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标题: 低温调质高强钢球罐与碳锰低合金钢球罐设计制造的异同 [打印本页]

作者: huanghong 时间: 4 天前
标题: 低温调质高强钢球罐与碳锰低合金钢球罐设计制造的异同
随着国内钢厂冶炼水平突飞猛进的发展，国产低温调质高强钢的性能已经达到国际一流水平。为了减小大容量、较高压力球罐的钢板厚度和焊接量，近几年采用调质高强钢的球罐越来越多。本篇文章是在之前文章的基础上修正了部分表述，也补充了一下关于钢板超声检测的相关内容，供参考借鉴。
低温调质高强钢在球罐上应用较为普遍的几种钢板牌号有Q490DRL2（-50度）和Q490DRL1（-40度）；而常用的低合金钢板牌号有Q345R、Q370R；常用的低温碳锰钢主要是16MnDR和15MnNiNbDR。现针对以上三类球罐用钢的主要区别简要介绍一下。1、设计方法：考虑到低温调质高强钢的单吨价一般较低合金钢贵60%左右，当球罐厚度超过30mm时，低温调质高强钢的球罐一般会考虑采用应力分析设计方法，这样不仅可以节约钢材的消耗，还可以更精确、更全面的开展整体和局部的应力分析和计算，分类别控制各类应力均处在合理水平，确保球罐的安全。普通碳锰合金钢（含低温碳锰钢）的球罐大多数仍采用规范设计，设计门槛相对较低。2、钢板的交货状态：Q345R钢板36mm以下可选择热轧或控轧状态交货，36mm及以上的厚板要求为正火状态供货。Q370R钢板，所有厚度均要求正火状态供货。当介质危害性较大或具有应力腐蚀倾向时，即使较薄，Q345R钢板在设计时也应提出正火供货的要求。低温的碳锰钢均需要在正火状态下供货，厚度较厚或有特殊要求时，还应在正火+回火状态下供货。低温调质高强钢钢板的供货状态为调质，即在淬火后再经高温回火处理。调质热处理对钢厂的热处理炉提出了更高的要求，所以一般只有大型钢厂才具备良好的调质热处理能力。特别提醒：为了确保焊后热处理不破坏调质钢板的状态，不因焊后热处理弱化材料的力学性能，必须要充分考量钢板的回火温度和焊后热处理的最高温度之间的关系，确保焊后热处理时的最高温度不高于钢板的高温回火温度。
3、对钢板力学性能的验收项目不同：低温调质高强钢钢板不仅需要进行更低温度的低温冲击试验，还会附加落锤试验，以及钢板芯部的力学性能试验。而且低温调质高强钢钢板的超声检测要求一般要求为T1级，高于普通钢板的Ⅰ级或Ⅱ级的要求。普通低合钢钢板一般仅需按钢板的标准开展常规的力学性能测试即可。4、钢板超声检测要求的异同：普通介质且厚度不大于36mm的情况下，Q345R只需不低于III级即可。16MnDR、15MnNiNbDR，若厚度大于20㎜，也需要和低温高强调质一样，超探级别不应低于I级合格。详见下表中的相关规定。5、制造过程中要求也更为严格：低温调质高强钢球罐对球壳板的制造精度要求更高，焊缝打磨的要求也会更高，热处理时对温度的均匀度控制也会更加严格，需要严格控制热处理温度不得超过回火温度。6、无损检测要求也更为严格：低温调质高强钢一般会提出更高的无损检测要求，例如TOFD检测的技术等级会提高到C级；或者将合格级别由Ⅱ级提高至Ⅰ级；而且低温调质高强钢球罐在水压试验前和水压试验后均需要进行100%的磁粉检测。下表为各种无损检测方法的最低合格级别的要求。7、一些其他的特殊要求：低温调质高强钢由于屈强比高，对钢材的纯净度也需要提出更高的要求。例如，化学成分中杂质硫、磷需要控制在较标准要求更低的要求，对非金属夹杂物的指标也要提出控制要求。其他的还会涉及碳当量和硬度指标的控制；调质钢板以及配套锻件的模拟焊后热处理的测试要求等。8、焊材选择：目前国内的低温调质钢球罐，仍有一半左右会选择国外进口配套焊材。考虑到国外进口焊材的价格高，周期长，也有很多业主愿意采用国产替代。国内也已有几家顶级的高强钢焊材供应商具备了较高的技术水平和丰富的应用经验，部分性能指标测试下来甚至较进口的焊材更优。9、组装与焊接：组装精度直接影响后续的焊接质量，如果压制精度不良，加上安装过程中没有严控质量，低温高强钢焊后较容易出现裂纹缺陷。低温高强度钢球罐的建造，需要具备该类钢板优良的压制技术水平、丰富的组装经验和超高水平的焊接工人队伍。

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