，除20R外，其余9种为低合金钢，钢种、化学成分和力学性能应符合GB6654-96。钢板，2当使用规定的压力容器钢板时，应注意：1)厚度大于30毫米的20R和16MnR钢板，用于壳体制造，钢板以正火状态交付；厚度大于50毫米的20R和16MnR钢板，用于制造管板、法兰和平盖；15毫米厚钢板，厚度大于16M。(2)使用前应加

8、入冲击试验的钢板出厂时仅提供常温冲击值，以下低温使用的钢板应在钢板使用温度下进行低温冲击试验。当使用温度低于0时，钢板、厚度大于25MM的20R钢板、厚度大于38MM的16MnR、15 MnR和15 MnR。使用温度低于-10且厚度大于12毫米的20R钢板、厚度大于20毫米的16MnR、15 MnR和15 MnR钢板。钢板和(3)钢板，当用于壳体时，应逐个进行超声波测试。(4)使用前需要重新检验材料的钢板。压力容器常用的4种低合金钢板，16MnR钢板在交货状态下热轧或正火，使用温度上限为475，是压力容器专用钢。15CrMoR钢板的供应状态为正火回火，使用温度上限为550，一般用于高温压力容器

9、。负偏差不得超过0.25毫米.钢板，不锈钢板1与中外不锈钢板进行比较，钢板2，钢种，化学成分和m在碳钢中加入足够量的铬(12%)，不仅可以使钢在氧化介质中产生一层与基体结构牢固结合的铬铁氧化物钝化膜，而且可以提高钢在介质中的电极电位，从而提高化学稳定性。硅和铝也能使钢在氧化介质中形成致密的保护膜，其中铝的作用比铬强。在奥氏体中，这些元素可以提高其抗氧化性。如果硅含量过高，会严重影响奥氏体钢的焊接性，因此必须严格控制钢中硅的碳含量。3.2镍形成奥氏体，可钝化合金表面，扩大钢在酸中的钝化范围，但不能提高其对稀硝酸的耐蚀性。它能提高钢对硫酸、盐酸等腐蚀介质的耐蚀性，是耐蚀钢的主要合金元素。3.3钼是

10、一种形成铁氧体的元素。铬镍不锈钢中添加钼可以提高钢在非氧化介质中的稳定性。它的独特之处在于它能抵抗氯离子引起的点蚀；同时，它还能提高奥氏体的热强度，细化晶粒，提高奥氏体的短期塑性和持久塑性。3.4钛和碳形成化合物，使固溶碳的质量分数降低到0.03%以下，保证钢中铬的有效固溶浓度。由于保证了钢中铬有效固溶体浓度，提高了上层钢的抗晶间腐蚀能力。4.钢板的表面质量钢板的表面质量应符合下列要求：钢板表面不得有裂纹、拉伸裂纹、气泡、褶皱、夹杂物、伤痕和压皮，钢板不得分层。表面缺陷的深度不得大于钢板厚度公差的一半。不锈钢板上不允许有凹坑、凹坑或划痕。钢管的种类很多，可分为结构钢管、流体输送钢管、换热器钢管

11、等。按照加工方法，它可分为热轧管、冷轧管和焊接钢管。按材质可分为不锈钢管和碳钢管，钢管的质量应引起重视。存在问题：华福公司生产的常压塔再沸器YH2006-14，以及GB/T8163-1999 20# 25*2.5*6900型钢管。这批钢管于4月5日进厂，质量认证资料经工厂检验合格。然而，当制造设备并进行压力测试时，发现钢管泄漏。钢管拔出后，发现这批钢管是焊管。供应商为枝江市夏光物资贸易有限公司，制造商为无锡富成达钢管有限公司.钢管的质量应该引起高度重视。存在一些问题：华福公司生产的富液冷却器钢管型号为GB/T8163-1999 20# 25*3*6000。这批钢管于2月22日进厂，质量认证数据

12、在进货检验中合格，但设备投入使用7个月后，钢管出现泄漏。钢管，并出现了一些问题：YH2006-113钢管型号GB/T 13296-9100铬17镍14钼2 25 * 2.5。这批钢管于9月30日进厂，质量认证数据在进货检验中合格，但设备投入使用仅12天就发生爆管。经过材料分析，发现该批材料不合格，铬和镍含量不符合要求。实际材料是0Cr17Ni12Mo2。GB/T3087中低压锅炉用无缝钢管适用于制造各种结构中低压锅炉的过热蒸汽管道和沸水管道，由10#和20#钢制成。供货状态为热轧或热处理，钢管应逐个进行水压试验，不得漏水或发汗。也可以用无损检测代替水压试验。检验要求如下：GB/T3092低压流

13、体输送用焊接钢管适用于输送水、气、气、油、蒸汽等低压流体及其他用途的焊接钢管。钢管是由供货状态为热处理，热处理系统必须填写在质量证书中。钢管应逐个进行水压试验，最大试验压力为20兆帕，稳压时间不少于10秒，钢管不得渗漏或出汗。检验项目如下：GB6479化肥设备用高压无缝钢管适用于工作温度为-40 400，工作压力为10 32兆帕的化工设备和管道用优质碳钢和合金钢无缝钢管。供应状态为正常、正常、回火或退火，水压试验应逐个进行，不得漏水或出汗。检验项目如下：GB8162结构用无缝钢管适用于一般结构或机械结构的无缝钢管，不得用于压力容器的受压元件。钢管分为热轧和冷拔。检验项目如下：GB8163流体输

14、送用无缝钢管适用于一般流体输送用无缝钢管。钢管分为热轧和冷拔。热轧钢管以热轧或热处理状态交付，而冷轧钢管以热处理状态交付。应对每根进行水压试验。检验项目如下表所示：GB13296锅炉和换热器用无缝不锈钢管，钢管的牌号和化学成分应符合相应国家标准的要求。钢管的供应状态为热处理和酸洗交货，热处理条件在质量证书中注明。水压试验应逐个进行，试验压力下不得有漏水或出汗现象。应逐个进行超声波检测，而不是涡流检测。壁厚小于或等于10毫米的钢管应压扁。壁厚小于或等于10毫米的钢管应进行扩口试验。应对奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢管进行晶间腐蚀测试。GB14976-94流体输送用无缝不锈钢管应进行热处理和酸洗，并逐

15、个进行水压试验。奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢管应进行晶间腐蚀试验，锻件，1。不锈钢锻件(JB4728-2000) 1.1适用于设计压力不大于35兆帕的压力容器用不锈钢锻件。订单合同中应注明锻造等级、供货状态、钢种和数量以及锻造标准。锻造比不得小于3。锻件，1.2锻件分为四个等级：和，各等级的检验项目见下表：锻件，1.3热处理交货状态应为热处理状态。如果供应商改变热处理状态，应获得买方的同意。热处理状态的代号是：a退火，s固态熔化。铁素体不锈钢锻件的供应状态一般为退火，奥氏体为固溶体。1.4外观检查后，锻件的外观质量和内部缺陷应无肉眼可见的裂纹、夹层、褶皱和夹渣等有害缺陷。如有缺陷，允许去除，但磨

16、削部分应平滑过渡。内部缺陷应采用超声波检测，检测表面的表面粗糙度不应大于6.3。不锈钢锻件超声波检测的验收标准应由供需双方商定。1.5修理锻件时，允许用匹配的焊接材料进行修理。允许焊接修理的零件、深度和面积应由供应商和需方确定。焊接修复应按照JB4708认可的焊接工艺进行，焊工应持有合格证。补焊前，应彻底清除缺陷，打开坡口，坡口底部应平稳过渡。清除缺陷后，表面应进行磁粉或渗透剂检测，等级合格。根据不同的钢种、焊缝修补区域的大小和深度以及焊缝修补环境，应采取相应的措施，如焊前预热、焊后缓冷或应力消除热处理。对于铁素体不锈钢锻件，焊接修复一般应在锻件最终热处理之前进行。如果它被携带锻件2.2锻件分为四个等级：和，各等级