低溫容器檢驗專題

1、2022-3-1612022-3-162 低溫技術(shù)是低溫技術(shù)是1919世紀末在液態(tài)空氣工業(yè)上發(fā)展起來的，隨著世紀末在液態(tài)空氣工業(yè)上發(fā)展起來的，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，低溫技術(shù)在近科學(xué)技術(shù)的進步，低溫技術(shù)在近3030年中得到了迅速發(fā)展和廣年中得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。低溫壓力容器和管道系統(tǒng)是低溫工業(yè)過程的關(guān)鍵設(shè)泛應(yīng)用。低溫壓力容器和管道系統(tǒng)是低溫工業(yè)過程的關(guān)鍵設(shè)備。備。碳鋼和低合金鋼制低溫壓力容器的特點是容易產(chǎn)生低溫碳鋼和低合金鋼制低溫壓力容器的特點是容易產(chǎn)生低溫脆性破壞。脆性破壞。低溫脆斷是在沒有預(yù)兆的情況下突然發(fā)生的，危低溫脆斷是在沒有預(yù)兆的情況下突然發(fā)生的，危害性很大，因此在選材、試驗方法和制

2、造等方面均要采取措害性很大，因此在選材、試驗方法和制造等方面均要采取措施，防止低溫脆斷事故發(fā)生。施，防止低溫脆斷事故發(fā)生。鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、銅鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、銅及銅合金、鎳及鎳合金和奧氏體不銹鋼等制低溫壓力容器則及銅合金、鎳及鎳合金和奧氏體不銹鋼等制低溫壓力容器則沒有低溫脆斷的情況。沒有低溫脆斷的情況。對于深低溫條件下運行的容器，應(yīng)有對于深低溫條件下運行的容器，應(yīng)有良好的低溫絕熱結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。良好的低溫絕熱結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。 表表1 1 常見的低溫工業(yè)過程常見的低溫工業(yè)過程過程種類過程種類 溫度條件溫度條件 過程種類過程種類 溫度條件溫度條件 石油精煉過程丙烷脫臘石油精煉過程丙烷

3、脫臘 4040工具鋼的低溫處理工具鋼的低溫處理 90 90 血漿的冷凍干燥血漿的冷凍干燥 4040天然氣的液化天然氣的液化 160160青霉素的冷凍干燥青霉素的冷凍干燥 404090 90 煉焦油煤氣分離乙烯煉焦油煤氣分離乙烯 190190氯氣的液化氯氣的液化 5050液態(tài)空氣的制作液態(tài)空氣的制作 190190石油精煉過程石油精煉過程o o2 2脫臘脫臘 6060由天然氣萃取氦氣由天然氣萃取氦氣 200200一氧化二氮的精制一氧化二氮的精制 90902022-3-163 1 1、按常規(guī)設(shè)計的壓力容器規(guī)范按常規(guī)設(shè)計的壓力容器規(guī)范多采用經(jīng)驗的總結(jié)，包括多采用經(jīng)驗的總結(jié)，包括失效、破壞的經(jīng)驗總結(jié)。所

4、以各國根據(jù)各自的使用經(jīng)驗，人失效、破壞的經(jīng)驗總結(jié)。所以各國根據(jù)各自的使用經(jīng)驗，人為劃分低溫界線。我國壓力容器規(guī)范多年來習(xí)慣把小于或等為劃分低溫界線。我國壓力容器規(guī)范多年來習(xí)慣把小于或等于于-20-20作為低溫界線。實踐表明這樣劃分具有足夠的安全性。作為低溫界線。實踐表明這樣劃分具有足夠的安全性。目前世界各國按常規(guī)設(shè)計的壓力容器規(guī)范，對低溫壓力容器目前世界各國按常規(guī)設(shè)計的壓力容器規(guī)范，對低溫壓力容器劃分的溫度界限各不相同，如表劃分的溫度界限各不相同，如表2 2所示。所示。 2 2、按應(yīng)力分析法設(shè)計的壓力容器規(guī)范按應(yīng)力分析法設(shè)計的壓力容器規(guī)范要求容器在整個使要求容器在整個使用（包括制造）過程中，無

5、論在常溫或低溫下使用，都應(yīng)具用（包括制造）過程中，無論在常溫或低溫下使用，都應(yīng)具有一致的韌性要求，以防止在各個使用環(huán)節(jié)上發(fā)生脆性斷裂。有一致的韌性要求，以防止在各個使用環(huán)節(jié)上發(fā)生脆性斷裂。因此，按應(yīng)力分析法進行設(shè)計的壓力容器規(guī)范，如因此，按應(yīng)力分析法進行設(shè)計的壓力容器規(guī)范，如ASME-2ASME-2，中國的中國的JB4732JB4732都不劃分低溫與常溫的溫度界限。都不劃分低溫與常溫的溫度界限。國家國家 美國美國 日本日本 德國德國 法國法國 英國英國 規(guī)范名稱規(guī)范名稱 ASME-1 ASME-1 JISB8270JISB8270ADAD規(guī)范規(guī)范非直接火受壓設(shè)備設(shè)計規(guī)范非直接火受壓設(shè)備設(shè)計規(guī)范

6、 BS5500BS5500低溫界線低溫界線 30 30 10 10 10 10 20 20 00 表表2 2 各國按常規(guī)設(shè)計鋼制容器規(guī)范的各國按常規(guī)設(shè)計鋼制容器規(guī)范的低溫界線低溫界線2022-3-164 1 1蓋蓋2 2內(nèi)頸管內(nèi)頸管3 3內(nèi)膽內(nèi)膽4 4外殼外殼5 5拉手拉手6 6支承墊支承墊7 7鋁殼鋁殼8 8吸附劑吸附劑9 9彈簧彈簧1010抽氣管抽氣管1111抽氣管護罩抽氣管護罩2022-3-165 2022-3-166 圖圖3 WYN-1803 WYN-180型運輸用低溫容器型運輸用低溫容器2022-3-167 2022-3-168 1 1液氮注入和排除液氮注入和排除2 2液氫閥液氫閥3

7、 3液氫注入和排除液氫注入和排除4 4輻射屏輻射屏5 5聚四氟乙烯緩沖塊聚四氟乙烯緩沖塊6 6疊片絕熱支承疊片絕熱支承7 7氮排氣管氮排氣管8 8氫排氣管氫排氣管9 9氫安全閥氫安全閥1010氮安全閥氮安全閥2022-3-169 1 1抽氣鉛管抽氣鉛管2 2鉛管護罩鉛管護罩3 3頸管頸管4 4銅翅片銅翅片5 5多層絕熱多層絕熱6 6外殼外殼7 7傳導(dǎo)屏傳導(dǎo)屏8 8內(nèi)膽內(nèi)膽9 9加強圈加強圈1010支承短管支承短管1111吸附腔吸附腔1212吊鉤吊鉤1313不銹鋼絲繩不銹鋼絲繩1414底座底座2022-3-1610 2022-3-1611 2022-3-1612 低溫壓力容器內(nèi)膽常采用奧氏體不銹

8、鋼、鋁合金、銅合金（鈦）；液低溫壓力容器內(nèi)膽常采用奧氏體不銹鋼、鋁合金、銅合金（鈦）；液化天然氣的內(nèi)膽也可用化天然氣的內(nèi)膽也可用9%Ni9%Ni鎳鋼和鎳合金；液氟容器內(nèi)膽多用蒙乃爾合金鎳鋼和鎳合金；液氟容器內(nèi)膽多用蒙乃爾合金或不銹鋼。低溫壓力容器外殼常用碳鋼（如或不銹鋼。低溫壓力容器外殼常用碳鋼（如Q235Q235、16MnR16MnR等）。內(nèi)膽與外等）。內(nèi)膽與外殼連接管道和構(gòu)件常用奧氏體不銹鋼、蒙乃爾合金。殼連接管道和構(gòu)件常用奧氏體不銹鋼、蒙乃爾合金。低溫液體名稱低溫液體名稱 化學(xué)符號化學(xué)符號 沸點（沸點（） 采用的金屬材料采用的金屬材料容器結(jié)構(gòu)容器結(jié)構(gòu) 硫化氫硫化氫H H2 2S S60.

9、360.33.5Ni3.5Ni鋼鋼06MnNb06MnNb鋼鋼 雙壁雙壁二氧化碳二氧化碳COCO2 278.478.4乙炔乙炔C C2 2H H2 284.0284.02乙烷乙烷C C2 2H H6 688.6388.63乙烯乙烯C C2 2H H4 4103.71103.715.5Ni5.5Ni鋼、鋼、9Ni9Ni鋼鋼鋁合金鋁合金36%Ni36%Ni鋼鋼氪氪KrKr153.36153.36甲烷甲烷CHCH4 4161.45161.45氧氧O O2 2182.93182.939Ni9Ni鋼、銅鋼、銅鋁合金鋁合金0Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9Ti20Mn23Al20Mn23Al真空型絕熱真

10、空型絕熱 氬氬r r185.86185.86氟氟F F2 2188.12188.12氮氮N N2 2195.8195.8氖氖NeNe246.06246.06鋁合金、銅鋁合金、銅銅、銅、0Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9Ti15Mn26Al415Mn26Al4真空型絕熱真空型絕熱重氫重氫D D2 2249.49249.49氫氫H H2 2252.77252.77氦氦HeHe268.93268.932022-3-1613 國內(nèi)：國內(nèi)： 1 GB150-19981 GB150-1998鋼制壓力容器鋼制壓力容器； 2 2壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程； 3 JB47323 JB47

11、32鋼制壓力容器分析設(shè)計標準鋼制壓力容器分析設(shè)計標準。 國外：國外： 1 1 美國美國ASMEASME鍋爐壓力容器規(guī)范鍋爐壓力容器規(guī)范-1-1、-2-2； 2 2 英國英國BS5500-1997BS5500-1997非直接受火熔焊壓力容器規(guī)非直接受火熔焊壓力容器規(guī)范范； 3 3 德國德國ADAD壓力容器規(guī)范壓力容器規(guī)范； 4 4 日本日本JISB8270-1993JISB8270-1993壓力容器基礎(chǔ)標準壓力容器基礎(chǔ)標準； 5 5 日本日本JISB8240-1993JISB8240-1993制冷用壓力容器結(jié)構(gòu)制冷用壓力容器結(jié)構(gòu)； 6 6 法國法國CODAP-1995CODAP-1995壓力容器

12、構(gòu)造壓力容器構(gòu)造。2022-3-1614 1919世紀末以來，在嚴寒地帶的鐵軌、橋梁和結(jié)構(gòu)件曾發(fā)生世紀末以來，在嚴寒地帶的鐵軌、橋梁和結(jié)構(gòu)件曾發(fā)生一系列低溫脆性斷裂事故。本世紀一系列低溫脆性斷裂事故。本世紀4040年代以來，許多壓力容年代以來，許多壓力容器、管道、化工設(shè)備及大型結(jié)構(gòu)等焊接結(jié)構(gòu)，多次發(fā)生低應(yīng)器、管道、化工設(shè)備及大型結(jié)構(gòu)等焊接結(jié)構(gòu)，多次發(fā)生低應(yīng)力脆斷，造成了巨大的損失。低應(yīng)力脆斷具有下列特點：力脆斷，造成了巨大的損失。低應(yīng)力脆斷具有下列特點： 1 1、斷裂時容器名義應(yīng)力低于材料的屈服強度，在斷裂之、斷裂時容器名義應(yīng)力低于材料的屈服強度，在斷裂之前沒有或者只有局部極小的塑性變形；前沒

13、有或者只有局部極小的塑性變形； 2 2、裂紋擴展速率大；、裂紋擴展速率大； 3 3、低應(yīng)力脆斷多屬解理斷裂或準解理斷裂（穿晶斷裂），、低應(yīng)力脆斷多屬解理斷裂或準解理斷裂（穿晶斷裂），及脆性斷裂（沿晶斷裂），斷口有晶粒狀特點，光亮和平滑；及脆性斷裂（沿晶斷裂），斷口有晶粒狀特點，光亮和平滑； 4 4、低應(yīng)力脆斷往往發(fā)生在有缺口或裂紋的容器上，并以、低應(yīng)力脆斷往往發(fā)生在有缺口或裂紋的容器上，并以筒體自身存在的各種工藝缺陷及雜質(zhì)作為裂紋源；筒體自身存在的各種工藝缺陷及雜質(zhì)作為裂紋源； 5 5、斷裂一般發(fā)生在較低溫度，此時材料的韌性很差。、斷裂一般發(fā)生在較低溫度，此時材料的韌性很差。 通過對金屬斷裂機

14、理進行分析，發(fā)現(xiàn)金屬的低溫韌性，即通過對金屬斷裂機理進行分析，發(fā)現(xiàn)金屬的低溫韌性，即缺口尖端處的金屬微觀塑性變形能力是決定壓力容器抵抗應(yīng)缺口尖端處的金屬微觀塑性變形能力是決定壓力容器抵抗應(yīng)力脆斷破壞的能力。力脆斷破壞的能力。2022-3-1615 1 1、晶體結(jié)構(gòu)因素晶體結(jié)構(gòu)因素：體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，脆：體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，脆性斷裂傾向較大；面心立方結(jié)構(gòu)金屬如銅、鋁、鎳和奧氏體鋼則沒有這種性斷裂傾向較大；面心立方結(jié)構(gòu)金屬如銅、鋁、鎳和奧氏體鋼則沒有這種溫度效應(yīng)，即不產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷。溫度效應(yīng)，即不產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷。 2 2、化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響：對低

15、溫壓力容器而言，增加含碳量將增大材料：對低溫壓力容器而言，增加含碳量將增大材料的脆性，提高脆性轉(zhuǎn)變溫度，低溫用鋼含碳量不超過的脆性，提高脆性轉(zhuǎn)變溫度，低溫用鋼含碳量不超過0.2%0.2%。錳、鎳改善鋼。錳、鎳改善鋼材低溫韌性，少量材低溫韌性，少量V V、TiTi、NbNb、AlAl彌散析出碳化物和氮化物，進行沉淀強彌散析出碳化物和氮化物，進行沉淀強化改善鋼材低溫韌性?；纳其摬牡蜏仨g性。 3 3、晶粒度的影響晶粒度的影響：晶粒尺寸是影響鋼低應(yīng)力脆斷重要因素。細晶粒：晶粒尺寸是影響鋼低應(yīng)力脆斷重要因素。細晶粒使金屬有較高斷裂強度，且使脆性轉(zhuǎn)變溫度降低。使金屬有較高斷裂強度，且使脆性轉(zhuǎn)變溫度降低。

16、 4 4、夾雜物的影響夾雜物的影響：磷易產(chǎn)生晶界偏析，鋼中的氧以各種氧化物的形：磷易產(chǎn)生晶界偏析，鋼中的氧以各種氧化物的形式在晶界析出，顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，導(dǎo)致低應(yīng)力脆斷。式在晶界析出，顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，導(dǎo)致低應(yīng)力脆斷。 5 5、熱處理和顯微組織影響熱處理和顯微組織影響：對鋼的低應(yīng)力脆斷有很大影響。調(diào)質(zhì)處：對鋼的低應(yīng)力脆斷有很大影響。調(diào)質(zhì)處理可以改善鋼材低溫韌性，但回火溫度不應(yīng)過高；正火處理用得最多；退理可以改善鋼材低溫韌性，但回火溫度不應(yīng)過高；正火處理用得最多；退火處理組織粗大，一般不采用?；鹛幚斫M織粗大，一般不采用。 6 6、冷變形的影響冷變形的影響：冷變形使鋼的韌性降低，應(yīng)

17、變時效使低溫韌性惡：冷變形使鋼的韌性降低，應(yīng)變時效使低溫韌性惡化，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。化，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。 7 7、應(yīng)力狀態(tài)的影響：焊接接頭中有裂紋存在又具有殘余應(yīng)力時，低、應(yīng)力狀態(tài)的影響：焊接接頭中有裂紋存在又具有殘余應(yīng)力時，低應(yīng)力脆斷性質(zhì)更為明顯。應(yīng)力脆斷性質(zhì)更為明顯。2022-3-1616 大部分國家將低溫容器設(shè)計重點放在選材上，并在制造、結(jié)構(gòu)上加以某些限制。大部分國家將低溫容器設(shè)計重點放在選材上，并在制造、結(jié)構(gòu)上加以某些限制。早期的早期的ASMEASME規(guī)范，對于低碳鋼及某些低合金鋼制成的容器，在低溫工作時要求其規(guī)范，對于低碳鋼及某些低合金鋼制成的容器，在低溫工作時要求其材料的夏比（材

18、料的夏比（V V形缺口）沖擊試驗沖擊功不小于形缺口）沖擊試驗沖擊功不小于20J20J。 該規(guī)定是建立在大量的破壞事故及其材料試驗基礎(chǔ)上的，對當時規(guī)范所推薦該規(guī)定是建立在大量的破壞事故及其材料試驗基礎(chǔ)上的，對當時規(guī)范所推薦鋼板的大量夏比（鋼板的大量夏比（V V形缺口）沖擊試驗結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)起裂型鋼板的最大沖擊功約為形缺口）沖擊試驗結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)起裂型鋼板的最大沖擊功約為14J14J，傳裂型鋼板最大沖擊功不超過，傳裂型鋼板最大沖擊功不超過18J18J，大于，大于27J27J的均屬于止裂型?；诋敃r的研的均屬于止裂型?；诋敃r的研究結(jié)果，將究結(jié)果，將V V形缺口）沖擊試驗沖擊功形缺口）沖擊試驗沖擊功A

19、AKVKV=20J=20J作為材料在其最低使用溫度下的韌性作為材料在其最低使用溫度下的韌性考核指標。到了考核指標。到了19531953年，由于年，由于使用了較高強度的鋼種，其臨界轉(zhuǎn)變溫度基點轉(zhuǎn)移使用了較高強度的鋼種，其臨界轉(zhuǎn)變溫度基點轉(zhuǎn)移到到A AKVKV沖擊功曲線的較高位置上去了沖擊功曲線的較高位置上去了，20J20J的的A AKVKV沖擊功指標并不能避免脆斷的發(fā)生。沖擊功指標并不能避免脆斷的發(fā)生。因而因而對高強度鋼而言，不同的鋼種應(yīng)分別對指標進行校正（或附加側(cè)向膨脹量對高強度鋼而言，不同的鋼種應(yīng)分別對指標進行校正（或附加側(cè)向膨脹量0.38mm)0.38mm)。 目前國外容器規(guī)范采用目前國外

20、容器規(guī)范采用20J20J作為低碳鋼在最低工作溫度或設(shè)計溫度下鋼材缺口作為低碳鋼在最低工作溫度或設(shè)計溫度下鋼材缺口韌性唯一判據(jù)的有：美國韌性唯一判據(jù)的有：美國ASME -1ASME -1及及-2-2，法國規(guī)范等。，法國規(guī)范等。ADAD規(guī)范規(guī)范W10W10采用采用DVMDVM試樣試樣的沖擊功作為判據(jù)，即在設(shè)計溫度下的的沖擊功作為判據(jù)，即在設(shè)計溫度下的DVMDVM試樣沖擊功韌性為橫向試樣沖擊功韌性為橫向35J/cm35J/cm2 2，此值，此值相當于采用相當于采用V V形缺口夏比試樣，在設(shè)計溫度提高形缺口夏比試樣，在設(shè)計溫度提高1010的試驗溫度下達到縱向的試驗溫度下達到縱向27J27J。一般認為在

21、采用相同試樣型式的前提下，縱橫向的沖擊功之比大約為一般認為在采用相同試樣型式的前提下，縱橫向的沖擊功之比大約為10.710.7。 GB150GB150參考采用了參考采用了ASME -1ASME -1的有關(guān)規(guī)定，以的有關(guān)規(guī)定，以20J20J作為低碳鋼強度級別的鋼材的作為低碳鋼強度級別的鋼材的驗收判據(jù)。驗收判據(jù)。對鋼板來講國內(nèi)要求橫向取樣，其沖擊功要求并不低于國外規(guī)則對鋼對鋼板來講國內(nèi)要求橫向取樣，其沖擊功要求并不低于國外規(guī)則對鋼材的韌性要求。材的韌性要求。2022-3-1617 自自4040年代鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂引起人們重視以來，各國對鋼材低溫韌性年代鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂引起人們重視以來，各國對鋼材低

22、溫韌性的評定方法以及評定指標進行了廣泛的研究及試驗。其中與壓力容器關(guān)系的評定方法以及評定指標進行了廣泛的研究及試驗。其中與壓力容器關(guān)系較為密切的試驗方法有下列幾種：較為密切的試驗方法有下列幾種：低溫沖擊韌性試驗（低溫沖擊韌性試驗（V V形缺口形缺口、U U形缺口、形缺口、DVMDVM試樣）；落錘試驗；全厚度的大型試驗（寬板試驗、雙重拉伸試驗、試樣）；落錘試驗；全厚度的大型試驗（寬板試驗、雙重拉伸試驗、ESSOESSO試驗）；斷裂力學(xué)試驗（平面應(yīng)變斷裂韌性試驗）；斷裂力學(xué)試驗（平面應(yīng)變斷裂韌性K KICIC及裂紋尖端張開位移及裂紋尖端張開位移CODCOD法）。法）。 其中以低溫夏比（其中以低溫夏

23、比（V V形缺口）沖擊試驗應(yīng)用最為廣泛，低溫壓力容器形缺口）沖擊試驗應(yīng)用最為廣泛，低溫壓力容器用鋼的沖擊試驗溫度應(yīng)低于或等于殼體或主要受壓元件的最低設(shè)計溫度。用鋼的沖擊試驗溫度應(yīng)低于或等于殼體或主要受壓元件的最低設(shè)計溫度。并以在沖擊試驗中對應(yīng)的一定的吸收功并以在沖擊試驗中對應(yīng)的一定的吸收功A AKVKV（J J）或一定的斷口纖維百分率）或一定的斷口纖維百分率的溫度，即脆性轉(zhuǎn)變溫度（的溫度，即脆性轉(zhuǎn)變溫度（50%FATT50%FATT）來評定材料的低溫韌性。）來評定材料的低溫韌性。 1 1、美國美國ASMEASME規(guī)范規(guī)范-1-1、-2-2；日本；日本JIS8243JIS8243；德國；德國AD

24、AD壓力容器規(guī)壓力容器規(guī)范范；法國；法國CODAP-1995CODAP-1995壓力容器構(gòu)造壓力容器構(gòu)造以（以（V V形缺口）沖擊試驗為依據(jù)。形缺口）沖擊試驗為依據(jù)。 2 2、英國英國BS5500-1997BS5500-1997非直接受火熔焊壓力容器規(guī)范非直接受火熔焊壓力容器規(guī)范以寬板試驗為以寬板試驗為基礎(chǔ)，以（基礎(chǔ)，以（V V形缺口）沖擊試驗為工程評定方法；形缺口）沖擊試驗為工程評定方法； 3 3、日本、日本W(wǎng)ES3003WES3003低溫結(jié)構(gòu)用鋼板評定基準低溫結(jié)構(gòu)用鋼板評定基準及及JISB8250JISB8250壓力容器壓力容器構(gòu)造構(gòu)造- -另一標準另一標準以溫度梯度型雙重拉伸試驗，以以溫

25、度梯度型雙重拉伸試驗，以ESSOESSO試驗為基礎(chǔ)，以缺試驗為基礎(chǔ)，以缺口沖擊試驗作為工程評定方法?？跊_擊試驗作為工程評定方法。 4 4、美國美國ASMEASME規(guī)范規(guī)范核動力裝置設(shè)備核動力裝置設(shè)備是國外唯一的以斷裂力學(xué)理是國外唯一的以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ)的規(guī)范，采用缺口沖擊試驗及落錘試驗作為工程的評定方法。論為基礎(chǔ)的規(guī)范，采用缺口沖擊試驗及落錘試驗作為工程的評定方法。 2022-3-1618 一、國內(nèi)、外常用的低溫用鋼主要采用低溫鋁鎮(zhèn)靜鋼和鎳系一、國內(nèi)、外常用的低溫用鋼主要采用低溫鋁鎮(zhèn)靜鋼和鎳系低溫鋼低溫鋼 1 1、低溫鋁鎮(zhèn)靜鋼低溫鋁鎮(zhèn)靜鋼：16MnDR16MnDR、09Mn2VDR09Mn2

26、VDR、09MnTiCuRe09MnTiCuRe、06MnVAl06MnVAl、06AlNbCuN06AlNbCuN 2 2、鎳系低溫鋼鎳系低溫鋼（廣泛用于液氧儲罐（廣泛用于液氧儲罐, ,強度高強度高, ,具有良好的具有良好的低溫韌性。）低溫韌性。） 0.5 0.52.25%Ni2.25%Ni：（：（-70-70）；）；(2.5Ni,-60(2.5Ni,-60，A AKVKV47J)47J)； 3.5% Ni 3.5% Ni：(-100(-100，A AKVKV47J)47J) 5% Ni 5% Ni：（：（120120170170） 9% Ni (-170 9% Ni (-170，A AKV

27、KV47J)47J)； 3 3、鎳合金鎳合金（鎳含量（鎳含量30%30%99%99%的合金）的合金） 鎳基合金鎳基合金（鎳含量大于或等于（鎳含量大于或等于50%50%的合金）鎳銅合金的合金）鎳銅合金（蒙乃爾）、鎳鉻鐵合金（因康鎳合金、（蒙乃爾）、鎳鉻鐵合金（因康鎳合金、INCONELINCONEL）、鎳鉬合）、鎳鉬合金（哈氏合金）。金（哈氏合金）。 4 4、奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼：1Cr18Ni9(-1961Cr18Ni9(-196（ A AKVKV47J) 47J) ）700 700 ）2022-3-1619 二、二、低溫壓力容器用鋼板（低溫壓力容器用鋼板（GB150GB150鋼制鋼制壓力

28、容器壓力容器、GB3531GB3531低溫用壓力容器鋼板低溫用壓力容器鋼板。16MnDR(-4016MnDR(-40，A AKVKV24J)24J)；15MnNiDR (-4515MnNiDR (-45，A AKVKV27J)27J)；09Mn2VDR(-4009Mn2VDR(-40，A AKVKV27J)27J)；09MnNiDR(-4009MnNiDR(-40，A AKVKV27J)27J)；07MnNiCrMoVDR(-4007MnNiCrMoVDR(-40，A AKVKV47J)47J)。 三、三、低溫壓力容器用鋼鍛件低溫壓力容器用鋼鍛件JB4727-2000JB4727-2000 0

29、9Mn2VD(-50 09Mn2VD(-50，A AKVKV27J)27J)；20MnMoD(-20MnMoD(-3030，A AKVKV27J)27J)；08MnNiMoVD08MnNiMoVD (-40 (-40，A AKVKV47J)47J)；10Ni3MoD(-5010Ni3MoD(-50，A AKVKV47J)47J)；16MnD(-4016MnD(-40，A AKVKV20J)20J)； 09MnNiD(-7009MnNiD(-70，A AKVKV27J)27J)。2022-3-1620 目前所有的容器規(guī)范對低溫壓力容器的設(shè)計，是根據(jù)室溫抗拉強度目前所有的容器規(guī)范對低溫壓力容器的設(shè)

30、計，是根據(jù)室溫抗拉強度或屈服強度所決定的許用應(yīng)力進行設(shè)計。該方法能有效地防止發(fā)生大塑或屈服強度所決定的許用應(yīng)力進行設(shè)計。該方法能有效地防止發(fā)生大塑性變形的破壞。如何確定需要的韌性水平，應(yīng)根據(jù)采用何種原則決定。性變形的破壞。如何確定需要的韌性水平，應(yīng)根據(jù)采用何種原則決定。 第一種原則：第一種原則：允許存在一定的缺陷，但應(yīng)能防止開裂允許存在一定的缺陷，但應(yīng)能防止開裂。在焊接部位。在焊接部位一般來說存在缺陷較多且韌性較差。而斷裂總是從缺陷和韌性較差的地一般來說存在缺陷較多且韌性較差。而斷裂總是從缺陷和韌性較差的地方開始的。因此采用這一原則時必須測定熱影響區(qū)和熔合線的性能。要方開始的。因此采用這一原則

31、時必須測定熱影響區(qū)和熔合線的性能。要求韌性最差的地方能承受外載荷所產(chǎn)生的應(yīng)變。求韌性最差的地方能承受外載荷所產(chǎn)生的應(yīng)變。 第二種原則：第二種原則：允許有缺陷存在并有可能自韌性較差的焊接區(qū)開裂，允許有缺陷存在并有可能自韌性較差的焊接區(qū)開裂，主要靠母材來防止裂紋擴展而避免產(chǎn)生斷裂事故。主要靠母材來防止裂紋擴展而避免產(chǎn)生斷裂事故。由于焊接接頭金屬、由于焊接接頭金屬、熔合線和熱影響區(qū)的韌性較母材差，所以裂紋往往沿著焊接接頭區(qū)而擴熔合線和熱影響區(qū)的韌性較母材差，所以裂紋往往沿著焊接接頭區(qū)而擴展，因而用這種方法來防止脆斷并不可靠。展，因而用這種方法來防止脆斷并不可靠。 第三種原則：第三種原則：允許自缺陷處

32、發(fā)生開裂，而容器的各個部位均能止裂。允許自缺陷處發(fā)生開裂，而容器的各個部位均能止裂。它存在二個缺點。它存在二個缺點。、采用這種防止脆斷方法時要選用韌性非常好的材、采用這種防止脆斷方法時要選用韌性非常好的材料，這意味著材料成本費非常高昂；料，這意味著材料成本費非常高昂；、作為一個絕對安全準則的有效、作為一個絕對安全準則的有效性是和結(jié)構(gòu)類型有關(guān)的。對帶缺陷容器的爆破試驗結(jié)果表明，在完全液性是和結(jié)構(gòu)類型有關(guān)的。對帶缺陷容器的爆破試驗結(jié)果表明，在完全液壓狀態(tài)下止裂較容易，在氣壓或帶有部分氣體的液壓情況下，由于系統(tǒng)壓狀態(tài)下止裂較容易，在氣壓或帶有部分氣體的液壓情況下，由于系統(tǒng)中儲藏的能量較大，止裂較困難

33、或須設(shè)計專門的止裂結(jié)構(gòu)。而對于石油中儲藏的能量較大，止裂較困難或須設(shè)計專門的止裂結(jié)構(gòu)。而對于石油化工及制冷空分行業(yè)的低溫壓力容器來說，其內(nèi)部介質(zhì)往往是氣相、氣化工及制冷空分行業(yè)的低溫壓力容器來說，其內(nèi)部介質(zhì)往往是氣相、氣液二相，因此不能用止裂原則來防止低溫力脆斷。液二相，因此不能用止裂原則來防止低溫力脆斷。 由此可見，由此可見，對于低溫壓力容器最適當?shù)姆乐勾鄶嗟霓k法是第一種原對于低溫壓力容器最適當?shù)姆乐勾鄶嗟霓k法是第一種原則即防止開裂原則。目前世界各國的壓力容器規(guī)范都采用這一原則。則即防止開裂原則。目前世界各國的壓力容器規(guī)范都采用這一原則。2022-3-1621 1 1、19721972年德國

34、年德國ADAD規(guī)范首先在低溫容器中，把使用溫度和應(yīng)力水平聯(lián)規(guī)范首先在低溫容器中，把使用溫度和應(yīng)力水平聯(lián)系在一起綜合考慮。系在一起綜合考慮。試驗表明如焊接構(gòu)件在使用前，先在高于材料無塑性試驗表明如焊接構(gòu)件在使用前，先在高于材料無塑性轉(zhuǎn)變溫度下進行超載試驗，只要這個預(yù)加的試驗載荷與操作時應(yīng)力是同種轉(zhuǎn)變溫度下進行超載試驗，只要這個預(yù)加的試驗載荷與操作時應(yīng)力是同種類型和同樣方向，則脆性斷裂就不會在低于預(yù)加的試驗載荷下發(fā)生。因此類型和同樣方向，則脆性斷裂就不會在低于預(yù)加的試驗載荷下發(fā)生。因此水壓試驗為焊態(tài)容器在低應(yīng)力工況下避免脆性開裂提供保證。水壓試驗為焊態(tài)容器在低應(yīng)力工況下避免脆性開裂提供保證。 2

35、2、在制冷和空分設(shè)備中在制冷和空分設(shè)備中，Q235-AFQ235-AF曾用于曾用于-196-196的制氧蓄冷器，鑄的制氧蓄冷器，鑄鐵設(shè)備也成功地應(yīng)用于低溫場合。從制冷劑溫度與飽和蒸氣壓關(guān)系可知，鐵設(shè)備也成功地應(yīng)用于低溫場合。從制冷劑溫度與飽和蒸氣壓關(guān)系可知，采用標準沸騰溫度大于采用標準沸騰溫度大于-50-50的制冷劑的制冷壓力容器，設(shè)計壓力與低溫的制冷劑的制冷壓力容器，設(shè)計壓力與低溫下的工作壓力的比值都在下的工作壓力的比值都在6 6以上。當容器的工作壓力由介質(zhì)的飽和蒸汽壓以上。當容器的工作壓力由介質(zhì)的飽和蒸汽壓決定，且殼體的一次總體薄膜應(yīng)力僅考慮由內(nèi)壓引起，決定，且殼體的一次總體薄膜應(yīng)力僅考慮

36、由內(nèi)壓引起，在低溫工況下，其在低溫工況下，其應(yīng)力水平是相當?shù)偷?。?yīng)力水平是相當?shù)偷摹?3 3、日本焊接學(xué)會證實外加應(yīng)力對最低使用溫度有影響，一般許用應(yīng)日本焊接學(xué)會證實外加應(yīng)力對最低使用溫度有影響，一般許用應(yīng)力由力由S/S/2/2降到降到S/S/6/6，使用溫度可降低，使用溫度可降低3030左右。左右。 4 4、ADAD規(guī)范把應(yīng)力分為三類。一類按常溫的設(shè)計應(yīng)力，二類按常溫設(shè)規(guī)范把應(yīng)力分為三類。一類按常溫的設(shè)計應(yīng)力，二類按常溫設(shè)計許用應(yīng)力的計許用應(yīng)力的75%75%或或50%50%，三類按常溫設(shè)計許用應(yīng)力的，三類按常溫設(shè)計許用應(yīng)力的25%25%。如以如以DIN 17100 DIN 17100 組鋼為

37、例，在一類應(yīng)力范圍的許用工作溫度為組鋼為例，在一類應(yīng)力范圍的許用工作溫度為-10-10，二類應(yīng)力水平的，二類應(yīng)力水平的許用溫度為許用溫度為-60-60，三類應(yīng)力范圍的許用工作溫度為，三類應(yīng)力范圍的許用工作溫度為-85-85。見表。見表4 4。2022-3-1622低溫低應(yīng)力工況低溫低應(yīng)力工況 GB150GB150對對“低溫低應(yīng)力工況低溫低應(yīng)力工況”作了定義，作了定義，系指在系指在低溫操作條件下，其環(huán)向應(yīng)力低溫操作條件下，其環(huán)向應(yīng)力鋼材標準常溫屈服鋼材標準常溫屈服點的六分之一，且點的六分之一，且50MPa50MPa時的工況。時的工況。 在在“低溫低應(yīng)力工況低溫低應(yīng)力工況” ” ，若設(shè)計溫度加上，

38、若設(shè)計溫度加上5050后高于后高于-20-20，則不必遵循低溫壓力容器的有關(guān)，則不必遵循低溫壓力容器的有關(guān)規(guī)定；若設(shè)計溫度調(diào)整后低于或等于規(guī)定；若設(shè)計溫度調(diào)整后低于或等于-20-20時，按調(diào)時，按調(diào)整后的設(shè)計溫度執(zhí)行低溫壓力容器的有關(guān)規(guī)定。沖整后的設(shè)計溫度執(zhí)行低溫壓力容器的有關(guān)規(guī)定。沖擊試驗溫度也擊試驗溫度也調(diào)整后的設(shè)計溫度。調(diào)整后的設(shè)計溫度。 “ “低溫低應(yīng)力工況低溫低應(yīng)力工況”不適用于鋼材標準抗拉強不適用于鋼材標準抗拉強度下限值大于度下限值大于540MPa540MPa的低溫容器。的低溫容器。 2022-3-1623 隨著斷裂力學(xué)不斷發(fā)展和低溫壓力容器應(yīng)用范圍日益擴大，世界各國隨著斷裂力學(xué)不

39、斷發(fā)展和低溫壓力容器應(yīng)用范圍日益擴大，世界各國容器的規(guī)范或標準中都規(guī)定了低應(yīng)力工況下低溫壓力容器特殊處理方法。容器的規(guī)范或標準中都規(guī)定了低應(yīng)力工況下低溫壓力容器特殊處理方法。規(guī)范名稱規(guī)范名稱低應(yīng)力的定義低應(yīng)力的定義要求要求美國美國ASMEASME鍋爐壓力容器鍋爐壓力容器規(guī)范規(guī)范-1-1低溫下的工作壓力低低溫下的工作壓力低于設(shè)計壓力的于設(shè)計壓力的40%40%母材與焊接接頭不作沖擊試驗，可母材與焊接接頭不作沖擊試驗，可按常溫容器考慮。按常溫容器考慮。法國法國CODAP-1995CODAP-1995非直非直接火壓力容器規(guī)范接火壓力容器規(guī)范低溫下的工作壓力低低溫下的工作壓力低于水壓試驗壓力的于水壓試驗

40、壓力的25%25%材料的沖擊試驗溫度可比工作溫度材料的沖擊試驗溫度可比工作溫度提高提高7575英國英國BS5500-1997BS5500-1997非非直接受火熔焊壓力容器直接受火熔焊壓力容器規(guī)范規(guī)范2/32/3設(shè)計溫度比正常應(yīng)力水平容器設(shè)計設(shè)計溫度比正常應(yīng)力水平容器設(shè)計溫度低溫度低101050MPa50MPa設(shè)計溫度比正常應(yīng)力水平容器設(shè)計設(shè)計溫度比正常應(yīng)力水平容器設(shè)計溫度低溫度低5050德國德國ADAD壓力容器規(guī)范壓力容器規(guī)范3/43/4設(shè)計溫度比正常設(shè)計低設(shè)計溫度比正常設(shè)計低5050，10mm10mm，熱處理，熱處理1/21/2設(shè)計溫度比正常設(shè)計低設(shè)計溫度比正常設(shè)計低50 50 ，10mm1

41、0mm，熱處理，熱處理1/41/4設(shè)計溫度比正常設(shè)計情況低設(shè)計溫度比正常設(shè)計情況低70 70 8080日本日本JISB8240-93JISB8240-93制制冷用壓力容器結(jié)構(gòu)冷用壓力容器結(jié)構(gòu)低溫下的工作壓力低低溫下的工作壓力低于設(shè)計壓力的于設(shè)計壓力的40%40%對對SM SPV24SM SPV24、3232可比正常可比正常Y Y應(yīng)力情應(yīng)力情況降低使用溫度況降低使用溫度30 30 50502022-3-1624 1. 1. 低溫鋼材牌號選用低溫鋼材牌號選用 低溫壓力容器用鋼按韌性達到的最低使用溫度來分類。圖紙和設(shè)計資低溫壓力容器用鋼按韌性達到的最低使用溫度來分類。圖紙和設(shè)計資料審查時應(yīng)注意：所用

42、鋼材（板材、管材、鍛件及其它受壓元件材料）料審查時應(yīng)注意：所用鋼材（板材、管材、鍛件及其它受壓元件材料）牌號是否是低溫用鋼，所用溫度范圍是否符合標準規(guī)定。牌號是否是低溫用鋼，所用溫度范圍是否符合標準規(guī)定。 2. 2. 鋼材發(fā)放和標記移植鋼材發(fā)放和標記移植 低溫壓力容器材料用錯將產(chǎn)生重大隱患。因此，鋼材發(fā)放必須嚴格執(zhí)低溫壓力容器材料用錯將產(chǎn)生重大隱患。因此，鋼材發(fā)放必須嚴格執(zhí)行有關(guān)管理規(guī)定。材料監(jiān)檢抽查要特別注意材料質(zhì)保書和領(lǐng)料單內(nèi)容的行有關(guān)管理規(guī)定。材料監(jiān)檢抽查要特別注意材料質(zhì)保書和領(lǐng)料單內(nèi)容的審查，現(xiàn)場巡檢應(yīng)重點檢查標記移植情況。材料的標記應(yīng)采用油漆，不審查，現(xiàn)場巡檢應(yīng)重點檢查標記移植情況。

43、材料的標記應(yīng)采用油漆，不得打鋼印。得打鋼印。 3 3、低溫鋼材的沖擊試驗和韌性要求、低溫鋼材的沖擊試驗和韌性要求 低溫壓力容器及其受壓元件所采用的鋼材，必須進行低溫夏比低溫壓力容器及其受壓元件所采用的鋼材，必須進行低溫夏比V V形缺形缺口沖擊試驗。試驗細節(jié)及要求如下：口沖擊試驗。試驗細節(jié)及要求如下： 試驗方法：鋼材的沖擊試驗方法，應(yīng)符合試驗方法：鋼材的沖擊試驗方法，應(yīng)符合GB4159GB4159金屬低溫夏比沖金屬低溫夏比沖擊試驗方法擊試驗方法的有關(guān)規(guī)定。的有關(guān)規(guī)定。 沖擊試樣為沖擊試樣為GB2106GB2106金屬夏比金屬夏比V V形缺口沖擊試驗方法形缺口沖擊試驗方法規(guī)定的規(guī)定的10mm10m

44、m10mm10mm55mm55mm標準試樣。若無法制備標準試樣時，也可采用標準試樣。若無法制備標準試樣時，也可采用7.5mm7.5mm10mm10mm55mm55mm、5mm5mm10mm10mm55mm55mm的小尺寸試樣，小尺寸試樣的缺的小尺寸試樣，小尺寸試樣的缺口寬度一般應(yīng)小于鋼材名義厚度的口寬度一般應(yīng)小于鋼材名義厚度的80%80%。試樣的缺口應(yīng)沿厚度方向（棒材。試樣的缺口應(yīng)沿厚度方向（棒材沿徑向）切取，并以三個試樣為一組。沿徑向）切取，并以三個試樣為一組。2022-3-1625 4 4、試驗溫度、試驗溫度 低溫壓力容器用鋼的沖擊試驗溫度須低于或等于容器或其受壓元件低溫壓力容器用鋼的沖擊

45、試驗溫度須低于或等于容器或其受壓元件的設(shè)計溫度。的設(shè)計溫度。當容器或其受壓元件使用在當容器或其受壓元件使用在“低溫低應(yīng)力工況低溫低應(yīng)力工況”時，鋼材時，鋼材的沖擊試驗溫度須低于或等于調(diào)整后的設(shè)計溫度的沖擊試驗溫度須低于或等于調(diào)整后的設(shè)計溫度。 5 5、沖擊功指標、沖擊功指標 鋼材試驗溫度下的沖擊功指標，按鋼材標準規(guī)定的最低抗拉強度確定，鋼材試驗溫度下的沖擊功指標，按鋼材標準規(guī)定的最低抗拉強度確定，具體要求須滿足表具體要求須滿足表15.1-115.1-1的規(guī)定。的規(guī)定。小試樣的沖擊功指標根據(jù)試樣寬度按小試樣的沖擊功指標根據(jù)試樣寬度按比率縮減。比率縮減。表表 低溫夏比（低溫夏比（V V形缺口）沖擊

46、試驗最低沖擊功規(guī)定值形缺口）沖擊試驗最低沖擊功規(guī)定值 鋼材標準的最低抗拉強度鋼材標準的最低抗拉強度b bMPa MPa 三個試樣的沖擊功平均值三個試樣的沖擊功平均值A(chǔ) Akvkv，J J 10mm10mm10mm10mm55mm 55mm 450450181845051545051520205156505156502727奧氏體焊接接頭區(qū)奧氏體焊接接頭區(qū)31312022-3-1626 6 6、 免做低溫夏比（免做低溫夏比（V V形缺口）沖擊試驗的規(guī)定形缺口）沖擊試驗的規(guī)定 低溫壓力容器用鋼若符合下列條件之一者可免做低溫夏比（低溫壓力容器用鋼若符合下列條件之一者可免做低溫夏比（V V形缺形缺口）

47、沖擊試驗。口）沖擊試驗。 （1 1）因鋼材的尺寸限制，無法制備）因鋼材的尺寸限制，無法制備5mm5mm10mm10mm55mm55mm沖擊試樣者，沖擊試樣者，且設(shè)計溫度不低于且設(shè)計溫度不低于4545者；者； （2 2）在）在GB150GB150所列的低碳鋼和碳錳鋼鋼管，因鋼管尺寸限制，無法所列的低碳鋼和碳錳鋼鋼管，因鋼管尺寸限制，無法制備制備5mm5mm10mm10mm55mm55mm沖擊試樣，且設(shè)計溫度不低于表沖擊試樣，且設(shè)計溫度不低于表15.1-215.1-2； （3 3）螺母用鋼；）螺母用鋼； （4 4）在）在“低溫低應(yīng)力工況低溫低應(yīng)力工況”下使用的容器或受壓元件所用鋼材；下使用的容器或

48、受壓元件所用鋼材； （5 5）含碳量）含碳量0.10%0.10%的標準鉻鎳奧氏體不銹鋼，設(shè)計溫度高于或等的標準鉻鎳奧氏體不銹鋼，設(shè)計溫度高于或等于于196196者。者。鋼管名義厚度鋼管名義厚度mm mm 最終設(shè)計溫度，最終設(shè)計溫度， 焊后狀態(tài)使用焊后狀態(tài)使用焊后熱處理狀態(tài)使用焊后熱處理狀態(tài)使用1010151530308 8202035356 6252540404 4404055552 2555555552022-3-1627 1 1、焊接材料的選用原則、焊接材料的選用原則 低溫壓力容器用鋼焊接材料選擇必須保證焊接接頭含有低溫壓力容器用鋼焊接材料選擇必須保證焊接接頭含有的有害雜質(zhì)硫、磷、氧、氮最

49、少，尤其是含的有害雜質(zhì)硫、磷、氧、氮最少，尤其是含NiNi鋼應(yīng)嚴格限制鋼應(yīng)嚴格限制雜質(zhì)含量，因為雜質(zhì)含量增加，會明顯降低焊接接頭的韌性。雜質(zhì)含量，因為雜質(zhì)含量增加，會明顯降低焊接接頭的韌性。 與低溫受壓元件焊接的非受壓附件焊接接頭，當承載較與低溫受壓元件焊接的非受壓附件焊接接頭，當承載較大時，應(yīng)按受壓元件焊接接頭同樣要求；當承載較小時，可大時，應(yīng)按受壓元件焊接接頭同樣要求；當承載較小時，可按焊接性要求選用相應(yīng)的焊接材料。按焊接性要求選用相應(yīng)的焊接材料。 低溫壓力容器受壓元件或受壓元件與非受壓元件焊接用低溫壓力容器受壓元件或受壓元件與非受壓元件焊接用手工電弧焊焊條應(yīng)選用手工電弧焊焊條應(yīng)選用GB5

50、117GB5117碳鋼焊條碳鋼焊條和和GB5118GB5118低合低合金焊條金焊條低氫堿性焊條。埋弧焊劑應(yīng)選用堿性或中性焊劑。低氫堿性焊條。埋弧焊劑應(yīng)選用堿性或中性焊劑。 2 2、 產(chǎn)品焊接試板產(chǎn)品焊接試板 鐵素體鋼產(chǎn)品焊接試板的低溫沖擊試驗規(guī)定如下：鐵素鐵素體鋼產(chǎn)品焊接試板的低溫沖擊試驗規(guī)定如下：鐵素體鋼之間的焊接一般應(yīng)采用鐵素體型焊接材料（體鋼之間的焊接一般應(yīng)采用鐵素體型焊接材料（9%Ni9%Ni鋼除鋼除外）。焊接接頭的低溫沖擊試驗溫度以及焊接接頭金屬、熔外）。焊接接頭的低溫沖擊試驗溫度以及焊接接頭金屬、熔合線、熱影響區(qū)低溫沖擊功要求應(yīng)符合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件合線、熱影響區(qū)低溫沖擊功要求應(yīng)符

51、合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，且不得小于規(guī)定，且不得小于27J27J。2022-3-1628 3 3、鐵素體鋼之間的異種鋼焊接用焊接材料一般按韌性要求較高側(cè)的、鐵素體鋼之間的異種鋼焊接用焊接材料一般按韌性要求較高側(cè)的母材選用。焊接接頭金屬的沖擊試驗溫度應(yīng)不高于兩側(cè)母材中的較低者。母材選用。焊接接頭金屬的沖擊試驗溫度應(yīng)不高于兩側(cè)母材中的較低者。異種鋼焊接工藝評定和產(chǎn)品焊接試板熱處理狀態(tài)應(yīng)與容器使用狀態(tài)相同。異種鋼焊接工藝評定和產(chǎn)品焊接試板熱處理狀態(tài)應(yīng)與容器使用狀態(tài)相同。性能符合下列要求：性能符合下列要求： 、焊接接頭拉伸和彎曲試驗要求符合兩側(cè)母材中的較低要求；、焊接接頭拉伸和彎曲試驗要求符合兩側(cè)母材

52、中的較低要求； 、低溫沖擊功要求應(yīng)符合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，且不得小于、低溫沖擊功要求應(yīng)符合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，且不得小于27J27J。 4. 4. 奧氏體鋼的焊接材料選用注意事項奧氏體鋼的焊接材料選用注意事項 奧氏體鋼之間的焊接材料選用應(yīng)符合下列要求：奧氏體鋼之間的焊接材料選用應(yīng)符合下列要求： 、焊接接頭金屬含碳量、焊接接頭金屬含碳量0.10%0.10%； 、焊接接頭金屬的化學(xué)成分應(yīng)符合、焊接接頭金屬的化學(xué)成分應(yīng)符合GB983GB983不銹鋼焊條不銹鋼焊條中中E0-19-E0-19-1010、E00-19-10E00-19-10、E00-23-13E00-23-13和和GB4233GB

53、4233惰性氣體保護焊接用不銹鋼棒及鋼惰性氣體保護焊接用不銹鋼棒及鋼絲絲、GB4242GB4242焊接用不銹鋼鋼絲焊接用不銹鋼鋼絲中中H0Cr21Ni10H0Cr21Ni10、H00Cr21Ni10H00Cr21Ni10、H0Cr26Ni21H0Cr26Ni21的要求；的要求； 、設(shè)計溫度低于、設(shè)計溫度低于100100時，應(yīng)按時，應(yīng)按JB4708JB4708鋼制壓力容器焊接工藝鋼制壓力容器焊接工藝評定評定進行焊接接頭低溫夏比（進行焊接接頭低溫夏比（V V形缺口）沖擊試驗，并符合標準中表形缺口）沖擊試驗，并符合標準中表4-54-5要求。要求。2022-3-1629 鐵素體鋼與奧氏體鋼之間焊接的有

54、關(guān)注意事項鐵素體鋼與奧氏體鋼之間焊接的有關(guān)注意事項 鐵素體鋼與奧氏體鋼之間異種鋼焊接，一般應(yīng)選用鐵素體鋼與奧氏體鋼之間異種鋼焊接，一般應(yīng)選用Cr23Ni13Cr23Ni13或或Cr26Ni21Cr26Ni21型高鉻鎳或鎳基焊接材料，焊后原則上型高鉻鎳或鎳基焊接材料，焊后原則上不再進行消除應(yīng)力熱處理。異種鋼焊接應(yīng)符合下列要求：不再進行消除應(yīng)力熱處理。異種鋼焊接應(yīng)符合下列要求： 接頭抗拉強度不低于兩側(cè)母材最低抗拉強度較小值；接頭抗拉強度不低于兩側(cè)母材最低抗拉強度較小值； 鐵素體鋼側(cè)的熔合線和熱影響區(qū)的沖擊功應(yīng)按鐵素體鐵素體鋼側(cè)的熔合線和熱影響區(qū)的沖擊功應(yīng)按鐵素體鋼的抗拉強度要求；鋼的抗拉強度要求；

55、 接頭應(yīng)作側(cè)彎試驗，試驗方法按接頭應(yīng)作側(cè)彎試驗，試驗方法按GB150GB150確定。確定。 5 5、現(xiàn)場焊接質(zhì)量監(jiān)檢控制要點、現(xiàn)場焊接質(zhì)量監(jiān)檢控制要點 低溫壓力容器的現(xiàn)場焊接必須嚴格按照評定合格的焊接低溫壓力容器的現(xiàn)場焊接必須嚴格按照評定合格的焊接工藝施焊。工藝施焊。焊接線能量增大會導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)的韌性下焊接線能量增大會導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)的韌性下降。因此要最大限度地減小過熱，采用小的焊接線能量降。因此要最大限度地減小過熱，采用小的焊接線能量。焊。焊接線能量的監(jiān)督可通過控制電流、電壓、焊接速度、以及規(guī)接線能量的監(jiān)督可通過控制電流、電壓、焊接速度、以及規(guī)定每根焊條的焊接長度等方法進行。在多道焊

56、時，應(yīng)盡可能定每根焊條的焊接長度等方法進行。在多道焊時，應(yīng)盡可能降低焊道間的溫度（層間溫度），即盡可能不要連續(xù)施焊。降低焊道間的溫度（層間溫度），即盡可能不要連續(xù)施焊。快速多道焊有利于晶粒細化，提高焊縫的韌性?？焖俣嗟篮赣欣诰Я＜毣?，提高焊縫的韌性。2022-3-1630 低溫容器結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能地限制峰值應(yīng)力及各種局部應(yīng)力：低溫容器結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能地限制峰值應(yīng)力及各種局部應(yīng)力： 1 1、結(jié)構(gòu)盡可能簡單，減少焊接件的約束；、結(jié)構(gòu)盡可能簡單，減少焊接件的約束； 2 2、避免產(chǎn)生過大的溫度梯度；、避免產(chǎn)生過大的溫度梯度； 3 3、盡量避免結(jié)構(gòu)形狀的突然變化，以減少局部高應(yīng)力；、盡量避免結(jié)構(gòu)形狀的突然變化

57、，以減少局部高應(yīng)力；焊縫不允許存在咬邊，所有咬邊必須打磨消除。焊縫不允許存在咬邊，所有咬邊必須打磨消除。 4 4、焊接時不應(yīng)使用不連續(xù)焊或筒節(jié)組對時用點焊連接；、焊接時不應(yīng)使用不連續(xù)焊或筒節(jié)組對時用點焊連接； 5 5、容器支座或支腿需設(shè)置墊板，不得直接焊在殼體上。、容器支座或支腿需設(shè)置墊板，不得直接焊在殼體上。 具體做法包括：各幾何形狀不連續(xù)的連接元件之間應(yīng)有足具體做法包括：各幾何形狀不連續(xù)的連接元件之間應(yīng)有足夠大的過渡圓弧半徑；厚薄不一致的連接件之間應(yīng)有足夠斜夠大的過渡圓弧半徑；厚薄不一致的連接件之間應(yīng)有足夠斜度的削薄過渡；盡可能使各構(gòu)件在外載荷作用下可以自由變度的削薄過渡；盡可能使各構(gòu)件在

58、外載荷作用下可以自由變形，不受約束；各支座和容器受壓元件的接觸處應(yīng)設(shè)置墊板，形，不受約束；各支座和容器受壓元件的接觸處應(yīng)設(shè)置墊板，使局部載荷盡可能均勻地作用在各受壓元件上；在加熱或冷使局部載荷盡可能均勻地作用在各受壓元件上；在加熱或冷卻物料的進出口處，應(yīng)盡量使流體和受壓元件均勻接觸；優(yōu)卻物料的進出口處，應(yīng)盡量使流體和受壓元件均勻接觸；優(yōu)先采用厚壁管補強或整體鍛件補強結(jié)構(gòu)而盡量少用補強圈結(jié)先采用厚壁管補強或整體鍛件補強結(jié)構(gòu)而盡量少用補強圈結(jié)構(gòu)；圓筒或封頭上的開孔盡可能在徑向開孔；盡可能采用整構(gòu)；圓筒或封頭上的開孔盡可能在徑向開孔；盡可能采用整體法蘭；各類焊接接頭盡可能采用全熔透結(jié)構(gòu)。體法蘭；各類

59、焊接接頭盡可能采用全熔透結(jié)構(gòu)。2022-3-1631 鋁在地殼外層鋁在地殼外層16Km16Km范圍內(nèi)約占有范圍內(nèi)約占有7.5%,7.5%,儲量不僅比鐵儲量不僅比鐵(4.7%)(4.7%)多，而且比其他有色金屬的總和還多。鋁合金主要用多，而且比其他有色金屬的總和還多。鋁合金主要用作耐腐蝕容器、防鐵污染容器及低溫壓力容器。鋁是面心立作耐腐蝕容器、防鐵污染容器及低溫壓力容器。鋁是面心立方晶格，沒有其他同素異構(gòu)體，低溫下不存在象鐵素體鋼那方晶格，沒有其他同素異構(gòu)體，低溫下不存在象鐵素體鋼那樣的脆性轉(zhuǎn)變。樣的脆性轉(zhuǎn)變。 鋁合金主要用于制作耐腐蝕、防鐵污染和低溫容器。我鋁合金主要用于制作耐腐蝕、防鐵污染和

60、低溫容器。我國已經(jīng)設(shè)計、制造和使用了大量的鋁合金容器。技術(shù)上取得國已經(jīng)設(shè)計、制造和使用了大量的鋁合金容器。技術(shù)上取得一定經(jīng)驗。我國在發(fā)布一定經(jīng)驗。我國在發(fā)布JB741-80JB741-80鋼制焊接壓力容器技術(shù)條鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件件之前就制訂了之前就制訂了JB1580-75JB1580-75鋁制焊接容器技術(shù)條件鋁制焊接容器技術(shù)條件，但只包括了制造、檢驗方面的內(nèi)容，沒有包括設(shè)計、材料方但只包括了制造、檢驗方面的內(nèi)容，沒有包括設(shè)計、材料方面的內(nèi)容。面的內(nèi)容。9090和和9999版版容規(guī)容規(guī)均包括了鋁合金容器有關(guān)安全均包括了鋁合金容器有關(guān)安全技術(shù)的內(nèi)容。技術(shù)的內(nèi)容。 JB/T4734-2002J