浅谈铬钼钢压力容器的设计、制造与检验.pdf

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2011年第17期
浅谈铬钼钢压力容器的设计、制造与检验
张宝坤
(宁夏宝塔石化设计院宁夏银川750001)
摘要]木文就佫钳钢的卞要特性,容器的结构设山过程巾的注意事项,制造过程巾的测和热处理,以及铬钼倒的最新进展简要介绍
提出了只有了解钼钢的特性,オ能真正处理好现实巾遇到的问题
【关鍵词〕铬钼钢;特性:热处理;制造;检测
0概述
与接管
铬钿钢是压力容器常用钢之一,它广泛用丁炼油、化工及各类加
投压力容器开ロ,通常采用补强板、接管与器壁对等方式来
补强。补强板补强最简使,但山于铬硬倾向人、在补强板与器焯
氢装置和重整装置中的临氢设备上,只有优异的抗氢腐蚀性能和良好连拨的角焊鐘交界处,易出现裂纹,而几只能川磁粉或渗透方法测
的高温喦度,是高温高压容器売体和封头的首选材枓。
焊维表面,无法检測内部缺陷,给使用造成了潜在的隐志,因而不主求
1铬钼钢的主要特点
使用补蛆板补。对于止力较低器壁较薄而丹1直径又较小时,通常
采川接管补强,如图2-1-1
铬钼具有优异的抗氢腐侠性能和高温氧化能力,从而在高温
高压临氧环境巾得到了ゲ泛的应用,但2.25Cr-1Mo、3Cr-1Mo、和3Cr
岡滑过渡
1Mo-0.25V等铬钊钢长期在370C~-595℃的温度范用内操作会生冲
击初件下降,切陁转变温度升高的现象,即回火脆性。另外铬钼钢又是
度高、淬使同大,易声生氢致裂纹(即延迟裂纹)的钢种。为了解决
回火脆性和氢致裂纹煎感性问题,固采取控制钢材的化学成分,提向
沖击韧性要求,并在制造过程中对焊接、热处理、检验等提出了相应的
系列特殊要求。所以我们要想真正处理好现实中遇到的问趣,就要
真d的了解和掌铭钊钢的特性是非常必要的。
1.1耐热性
图2-1-1接管补强图2-1-2厚壁管翻边与器壁对接结构
金属材枓抵抗高温化能力,称时热性或抗氧化性。它要求材
在中、高温条件下金相组织稳定,否则就可能产生石化现象。如碳素
对于止力较高、厚较厚或片11直径较大时,通常采用制厚平
在425℃以上,C:-0.5Mo。在475℃以上长时间使用时,側巾的管加⊥出翻遍并与器壁对接焊接结构,如图2-1-2,它不但可以采用
体会白行分解析出原子,产生石化,金属料的脆性急増大。此射线或超声检测来检測缺陷,保证质量,而且焊接线余应力与受压产
外,耐热钢还要求钢材其有较向的向温持久强度和蠕变限。而含イ
生的最人应力集中分离而减轻连接处的应力水平,因而它是高压高温
热稳定和强候化物形成元素Cr、Mo、V的铬制,叫提高深後体的厚铬年制乐力容器的一种较理想的补强结构型式。
变枚限
所有器壁相焊的附们(受压件与非受止们),均希望采用双个焊
1.2抗氧化性
透结构,并要求焊完一雨后,从另一面清除焊根,经磁粉檢测仚格后再
金属材料因吸氢导致性降低、性能感化的现象称为氢援完成另面界,并对美进行超或做检测。面像贴补强板那杆
伤,也可以称为氢脆。酸洗、电解或腐蚀反成产牛的氢,金属凝面后在容器上贴块钢板,周边采用角缝進接的结构,是不可取的
部线存的氢,以及介质环境中的氢都可能被材料吸收而扩散至内部引2.3裙座(支座)与器壁的连接
起氧脆。氧损伤可以导致多利形式的村料失效,如氧鼓泡、氧致脆性川
当立式容器直径小、高度低、质量径时常采用支耳文撑结构,此时
裂、高温氢腐蚀等
需注意不能选用带有板的支耳,否则会出现与前面所述的采用补
对于白化行业巾的临氯容器,选用铬主要是为了防止高温氬板补强结构同样的弊端。筋板与器壁的焊按应采用开坡口全焊透结
腐蚀
构。当选用裙式支座时联接处的一段裙座材质应与売体相同,且长度
1.3回火脆性
不能小于500m,也可样不能选用与器壁角接或搭接近接結构,应
这里所谈的回火脆性是指材长期在某一温度范围内操作而产采川对接结构,以避免层下裂纹和无法檢测内部缺陷的略病。当容器
生的冲击韧性下降(初脆转变温度?高)现象
温度较高,联接处劇性较大时,还应米用热箱结构,以降低联接处由于
1.3.1Cr-Mo创的回火脆性发生在370℃~595℃的温度范固内,接近
过大的温度度而引起的端差成力,如图2-3-1所示
这个温度范围的上限时,脆化速度高,接近这个温度下限时,化发展
缓慢。炼油⊥业中的加氢反成器等临氢压力容器就止好长期操作在这
温度范堌内,这一现象引起人们极人的关注。
过波段
1.3.2化材料和非脆化材料的差別,仅表现在缺11冲击初性和初脆
转变温度的不同,血拉仲性能尢明显的差别。同火脆化的程度·殺是
草切膪转变温度的升高来表现的。回火脆化对上.平台沖击功仪有轻微
诺座壳
的影
N
1.3.3大量的试验表明、在压力容器常用的Cr-Mo钢中.含Cr量为
箱不保温
2%-3%的Cr-Mo钢回火脆化倾向最严重。
热箱支持板
1.3.4在P)、Sb(锦)Sn(锡)As(伸)做最不純元素含最高的情況下
崦化倾向特别显著,多的Si和Mn对脆化其有促进作用
图2-3-1器壁与裙座{支座)的连接结构
2铬钼钢制压力容器结构设计
2.4保温支撑
根摒铬倒的特性,所以在设计铬例压力容器时,应注意以
高温高压用铬钼钢容器,为了避免支撙连接板与器角焊连接而
问题
产生裂紋,影响容器的安全使用,通常采用·种鼠笼式的保温文撑结
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