浅析压力容器用钢的发展

浅析压力容器用钢的发展

压力容器用钢是压力容器设计与制造的基础。本文从钢材质量的提高、高强度低合金钢的发展、奥氏体不锈钢新技术的采用和新材料的引入等方面阐述了我国压力容器用钢的发展和压力容器用钢标准的技术进步。压力容器广泛应用于化工、能源、冶金、航天等领域，在国民经济中发挥着重要作用。材料是压力容器的基础，是设计和制造的先决条件。伴随着我国压力容器行业的发展，材料技术在质量、强度和性能等方面都取得了很大的提高，对推动设备的大型化、轻型化，实现能源的节能降耗起到了关键作用。 1.钢材质量新修订的一系列压力容器标准均对材料质量提出了更为严格的要求，具体体现在以下几个方面。 1.1.熔炼方法。钢板的制造工艺是决定钢板质量的主要因素。TSG R0004-2009《固定式压力容器安全监察规程》指出：压力容器受压元件用钢应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢，对于高参数钢材还应当采用炉外精炼工艺。经过初炼加精炼的炉外精炼技术可使钢水温度和成分均匀化、严格控制钢材的化学成分、去除有害物质，从而大大提高钢材质量。GB3531、GB19189和GB24511等压力容器钢板标准中均已要求钢材制造须采用转炉或电炉加炉外精炼的冶金技术。 1.2.化学成分。S的热脆性和P的冷脆性是影响钢材质量的主要因素。从承压设备用钢标准的发展趋势来看，钢中S、P含量限制的越来越严格。《固容规》中严格规定了焊接用钢以及压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢的S、P含量。相应的压力容器用钢板标准中所规定的S、P含量指标与欧洲标准处于同一水平、优于美国标准指标，在某些标准中甚至优于欧洲标准。 1.3.力学性能。冲击功体现了材料抵抗冲击韧性的能力。为预防碳素钢和低合金钢制压力容器发生脆性破坏，规定了碳素钢和低合金钢的冲击功最低值。《固容规》和GB150.2-2011中均提高了钢板的冲击功指标并且对钢材标准抗拉强度下限值的分档细化，为降低安全系数、减薄壁厚、实现成本节约提供了可能。 2.低合金钢随着我国工业投资项目的增加和项目规模的不断扩大，化工装备在逐渐朝着大型化方向发展。设备的大型化会带来土地的节约、外围管线和仪表的减少，但也必然会导致钢板厚度的增加。钢板过厚不仅会影响焊接质量，还会带来过多的焊接残余应力，造成安全隐患。通过提高钢材强度来降低钢板厚度是实现装置