壓力容器設(shè)計(jì)材料知識(shí)問答題

1、壓力容器設(shè)計(jì)材料知識(shí)問答題2 2碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼 Q235B級(jí)、C級(jí)的區(qū)別是什么？適用范圍是什么？主要區(qū)別是沖擊試驗(yàn)溫度不同：Q235B級(jí)做常溫20CV型沖擊試驗(yàn)；Q235C級(jí)做OCV型沖擊試驗(yàn)。適用范圍：1. Q235B級(jí)：容器設(shè)計(jì)壓力 PW 1.6Mpa,鋼板使用溫度0350C。用于容器殼體時(shí)，鋼板厚度不大于20mm不得用于毒性為高度、極度危害介質(zhì)的壓力容器。2. Q235C級(jí)：容器設(shè)計(jì)壓力 PW 2.5Mpa,鋼板使用溫度0400C。用于容器殼體時(shí)，鋼板厚度不大于30mm2 3碳素鋼和碳錳鋼在高于 425 C溫度下長期使用時(shí)， 應(yīng)注 意什么問題？答：GB150-98規(guī)定，碳素鋼和碳錳鋼在高于

2、 425C溫度下長 期使用時(shí)，應(yīng)考慮鋼中碳化物的石墨化傾向。因?yàn)樘妓劁摵?錳碳鋼在上述情況下，鋼中的滲碳體會(huì)產(chǎn)生分解，F(xiàn)e3C_3Fe+C石墨），而這一分解及石墨化最終會(huì)使鋼中的 珠光體部分或全部消失，使材料的強(qiáng)度及塑性下降，而沖擊 值下降尤甚，鋼材明顯變脆。2 4奧氏體的使用溫度高于 525C,時(shí)應(yīng)注意什么問題？ 答：GB150-98規(guī)定，奧氏體的使用溫度高于525C，鋼中含碳量應(yīng)不小于0.04%,這是因?yàn)閵W氏體鋼在使用溫度 500550C時(shí)，若含碳量太低，強(qiáng)度及抗氧化性會(huì)顯著下降。 因些一般規(guī)定超低碳（CW 0.03%）奧氏體不銹鋼的使用溫度 范圍，18-9型材料用到400C左右,18-1

3、2-2型材料用到 450C左右，使用溫度超過 650C時(shí)，國外對(duì)于304、316型材 料一般要求用H級(jí)，即含碳量要稍高一些，主要也是考慮耐 腐蝕，而且耐熱及有熱強(qiáng)性。25不銹鋼復(fù)合鋼板的的使用溫度范圍是什么？答：不銹鋼復(fù)合鋼板的的使用溫度范圍是應(yīng)同時(shí)符合基材和復(fù)材使用溫度范圍的規(guī)定。26壓力容器用碳素鋼和低合金鋼，當(dāng)達(dá)到何種厚度時(shí)應(yīng)在 正火狀態(tài)下使用？為什么?殼體厚度大于30mm勺20R和16MnR其它受壓元件（法蘭、 管板、平蓋等）厚度大于 50mm勺20R和16MnR以及大于16mm勺15MnVR應(yīng)在正火狀態(tài)下使用。這主要是考慮國內(nèi)軋制設(shè)備條件限制，較厚板軋制比小，鋼板內(nèi)部致密度及中心組織

4、質(zhì)量差；另外對(duì)鋼板正火處理可細(xì)化晶粒及改善組織，使鋼板有較好的韌性、塑性及有較好的綜合機(jī)械性能。27調(diào)質(zhì)狀態(tài)和用于多層包扎容器內(nèi)筒的碳素鋼和低合金鋼鋼板為何應(yīng)逐張進(jìn)行拉力試驗(yàn)和夏比（V型）常溫或低溫沖擊試驗(yàn)？答：低合金鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，屈服點(diǎn)大大提高了，但沖擊韌 性不夠穩(wěn)定，為了正確判斷綜合力學(xué)性能，所以要逐張進(jìn)行 拉力和沖擊試驗(yàn)來驗(yàn)證。多層包扎容器內(nèi)筒是一種承受較高工作壓力的設(shè)備內(nèi)筒，其設(shè)計(jì)壓力為10looMpa同時(shí)高壓容器還往往承受較高的溫 度和各種介質(zhì)的腐蝕，操作條件苛刻，故高壓容器的材料驗(yàn)收、制造、與檢驗(yàn)要求都比較高，這樣才能保證高壓容器的 使用安全2 8設(shè)計(jì)溫度小于 0C時(shí)，名義厚度A

5、 n大于25mm勺20R和A n大于38mm勺16MnR 15MnVR 15MnVNRg任何厚度的 18MnMoNb和13MnNiMoNbR何要進(jìn)行夏比（V型）低溫沖 擊試驗(yàn)？試樣為何取橫向？低溫沖擊功的指標(biāo)是什么？因?yàn)閲a(chǎn)鋼材：16MnR 15MnVR 15MnVNR|厚度達(dá)到一 定限度時(shí)，或18MnMoNb和13MnNiMoNbRS度級(jí)別較高的任 何厚度鋼板，無延性轉(zhuǎn)變溫度可能就在-19.90 C之間，非常危險(xiǎn)，但又未按低溫材料對(duì)待，為避免這個(gè)問題，就要在 上述溫度區(qū)間做母材和試板 V型沖擊以驗(yàn)證能否滿足設(shè)計(jì)要 求。由于澆鑄鋼錠時(shí)形成化學(xué)成分不勻或含有雜質(zhì)，則在熱軋形后不均勻部分和雜質(zhì)就順

6、著金屬伸長方向延伸，形成所謂“流線”或纖維狀組織，這時(shí)金屬力學(xué)性能就表現(xiàn)出各項(xiàng)異性，即平行于流線方向的力性能要高于垂直于流線方向的 力學(xué)性能，尤其塑性和韌性更為突出，所以制造壓力容器鋼 板標(biāo)準(zhǔn)中取力學(xué)性能低的橫向作為沖擊值標(biāo)準(zhǔn)，以提高材料 安全使用可靠性。低溫沖擊功的指標(biāo)為：20R的Akv 18J; 16MnR15MnVR的 Akv20J, 18MnMoNbl和 13MnNiMoNbR勺 Akv27J。29用于容器殼體的碳素鋼和低合金鋼板，什么情況下要逐張做超聲波檢驗(yàn)？答：凡符合下列條件之一的，應(yīng)逐張做超聲波檢驗(yàn)：1. 盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的壓力容器。2. 盛裝介質(zhì)為液化石油氣且硫

7、化氫含量大于100mg/L的壓 力容器。3. 最高工作壓力大于等于 10Mpa的壓力容器。4. GB150第2章和附錄 C、GB15管殼式換熱器、GB12337鋼制球形儲(chǔ)罐及其它國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)逐 張進(jìn)行超聲波檢測(cè)的鋼板。210低合金鋼鋼板使用溫度等于或低于 -20 C時(shí)，其使用狀 態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合什么要求？答：其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合下列要求：16MnR熱軋狀態(tài)厚度625mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-20C正火狀態(tài)厚度6120mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-20C16MnDR正火狀態(tài)厚度636mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-40C正火狀態(tài)厚度36100mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-30C0

8、. 9Mn2VDR正火，正火加回火狀態(tài)厚度636mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-50C0 . 9MnNiDR正火，正火加回火狀態(tài)厚度660mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-70C15MnNiDR正火，正火加回火狀態(tài)厚度660mm最低沖擊試驗(yàn)溫度為-45C211什么是奧氏體不銹鋼的敏化范圍?答：奧氏體不銹鋼在 400850C范圍內(nèi)緩慢冷卻時(shí)，在晶界上有咼鉻的碳化物 C0C6析出，造成鄰近部分貧鉻，引起晶間腐蝕傾向，這一溫度范圍稱敏化范圍。212何謂固溶熱處理？它對(duì)奧氏體不銹鋼性能有何作用?答：將合金加熱至高溫單項(xiàng)區(qū)恒溫保持，使過剩項(xiàng)充分溶解 到回溶體中去后快速冷卻，以得到飽和回溶體的工藝稱回溶處理。通過固溶處理鉻

9、鎳不銹鋼將高溫組織在室溫下固定下 來，獲得被碳過飽和的奧氏體，以改善鉻鎳不銹鋼的耐腐蝕 性。此外還能提高鉻鎳不銹鋼的塑性和韌性。213目前防止晶間腐蝕的措施大致有幾種？1. 固溶化處理。2. 降低鋼中的含碳量。_3. 添加穩(wěn)定碳的元素。214什么是應(yīng)力腐蝕破裂？奧氏體不銹鋼在哪些介質(zhì)中 易產(chǎn)生應(yīng)力體腐蝕？答：應(yīng)力腐蝕是金屬在應(yīng)力（拉應(yīng)力）和腐蝕的共同作用下（并有一定的溫度條件）所引起的破裂。應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象較為 復(fù)雜，當(dāng)應(yīng)力不存在時(shí)，腐蝕甚微；當(dāng)有應(yīng)力后，金屬在腐 蝕并不嚴(yán)重的情況下發(fā)生破裂，由于破裂是脆性的，沒有明 顯預(yù)兆，容易造成災(zāi)難性事故?？僧a(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的金屬材料 與環(huán)境組合主要有以下幾種:

10、1. 碳鋼及低合金鋼：介質(zhì)為堿性、硝酸鹽溶液、無水液氨、 濕硫化氫、醋酸等。2. 奧氏體不銹鋼：氯離子、氯化物 +蒸汽、濕硫化氫、堿 液等。3. 含鉬奧氏體不銹鋼：堿液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸 銅水溶液等。4. 黃銅：氨氣及溶液、氯化鐵、濕二氧化硫等。5. 鈦：含鹽酸的甲醇或乙醇、熔融氯化鈉等。6. 鋁：濕硫化氫、含氫硫化氫、海水等。215奧氏體不銹鋼焊縫能否采用超聲波檢測(cè)，為什么？ 由于奧氏體不銹鋼中存在雙晶晶界等顯著影響超聲波的衰 減及傳播，因此目前超聲波檢測(cè)未能在這種不銹鋼中得到廣 泛采用。216選用新研制的鋼材設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，應(yīng)滿足什么要求?選用新研制的鋼材設(shè)計(jì)壓力容器，必須具有完整

11、的技術(shù)評(píng)定 文件，該文件應(yīng)經(jīng)全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)審定合格。217用GB713-86鍋爐用碳素鋼和低合金鋼板中的 20g 鋼板可否代用什么容器用鋼板？GB713-86鍋爐用碳素鋼和低合金鋼板中的20g鋼板可代用Q235-C鋼板。218用GB712-8&船體用結(jié)構(gòu)鋼中的B級(jí)鋼板代用Q235-C鋼板時(shí)，應(yīng)符合什么要求？代用Q235-C板時(shí)，鋼廠必須按按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。對(duì)經(jīng) 船檢部門同意鋼廠未進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的 B級(jí)鋼板只能代用Q235-B 鋼板。219碳素鋼和低合金鋼鋼管，當(dāng)使用溫度W -20 C時(shí)，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度按下表的規(guī)定：鋼號(hào)使用狀態(tài)壁厚，mm 最低沖擊試驗(yàn)溫度，C10正火 16-3020G正火-2009MnD 正火 2003002 22低合金鋼螺栓，當(dāng)使用溫度等于或低于-20 C時(shí)，其使 用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度是什么？答：應(yīng)符合下列規(guī)定:鋼號(hào)度CAkv(J)30CrMoA035CrMoA035CrMoA規(guī)格mm使用狀態(tài) 27 27 272 23壓力容器受壓元件采用國外鋼材應(yīng)符全些什么要求？選用國外材料時(shí)，應(yīng)是國外相應(yīng)壓力容器最新標(biāo)準(zhǔn)所允許使 用的鋼材，其使用范圍一般不超過該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，且不超出GB150-98第4章材料部分和技術(shù)要求的鋼材的規(guī)定。并符合 容規(guī)第22條的規(guī)定。2 24鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合什么要求？1. 設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)