过程设备设计.pptx

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1、1过程设备设计过程设备设计3.4.1 压力容器用钢的基本要求3.4.2 压力容器钢材的选择3.4 压力容器材料选择3.4 3.4 压力容器材料选择压力容器材料选择第1页/共15页2过程设备设计过程设备设计3.4 3.4 压力容器材料选择压力容器材料选择教学重点：压力容器钢材的选择。教学难点：压力容器钢材的选择。3.4 压力容器材料选择第2页/共15页3压力容器材料多种多样钢用的最多有色金属非金属复合材料等3.4 压力容器材料选择过程设备设计过程设备设计3.4 3.4 压力容器材料选择压力容器材料选择第3页/共15页4过程设备设计过程设备设计3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求压力容器

2、用钢的基本要求本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。压力容器用钢的基本要求较高的强度良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性改善钢材性能的途径化学成分的设计组织结构的改变零件表面改性3.4 压力容器材料选择第4页/共15页5过程设备设计过程设备设计一、化学成分钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。1、碳压力容器用钢的含碳量一般不应大于压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%0.25%。碳含量强度增加可焊性焊接时易在热影响区出现裂纹在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。2、钒、钛、铌等3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要

3、求第5页/共15页6过程设备设计过程设备设计3、S、P是钢中最主要的有害元素硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性。将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高钢材的纯净度可提高钢材的韧性、抗应变时效性能、抗回火脆化性能、抗中子辐照脆化能力和耐腐蚀性能。因此，与一般结构钢相比，压力容器用钢对硫、磷、氢等有害杂质元素含量的控制更加严格。例如，中国压力容器用钢的硫和磷含量分别应低于0.020%和0.030%。随着冶炼水平的提高，目前已可将硫的含量控制在0.002%以内。3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要

4、求压力容器用钢的基本要求第6页/共15页7过程设备设计过程设备设计化学成分对热处理也有决定性的影响，如果对成分控制不严，就达不到预期的热处理效果。3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要求第7页/共15页8过程设备设计过程设备设计二、力学性能材料的力学行为由于载荷（如载荷种类、作用方式等）和应力状态的不同，以及钢材在受力状态下它所处的工作环境的不同，钢材受力后所表现出的不同行为，称为材料的力学行为。钢材的力学行为，不仅与钢材的化学成分、组织结构有关，而且与材料所处的应力状态和环境有密切的关系。力学性能决定力学行为3.4 压力容器材料选择3.4.

5、1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要求第8页/共15页9过程设备设计过程设备设计钢材的力学性能主要是表征强度、韧性和塑性变形能力的判据，是机械设计时选材和强度计算的主要依据。a、压力容器设计中，常用的强度判据包括抗拉强度b屈服点s持久极限蠕变极限疲劳极限-1b、压力容器设计中，常用的塑性判据断后伸长率5断面收缩率c、压力容器设计中，常用的韧性判据冲击吸收功Akv韧脆转变温度断裂韧性3.4 压力容器材料选择第9页/共15页10过程设备设计过程设备设计韧性临界裂纹尺寸的大小主要取决于钢的韧性。如果钢的韧性高，压力容器所允许的临界裂纹尺寸就越大，安全性也越高。为防止发生脆性断裂

6、和裂纹快速扩展，压力容器常选用韧性好的钢材。3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要求第10页/共15页11过程设备设计过程设备设计如16MnR钢板，要求在00C时的横向（指冲击试件的取样方向）Akv不小于31J。当使用温度低于或等于-200C时，需要考虑低温冲击韧性，并根据应力水平、设计温度和厚度，确定夏比V型缺口冲击试验温度和Akv的指标。夏比V型缺口冲击吸收功Akv，能较好地反映材料的韧性，与断裂韧性有较好的数值联系，世界各国压力容器规范标准都对Akv提出了要求。Akv3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求

7、压力容器用钢的基本要求第11页/共15页12过程设备设计过程设备设计三、制造工艺性能制造过程中进行冷卷、冷冲压加工的零部件要求钢材有良好的冷加工成型性能和塑性，其断后伸长率5应在1520%以上。为检验钢板承受弯曲变形能力，一般应根据钢板的厚度，选用合适的弯心直径，在常温下做弯曲角度为1800的弯曲实验。试样外表面无裂纹的钢材方可用于压力容器制造。冷加工的要求焊接的要求可焊性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢材的可焊性主要取决于它的化学成份。碳其中影响最大的是含碳量。含碳量愈低，愈不易产生裂 纹，可焊性愈好。3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本

8、要求压力容器用钢的基本要求第12页/共15页13过程设备设计过程设备设计 一般认为，Ceq 小于0.4%时，可焊性优良；Ceq 大于0.6%时，可焊性差。中国目前对压力容器用钢尚未规定碳当量要求，但上述计算碳当量的公式对分析焊接裂缝的敏感性具有一定的参考价值。合金元素影响通常是用碳当量Ceq来表示。式中的元素符号表示该元素在钢中的百分含量3.4 压力容器材料选择3.4.1 3.4.1 压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要求第13页/共15页14过程设备设计过程设备设计3.4.2 3.4.2 压力容器钢材的选择压力容器钢材的选择压力容器零件材料选择综合考虑压力容器的使用条件零件的功能和制造工艺材料性能材料使用经验（历史）材料价格规范标准3.4 压力容器材料选择第14页/共15页15感谢您的观看！第15页/共15页