压力容器可靠性分析

?必威动态 ????|???? ?2019-07-15 12:25


  钢为例,就接头区脆化倾向作了详尽的论述。压力容器能够承受压力的密闭容器。压力容器的用途极为广泛,它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。
  加氢反应器是石化工业中的重要设备,一般都是在高温、高压、临氢及腐蚀介质下工作。各重型机械制造企业在致力于开发研制新材料的同时,更注重其安全可靠性的研究(research)。压力容器的安全可靠性靠质量来保证。焊接结构压力容器的核心问题是焊接接头区的脆化倾向。制造压力容器常用的钢种是FG-43钢板,利用国产J507型低氢焊条进行焊接,大家对这种具体焊接接头区脆化倾向进行评定,也就是进行可靠性分析。
  ++疲劳性能是优良的+++ 3产品上应用试验在工艺试验基础上,采用研制焊条修复了堆焊时搭接不完整的部位及边缘,如。分气缸锅炉的主要配套设备,用于把锅炉运行时所产生的蒸汽分配到各路管道中去,分汽缸系承压设备,属压力容器,其承压能力,容量应与配套锅炉相对应。分汽缸主要受压元件为:封头,壳体材料等。
  用LZ42焊条修复堆焊层示意图焊前先用砂轮打磨圆滑,煤气预热180-250C,04mm,LZ42焊条直流电源反接,焊接电流150270A,短弧操作,焊后用煤气加热缓冷,再进行550*C>6h消除应力热处理(chǔ lǐ)。出炉后打磨手工补焊处,进行探伤巡查未发现裂纹。2.5抗冷热疲劳试验连铸堆焊辊经常处在急冷、急热条件下使用,所以,研制的合金(alloy)要经反复多次的冷热交变而不产生疲劳裂纹。一般的说,冷热交变50次,材料不产生裂纹,就说明该材料的抗疲劳能力很好。本试验是将试样加热到600 650C出炉急冷,反复加热60次,每次进行一次表面抛光,检查均未发现裂纹,说明研制焊条的4结语采用合金焊丝低氢药皮少量过度合金是可行的。研制的焊条熔敷金属具有优良的抗裂、耐腐蚀、耐氧化综合性能。该焊条的研制成功不仅解决连铸辊堆焊生产问题,也为今后开发新的焊接材料积累了经验。
  FG-43钢性能概况根据蒂森企业的说明书先容,FG-43钢符合德国工业标准STE43的规定,它是一种细晶粒的高强钢。可以用来制造各种焊接结构,如压力容器、桥梁以及起重机械等。
  FG-43钢的金相组织为铁素体和珠光体,呈带状分布,晶粒度为9级。FG-43钢与国产15MnVN钢相近,不同的是它还含有Ni,Ni能起到固溶强化作用,还能提高低温下的冲击值。由化学成分看出,FG- 43钢Mn-Si-V-N系低合金结构钢。在焊接低合金结构钢时,由于热影响区易于淬硬,对氢的敏感性强,焊接内应力大,因此有产生裂纹的倾向。
  的正火处理对材质的韧性是不利的,随正火温度的提高冲击韧性下降,硬度值有所上升。
  对于FG-43钢板的焊接材料匹配情况,蒂森企业为FG-43钢的焊接推荐的焊条为E808,而国内均选用J507焊条。由于FG-43钢板属低合金高强钢,焊接时有淬硬倾向,对氢的敏感性较强,因此,应选用这种高塑性低氢焊条,以便达到严格控制焊缝质量的要求。
  FG-43钢焊接质量分析过去的十几年里,国内利用FG-43钢制造的压力容器在不同程度上都出现过问题,而这些问题又都发生在焊接接头区,因此焊接质量就成了主要矛盾(事物属性的对立)。分气缸锅炉的主要配套设备,用于把锅炉运行时所产生的蒸汽分配到各路管道中去,分汽缸系承压设备,属压力容器,其承压能力,容量应与配套锅炉相对应。分汽缸主要受压元件为:封头,壳体材料等。
  要找出FG-43钢板产生脆断的原因,一方面要研究(research)材料的断裂韧性(toughness);另一方面还要研究材质的脆性转变温度。两方面的综合就构成了材质的抗断裂性能。同样要找出焊接接头产生开裂的原因,也必须研究焊接接头区的断裂韧性和脆性转变温度。影响(influence)焊接接头质量原因要比母材复杂的多,焊接材料的选择(xuanze)、焊接规范的大小、焊接工艺的控制以及焊接接头区淬硬组织的存在等都直接影响焊接接头断裂韧性和脆性转变温度。
  3用落锤试验法评定脆性转变温度落锤试验法已被国内外公认,由于这种方法简单,实验模拟性强,又具有较好的再现性,被广泛采用,落锤试验是以产生开裂的最高温度为依据,该温度就是材质的无塑性转变温度,即通常所说的脆性转变温度。通过试验,FG-43钢的NDT为-45C.可见,该材质脆性转变温度符合一般压力容器安全使用条件。
  但是,焊接接头各区的情况有所不同,其脆性转变温度均比母材高。例如,焊缝区的NDT为-20C,熔合线的NDT为-30C,热影响区的NDT为-30C.可见,焊缝区的脆性转变温度最高,只有-20C.因此,这种用J507焊条焊接而成的接头,就安全使用来讲,不能低于-20C.这是最低使用温度范围。热影响区的脆性转变温度也提高了15C,这正是脆化的结果。
  4用裂纹张开位移试验评定断裂韧性裂纹张开位移试验断裂力学中的一种,通过这种实验可以测试材质的断裂韧性,进而评定结构的安全性及可靠性。通过试验,FG-43钢的断裂韧性在-40C条件下,*=焊接接头各区的情况有所不同,在同样的试验温度下,其断裂韧性值要下降很多,这又说明焊接接头区脆化的结果。
  具体试验结果如下:焊缝区的断裂韧性值:熔合线的断裂韧性值:热影响区的断裂韧性值:可见,熔合线部位的断裂韧性值最差,该区域就形成了焊接接头区的薄弱环节,在进行压力容器可靠性分析时,必须着眼于这个部位。
  总之,焊接对压力容器的影响主要就表现在使得焊接接头区发生脆化倾向,这一倾向不但从硬度值上、冲击韧性上反映出来,而且也可以从脆性转变温度及断裂韧性上反映出来。所以在进行可靠性分析时应全面进行比较。
  5结语随着石化科技事业的迅速发展,人们越来越重视容器的安全可靠性,因为它关系到人民生命财产的安全。无论是新产品的开发,还是新材料的研制,都是在致力于追求其最大的安全可靠性。但这发面的工作还任重道远,需要人们从各个领域认真探索,安全可靠性还有待进一步提高。