低温压力容器设计中的关键问题

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第６期
姜
营：低温压力容器设计中的关键问题
低温压力容器设海油山东化学工程有限责任公司，山东济南２５００００）
摘要：低温压力容器的特点是易产生脆性破坏，脆性破坏会导致灾难性事故。文章分析了低温脆性断裂的基本特征和断裂机理，并探讨
此，低温压力容器用钢必须具有足够的低温韧性和较低的脆性
转变温度。
１低温脆性断裂的基本特征和断裂机理
２低温压力容器的选材
低温压力容器由于使用温度较低，容器材料的脆性、韧性等物理性质容易发生极大的变化，如脆性增大、韧性降低等，使得容器产生致命的破坏。低温压力容器用钢材除满足
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌｓｗａｓｐｒｏｎｅｔｏｂｉｒｔｔｌｅｆａｉｌｕｒｅａｎｄｂｒｉｔｔｌｅｆａｉｌｕｒｅｗｉｌｌｌｅａｄｔｏ
１．１低温脆性断裂具有以下基本特征Ｊ
任何征兆，因此这种脆性破坏危害巨大，对人们的生命、财产安
全产生极大的隐患。防止低温压力容器的脆性破坏应该从低
温压力容器的选材、结构设计、制造检验等环节进行有效的控制。文章结合低温脆断的特点，从上述几个方面对低温压力容器设计中的关键问题进行总结。
１．２低温脆性断裂机理
一
般碳素钢和低合金钢具有体心立方晶格结构，这种结构
决定了材料随着温度降低强度增加而韧性降低；这类金属材料具有冷脆特点，在温度降低时，材料的韧性急剧下降。在温度高于脆性转变温度时，材料处于韧性状态，低于脆性转变温度时，材料由韧性状态转为脆性状态。若容器中存在不可避免的缺陷时，在低于脆性转变温度时，材料就会发生脆性断裂。因
低温技术的发展促进了低温压力容器的应用，低温压力容器是低温工业中的关键设备，其应用日趋普遍。受低温环境或低温介质的影响，容器材料的韧性下降，容器可能会发生脆性破坏，这种破坏形式不呈现显著的塑性变形，脆性破坏前没有
ＫｅｙＰｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＰｒｅｓｓｕｒｅＶｅｓｓｅｌｓ
Ｊｉａｎｇ（ＣＮＯＯＣＳｈａｎｄｏｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）
ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃａｃｃｉｄｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｉｒｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ￣ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉｌ，ｄａｅｓｉｇｎ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｉｎｒｇ，ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ，ｅｔｃ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｈｅｌｐｔｏｔｈｅｄｅｓｉｎｇｆｏｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ；ｂｉｔｒｔｌｅｆａｉｌｕｒｅ；ｄｅｓｉｎ；ｓｇｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｍａｔｅｉｒａｌ
了低温压力容器选材、设计、制造检验等过程中应该注意的关键问题，以期对低温压力容器的设计提供借鉴和帮助。
关键词：低温压力容器；脆性破坏；设计；选材
中图分类号：ＴＨ４９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８—０２１Ｘ（２０１７）０６一Ｏ１１１一Ｏ３