工程金属管道及压力容器的焊接培训教材.pptxVIP

工程金属管道及压力容器的焊接培训教材第1页/共130页 2一.石油化工常用金属材料的基本知识（一）碳钢的分类、牌号与性能1、碳钢的分类1）按钢中含碳量的多少，碳钢分为下面三种。（1）低碳钢：含碳量小于0.3%，是钢中强度较低、塑性最好的一类。冷冲压及焊接性能均好，适于制作焊制的化工容器及负荷不大的机械零件。（2）中碳钢：含碳量在（0.3～0.6）%之间，钢的强度与塑性适中，可用适当的热处理获得优良的综合机械性能，适于制作轴、齿轮、高压设备顶盖等重要零件。第2页/共130页 3（3）高碳钢：含碳在0.6%以上，钢的强度及硬度均较高，塑性较差，用来制作弹簧、钢丝绳等。2）按钢的质量划分碳钢有普通的和优质的两种。“普通”与“优质”的主要区别是有害杂质硫（引起钢的热脆）和磷（引起钢的冷脆）的控制松严程度不同，钢材出厂时检验项目和保证条件不同。2、碳钢的牌号1）碳素结构钢（GB700-88）这类钢属普通碳素钢，共有五个钢号（不包括质量等级与脱氧程度）。其中用于化工设备的最主要的是Q235-A，Q235-B。第3页/共130页 42）优质碳素结构钢（GB699-88）这类钢共有31个钢号，分两类，一类为普通含锰量的碳钢，另一类是较高含锰量的碳钢。需要注意的是不要把较高含锰量的碳钢[含锰量（0.7～1.0）%]和常用的低合金钢16Mn[含锰量（1.2～1.6）%]混淆，15Mn是碳钢，16Mn是低合金钢。在以上31个钢号中用于化工设备的有10、20，用作紧固件的有35，用作轴、齿轮等传动零件的有45。3、碳钢的机械性能1）碳钢具有适中的强度和硬度、良好的塑性。2）碳钢的强度和塑性与钢的含碳量、热处理条件、零件尺寸及使用温度有关。增加钢中的含碳量，钢的强度、硬度提高，塑性下降。第4页/共130页 53）温度升高时，钢的强度下降，塑性提高。4）经退火处理的碳钢硬度低、塑性好。（二）碳钢1、钢板1）制造压力容器用钢板的要求（1）必须用规定的钢板制造压力容器。（2）钢板必须按规定的限制条件使用。（3）制造压力容器所用的钢板必须有符合相应的国家标准、行业标准规定的内容齐全的质量证明书。第5页/共130页 62）钢板的尺寸钢板的最大宽度为3m，其最大长度则随厚度和宽度的不同而不同，板越厚越宽，其最大长度越短，一般为5～12m。用于压力容器壳体的钢板最小厚度为3mm。2、钢管1）钢管的种类钢管分为有缝的焊接钢管和热轧或冷拔的无缝钢管两类。2）钢管的检验钢管在出厂前应进行规定的性能试验。拉力、压扁、扩口和水压试验等四项是所有的钢管标准都要求进行的。第6页/共130页 73、锻件化工设备上的法兰，平板封头、整体锻体补强接管以及大尺寸的紧固件都可以使用锻件。1）Ⅰ级锻件只检验硬度；2）Ⅱ级锻件需检验σb、σs、δ5、αk和HB五项机械性能；3）Ⅲ级锻件除检验五项机械性能外，还需逐件作超声波探伤，抽验 非金属夹杂物和晶粒度，必要时（主要是对合金钢锻件）还应作 磁粉或着色检查表面有无裂纹；4）Ⅳ级锻件只有在大批量生产时才能显示出它与Ⅱ级锻件的区别， 因大批量生产的Ⅱ级锻件除超声波探伤外，其他检验项目的是抽 验，第7页/共130页 8（三）铸铁1、从化学成分上看，铸铁中碳与硅的含量均高于钢，硫磷等杂质的控制也比钢要松。一般组成如下：2～4.5%C；0.5～3.5%Si；0.5～1.5%Mn；0.1～1.0%P；S0.15%。2、从组织结构上看，铸铁是由钢的基体（金属基体）与散布在其中的（非金属）石墨所组成。3、铸铁的性能，尤其是抗拉强度、塑性等主要是由金属基体的组织以及非金属石墨的形状、大小和分布情况来规定。4、按照石墨化程度的大小，铸铁的金属基本可以是铁素体、铁素体+珠光体、或完全的珠光体。第8页/共130页 95、铸铁可分为：1）灰口铸铁2）球墨铸铁3）耐蚀铸铁4）其他铸铁第9页/共130页 10（四）合金钢1、低合金钢1）合金元素与钢号低合金钢中熔合的合金元素主要是锰（Mn）、钒（V）、铌（Nb），氮（N）、铬（Cr）、钼（Mo）等，其含量大多在1%以下，只有少数低合金钢，其合金元素含量可达（2～5）%。2）分类与应用根据国家标准，低合金钢又分成两类：低合金结构钢（GB1519）和合金结构钢（GB3077）。第10页/共130页 112、高合金钢化工设备中使用的高合金钢主要是指不锈钢和耐热钢。1）不锈钢不锈钢是在空气、水及一些弱腐蚀介质中能抵抗腐蚀的合金钢。2）不锈钢中主要合金元素的影响不锈钢中的主要合金元素是铬、镍、钼、钛，由于它们之中铬、镍的含量较高，不但使合金具有优良的耐蚀性，而且会强烈地影响合金的组织。3）耐热钢提高钢的热安定性的途径是在钢中溶入铬、铝、硅等元素。第11页/共130页 12长输管道钢材基本知识(一)管线钢基本知识1、管