压力容器知识问答——材料

huanghong · 发表于 2024-12-14 16:21:54

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1、碳素钢镇静钢Q235B级、C级的区别是什么？适用范围是什么？答：主要区别是冲击试验温度不同：Q235B级做常温20℃V型冲击试验；Q235C级做0℃V型冲击试验。适用范围：① Q235B级：容器设计压力P≤1.6Mpa,钢板使用温度0~350℃。用于容器壳体时，钢板厚度不大于20mm,不得用于毒性为高度、极度危害介质的压力容器。② Q235C级：容器设计压力P≤2.5Mpa,钢板使用温度0~400℃。用于容器壳体时，钢板厚度不大于30mm。2、碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应注意什么问题？答：GB150规定，碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物的石墨化倾向。因为碳素钢和锰碳钢在上述情况下，钢中的渗碳体会产生分解，Fe3C—3Fe+C(石墨)，而这一分解及石墨化最终会使钢中的珠光体部分或全部消失，使材料的强度及塑性下降，而冲击值下降尤甚，钢材明显变脆。3、奥氏体的使用温度高于525℃，时应注意什么问题？答：GB150规定，奥氏体的使用温度高于525℃，钢中含碳量应不小于0.04%，这是因为奥氏体钢在使用温度500~550℃时，若含碳量太低，强度及抗氧化性会显著下降。因些一般规定超低碳（C≤0.03%）奥氏体不锈钢的使用温度范围,18-9型材料用到400℃左右,18-12-2型材料用到450℃左右,使用温度超过650℃时,国外对于304、316型材料一般要求用H级，即含碳量要稍高一些，主要也是考虑耐腐蚀，而且耐热及有热强性。4、不锈钢复合钢板的的使用温度范围是什么?答: 不锈钢复合钢板的的使用温度范围是应同时符合基材和复材使用温度范围的规定。5、压力容器用碳素钢和低合金钢，当达到何种厚度时应在正火状态下使用？为什么？答：壳体厚度大于30mm的20R和16MnR;其它受压元件（法兰、管板、平盖等）厚度大于50mm的20R和16MnR，以及大于16mm的15MnVR，应在正火状态下使用。这主要是考虑国内轧制设备条件限制，较厚板轧制比小，钢板内部致密度及中心组织质量差；另外对钢板正火处理可细化晶粒及改善组织，使钢板有较好的韧性、塑性及有较好的综合机械性能。6、调质状态和用于多层包扎容器内筒的碳素钢和低合金钢钢板为何应逐张进行拉力试验和夏比（V型）常温或低温冲击试验？答：低合金钢经调质处理后，屈服点大大提高了，但冲击韧性不够稳定，为了正确判断综合力学性能，所以要逐张进行拉力和冲击试验来验证。多层包扎容器内筒是一种承受较高工作压力的设备内筒，其设计压力为10~100Mpa；同时高压容器还往往承受较高的温度和各种介质的腐蚀，操作条件苛刻，故高压容器的材料验收、制造、与检验要求都比较高，这样才能保证高压容器的使用安全。7、设计温度小于0℃时，名义厚度δn大于25mm的20R和δn大于38mm的16MnR、15MnVR、15MnVNR或任何厚度的18MnMoNbR和13MnNiMoNbR为何要进行夏比（V型）低温冲击试验？试样为何取横向？低温冲击功的指标是什么？答：因为国产钢材：16MnR、15MnVR、15MnVNR当厚度达到一定限度时，或18MnMoNbR和13MnNiMoNbR强度级别较高的任何厚度钢板，无延性转变温度可能就在-19.9~0℃之间，非常危险，但又未按低温材料对待，为避免这个问题，就要在上述温度区间做母材和试板V型冲击以验证能否满足设计要求。    由于浇铸钢锭时形成化学成分不匀或含有杂质,则在热轧形后不均匀部分和杂质就顺着金属伸长方向延伸,形成所谓“流线”或纤维状组织，这时金属力学性能就表现出各项异性，即平行于流线方向的力性能要高于垂直于流线方向的力学性能，尤其塑性和韧性更为突出，所以制造压力容器钢板标准中取力学性能低的横向作为冲击值标准，以提高材料安全使用可靠性。低温冲击功的指标为：20R的Akv≥18J；16MnR、15MnVR的Akv≥20J，18MnMoNbR和13MnNiMoNbR的Akv≥27J。8、用于容器壳体的碳素钢和低合金钢板，什么情况下要逐张做超声波检验？答：凡符合下列条件之一的，应逐张做超声波检验：① 盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器。② 盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器。③ 最高工作压力大于等于10Mpa的压力容器。④ GB150第2章和附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其它国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声波检测的钢板。9、低合金钢钢板使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合什么要求？答：其使用状态及最低冲击试验温度应符合下列要求：① 16MnR热轧状态：厚度6~25mm,最低冲击试验温度为-20℃正火状态：厚度6~120mm,最低冲击试验温度为-20℃② 16MnDR正火状态：厚度6~36mm,最低冲击试验温度为-40℃正火状态：厚度36~100mm,最低冲击试验温度为-30℃③ 0.9Mn2VDR正火，正火加回火状态：厚度6~36mm,最低冲击试验温度为-50℃④ 0.9MnNiDR正火，正火加回火状态：厚度6~60mm,最低冲击试验温度为-70℃⑤ 15MnNiDR正火，正火加回火状态：厚度6~60mm,最低冲击试验温度为-45℃10、什么是奥氏体不锈钢的敏化范围？答：奥氏体不锈钢在400~850℃范围内缓慢冷却时，在晶界上有高铬的碳化物Cr23C6析出，造成邻近部分贫铬，引起晶间腐蚀倾向，这一温度范围称敏化范围。11、何谓固溶热处理？它对奥氏体不锈钢性能有何作用？答：将合金加热至高温单项区恒温保持，使过剩项充分溶解到回溶体中去后快速冷却，以得到饱和回溶体的工艺称回溶处理。通过固溶处理铬镍不锈钢将高温组织在室温下固定下来，获得被碳过饱和的奥氏体，以改善铬镍不锈钢的耐腐蚀性。此外还能提高铬镍不锈钢的塑性和韧性。12、目前防止晶间腐蚀的措施大致有几种？答：① 固溶化处理。② 降低钢中的含碳量。    ③ 添加稳定碳的元素。13、什么是应力腐蚀破裂？奥氏体不锈钢在哪些介质中易产生应力体腐蚀？答：应力腐蚀是金属在应力（拉应力）和腐蚀的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂。应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在时，腐蚀甚微；当有应力后，金属在腐蚀并不严重的情况下发生破裂，由于破裂是脆性的，没有明显预兆，容易造成灾难性事故。可产生应力腐蚀的金属材料与环境组合主要有以下几种：① 碳钢及低合金钢：介质为碱性、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等。② 奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等。③ 含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜水溶液等。④ 黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等。⑤ 钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等。⑥ 铝：湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等。14、奥氏体不锈钢焊缝能否采用超声波检测，为什么？答：由于奥氏体不锈钢中存在双晶晶界等显著影响超声波的衰减及传播，因此目前超声波检测未能在这种不锈钢中得到广泛采用。15、选用新研制的钢材设计压力容器时，应满足什么要求？答：选用新研制的钢材设计压力容器，必须具有完整的技术评定文件，该文件应经全国压力容器标准化技术委员会审定合格。16、用GB713《锅炉用碳素钢和低合金钢板》中的20g钢板可否代用什么容器用钢板？答：GB713《锅炉用碳素钢和低合金钢板》中的20g钢板可代用Q235-C钢板。17、用GB712《船体用结构钢》中的B级钢板代用Q235-C钢板时，应符合什么要求？答：代用Q235-C板时，钢厂必须按按标准进行冲击试验。对经船检部门同意钢厂未进行冲击试验的B级钢板只能代用Q235-B钢板。18、碳素钢和低合金钢钢管，当使用温度≤-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度按下表的规定：钢号使用状态壁厚，mm最低冲击试验温度，℃10正火≤16-3020G正火≤16-2016Mn正火≤20-4009MnD正火≤16-50因尺寸限制无法制备5X10X55小尺寸冲击试样的钢管，免做冲击试验，各钢号钢管的最低使用温度按附录C的规定。19、锻件的级别如何确定？对于公称厚度大于300 mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用什么级别？答：锻件级别按JB4726《压力容器锻件技术条件》的规定选用。对于公称厚度大于300mm碳素钢和低合金钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级。20、16MnD钢锻件，当使用温度等于或低于-20℃时其热处理状态及最低冲击试验温度是什么？    答：应符合下列规定：钢号热处理状态公称厚度，mm最低冲击试验温度，℃16MnD正火加回火，调质≤200-40＞200~300-3021、低合金钢螺栓，当使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度是什么？答：应符合下列规定：钢号规格mm最低冲击试验温度℃ Akv(J)使用状态30CrMoA≤M56-100≥2735CrMoA                   ≤M56-100≥27≤M60~M80-70≥2721、压力容器受压元件采用国外钢材应符合什么要求？答：选用国外材料时，应是国外相应压力容器最新标准所允许使用的钢材，其使用范围一般不超过该标准的规定，且不超出GB150第4章材料部分和技术要求的钢材的规定。并符合《容规》的规定。22、铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？答：① 设计压力不应大于8Mpa,设计温度为-269~200℃。② 设计温度大于65℃时，一般不选含镁量大于等于3%的铝合金。23、钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？答：① 设计温度：工业纯钛不应高于250℃，钛合金不应高于300℃，复合板不应高于350℃。② 用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用。24、铜及铜金用于压力容器受压元件应为什么状态？答：一般应为退火状态。