低温钢压力容器材料制造质量控制

一、低温压力容器材料控制

品质低的温压力容器材料在低温压力容器的质量控制主要依赖于低温钢。低温钢温度分为三类:以上-40℃的温度, 多采用低碳锰钢 (含碳量小于0.25%) , -40℃~-196℃, 更多的低碳钢, 镍钢, -196℃~-273℃, 多铬镍奥氏体钢。在低温钢的分类, 它们的分类主要基于环境温度, 合金含量和组织, 镍合金, 铬和其他内容要素。根据温度等级的低温钢一般可以分为以下四类:①-40℃~-20℃②-80℃~-50℃③-100℃~110℃④-296℃~-196℃。

1. 低温材料的审核

首先材料到货检验根据标准, 厚度大于20mm的钢板供方应逐张作超声波探伤检查厚度不大于20mm的经双方协议供方也可作超声波探伤

在对低温钢性能的衡量过程中主要采用的指标则是低温韧性, 即低温条件下低温钢的冲击韧性与脆性转变温度, 钢材所具有的低温冲击韧性越高, 而其脆性转变温度越低的话, 则其具有越好的低温韧性。钢材的成分与组织会对其所具有的低温性能有很大的影响, 钢材中所含的磷、碳、硅等元素会使钢的脆性转变温度升高, 其中磷与碳对其的影响最为明显, 而钢材中所含的锰、镍元素会降低钢的脆性转变温度, 使钢材具有更好的低温韧性。首先, 应对供应商进行审查提供材料质量证明书, 符合我们的要求。其次, 物理检验, 验证实验与材料质量证明书一致的。三类压力容器和低温钢罐除该复验材料的化学成分, 力学性能在常温下, 低温冲击值和钢声学检测复验复验温度影响值, 而且还彻底重新测试项目。

2. 低温材料的选取与保管

选择焊接材料的规则的低温钢焊接工艺如下:

(1) 选定焊材必须保证焊缝含有有害杂质少, 尤其是低温含镍钢应严格控制。 (2) 所选焊接材料应指出的是, 焊接金属的低温韧性。

(3) 低含镍钢, 钎焊材料的选定焊接镍含量与基体材料应该接近或略高。

焊接材料库设置应符合焊材管理的有关规定, 不低于10℃的内部温度, 相对湿度不大于60%, 并做好记录。利用电极干燥前两小时所需的温度, 烘干放入烤箱后 (100~150℃) , 埋弧焊丝表面应干燥, 焊剂使用前应进行干燥。

3. 低温钢在焊接中的特点

低温钢由于在低温环境中工作时具有冷脆性, 在焊接后容易产生刚性裂纹, 所以在焊接前需要将母材加热, 制造成本升高, 因此不建议在冬季或气温较低的环境中施工。在焊接过程中低的无镍钢, 一般不预热或使用较低的预热温度的预热。在无镍只要其钢焊材的选择和处理该匹配。在焊接过程中, 只要在焊缝和热影响区的低温韧性可以达到标准的时间。

二、低温材料的检测

采用低温钢制造而成的压力容器, 除了要保证材料及制造质量外, 确保检测质量也是保证低温压力容器能够安全运行的一个重要环节。下面我们将对材料以及蛤蚧接头的检测进行分析。

1. 材料检测

(1) 钢材检测

低温压力容器制造用钢的超声检测 (UT) 与磁粉检测 (MT) 除了需要遵守常规材料的检测要求之外, 对钢板厚度大于20mm的钢材还需要采用超声波对每一张钢板都进行检测。

(2) 焊接材料的检测

低温压力容器制造中对其焊接材料除了要按照相应标准的规定进行检验之外, 还需要成批次的进行药皮含水或是熔敷金属扩散氮含量的复试。

(3) 焊接接头的检测

低温压力容器对接接头 (A、B类接头) 进行100%射线 (RT) 或是超声 (UT) 的情况主要包括以下几个方面:①压力容器的设计温度为-40℃以下.②压力容器的设计温度等于或是高于-40℃, 但对接接头的厚度为25mm以上.③该压力容器为进行气压试验的容器.④低温压力容器的图样上已经注明该容器用于盛装毒性为极度危害或是高度危害介质的容器。

三、焊接工艺质量控制

低温压力容器效果是焊接质量的一个主要部分是焊缝和热影响区的低温韧性。冷焊接裂纹裂裂和两个热, 冷钢冷的原因是应力裂纹焊接质量缺陷, 如咬边, 未焊透和淬硬组织相互作用的焊缝金属扩散氢含量的结果, 炉渣, 也将有助于感冒的产生开裂, 冷裂纹的原因, 应采取以下措施:

焊前, 焊剂必须按照之前的干燥工艺要求使用, 其沿2厘米不等的焊缝坡口, 必须清洁和抛光用粉碎机, 严禁铁锈, 油脂及潮湿和其它污物存在。选择适当的焊接参数既不太大, 也不宜太小。焊丝表面应清洁, 预热和焊后缓冷。电弧的情况下, 焊丝表面应清洁, 无焊接部分的非随机点焊机。产生的热量和应力开裂温度钢焊接有害元素硫杂质和化学成分, 磷等元素容易形成共同作用的低熔点共晶成分, 导致严重的偏析而形成的热裂纹。

四、整体焊后热处理质量控制

为了保证低温压力容器的质量, 在制造完毕后, 低温压力容器必须进行焊后消除应力热处理。主要的方法有:局部热处理, 整体热处理炉, 热处理炉段, 整体内部热处理。在整体热处理效果最好, 消除90%的残余应力释放率。整体热处理低温压力容器的过程:升温 (加热) —保温—降温 (冷却) 。

按照标准规范:为了避免加热的形成, 冷却情况之间的温差应采取较小的加热, 加热速度≤200℃/h的冷却速度≤260℃/h的为低温容器大尺寸, 复杂的方式构造。仅在实现预定的时间或低于相转变点, 重结晶的热所需的保持温度或以上, 但不超过最低速度以下的温度差所需的冷却速度20℃/h时, 淬火和回火钢或正火时, 绝缘回火温度应低于该温度在约30℃为宜, 保持时间不能大于所需的保持时间的最小值更短, 并且可以消除残余应力, 而不会产生大的热应力的好方法。

五、结束语

制造质量低温压力容器的影响有许多因素, 施工质量控制应该是多方面, 多角度综合考虑, 防御层, 一步步检查, 逐层消除诱因可能导致质量问题, 从而以达到质量控制的目的。

摘要：低温压力容器的制造用钢主要是低温用钢, 而该类钢主要就是用于制造低温条件下工作的容器、管道以及钢结构等。因此, 文章将对低温压力容器的制造用钢以及焊接的特点和检测进行分析与探讨。

关键词：压力容器,低温,工艺,质量控制

参考文献

[1] 周友财.降低压力容器焊接应力的方法[J].民营科技, 2011, (4) .

[2] 刘鉴方.简述如何做好压力容器焊接自动化的技术[J].商品与质量:学术观察, 2012, (3) :78-78.