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第3章 压力容器材料及环境 和时间对其性能的影响 本章主要内容 ●　压力容器常用材料 ●　加工工艺和环境对材料性能的影响 §3-1 压力容器材料 有色金属和非金属 §3-2 制造工艺对钢材性能的影响 §3-3 环境对压力容器用钢性能的影响 一、温度 二、介质 §3-4 压力容器材料选择 一、塑性变形 1、冷、热加工 2、应变硬化（加工硬化） 3、各向异性 4、应变时效 二、焊接对钢材性能的影响 焊缝区 熔合区 过热区 正火区 部分正火区 热影响区 杂质偏析在焊缝区形成焊接热裂纹 2、焊接应力与变形 3、减小焊接应力与变形的措施 ① 合理的焊接接头设计 焊接接头形式、焊接坡口设计、焊缝的间距和位置布置等 ② 焊接方法和焊接工艺 ③ 焊前预热和焊后热处理 5、焊接接头检验 破坏性检验 非破坏性检验 整体试验 试板 外观检查 密封检查 无损检验 射线、超声波、 磁粉、渗透、涡流等 三、热处理对钢材性能的影响 1、消除残余应力 2、改善组织结构和力学性能 《工程材料》 温度 材料的低温脆化 高温下钢的特点 蠕变温度 碳素钢：420°C 低合金钢：400~500 °C 蠕变结果 蠕变脆化、应力松弛 蠕变变形、蠕变断裂 —蠕变 高温下材料性能的劣化 珠光体球化 石墨化 氢腐蚀和氢脆 回火脆化 * * 1、材料是制造压力容器的基础，正确选用压力容器材料 是保证压力容器长期安全运行的基本条件。 2、压力容器的应力分析可以为选材提供最基本的依据和要求，同时，选择材料时还应考虑容器工作时的环境、介质及其它具体条件的要求。 3、不同的材料具有不同的化学成分、力学性能和使用条件，选择材料最基本的要求是能够保证压力容器安全工作，同时做到经济、适用。 ●　压力容器选材的基本原则 按钢材形状 1、 钢板 压力容器用钢板的要求 钢材类型 压力容器常用钢材 有色金属和非金属 （1）钢板应具有良好的强度、塑性、韧性、焊接、热处理性能等，以满足切削、弯卷、焊接、热处理等过程的要求。 （3）钢板必须按规定的限制条件使用，如设计压力、设计温度、厚度、介质限制、冶炼方法等。 （4）制造压力容器的钢板必须有符合相应国家标准或行业标准规定的、内容齐全的质量证明书。 （2）必须用规定的钢板制造压力容器 规定允许用于制造压力容器的钢板有两类： ①压力容器专用钢板，如16MnR、20R等 ②可用于制造压力容器的非容器专用钢板，如普通碳素钢中的Q235-A、Q235-B，优质碳素钢中的10、15、20、35、45、20g等。 《压力容器用钢板》 《低温压力容器用低合金钢钢板》 2、 钢管 用于过程设备较高压力的流体输送，材料通常为10、20号钢。 l根据用途和材质，有多个无缝钢管标准，对所使用的无缝钢管，应 注明属于哪个标准。过程设备常用无缝钢管标准： GB8163-87《输送流体用无缝钢管》 GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》 GB6479-86《化肥设备用高压无缝钢管》 l钢管使用时要用法兰、管件、阀门等连接，相连接的两个构件必须具有相同的公称直径（DN）。 eg：DN200的钢管和法兰连接，钢管外径φ219，法兰内直径φ220。 （2）焊接钢管 输送水、煤气、空气、取暖蒸汽等较低压力的流体（p0.6Mpa）,材料可用Q235制造。 3、 锻件 （1）根据锻件检验项目和数量的不同，锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别。 （2）需焊接的碳钢锻件，材料用20号钢，不需焊接的碳钢锻件，材料用35或45号钢。 （3）压力容器上使用的锻件不得低于Ⅱ级，若锻件截面尺寸大于300mm，或容器盛装高度或极度危害介质，且锻件截面尺寸达50mm时，级别不得低于Ⅲ级。 4、 圆钢、型钢 ●用于制作支承件、加强圈等，圆钢还可用于制作小尺寸 的紧固件。 ●圆钢材料为Q235-A、20、35号钢等，型钢材料多为Q235-A。 钢材类型 按化学成分，压力容器用钢分为三类： 1、碳素钢（C%＜2.06%） ● 普通碳素钢的Q235系列钢板和优质碳素钢均可用于制作压力容器 2、低合金钢 在优质碳素钢的基础上，加入一种或多种合金元素（合金元素总含量在3%以下），以提高钢的强度和改善综合性能。 低合金钢是目前制造压力容器的主要钢材，其强度、韧性、耐腐蚀性等均优于相同含碳量的碳素钢，能够减轻装备的重量，可节省钢材1/3—2/3。 GB150—1998《钢制压力容器》推荐适用的