奥氏体不锈钢制压力容器强度裕度研究[1]
应变强化奥氏体不锈钢压力容器的强化工艺和设计研究的开题报告
应变强化奥氏体不锈钢压力容器的强化工艺和设计研究的开题报告题目:应变强化奥氏体不锈钢压力容器的强化工艺和设计研究一、选题背景随着人们对生产安全要求的不断提高,压力容器在化工、冶金、能源等领域应用日益广泛。
研究和改进容器材料和结构设计,提高容器强度和稳定性,对于提高生产安全和经济效益具有重要意义。
奥氏体不锈钢因其耐腐蚀、抗氧化、耐高温等性能优异,已成为压力容器制造的重要材料之一。
但是,奥氏体不锈钢的力学性能相对较低,容器在使用过程中易出现应力集中和疲劳断裂等问题。
因此,本课题选取应变强化作为容器强化技术,并结合容器设计方案,研究应变强化奥氏体不锈钢压力容器的强化工艺和设计,探索提高奥氏体不锈钢容器强度和稳定性的方法。
二、研究内容1.应变强化奥氏体不锈钢材料的性质和特点分析,包括材料力学性能、腐蚀性能等方面的研究。
2.探究应变强化技术在奥氏体不锈钢压力容器中的适用性,设计应变强化工艺方案。
3.通过有限元分析等手段,研究应变强化对容器强度和稳定性的影响,优化容器结构设计。
4.制备应变强化奥氏体不锈钢压力容器样品,进行力学性能测试和腐蚀试验等实验研究,验证工艺和设计的可行性和有效性。
三、研究意义1.探索奥氏体不锈钢压力容器强化的新方法和途径,拓宽奥氏体不锈钢在容器制造领域的应用范围。
2.提高奥氏体不锈钢容器的强度和稳定性,减少容器使用过程中出现的问题和安全隐患,提高生产效益和节约资源。
3.理论分析和实验研究相结合,为奥氏体不锈钢压力容器的设计制造提供科学依据和参考。
四、研究方法和步骤1.文献调研和理论分析,了解奥氏体不锈钢材料的性质和应变强化技术的原理。
2.探讨应变强化技术在奥氏体不锈钢压力容器中的可行性,设计应变强化工艺方案。
3.通过有限元分析等手段,研究应变强化对容器强度和稳定性的影响,优化容器结构设计。
4.制备应变强化奥氏体不锈钢压力容器样品,进行力学性能测试和腐蚀试验等实验研究,验证工艺和设计的可行性和有效性。
奥氏体不锈钢应变强化技术制造压力容器试验
奥氏体不锈钢应变强化压力容器试验应变强化技术最早于20世纪50年代由瑞典Avesta公司提出,随后被澳大利亚借鉴。
由于当时尚缺乏足够的使用经验,,在这以后的20多年间,世界上其他各国对此技术持谨慎态度,主要原因是大多数国家现行的压力容器标准都较应变强化技术保守,因此,出于安全的考虑,大部分国家对应变强化技术都采取限制性的使用,且制定的使用条件较为苛刻。
近十年来,随着成功使用的案例和使用中积累的工程经验越来越多,英国标准学会、美国机械工程是学会等一些权威标准机构相继采纳应变强化技术设计制造奥氏体不锈钢压力容器,但使用的范围仅限于壁厚小于30mm薄壁容器,且只限定在低温环境下使用。
鉴于我国尚无奥氏体不锈钢应变强化技术的国家标准和行业标准,为了规范该项技术在压力容器中的应用,国家质量监督检验检疫总局发文委托全国锅炉压力容器标准化技术委员会开展奥氏体不锈钢应变强化技术制造深冷压力容器的技术评审。
国内相关的研究已经开展起来。
0 奥氏体不锈钢材料具有良好的塑性,如S30408(06Crl9Nil0)S31608(06Cr17Ni12Mo2)等的断后伸长率可在40%以上。
奥氏体不锈钢材料在保持材料本身特性的同时,通过采取特殊的应变强化处理可以显著提高其屈服强度,直观地说,也就是牺牲部分塑性储备(可通过试验验证韧塑性的变化)换取较高的屈服强度,如06Crl9Nil0等奥氏体不锈钢的断后伸长率可在40%以上,牺牲部分(如10%以内)仍可保有足够塑性储备,这是应变强化理论成立的基本依据。
下面图1和图2是碳钢材料和不锈钢材料试验后的应力—应变曲线,通过图1碳钢应力—应变曲线和图2奥氏体不锈钢应力—应变曲线的比较,可以看到碳钢材料在拉伸状态下,当拉伸应力达到屈服强度σL时,如继续施加拉力,拉伸曲线出现流动平台区域,此区域拉伸应力随着拉力的增大而不再增加,而变形则继续加大,也就是通常所说的屈服阶段。
在屈服强度σL以下为碳钢材料的弹性变形阶段。
奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术
奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术郑津洋,郭阿宾,缪存坚,马利,吴琳琳(浙江大学化工机械研究所,浙江杭州310027)摘要:随着低温液化气体的日益广泛应用,深冷容器的需求量不断增加。
在安全的前提下,实现深冷容器的轻量化,对于节能降耗具有重要意义。
采用室温应变强化技术可以提高奥氏体不锈钢的屈服强度,显著减薄奥氏体不锈钢制深冷容器的壁厚,减轻重量。
中国、美国、德国、澳大利亚等已将该技术用于制造奥氏体不锈钢深冷容器。
本文在简要介绍室温应变强化技术发展历史、标准和优点的基础上,着重分析讨论了该技术推广应用中遇到的常见问题。
关键词:奥氏体不锈钢;深冷容器;轻量化;室温应变强化技术Cold Stretching Technique for Austenitic Stainless SteelCryogenic Pressure VesselsZHENG Jin-yang, GUO A-bin, MIAO Cun-jian, MA Li, WU Lin-lin(Institute of Process Equipment, Zhejiang University, Hangzhou 310027)Abstract: As the widespread application of cryogenic liquefied gas, the number of cryogenic vessels needed is increasing. On the premise of safety, realizing light-weight of cryogenic vessels has significance to energy conservation and emission reduction. Yield strength of austenitic stainless steel can be enhanced and the wall thickness and weight of austenitic stainless steel cryogenic vessels can be reduced by using cold stretching technique. Nowadays, this technique has been used to manufacture austenitic stainless steel cryogenic vessels in China, America, Germany, Australia and so on. The authors answered the frequently asked questions after giving a brief introduction of the history, standards and advantages of cold stretching technique.Key words: austenitic stainless steel; cryogenic vessels;light-weight; cold stretching technique1引言近年来,随着我国国民经济的迅速发展和低温技术应用的日益普及,液氮、液氧、液氢、液氩、液氦、液化天然气等低温液化气体的应用日趋广泛,奥氏体不锈钢深冷容器的需求量不断增长。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术分析
Hale Waihona Puke 关 键 词 :奥 氏体 不锈 钢 ;压 力 容 器 ;应 变强 化 技 术 中图分类号 :T H4 9 文献标识码 :A 文章 编号 :1 0 0 2 . 1 3 8 8 ( 2 0 1 5 ) 0 6 . 0 1 1 3 - 0 1
在能源工业 发展形势下,不锈钢压力容器 的低能耗发展
电工技术 - 理论 与实践
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术分析
刘 洋 江 玉 良
中核新 能核工 业工程 有限责任公 司,山西 太原 0 3 0 0 1 2
摘 要 :在 社 会 经 济和 科 学 技 术 不 断 发展 的过 程 中 ,能 源 _ T - J , k 也 获 得 了极 大 的进 步 ,这 就 对 石 油石 化 生 产 所 应 用 的压 力 容 器 提 出 了 更 高 的要 求 , 应 逐 渐 向 着 复 杂 化 、 大型 化 的 方 向 发 展 。 奥 氏体 不锈 钢 压 力 容 器在 轻 型化 设 计 的 过程 中, 应 用到 一 种 重 要 技 术 手 段 就 是 应 变 强化 技 术 . 尤 其适 用 于 容 器 所应 用 的 高韧 性 材 料 和 强度 较 低 状 况 。 本研 究 主要 介 绍 了奥 氏体 不锈 钢 压 力 容 器的 应 变 强化 技 术 的作 用原 理 , 并对 应 变 强化 技 术 进 行 了详 细 的 分析 , 以期 实现 压 力容 器轻 型化 发展 目标 ,提 高压 力 容
势在必行 ,充分利用应变强化技术 的优 势,不仅能够保障生
产的安全性 ,还 能有效的降低成 本投入,大大减轻容重 比,
部承载压力 ( p ),得 出设计 强度 。根据最 终计 算的结果, 计算 出来应用变应强化技术设计的容器 的强化压力 ( P k ), 结合实际生产过程,借助有效 的强化处理工艺将奥 氏体不锈 钢压力容器的整体承受应力提高到 o k ,进 一步增 强奥氏体
奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施
奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施摘要:碳析出相是产生奥氏体不锈钢晶间腐蚀问题的最主要因素。
晶间侵蚀并不在金属材料外表上产生损伤痕迹,但金属材料外表仍有光泽,而事实上,晶粒之间的相互作用力还在不断地减小,在冷弯影响下,金属材料外表极易形成裂纹,甚至会对钢制的压力容器产生损伤。
晶间侵蚀的遮蔽性和摧毁力都较强,所产生的影响也相当严重。
对奥氏体不锈钢压力容器晶间侵蚀问题可采取相应的的防治和解决方法,如使用超低碳不锈钢板,在热技术完成后进行热固溶强化处理后,再进行热稳定性管理、均匀化处理后,在焊缝中减小热线能量注入,并进行焊缝控制。
通过上述方法的使用,可大大降低奥氏体不锈钢压力容器发生晶间腐蚀现象的概率。
关键词:奥氏体不锈钢;压力容器;晶间腐蚀原因;预防措施1概述不锈钢板材,因为其具备优异的抗均匀腐蚀性能、加工工艺性能和力学性能,作为钢制压力容器中(包括固定式和移动式压力容器、热交换器等)使用较广泛的抗蚀金属板材。
奥氏体不锈钢因其优异的综合性能,达到不锈钢材料生产量和使用率的百分之七十左右。
不过,因为奥氏体不锈钢容器材料在强氧化和弱氧化介质中可能形成晶间腐蚀现象,或造成材料局部腐蚀穿漏,并使材料力学特点失效等,因此导致晶间腐蚀或失效的研究和防治仍是奥氏体不锈钢在压力容器研究中至关重要的组成部分。
2 奥氏体不锈钢的基本分析通常情况下,不锈钢是指一种裸露于空气中能够抵抗侵蚀的钢质,而依照钢的结构又能够区分奥氏体不锈钢,奥氏体-铁素体不锈钢,铁素体不锈钢或者马氏体不锈钢;按照化学性质,可把不锈钢区分铬镍不锈钢和铬不锈钢。
而使用较为广泛的是奥氏体不锈钢。
纯铁在常温环境下的主要存在方式是α-Fe,其主要存在方式的晶格形式为一体心立方结构,每单位晶胞原子序数2,0.68的致密度。
纯铁在高温条件下晶体结构为γ-Fe,晶体为面心立方体形式,单晶胞原子序数4,0.74的致密度。
晶体可以为单元结构加以延伸,相邻晶体中共享同一个原子,这样就可以扩展成立体结构。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术摘要:承压设备在能源行业中处于核心地位,其稳定可靠运行影响着石油、核电等产业的发展,而在承压设备的设计构造中,压力容器的应变强化技术发挥着非常重要的作用。
奥氏体不锈钢本身具备良好的综合性能,一般作为极端环境下压力容器的结构材料,不过考虑到其本身的较低的屈服强度,需要运用应变强化技术来进行强化。
关键词:奥氏体不锈钢;压力容器;应变强化技术;奥氏体不锈钢材料本身具有良好的韧性,但它的屈服强度比较低,而应变强化技术能够显著提升奥氏体不锈钢材料的屈服强度,节约材料。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化具有两种不同的模式:常温应变强化模式和低温应变强化模式。
一、奥氏体不锈钢压力容器1.奥氏体不锈钢压力容器的分类。
根据应变强化技术的不同方式,可以将奥氏体不锈钢压力容器分为两类:一类是常温应变强化模式,另一类是低温应变强化模式。
(1)常温应变强化模式。
顾名思义,常温应变强化模式是在常温状态下对奥氏体不锈钢容器进行水压强化。
具体的实施过程是将奥氏体不锈钢压力容器固定在一个鞍座上,然后向容器中注满水,最后将增压泵与奥氏体不锈钢压力容器的一端连接起来。
当达到强化压力的标准时进行保压,直到奥氏体不锈钢压力容器发生充分的变形塑形后,再将其卸载下来。
(2)低温应变强化模式。
奥氏体不锈钢压力容器的低温应变强化模式,最初是从航空航天领域对深冷容器轻量化的要求中发展进化出来的。
这种低温应变强化模式始于20世纪的中后期。
应变容器的性能会受到材料的结构设计、自身成分等因素的影响。
但是,低温应变强化模式具有一个很大的弊端,即由于进行低温应变强化过程中需要将奥氏体不锈钢压力容器完全浸入液氮环境中,而液氮环境所需要的成本太高。
因此,这种环境要求一定程度限制了奥氏体不锈钢压力容器的低温应变强化模式的推广发展。
2.奥氏体不锈钢压力容器的结构。
在最初研制压力容器的过程中,压力容器是由上、下两个半圆形球体拼接而成的,这两个半圆形球体的两端分别连接着两条接管。
奥氏体不锈钢制压力容器制造质量控制
奥氏体不锈钢制压力容器制造质量控制1 概述本部分着重介绍奥氏体不锈钢制压力容器在制造过程中的质量操纵的内容、方法与要求。
奥氏体不锈钢不仅具有专门强的化学稳固性,同时也有足够的强度和极好的塑性,良好的焊接性,在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能,在一定高温或低温下具有稳固的力学性能。
由于奥氏体不锈钢具有上述优点,因此被广泛用于石油化工、医疗、食品、电力、交通、军工、原子能、航天等领域的设备中,其中以18-8型铬镍奥氏体不锈钢最有代表性,它广泛用于制造耐腐蚀压力容器、耐高温压力容器、耐低温压力容器。
但奥氏体不锈钢也存在以下问题须引起关注:1〕奥氏体不锈钢对溶液中含有氯离子(Cl-)的介质专门敏锐,易发生应力腐蚀,严峻时会引起材料穿孔性腐蚀;2〕对某些还原性介质,如盐酸、稀硫酸等那么是不耐腐蚀的;3〕奥氏体不锈钢有晶间腐蚀倾向,当奥氏体不锈钢加热到400℃~850℃或自高温缓慢冷却(如焊接)时,碳会从过饱和奥氏体中以碳化铬〔CrFe〕23C6的形式沿晶界析出,使奥氏体晶界邻近的含铬量降低,当不锈钢晶界含铬量低于12%时〔贫铬〕,材料遇到腐蚀介质时电极电位迅速下降,在不锈钢晶界产生腐蚀——晶间腐蚀。
在奥氏体型不锈钢中添加钛或铌时,能提高其抗晶间腐蚀能力;添加钼、铜、钛,那么能提高其在还原酸(如稀硫酸)中的耐腐蚀性能,同时也提高其抗晶间腐蚀的能力。
降低含碳量也可减少晶间腐蚀倾向。
4〕奥氏体不锈钢交货状态一样为固溶处理后酸洗,酸洗的目的是使钢材表面形成氧化膜、对钢材表面进行钝化处理,使钢材具有耐腐蚀性。
但奥氏体不锈钢较软,表面极易在生产过程被划伤而使钝化膜遭到破坏。
钝化膜遭到破坏后,在使用中可能显现以下问题:a) 在低温介质中,会降低材料的韧性;b) 在腐蚀介质中,降低耐腐蚀性;c) 在高温介质中,在钝化膜遭到破坏处发生氧化。
5〕奥氏体不锈钢在剪切、焊接、卷圆、装配、运送过程中专门容易受到铁离子和其他杂质的污染,奥氏体不锈钢被污染后在污染处形成原电池,造成腐蚀,从而会阻碍奥氏体不锈钢制压力容器的使用质量和安全。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术分析
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术分析摘要:随着我国经济社会的不断发展,使得我国现如今能够应用的能源数量急剧下降,所以压力容器就在在这样的背景下被开发研究和发展。
奥氏体不锈钢压力容器是现如今主要的研究对象,在石油、化工、核电等行业设施中,奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术有着广泛的应用,是重要技术组成之一,具有绿色环保造价较低的主要特征,而且奥氏体还拥有一定的特性,例如:塑性较好,强度较低、具有一定韧性、不具有铁磁性的特点,可以对各种极端状况的发生进行有效的应对,所以就业前景发展状况较好。
本篇文章就使通过对奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术进行简单的分析探讨,从而阐明奥氏体不锈钢压力容器的良好发展。
关键词:奥氏体;不锈钢压力容器;技术;随着我国时代的不断创新和发展,科学信息时代的带来使得现如今压力容器被广泛的应用,例如:在石油、化工、天然气中应用等,所以在现在这个能源储备不断减少,特殊装置不断产新的社会时代背景下,通过对奥氏体不锈钢压力容器应变强化技术的研究,可以了解到其的运用方向有着很大的空间,可以作为压力容器设备建造领域的重点关注对象,原因是奥氏体不锈钢可以制造在极端环境下压力容器的重要组成材料具有抵抗腐蚀,抵抗恶劣温度,综合机械性的性能很好,从而促进绿色经济和低碳环保的发展。
一、奥氏体不锈钢应变强化技术基本原理承压设备在能源行业中处于核心地位,,其安全、可靠的工作对石油、核电等工业的发展具有重大影响。
奥氏体不锈钢由于其自身的优良特性,在极限条件下通常被用作高压容器的结构材料,但由于其自身的屈服强度较差,因此必须采用应力增强技术进行加固。
研究人员根据研究发现按实体不锈钢的盈利改变趋势和一般的碳钢相比存在一些不同之处,由于奥氏体不锈钢具有较为特殊的结构,并且没有屈服平台,屈服平台指的是在进行拉伸试验屈服之后,应力不随着应变的发生而升高,不发生强化行为的情况。
屈服强度和强拉强度之间应变硬化段较长,室温延伸率大于百分之四十。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术摘要:奥氏体不锈钢材料自身韧性较好,但其屈服强度较低,采用应变强化技术可明显提高其屈服强度,节省材料。
奥氏体不锈钢压力容器在应力增强过程中存在着两种不同的强化方式:一种是常温和一种是低温一种。
文章从应力增强的基本理论出发,分析和讨论了应力增强技术在奥氏体不锈钢压力容器中的应用。
关键词:压力容器;奥氏体不锈钢;应变强化引言:进入21世纪以后,我国不锈钢生产一直处在不断增长的过程中。
随着不锈钢生产总量的持续增长,奥氏体不锈钢所占的比重逐步提高,已达到总量的2/3。
这一改变使奥氏体不锈钢的价格节节攀升。
但是,应变增强技术可以提高奥氏体不锈钢的屈服强度,从而降低其成本,从而降低其价格。
一、奥氏体不锈钢压力容器1.奥氏体不锈钢压力容器的结构在开发压力容器时,采用上下两个半球状的球体,在两端各有一个管子。
该结构的优势是,在进行应力增强时,压力容器的各个部位受到的应力都是一样的,这样就能确保整体球在一个均匀的扩张条件下,不会对容器自身产生太大的损害。
但由于应变增强技术的特殊性,它很容易改变容器的形状。
所以,奥氏体不锈钢压力容器在应变增强技术应用到奥氏体不锈钢时,基本上采用了封头与圆筒进行焊接。
奥氏体不锈钢压力容器的头部和圆筒部位在应力增强时,其承受的压力是不同的,因而奥氏体不锈钢压力容器的变形最大可能出现在容器中部。
2.奥氏体不锈钢压力容器的分类根据应变强化技术的不同,奥氏体不锈钢压力容器可划分为常温和低温应变增强两种类型。
2.1常温应变强化模式正如其名称所示,常温应变强化模式是在常温状态下对奥氏体不锈钢容器进行水压强化。
其具体实现方法是将不锈钢奥氏体压力容器安装到马鞍上,再用清水灌入该容器,并将其与奥氏体不锈钢压力容器的一端相连。
在达到加压要求后,继续保持压力,直至奥氏体不锈钢压力容器完全成形,然后将其卸下。
1975年,瑞典的应力增强压力容器规范将奥氏体不锈钢压力容器的常温强化技术列入其中,并于1999年将其列入澳大利亚标准。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术发展绿色经济、低碳经济是我国政府对人民、对世界的庄严承诺。
科学技术是第一生产力,是发展绿色经济、低碳经济的必经之路。
承压设备关系石油、核电、煤化工等行业的长远发展,压力容器强化应变技术是承压设备核心技术之一。
奥式体不锈钢是一种具有奥氏体组织构造与性能的钢材,具有耐腐蚀、耐极端温度、综合机械性性能良好等特性,是制造适用于极端环境下压力容器的重要材料。
在能源危机日益凸显的当下,特种设备需要不断扩大,奥式体不锈钢压力容器应变强化技术仍具有巨大的应用前景,该技术一直是压力容器设备制造领域研究热点,本文就此进行概述。
1. 奥式体不锈钢压力容器应变强化原理奥式体不锈钢因其特殊的构造,应力应变行为不同于普通钢材,无屈服平台,屈服强度和强拉强度之间应变硬化段较长,室温延伸率》40%传统的压力容器是基于弹性设计准则设计的,通过限定危险截面应力范围,以增强容器可承压上限,常通过增加厚度、降低应力设计达到以上目的,需消耗大量的钢材,考虑到奥式体不锈钢昂贵的价格,传统压力容器设计原则显然无法满足需要[1] 。
为适应需求,设计人员常通过试加载、卸载,以永久性塑性变形奥式体不锈钢材料,使材料屈曲强度满足设计需求,制造容器后,再通过常温水处理强化,提高奥式体不锈钢屈服强度,一般采用此法设计,可减少20%- 50%勺钢材用量。
该技术许用应力公式为:,其中分母即为塑性变形过程[2] 。
2. 奥式体不锈钢压力容器应变强化技术模式该技术起源于瑞典Avesta Sheffield 公司,于1959 年成功推出第一个成品,被称为Avesta 模式,被纳入压力容器标准,并得到广泛推行,美国为发展航空工艺,逐渐建立了Ardeform 模式,但尚未被相关行业协会选作标准。
2.1 Avesta 模式Avesta 模式基本原理为,将奥氏体不锈钢压力容器于常温下行应变水压强化行塑性变形,最终提高材料屈服强度、抗拉强度,一般以液态氮、氧、氢为介质,可产生8%左右塑性变形,被广泛应用于民用。
奥氏体不锈钢的特点牌号与硬度分析
奥氏体不锈钢的特点牌号与硬度分析1.高耐蚀性:奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性能,能够在大气、水中和许多化学介质中抵抗腐蚀。
2.高强度:奥氏体不锈钢的拉伸强度和屈服强度较高,使其在结构工程中得到广泛应用。
3.良好的可塑性:奥氏体不锈钢具有良好的可塑性,可以通过冷加工或热加工来制造各种形状和尺寸的产品。
4.优异的加工性能:奥氏体不锈钢加工性能良好,可以通过切割、钻孔、焊接等方法进行加工和组装。
5.高温强度:奥氏体不锈钢在高温环境下仍然保持较高的强度和耐蚀性,适用于高温设备和工艺中的应用。
6.耐热性:奥氏体不锈钢具有较好的耐热性能,能够在高温环境中长期使用而不出现明显的退火变软现象。
7.具有良好的焊接性能:奥氏体不锈钢焊接性能良好,可以通过不同的焊接方法进行焊接,并且焊接接头区域的性能与母材相似。
1.304不锈钢:硬度范围为HB≤187、304不锈钢是一种常见的奥氏体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性和可塑性,广泛应用于食品加工、化工和医疗行业。
2.316不锈钢:硬度范围为HB≤217、316不锈钢具有更好的耐腐蚀性能和耐热性能,适用于海洋环境和高温设备。
3.321不锈钢:硬度范围为HB≤187、321不锈钢具有良好的耐高温性能,适用于高温炉、热处理设备等。
4.304L不锈钢:硬度范围为HB≤187、304L不锈钢是304不锈钢的低碳版本,具有更好的焊接性能和抗晶间腐蚀能力。
5.316L不锈钢:硬度范围为HB≤217、316L不锈钢是316不锈钢的低碳版本,具有更好的焊接性能和抗晶间腐蚀能力。
需要注意的是,不同厂家生产的不锈钢材料可能存在细微的差异,因此在应用时应根据具体要求选择合适的牌号和硬度。
总结:奥氏体不锈钢具有高耐蚀性、高强度、良好的可塑性、优异的加工性能和高温性能等特点。
常见的奥氏体不锈钢牌号包括304不锈钢、316不锈钢、321不锈钢等,每个牌号具有不同的硬度范围。
根据具体的应用要求,可以选择合适的牌号和硬度的奥氏体不锈钢材料。
奥氏体不锈钢压力容器制造技术规范小结
奥氏体不锈钢压力容器制造技术规范小结作者:陶肇瑜来源:《中国科技博览》2013年第28期[摘要]总结了奥氏体不锈钢制压力容器需注意的几个要点,并对不锈钢的晶间腐蚀处理和应力腐蚀防护做了简单解释和引申。
[关键词]不锈钢、晶间腐蚀、应力腐蚀中图分类号:TG457 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0043-01不锈钢,顾名思义,就是不易生锈的钢,准确的说是在空气及弱腐蚀介质中具有抵抗腐蚀的特性,但不是绝对的不生锈不被腐蚀,而是生锈量、被腐蚀量少,生锈和被腐蚀的过程较慢,甚至根本不能察觉。
由于不锈钢具有上述特性,所以在压力容器的制造中被广泛应用。
作为一名压力容器制造监检员,本人就从监检的角度谈谈奥氏体不锈钢压力容器制造中应该注意的一些问题。
1.钢板的选用及存放场地。
根据国家质检特函(2010)86号的相关内容,在TSG R004-2009《阿固定式压力容器安全技术监察规程》正式实施后,压力容器制造单位应当选用GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》规定的不锈钢钢板(带)生产压力容器。
不锈钢材料的存放区相对隔离,严禁与其他金属材料混放。
存放架应为木质或垫以橡胶垫。
2.焊接。
①由于奥氏体不锈钢导热系数小而热膨胀系数大,焊接时易于产生较大的变形和焊接应力,因此应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。
②由于奥氏体不锈钢导热系数小,在同样的电流下,可比低合金钢得到较大的熔深。
同时又由于其电阻率大,在焊条电弧焊时,为了避免焊条发红,与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比,焊接电流较小。
③焊接规范。
一般不采用大线能量进行焊接。
由于奥氏体不锈钢热裂纹敏感性大,应严格控制焊接线能量,防止焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的发生。
④奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。
为了防止焊缝和热影响区的晶粒长大及碳化物的析出,保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓,应控制较低的层间温度,一般不超过150℃。
此外,不锈钢材料制造的压力容器焊缝表面不得有咬边。
应变强化奥氏体不锈钢液态二氧化碳储罐强度裕度研究
Байду номын сангаас
前 国 内暂时未推广应 变强化技 术在其 中的应用。文章在 一 4 O℃材料 力学性能试验基 础上 , 应 用数值仿 真对应 变强化 液
态二氧化碳储罐 的强度裕度进行 了研 究 , 并结合标 准分析 了该应 变强化储罐 的安全性 , 结果表 明应 变强化奥 氏体不锈钢 液态二氧化碳储罐其爆破压 力与设 计压力比值为 3 . 6 4, 仍 然具 有较 高的强度裕度 。
t e c h n i q u e,p r e s t r a i n a n d l o w t e mp e r a t u r e a r e t wo i mp o r t a n t f a c t o r s t o a c h i e v e s t r e n th g e n i n g e f f e c t ,a n d a l s o t h e k e y s t o
应 变 强 化 奥 氏 体 不 锈 钢 液 态 二 氧 化 碳 储 罐 强 度 裕 度 研 究
李青青 ,郑津洋 。 ,张 潇 , 缪存 坚 , 高晓哲 ,马 利
( 1 . 浙江 大 学 化 工机械 研 究所 ,浙江 杭 州 3 1 0 0 2 7 ; 2 . 浙江 大学 高压 过程 装备 与 安全教 育部 工程研 究 中心 ,浙江 杭 州 I 3 1 0 0 2 7 ; 3 . 浙江 大学 流体 动 力与机 电 系统 国家重点 实验 室 ,浙江 杭 州 3 1 0 0 2 7 )
奥氏体不锈钢在制造钢制压力容器时设计与工艺的重要性
奥氏体不锈钢在制造钢制压力容器时设计与工艺的重要性作者:夏红庆来源:《中国新技术新产品》2020年第12期摘要:随着经济的发展压力容器在生活、科研、石油化工、轻纺以及食品等多个的应用范围十分广泛,由于在特定的使用的环境下比较复杂,具备了易燃、易爆等特点,在温度、压力及介质的综合作用下会导致设备失效损坏,发生事故。
因此,为了确保压力容器工作的安全可靠状态,压力容器在制造过程中对材料的选择显得十分重要。
关键词:锅炉压力容器;材料选择;焊接质量中图分类号:; TG142.71; ; ; ; ; ; 文献标志码:A压力容器用奥氏体不锈钢制造压力容器时选择材料非常重要,选材时综合考虑压力容器在制造过程中的冷热加工作用,还应该考虑内部介质、温度和外部介质、温度在环境中的作用要有相容性以及设备在使用过程中复杂情况,特别是介质的腐蚀问题具有重要意义,下面重点研究奥氏体不锈钢在锅炉压力容器选材的重要性[1]。
1 介质对奥氏体不锈钢材料的在正确选用重要性在使用奥氏体不锈钢制造压力容器时,首先要了解压力容器在使用过程中的介质情况、温度情况、环境情况以及压力容器在制造成过程中制造成工艺来分析各类因素对奥氏体不锈钢在制造压力容器使用的影响,这样设计人员正确选用合适的材料来分析材料的特性,明确压力容器在制造、使用和今后的检验工作中的注意事项。
1.1 介质情况要考虑介质特性对奥氏体不锈钢在使用过程中会产生的腐蚀,主要表现在腐蚀形态,表面作用对其钝化膜要求,一些介质因素能够使表面钝化膜发生破坏,例如有些活性阴离子(如氯、硫、氟、溴、碘等)。
对奥氏体不锈钢的腐蚀一般表现为局部腐蚀,其主要腐蚀形态有点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀以及腐蚀疲劳,在设计时了解介质特性至关重要。
奥氏不锈钢依赖钝化膜而耐腐蚀,主要是用在氧化性或弱氧化性介质中,在还原性比较强的氧化性介质中绝大多数不锈钢不能使用,以防有晶间腐蚀。
因此,对不锈钢制压力容器提出晶间腐蚀的检验要求。
奥氏体不锈钢压力容器制造要求
奥氏体不锈钢压力容器制造要求奥氏体不锈钢压力容器制造中,具体要求如下。
奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性,这与它的铬含量有关:当铬的质量分数达到10.5%~12%时,合金表面就能够形成一层致密的、具有保护性的钝化膜;一旦钝化膜遭到破坏且因局部含铬量低而难于自身修复时,其耐腐蚀性就会降低甚至丧失。
如果奥氏体不锈钢与铁离子接触,铁离子会吸附地钝化膜上,并形成原电池,引发电偶腐蚀。
如果奥氏体不锈钢与氯离子接触,钝化膜在穿透性很强的氯离子作用下极易遭到破坏,氯离子在奥氏体不锈钢表面形成众多、微细的腐蚀小坑,这些腐蚀小坑会加剧奥氏体不锈钢耐腐蚀性的降低。
制造企业在控制奥氏体不锈钢的铁离子,氯离子、碳素钢或低合金钢污染方法,具体要求如下。
1)应有奥氏体不锈钢板材、管材、封头、零件、半成品、成品专用的室内存放场地;且它们存放时不得与铁锈、碳素钢、低合金钢等接触。
2)应有专用的奥氏体不锈钢压力容器制造车间;制造环境应保持清洁、干燥,并严格控制灰尘;制造车间宜采用硬化水泥地面,地面清洁宜使用集清洗、吸干为一体的洗地设备。
3)制造过程中应避免奥氏体不锈钢表面机械损伤;在进行焊接或热切割前,在可能遭受飞溅物的奥氏体不锈钢表面应喷涂或涂敷防飞溅剂涂层。
4)奥氏体不锈钢钢板下料用的自动等离子切割机应专一使用,避免用其切割碳素钢、低合金钢,其切割水箱和内部托架应采用奥氏体不锈钢制造。
5)应将卷板机的碳素钢压辊进行表面处理,对于专一或经常卷制奥氏体不锈钢钢板的卷板机,应将其压辊进行不锈钢材料的表面堆焊;对于偶尔卷制奥氏体不锈钢钢板的卷板机,应清除压辊表面铁锈并采用衬垫(如铝箔等)将压辊与奥氏体不锈钢钢板隔离卷制。
6)材料标志移植和焊缝标记应采用无氯记号笔(不得采用钢印标记);容器的碳素钢抱箍在安装时应采用衬垫(如铝箔等),不得将碳素钢抱箍与奥氏体不锈钢直接接触;与奥氏体不锈钢筒体直接接触的滚轮架、滚轮宜采用聚氨酯材料(不得采用碳素钢和低合金钢材料);角向磨光机应采用不锈钢专用砂轮片(不得采用普通砂轮片);焊道清根或焊缝返修宜采用角向磨光机打磨(为防止渗碳,避免使用碳弧气刨);临时焊接于母材或与母材直接接触的组对用具和临时吊耳等,其焊接面、接触面应选用奥氏体不锈钢材料(不得采用碳素钢和低合金钢);吊装索具应采用吊带索具或不锈钢链条索具(避免采用碳素钢钢丝绳索具)等。
奥氏体不锈钢压力容器制造中的应变强化技术应用
奥氏体不锈钢压力容器制造中的应变强化技术应用摘要:在制造低温压力容器时,有必要根据市场需求不断优化容器的功能和质量,提高容器应用的安全性。
在设计和制造压力贮器时,可以减少生产链中的能量损失,结合变形强化技术,提高材料的弹性强度,并降低贮器的应用重量。
采用这种技术有许多好处,不仅降低了集装箱材料的成本,而且提高了集装箱的性能,使其在市场上更具竞争力。
因此,企业在制造集装箱时必须更加重视这项技术。
关键词:奥氏体不锈钢;压力容器制造;应变强化技术;应用;引言奥氏体不锈钢强度较低,在长时间的应力作用下,可能出现腐蚀问题。
所以,应用该材料的化工设备要做好防应力腐蚀工作,对腐蚀进行有效防护,避免设备运行产生影响。
1奥氏体不锈钢压力容器的制造要求在进行压力容器设计时,需要根据应变强化技术的不同应用方式,将容器划分为2种类型,一种是低温的应变强化容器,另一种是常温的应变强化容器。
低温应变强化模式在应用时,可以提高容器的低温应变性能。
但因为这项性能,会受到材料结构设计和成分等因素的影响,因此在进行低温应变强化技术应用时,存在较大的限制。
首先在进行低温应变强化设计时,需要将不锈钢压力容器,完全浸泡在液氮的环境中。
但在进行液氮环境构建时,需要投入更多的资金成本,且在进行环境建设时,存在一定的难度。
因此这项技术在应用时,对整体的施工成本存在较高的要求,限制了这项技术的发展。
在对奥氏体不锈钢压力容器进行设计时,采用常温的应变强化设计模式,可以在常温的状态下,对容器进行水压强化。
技术在实施的过程中,是将压力容器固定在鞍座上,向容器中注入水。
将奥氏体不锈钢压力容器的一端,与增压泵进行有效的连接,如果已经满足强化压力的标准,就要进行保压操作,直到压力容器发生塑性变化之后,才能将其全面卸载。
在压力容器常温应变强化技术不断发展的过程中,这项技术已经纳入到瑞典的应变强化压力容器设计标准中,随后在发展的过程中,技术的实施标准变得更加规范。
压力容器用奥氏体不锈钢制造特点
一个制造环节从而保证不锈钢压力容器的制造质量。
关 键 词 :奥氏体不锈钢;压力容器;防护;焊接
中图分类号:TQ050.6 文献标识码: A
文 章 编 号 : 1004-0935 (2 0 2 1 ) 05-0689-03
通常压力容器制造中所使用的钢板由之前的单 一 化 逐 渐 演 变 为 很 多 种 ,而 在 平 常 用 途 中 能 广 泛 应 用到的有碳素钢、低 合 金 钢 、奥氏体不锈钢、铁素 体 不 锈 钢 、双 相 不 锈 钢 以 及 复 合 钢 板 ,它们因具有 不 同 的 力 学 性 能 而 被 应 用 于 不 同 的 方 面 ,每种钢板 都 具 备 自 身 的 特 点 及 优 势 ,适 用 于 不 同 环 境 场 所 [1_3]。上 述 钢 板 都 会 经 过 一 定 的 特 殊 处 理 来 改 变 力 学性能,从而满足使用要求。其 中 ,经过一些特殊 的处理后主要使得钢板中的含碳、铬 、镍等合金元 素 含 量 满 足 使 用 要 求 ,用 于 不 同 的 工 况 下 。奥氏体 不锈钢板因为它的性能满足压力容器使用方面中的 很 多 要 求 ,因 而 性 能 在 经 过 特 殊 处 理 后 表 现 较 为 突 出 ,而被广泛应用。它的主要特性表现为抗腐蚀、 抗 高 温 、抗低温方面,其综合力学性能以及工艺性 能 也 都 得 到 了 验 证 ,并 在 制 造 过 程 中 广 泛 应 用 。奥 氏体不锈钢经过特殊处理后使其在内部具备了一些 特 殊 的 金 相 组 织 结 构 ,在 表 面 形 成 了 钝 化 膜 ,这些 特殊的组织及结构使得奥氏体不锈钢在一些平常环 境 下 很 稳 定 ,很 难 与 介 质 发 生 化 学 反 应 ,但往往会 在转运和翻转的时候将表面划伤,以及制造厂制造 过程中由于没有采取相应的不锈钢表面防护措施, 很容易将表面划伤、擦 伤 ,在 焊 接 、气割过程中不 注意防护,焊 接 飞 溅 、割液等因素都会与介质发生 缓 慢 的 化 学 和 电 化 学 腐 蚀 ,这 在 平 常 的 生 产 中 不 易 发 现 ,时间一长就会发生大的事故,所以在制造过 程中必须采取必要的防护措施。
应变强化奥氏体不锈钢力学行为研究及应用
应变强化奥氏体不锈钢力学行为研究及应用韩豫;陈学东;刘全坤;钱凌云;陈从升【摘要】针对奥氏体不锈钢塑性和韧性优良但屈服强度低的问题,提出采用应变强化工艺来提高奥氏体不锈钢的屈服强度。
研究了应变强化工艺中的两个关键工艺参数——应变量和应变速率对材料力学行为的影响。
对应变量的研究结果表明,将奥氏体不锈钢的应变强化量控制在10%左右,材料的屈服强度可以得到显著提高。
由此可大幅减薄压力容器的设计壁厚,实现压力容器的轻型化设计。
与此同时,在10%左右的形变量下,因形变诱发的马氏体量很少,材料仍保持了较好的塑性和韧性,为压力容器的安全设计提供了保证。
对应变速率的研究结果表明,在准静态条件下,奥氏体不锈钢材料力学性能指标对应变速率不敏感,但过小的应变速率会导致材料出现锯齿形屈服,产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应。
%Cold stretching technique was proposed in order to overcome the disadvantages of low yield strength for austenitic stainless steel(ASS).The key parameters for cold stretching were strain level and stain rate,and their influences on the material properties were investigated.Based on the control of different strain levels,the material parameters of strength,ductility and volume fraction of deformation-induced martensite were obtained.The results show that ASS's yield strength can be improved significantly by cold stretching technique and thus the wall thickness of pressure vessel can be substantially reduced.Meanwhile,ASS's ductility and toughness only to be minor affected,which will guarantee safe operation for pressure vessels.The test results also show that in the quasi-static conditions,the mechanicalparameters of ASS are not sensitive to strain rate.However,too small strain rate will lead to occurrence of serrated yielding,which is called PLC effect.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2011(022)021【总页数】5页(P2633-2637)【关键词】应变强化;奥氏体不锈钢;屈服强度;轻型化;锯齿形屈服;Portevin-Le;Chatelier(PLC)效应【作者】韩豫;陈学东;刘全坤;钱凌云;陈从升【作者单位】合肥工业大学,合肥230009;合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心,合肥230031;合肥工业大学,合肥230009;合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心,合肥230031;合肥工业大学,合肥230009;合肥工业大学,合肥230009;合肥工业大学,合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TH490;TG142.250 引言奥氏体不锈钢因其具有良好的塑性、出色的高低温韧性、优异的抗腐蚀性而在压力容器和管道等承压设备领域应用广泛[1]。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术探析
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术探析摘要:在能源工业的不断发展,奥氏体不锈钢压力容器在石油、化工行业的储存、生产、运输中发挥着重要作用。
由于奥氏体不锈钢强度差,导致传统的压力容器普遍存在容器壁厚、质量高、重容比大等问题,随着科技的发展,利用应变强化技术可以提升奥氏体不锈钢的强度,为奥氏体不锈钢压力容器的轻型化发展提供重要助力。
关键词:奥氏体不锈钢;压力容器;应变强化技术;探析;自进入21世纪以来,我国各个行业都进入了高速发展阶段,其中能源工业的发展态势蓬勃向上。
随着能源市场的需求量变大,对压力容器的使用和需求随之增多,同时以节约资源为出发点,将压力容器向轻型化发展成为压力容器设计的新方向。
近些年来,奥氏体不锈钢被广泛的应用各个领域,由于其韧性大、可塑性高、耐蚀性强等优点,是石油石化工业压力容器首选的材料,与此同时奥氏体不锈钢本身屈服强度低,使生产出来的压力容器存在着壁厚、质量重、重容比大等缺点。
由于应变强化技术可以有效的提高奥氏体不锈钢的屈服强度,改善壁厚、质重、重容比大等问题,对实现奥氏体不锈钢压力容器轻型化设计有着重要意义。
一、奥氏体不锈钢应变强化技术原理在传统的奥氏体不锈钢压力容器设计中,主要是以奥氏体不锈钢的弹性为设计准则,即将最大的截面应力控制在材料的屈服极限范围内,受到奥氏体不锈钢的屈服强度差影响,导致压力容器的壁厚较厚。
通过相关实验数据显示,奥氏体不锈钢本身没有明显的屈服强度,而是把0.2%的拉伸强度认定为屈服强度,这样一来,拉伸强度和屈服强度间形成了较长的硬化段,这也是奥氏体不锈钢具有强应变硬化特征的重要原因。
为此,在奥氏体不锈钢压力容器设计制造的过程中利用这一特征成为一项新的技术——奥氏体不锈钢压力容器应变强化技术。
其原理是:利用外力作用使奥氏体不锈钢材料的变形量超过0.2%变形量后,继续加载到σk 卸载外力,此时一部分材料发生永久性变形,当再次加载外力时,σk成为了新的屈服强度,有图1可知,新的屈服强度明显高于之前0.2%的屈服强度,进而实现了屈服强度提高[1]。