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steel for pressure container
简介
用于制造压力容器的主体设备和零件的专业用钢。压力容器绝大多数由钢板拼焊而成。在制造过程中钢板要经受冷热加工和焊接,所以要求压力容器钢具有良好的工艺性能,并且要求具有一定强度和足够的韧性,使在正常工作条件下承受外载荷而不发生脆性破坏。
压力容器钢在碳素钢基础上发展了低合金钢和合金钢。从表1中看出钢的含碳量较低,一般不大于0.20%,使压力容器钢具有较低碳当量(Ceq)和较低的焊接敏感系数(Pam),以保证钢的焊接性能。此外,压力容器使用条件苛刻,多数容器内装有易燃易爆气体,并具有一定压力,容易发生爆炸事故。因此,要求压力容器钢具有较好的韧性。为确保容器安全 一般采用低合金钢或不锈钢制造三类压力容器。
制造压力容器多采用铝镇静钢和含镍钢。目前正在用0.5Ni代替2.5Ni;用1.5Ni代替3.5Ni;用9Ni代替1Cr18Ni9Ti。中国1984~1989年期间也开发了1.5Ni、3.5Ni、5Ni和9Ni钢。
中国国家标准规定的压力容器钢化学成分和力学性能分别见表1和表2。
表1 压力容器用碳素钢化学成分
钢 种 | 化 学 成 分/% | ||||||||
C | Si | Mn | P | S | V | Ni | Cr | Ti | |
A3R | ≤0.22 | 0.12~0.30 | 0.40~0.65 | ≤0.040 | ≤0.045 | ||||
18MnR | ≤0.22 | 0.20~0.60 | 1.2~1.6 | ≤0.040 | ≤0.035 | ||||
16MnDR | ≤0.20 | 0.20~0.60 | 1.2~1.6 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||||
09MnVDR | ≤0.22 | 0.20~0.50 | 1.4~1.6 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.04~0.10 | |||
15MnVR | ≤0.18 | 0.20~0.60 | 1.2~1.6 | ≤0.040 | ≤0.045 | 0.04~0.12 | |||
20HP | ≤0.22 | ≤0.035 | 0.35~0.65 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||||
15MnHP | 0.12~0.20 | ≤0.035 | 0.65~1.0 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||||
12MnCrVHP | 0.08~0.15 | ≤0.035 | 0.80~1.2 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.02~0.12 | |||
1Cr18Ni9Ti | ≤0.12 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.035 | ≤0.030 | 8.0~11 | 17~18.0 |
5(C-0.02) ~0.80 |
表2 压力容器钢力学性能
钢 种 |
厚度 /mm |
屈服强度 σs/MPa |
抗拉强度 σb/MPa |
伸长率 δ5/% |
冲 击 值 |
b=2a 180° |
|
温度 /℃ |
AK/J | ||||||
不 小 于 | |||||||
A3R | 6~16 | 235 | 342 | 26 | 常温 | 44 | d=1.5a |
17~26 | 225 | 342 | 26 | 40 | |||
27~36 | 225 | 342 | 26 | 37.6 | |||
38~60 | 215 | 342 | 26 | 37.6 | |||
16MnR | 6~16 | 343 | 510 | 21 | 常温 | 37.6 | d=2a |
17~26 | 323 | 490 | 20 | 37.6 | d=3a | ||
27~36 | 304 | 490 | 20 | 37.6 | |||
38~60 | 254 | 470 | 19 | 37.6 |
续表2
钢 种 |
厚度 /mm |
屈服强度 σs/MPa |
抗拉强度 σb/MPa |
伸长率 δ5/% |
冲 击 值 |
b=2a 180° |
|
温度 /℃ |
AK/J | ||||||
不 小 于 | |||||||
16MnDR | 6~20 | 314 | 470~617 | 21 | -40 | 16.8 | d=2a |
21~38 | 314 | 470~598 | 19 | -30 | 16.8 | d=3a | |
09MnVDR | 6~20 | 323 | 461~588 | 21 | -70 | 16.8 | d=2a |
15MnVR | 6~16 | 392 | 529 | 18 | 常温 | 37.6 | d=3a |
17~26 | 342 | 510 | 17 | 37.6 | |||
27~36 | 352 | 510 | 17 | 37.6 | |||
38~60 | 333 | 490 | 17 | 37.6 | |||
20HP | 2.5~12 | 245 | 390 | 25 | 常温 | 21.6 | d=1.5a |
15MnHP | 2.5~16 | 295 | 440 | 26 | 常温 | 21.6 | d=2a |
12MnCrVHP | 2.5~12 | 325 | 440 | 22 | 常温 | 21.6 | d=2a |
1Cr18Ni9Ti | 6~50 | 196 | 539 | 40 | -196 | 21.6 | d=2a |
注:a-试样厚度,mm;b-试样宽度,mm;d-弯心直径,mm。