发布时间 : 星期二 文章压力容器设计制造200问答更新完毕开始阅读6dc42873bf23482fb4daa58da0116c175f0e1e17
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答：容器设计压力p ≤0.6MPa；钢板使用温度为0～250℃；用于壳体时，钢板厚度不大于12mm；不得用于易燃介质以及毒性程度为中度、高度或极度危害介质的压力容器；不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。 2-5 碳素钢镇静钢板Q235-A、B、C的适用范围是什么？
答：它们的适用范围是： a）Q235-A钢板：容器设计压力p ≤1.0MPa；钢板使用温度为0～350℃；用于壳体时，钢板厚度不大于16mm；不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器；不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。 b）Q235-B钢板：容器设计压力p ≤1.6MPa；钢板使用温度为0～350℃；用于壳体时，钢板厚度不大于20mm；不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 c）Q235-C钢板：容器设计压力p ≤2.5MPa；钢板使用温度为0～400℃；用于壳体时，钢板厚度不大于30mm。
2-6 碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应注意什么问题？为什么？ 答：GB150-1998规定，碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。因为碳素钢和碳锰钢在上述情况下，钢中的渗碳体会产生分解，Fe3C→3Fe+C（石墨），而这一分解及石墨化最终会使钢中的珠光体部分或全部消失，使材料的强度及塑性均下降，而冲击值下降尤甚，钢材明显变脆，美国ASME规范对此也有同样规定。
2-7 奥氏体钢的使用温度高于525℃时，应注意什么问题？为什么？
答：GB150-1998规定，奥氏体钢的使用温度高于525℃时，钢中含碳量应不小于0.04％。这是因为奥氏体钢在使用温度高于500～550℃时，若含碳量太低，强度及抗氧化性会显著下降。因此，一般规定超低碳（C≤0.03％）奥氏体不锈钢的使用范围，18-9型材料用到400℃左右，18-12-2型材料用到450℃左右，使用温度超过650℃时，国外对于304、316型材料一般要求用H级，即含碳量要稍高一些（C=0.04～0.1％），主要也是考虑耐蚀，而且耐热及有热强性。 2-8 不锈钢复合钢板的使用范围如何确定？
答：不锈钢复合钢板的使用范围应同时符合基材和复材使用范围的规定。 2-9 何种碳素钢和低合金钢钢板，应在正火状态下使用？为什么？ 答：用于壳体厚度大于30mm的20R和16MnR、用于其它受压元件（法兰、管板、平盖等）的厚度大于50mm的20R和16MnR以及厚度大于16mm的15MnVR应在正火状态下使用。这主要是考虑国内轧制设备条件限制，较厚板轧制比小，钢板内部致密度及中心组织质量稍差；另外对钢板正火处理可细化晶粒及改善组织，使钢板有较好的韧性、塑性以及较好的综合机械性能。
2-10 调质状态供货和用于多层包扎容器内筒的碳素钢和低合金钢钢板为何应逐张进行拉伸试验和夏比（V型缺口）冲击（常温或低温）试验？
答：低合金钢经调质处理后，屈服点大大提高了，但冲击韧性不够稳定，为了正确判断综合力学性能，所以要逐张进行拉伸和冲击试验来验证。多层包扎容器内筒是一种承受高压力的设备内筒，其设计压力为10～100MPa；同时高压容器往往还需要承受较高的温度和各种介质的腐蚀，操作条件苛刻，故高压容器的材料验收、制造检验要求都比较高，这样才能保证高压容器的安全使用。 2-11 使用温度小于0℃时，用于壳体的厚度大于25mm的20R，厚度大于38mm的16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR钢板为何要以批进行夏比（V型缺口）低温冲击试验？试样为何横向取样？低温冲击功的指标是多少？ 答：因为厚度达到一定限度的20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR钢板，无延性转变温度可能就在-19.99℃～0℃之
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间，非常危险，但又未按低温材料对待，为避免这个问题，就要求在上述温度区间进行夏比（V型缺口）低温冲击试验以验证能否满足设计要求。由于浇铸钢锭时形成化学成份不均匀（金相上称偏析）或含有杂质，则在热轧变形后不均匀部分和杂质就顺着金属伸长方向延伸，形成所谓“流线”或纤维状组织（金相称带状组织），这时金属力学性能就表现出各向异性，即平行于流线方向（纵向）的力学性能要高于垂直于流线方向（横向）的力学性能，尤其塑性和韧性更为突出，所以制造容器钢板标准中取力学性能低的横向作为冲击值标准，以提高材料安全使用可靠性。低温冲击功的指标为：20R的AKV≥18J；16MnR、15 MnVR的AKV≥20J；15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR的AKV≥27J。
2-12 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，什么条件下应逐张进行超声检测？其合格等级应不低于JB4730规定中的几级？
答：符合下列条件之一的，应逐张进行超声检测： 1．盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器。 2．盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器。 3．最高工作压力大于等于10MPa的压力容器。 4．GB150第4章和附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的钢板。 5．移动式压力容器。用于上述第1、第2、第5款所述容器的钢板的合格等级应不低于JB4730规定中的Ⅱ级；用于上述第3款所述容器的钢板的合格等级应不低于JB4730规定中的Ⅲ级；用于上述第4款所述容器的钢板的合格等级符合相应标准的规定。
2-13 低合金钢钢板使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合什么要求？
答：低合金钢钢板使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度按下表的规定： 钢号 使用状态 厚度，mm 最低冲击试验温度，℃ 16MnR 热轧 6～25 -20 正火 6～120 07MnCrMoVR 调质 16～50 -20 16MnDR 正火 6～36 -40 ＞36～100 -30 07MnNiCrMoVDR 调质 16～50 -40 15MnNiDR 正火，正火加回火 6～60 -45 09Mn2VDR 正火，正火加回火 6～36 -50 09MnNiDR 正火，正火加回火 6～60 -70
2-14 什么是奥氏体不锈钢的敏化范围？
答：奥氏体不锈钢在427～870℃范围内缓慢冷却时，在晶界上有高铬的碳化物Cr23C6析出，造成碳化物邻近部分贫铬，引起晶间腐蚀倾向，这一温度范围称为敏化范围。
2-15 何谓固溶热处理？它对奥氏体不锈钢性能有何作用？
答：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到饱和固溶体的工艺称固溶热处理。通过固溶处理铬镍不锈钢将高温组织在室温下固定下来获得被碳过饱和的奥氏体，以改善铬镍不锈钢的耐腐蚀性。此外，它还能提高铬镍不锈钢的塑性和韧性。
2-16 目前防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施大致有哪几种？什么是可能引起晶间腐蚀的环境？
答：大致有三种：①固溶化处理；②降低钢中的含碳量；③添加稳定碳化物的元素。可能引起晶间腐蚀的环境是指存在电解质的电化学腐蚀环境。可能引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质，如工业醋酸、甲酸、铬酸、乳酸、硝酸（常温稀硝酸除外）、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、尿素反应介质等。化学纯醋酸、醇类、醛类、酮类、酚类、烷类、汽油等溶液及其气相介质对奥氏体不锈钢不会产生晶间腐蚀，因此，对接触这些介质的奥氏体不锈钢设备，不必做晶间腐蚀倾
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向性试验。此外，对于以防止铁离子污染为目的的奥氏体不锈钢设备，也不需要进行晶间腐蚀倾向性试验。
2-17 什么是应力腐蚀破裂？奥氏体不锈钢在哪些介质中易产生应力腐蚀破裂？ 答：应力腐蚀破裂是金属在应力（拉应力）和腐蚀的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂。应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在时，腐蚀甚微；当有应力后，金属会在腐蚀并不严重的情况下发生破裂，由于破裂是脆性的，没有明显预兆，容易造成灾难性事故。可产生应力腐蚀破坏的金属材料与环境的组合主要有以下几种： 1．碳钢及低合金钢：介质为碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等； 2．奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等； 3．含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等； 4．黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等； 5．钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等； 6．铝：湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等。
2-18 奥氏体不锈钢焊接接头能否采用超声波检测？为什么？
答：由于奥氏体不锈钢中存在的双晶晶界等显著影响超声波的衰减及传播，因此目前超声波检测未能在这种不锈钢中得到广泛的采用。
2-19 用GB713-1997《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》中的20g钢板可代用什么容器用钢板？
答：GB713-1997《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》中的20g钢板可代用Q235-C钢板。
2-20 碳素钢和低合金钢钢管使用温度低于或等于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合什么要求？
答：碳素钢和低合金钢钢管使用温度低于或等于-20℃时，其使用状态及最低冲击温度按下表的规定： 钢号 使用状态 壁厚，mm 最低冲击试验温度，℃ 10 正火 ≤16 -30 20G 正火 ≤16 -20 16Mn 正火 ≤20 -40 09MnD 正火 ≤16 -50 因尺寸限制无法制备5mm×10mm×55mm小尺寸冲击试样的钢管，免做冲击试验，各钢号钢管的最低使用温度按GB150附录C（标准的附录）表C1的规定。
2-21 碳素钢10号钢无缝钢管使用温度≤-20℃时，应选用哪个标准的钢管？ 答：低温用碳钢无缝钢管的材料一般为10号钢，现在10号钢无缝钢管有3个标准： GB6479-2000《化肥设备用高压无缝钢管》，在此标准中规定10号钢钢管的供货状态是正火，并保证-20℃时的冲击值。经供需双方协议，10号钢钢管可做-30℃夏比（V型缺口）冲击试验。 GB8163-1999《输送流体用无缝钢管》，在此标准中规定10号钢钢管的供货状态是热轧状态或热处理状态交货，无冲击试验要求。 GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》，在此标准中规定10号钢钢管的供货状态是热轧管终轧、冷拔管正火，无低温冲击试验要求。因此10号钢无缝钢管用于≤-20℃的场合时，应选用GB6479-2000《化肥设备用高压无缝钢管》标准的钢管，并应提出正火状态供货及低温冲击试验要求。
2-22 压力容器用钢锻件分为几级？其选用级别根据什么确定？
答：压力容器用碳素钢、低合金钢及不锈钢锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别，低温压力容器用低合金钢锻件分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个级别。锻件的选用级别由设计者根据其形状、使用条件及尺寸、重量大小确定，并应在图样上注明（在钢号后附上级别符号，如16MnⅡ）。
2-23 16MnD钢锻件使用温度等于或低于-20℃时，其热处理状态及最低冲击试验温度是什么？
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答：应符合下表的规定： 钢号 热处理状态 公称厚度,mm 最低冲击试验温度，℃ 16MnD 正火加回火，调质 ≤200 -40 ＞200～300 -30
2-24 低温用螺柱的钢号及热处理状态、冲击试验要求是如何规定的？
答：应符合下表的规定： 钢号 热处理状态 规格,mm 最低冲击试验温度，℃ AKV，J 30CrMoA 调质 ≤M56 -100 ≥27 35CrMoA 调质 ≤M56 -100 ≥27 M60～M80 -70 40CrNiMoA 调质 M52～M80 -70 ≥31 M85～M140 -50 2-25 压力容器受压元件采用国外材料应符合那些要求？
答：1．应选用国外压力容器规范允许使用且已有使用实例的材料，其使用范围应符合材料生产国相应规范和标准的规定，并有该材料的质量证明书。 2．制造单位首次使用前，应进行焊接工艺评定和焊工考试，并对化学成分、力学性能进行复验，满足使用要求后，才能投料制造。 3．技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标。 4．国内首次使用且标准中抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa的材料，应按《容规》第7条规定办理批准手续。国内材料生产单位生产国外牌号的材料时，应完全按照该牌号的国外标准规定的冶炼方法进行生产，力学性能和弯曲性能试验的试样型式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求也应执行国外标准，批量生产前应通过产品鉴定并经**监察机构批准，可按上述的国外钢材对待。
2-26 采用新研制的材料或未列入GB150等标准的材料制造压力容器时，应满足什么要求？
答：应将该材料的试验验证资料和第三方的检测报告提交全国压力容器标准化技术委员会进行技术评审并获得该委员会出具的准许试用的证明文件（应注明使用条件），并按《容规》第7条规定办理批准手续。
2-27 铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？
答：应符合下列要求： 1．设计压力不应大于8MPa，设计温度范围为-269～200℃。 2．设计温度大于75℃时，一般不选用含镁量大于等于3％的铝合金。 2-28 钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？
答：应符合下列要求： 1．设计温度：工业纯钛不应高于230℃，钛合金不应高于300℃，钛复合板不应高于350℃。 2．用于制造压力容器壳件的钛材应在退火状态下使用。 3．钛材压力容器封头成形应采用热成形或冷成形后热校形。对成形的钛钢复合板封头，应做超声检测。 4．钛材压力容器一般不要求进行热处理，对在应力腐蚀环境中使用的钛容器或使用中厚板制造的钛容器，焊后或热加工后应进行消除应力退火。钛钢复合板爆炸复合后，应做消除应力退火处理。 5．钛材压力容器的下列焊缝应进行渗透检测：（1）接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝；（2）换热器管板与管子连接的焊缝；（3）钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝。
2-29 铜及铜合金用于压力容器受压元件应为什么状态？ 答：一般应为退火状态。
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? 第三章 钢制焊接压力容器
3-1 什么叫工作压力？什么叫设计压力？什么叫计算压力？
答：工作压力指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5％设计压力时，可忽略不计。
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