幻灯片(改)钢制压力容器的母材力学性能.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钢制固定式压力容器的母材力学性能试件、焊接工艺评定试件、产品焊接试件的冲击试验温度和合格指标的选择,朱海鹰 辛忠仁 辛忠智,（中国化工装备协会 北京,100011,）,摘要：钢制固定式压力容器的焊接工艺评定试件和产品焊接试件的冲击试验温度和合格指标如何确定，说法不一。笔者根据钢制固定式压力容器现行的安全技术规范和标准对此问题进行分析，力求使认识与法规标准一致。,关键词：压力容器 冲击试验温度和合格指标 选择,钢制压力容器的焊接工艺评定试件和产品焊接试件冲击试验温度和合格指标如何确定，众说纷芸，说法不一，这是一个值得探讨的问题。笔者将以案例的方式，对此问题进行分析，力求使认识与压力容器的法规标准一致。,1,、首先应明确钢制低温压力容器的概念,按照,压力容器安全技术监察规程,（以下简称,容规,）和,GB150,1998,钢制压力容器,（以下简称,GB150,），钢制低温压力容器指设计温度低于和等于,-20,的压力容器。其设计、制造、检验和验收按照,GB150,附录,C,。,对于钢制低温压力容器，其母材力学性能试件（以下简称母材试件）、焊接工艺评定试件（以下简称焊评试件）和产品焊接试件（以下简称产品试件）的冲击试验温度均按设计温度确定，且均低于或等于,-20,。,案例,1.,有一台钢制压力容器，设计要求采用,16mm,的,16MnR,做壳体（筒体，封头）材料，容器的设计温度为,-20,，其母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度和合格指标（三个试样的平均值，以下相同）见表,1,。,表,1,设计温度,-20,压力容器,案例,2.,有一台钢制压力容器，设计要求采用,16mm,的,15MnNbR,做壳体材料，容器的设计温度为,-20,，其母材试件，焊评试件，产品试件的冲击试验温度和合格指标见表,2,。,表,2,设计温度,-20,的压力容器,案例,3.,有一台钢制低温绝热压力容器，设计要求内容器采用,12mm,的,0Cr18Ni9,做壳体材料，介质为液氧，设计温度为,-196,，其母材试件、焊接试件、产品试件的冲击试验温度和合格指标见表,3,。,表,3,设计温度,-196,压力容器,注：对于奥氏体不锈钢制低温压力容器，产品焊接试板可不做低温冲击试验，因奥氏体不锈钢母材无冲击要求。,从,GB150,附录,C,和,JB4744,钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验,第,8,章可以看出，碳钢和低合金钢制低温压力容器的焊接工艺评定和产品焊接试件低温冲击试验合格指标与母材抗拉强度下限值,b,有关，,b,越高，则合格指标越高。,对于奥氏体钢制低温压力容器，焊接工艺评定和产品焊接试件低温冲击试验合格指标均为,31J,（,GB150 C2.1.7,C4.3.1,）或试样的侧向膨胀量,0.38mm(JB4744,的,8.4),，而与母材标准抗拉强度下限值无关。,2,、应明确母材力学性能试件、焊接工艺评定试件、产品焊接试件低温冲击试验温度界限,按照,容规,第,78,条和,GB150,的,4.2.7,条，母材力学性能试件和产品焊接试件的低温冲击试验温度指低于,0,的试验温度。因此对于,容规,和,GB150,管辖范围内的压力容器；母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度低于,0,就叫低温冲击试验，而大于或等于,0,的都属于常温冲击试验。,按照,GB/T229,金属夏比缺口冲击试验方法,“,室温冲击试验应在,1035,进行，对试验温度要求严格的试验应在,202,进行”。,按照,JB4744,的,8.3,条“根据图样要求进行常温或低温冲击，其试验方法按,GB/T229,有关规定，若低温冲击合格，可免做常温冲击。”,因此设计温度大于或等于,0,的压力容器，焊接试件的冲击试验温度为常温。做常温冲击试验，试验温度一般为,1035,，当然做,0,冲击也是可以的。,但是，对于设计温度低于,0,高于,-20,钢制压力容器的母材力学性能试件、焊接工艺评定试件和产品焊接试件的冲击试验温度和合格指标应根据其设计温度、母材钢号、母材厚度并按照,容规,78,条和,GB150 4.2.7,确定。,案例,4.,有一台钢制压力容器，设计要求采用,16mm,的,16MnR,做壳体材料，介质为液化石油气，容器设计温度为,50,，其母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度和合格标准见表,4,。,表,4,设计温度,50,压力容器,案例,5.,有一台钢制压力容器，设计要求采用,30mm,的,16MnR,做壳体材料，容器设计温度为,10,，其母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度和合格标准见表,5,。,表,5,设计温度,-10,压力容器,案例,6.,有一台钢制压力容器，设计要求采用,30mm,的,16MnR,做壳体材料，容器设计温度为,11,，其母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度和合格标准见表,6,。,表,6,设计温度,-11,压力容器,案例,7.,有一台钢制压力容器，设计要求采用,40mm,的,16MnR,做壳体材料，容器设计温度为,10,，其母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度和合格标准见表,7,。,表,7,设计温度,-10,压力容器,从此上案例，可以看出焊接工艺评定试件和产品焊接试件常温冲击试验的合格指标与母材的力学性能指标无关。,表,8,列出了压力容器常用钢材常温冲击合格指标。,表,8,常用钢材常温冲击试验合格指标,3,.,固定式压力容器设计载荷条件与焊接工艺评定试件、产品焊接试件冲击试验温度的关系,压力容器设计是依据设计载荷条件决定，压力容器设计压力,(P),和设计温度,(t),组成压力容器的设计载荷条件，而压力容器的设计载荷条件,(P,、,t),决定了压力容器材料的选用、强度计算公式的选择、压力容器壁厚的确定、耐压试验的压力和气密性试验的压力等；,同时压力容器的制造、检验和验收也必须满足压力容器设计载荷条件，并按设计载荷条件的要求进行，达到设计载荷条件的要求。因此压力容器设计载荷条件决定了压力容器制造、检验、验收的要求。压力容器的焊接工艺评定试件、产品焊接试件冲击试验温度也必须由压力容器设计载荷条件,(P,、,t),确定，也就是说必须按照设计温度,(t),来确定。,4.,结语,从以上分析可以看出：,4.1,对于,容规,和,GB150,管辖范围内的压力容器；母材试件、焊评试件、产品试件的冲击试验温度低于,0,就叫低温冲击试验，而大于或等于,0,的都属于常温冲击试验。,4.2,钢制低温压力容器的焊接工艺评定试件和产品焊接试件冲击试验温度按设计温度确定。对于碳钢和低合金钢制低温压力容器，其焊接工艺评定试件和产品焊接试件的低温冲击试验合格指标与母材标准抗拉强度下限值,b,有关，,b,越高，则合格指标越高；对于奥氏体钢制低温压力容器，焊接工艺评定和产品焊接试件低温冲击试验合格指标均为,31J,（,GB150 C2.1.7,C4.3.1,）或试样的侧向膨胀量,0.38mm(JB4744,的,8.4),，而与母材标准抗拉强度下限值无关。,4.3,对于设计温度低于,0,高于,-20,钢制压力容器的母材力学性能试件、焊接工艺评定试件和产品焊接试件的冲击试验温度和合格指标与设计温度、母材牌号、母材厚度有关。,4.4,对于设计温度高于及等于,0,钢制压力容器的焊接工艺评定试件和产品焊接试件的冲击试验温度按设计温度确定，其合格指标与母材的力学性能无关。,4.5,值得注意的是，压力容器母材试件的力学性能试验和焊接试件的焊接接头力学性能试验是两个不可混淆的概念。,母材力学性能试验的取样位置、试验项目、取样数量、试样的形式和尺寸、合格指标、依据标准与焊接接头力学性能试验的要求均有差异和不同，切不可混淆。,4.6,压力容器设计载荷条件,(,设计压力、设计温度,),决定了压力容器焊接工艺评定试件和产品焊接试件的冲击试验温度。,本文的撰写，得到秦晓钟教授，戈兆文教授和李平瑾教授的悉心指导和帮助，在此对三位老师表示衷心的感谢。,2007,年,12,月,24,日,