壓力容器操作工培訓(xùn)

壓力容器培訓(xùn)壓力容器基礎(chǔ)知識壓力的概念1定義：均勻垂直作用在物體表面上的力（牛頓）稱為壓力。均勻垂直作用在物體單位面積上的壓力稱為壓強。我們工作中所指的壓力實際上是壓強。2、單位帕Pa、兆帕MPa、1MPa=106Pa3、國標單位和工程單位的關(guān)系1MPa=10.2kgf/cm2或1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1MPa4、表壓力和絕對壓力表壓力：是指壓力表上所指示的壓力又是指容器內(nèi)的壓力與容器外的壓力的差值。絕對壓力：實際作用在容器壁上的壓力應(yīng)該是壓力表上指示的壓力加上容器周圍的大氣壓力，這個絕對真實的壓力稱為絕對壓力。由于大氣壓力近似等于0.1兆帕故P絕≈P表+0.1MPa5、壓力容器的壓力來源1）在容器外產(chǎn)生（增大）壓力2）在容器內(nèi)產(chǎn)生（增大）壓力二、溫度的概念溫度表示物體的冷熱程度其表示方法有：攝氏溫標、華氏溫標、絕對溫標三、壓力容器的介質(zhì)分類及特性（教材7-17頁）生產(chǎn)過程所涉及的介質(zhì)品種繁多，分類方法也有多種。按物質(zhì)狀態(tài)分類，有氣體、液體、液化氣體、單質(zhì)和混合物等；按化學(xué)特性分類，則有可燃、易燃、惰性和助燃四種；按它們對人類毒害程度，又可分為極度危害（I）、高度危害（Ⅱ）、中度危害（Ⅲ）、輕度危害（Ⅳ）四級。易燃介質(zhì)：是指與空氣混合的爆炸下限小于10％，或爆炸上限和下限之差值大于等于20％的氣體，如一甲胺、乙烷、乙烯等。毒性介質(zhì)：《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）對介質(zhì)毒性程度的劃分參照GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其最高容許濃度分別為：極度危害（I級）<0．1mg／m3；高度危害（Ⅱ級）0.1～<1．0mg／m3；中度危害（Ⅲ級）1．0～<10mg／m3；輕度危害（1V級）≥10mg／m3。壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時，應(yīng)以介質(zhì)的組成并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計單位的工藝設(shè)計部門或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。腐蝕性介質(zhì)，石油化工介質(zhì)對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時是因介質(zhì)中有雜質(zhì)，使腐蝕性加劇。腐蝕介質(zhì)的種類和性質(zhì)各不相同，加上工藝條件不同，介質(zhì)的腐蝕性也不相同。這就要求壓力容器在選用材料時，除了應(yīng)滿足使用條件下的力學(xué)性能要求外，還要具備足夠的耐腐蝕性，必要時還要采取一定的防腐措施。四、壓力容器的含義及分類一）壓力容器的概念分兩個說法按照《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為1）最高工作壓力大于或者等于0．1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2．5MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器和移動式容器；2）盛裝公稱工作壓力大于或者等于0．2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于1．0MPa·L的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶；3）2）《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》1．本規(guī)程適用于同具備下列條件的壓力容器：

（1）最高工作壓力（Pw）（注1）大于等于0.1Mpa(不含液體靜壓力,下同);

（2）內(nèi)直徑(非圓形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容積(V)(注2)大于等于0.025m3;

（3）盛裝介質(zhì)為氣體壓力容器是內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力、并對安全性有較高要求的密封容器。壓力容器主要為圓柱形，少數(shù)為球形或其他形狀。圓柱形壓力容器通常由筒體、封頭、接管、法蘭等零件和部件組成，壓力容器工作壓力越高，筒體的壁就應(yīng)越厚。二）壓力容器分類按壓力等級分類：壓力容器可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。內(nèi)壓容器又可按設(shè)計壓力（p）大小分為四個壓力等級，具體劃分如下：低壓(代號L)容器0.1MPa≤p＜1.6MPa;中壓(代號M)容器1.6MPa≤p＜10.0MPa;高壓(代號H)容器10MPa≤p＜100MPa;超高壓(代號U)容器p≥100MPa。按容器在生產(chǎn)中的作用分類:反應(yīng)壓力容器(代號R):用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。換熱壓力容器(代號E):用于完成介質(zhì)的熱量交換。分離壓力容器（代號S):用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離。儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號B）：用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)。在一種壓力容器中，如同時具備兩個以上的工藝作用原理時，應(yīng)按工藝過程中的主要作用來劃分品種。按安裝方式分類：固定式壓力容器：有固定安裝和使用地點，工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。移動式壓力容器：使用時不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷，搬運過程中還會受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動引起的沖擊力，以及運輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷，因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全方面均有其特殊的要求。上面所述的幾種分類方法僅僅考慮了壓力容器的某個設(shè)計參數(shù)或使用狀況，還不能綜合反映壓力容器的危險程度。壓力容器的危險程度還與介質(zhì)危險性及其設(shè)計壓力p和全容積V的乘積有關(guān)，pV值愈大，則容器破裂時爆炸能量愈大，危害性也愈大，對容器的設(shè)計、制造、檢驗、使用和管理的要求愈高。按安全技術(shù)管理分類:《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危險性以及容器在生產(chǎn)過程中的作用的綜合分類方法，以有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理。該方法將壓力容器分為I、II、III類：1.第III類壓力容器，具有下列情況之一的，為第III類壓力容器：高壓容器；中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于10MPa·m3）；中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.5Pa·m3）；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且乘積大于等于0.2MPa·m3）；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；使用強度級別較高（指相應(yīng)標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器；移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車[液化氣體運輸（半掛）車、低溫液體運輸（半掛）車、永久氣體運輸（半掛）車]和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；球形儲罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲存容器（容積大于5m3）。低溫液體儲存容器（容積大于5m3）2.第二類壓力容器，具有下列情況之一的，為第二類壓力容器：中壓容器；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。3.第I類壓力容器,除上述規(guī)定以外的低壓容器為第I類壓力容器?？梢?，國內(nèi)壓力容器分類方法綜合考慮了設(shè)計壓力、幾何容積、材料強度、應(yīng)用場合和介質(zhì)危害程度等影響因素。例如：因盛放的介質(zhì)特性或容器功能不同，即根據(jù)潛在的危害性大小，低壓容器可被劃分為第I類或第II類甚至第III類壓力容器壓力容器的使用特征生產(chǎn)工藝要求高使用條件比較惡劣承受多種載荷操作要求高、壓力容器的參數(shù)及應(yīng)力來源壓力：最高工作壓力、設(shè)計壓力、最大允許工作壓力。最高工作壓力，多指在正常操作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。設(shè)計壓力，系是指在相應(yīng)設(shè)計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標注在銘牌上的容器設(shè)計壓力，壓力容器的設(shè)計壓力值不得低于最高工作壓力；當容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達到5％設(shè)計壓力時，則應(yīng)取設(shè)計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設(shè)計計算；裝有安全閥的壓力容器，其設(shè)計壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破壓力。容器的設(shè)計壓力確定應(yīng)按GB150的相應(yīng)規(guī)定。溫度：金屬溫度、設(shè)計溫度金屬溫度，系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下，元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。設(shè)計溫度，系指容器在正常操作情況下，在相應(yīng)設(shè)計壓力下，殼壁或元件金屬可能達到的最高或最低溫度。當殼壁或元件金屬的溫度低于—20℃，按最低溫度確定設(shè)計溫度；除此之外，設(shè)計溫度一律按最高溫度選取。設(shè)計溫度值不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度；對于0℃以下的金屬溫度，則設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低金屬溫度。容器設(shè)計溫度（即標注在容器銘牌上的設(shè)計介質(zhì)溫度）是指殼體的設(shè)計溫度。直徑：一般指壓力容器的內(nèi)徑。工程直徑：指經(jīng)標準化、系列化后的尺寸，以適應(yīng)標準化、系列化的要求。不是實際內(nèi)徑五）公稱直徑公稱直徑(nominaldiameter)，又稱平均外徑(meanoutsidediameter)。指標準化以后的標準直徑，以DN表示，單位mm，例如內(nèi)徑1200mm的容器的公稱直徑標記為DN1200。它主要分為三方面：1.壓力容器的公稱直徑用鋼板卷焊制成的筒體，其公稱直徑指的是內(nèi)徑。現(xiàn)行標準中規(guī)定的公稱直徑系列如表4-4所示。若容器直徑較小，筒體可直接采用無縫鋼管制作。此時，公稱直徑指鋼管外徑，如表4-5所示。設(shè)計時，應(yīng)將工藝計算初步確定的設(shè)備內(nèi)徑，調(diào)整為符合表4-4或表4-5所規(guī)定的公稱直徑。封頭的公稱直徑與筒體一致。2.管子的公稱直徑一般來說，管子的直徑可分為外徑、內(nèi)徑、公稱直徑。管材為無縫鋼管的管子的外徑用字母D來表示，其后附加外直徑的尺寸和壁厚，例如外徑為108的無縫鋼管，壁厚為5MM，用D108*5表示，塑料管也用外徑表示，如De63,其他如鋼筋混凝土管、鑄鐵管、鍍鋅鋼管等采用DN表示，在設(shè)計圖紙中一般采用公稱直徑來表示，公稱直徑是為了設(shè)計制造和維修的方便人為地規(guī)定的一種標準，也叫公稱通徑，是管子（或者管件）的規(guī)格名稱。管子的公稱直徑和其內(nèi)徑、外徑都不相等，例如：公稱直徑為100MM的無縫鋼管有102*5、108*5等好幾種，108為管子的外徑，5表示管子的壁厚，因此，該鋼管的內(nèi)徑為（108-5-5）＝98MM，但是它不完全等于鋼管外徑減兩倍壁厚之差，也可以說，公稱直徑是接近于內(nèi)徑，但是又不等于內(nèi)徑的一種管子直徑的規(guī)格名稱，在設(shè)計圖紙中所以要用公稱直徑，目的是為了根據(jù)公稱直徑可以確定管子、管件、閥門、法蘭、墊片等結(jié)構(gòu)尺寸與連接尺寸，公稱直徑采用符號DN表示，如果在設(shè)計圖紙中采用外徑表示，也應(yīng)該作出管道規(guī)格對照表，表明某種管道的公稱直徑，壁厚。為了使管子、管件連接尺寸統(tǒng)一，采用DN表示其公稱直徑（也稱公稱口徑、公稱通徑)?；S用來輸送水、煤氣、空氣、油以及取暖用蒸汽等一般壓力的流體，管道往往采用電焊鋼管，稱有縫管。有縫管按厚度可分為薄壁鋼管、普通鋼管和加厚鋼管。其公稱直徑不是外徑，也不是內(nèi)徑，而是近似普通鋼管內(nèi)徑的一個名義尺寸。每一公稱直徑，對應(yīng)一個外徑，其內(nèi)徑數(shù)值隨厚度不同而不同。公稱直徑可用公制mm表示，也可用英制in表示，見表4-6。管路附件也用公稱直徑表示，意義同有縫管。工程中所用的無縫管，如輸送流體用無縫鋼管(GB8163-87)、石油裂化用無縫鋼管(GB9948-88)、化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管（GB6479-86)等，標記方法不用公稱直徑，而是以外徑乘厚度表示。標準中稱此外徑與厚度為公稱外徑與公稱厚度。輸送流體用無縫鋼管和一般用途無縫鋼管分熱軋管和冷拔管兩種。冷拔管的最大外徑為200mm；熱軋管的最大外徑為630mm。在管道工程中，管徑超過57mm時，常采用熱軋管。管徑在57mm以內(nèi)常選用冷拔管。3.容器零部件的公稱直徑有些零部件如法蘭、支座等的公稱直徑，指的是與它相配的筒體、封頭的公稱直徑。DN2000法蘭是指與DN2000筒體(容器)或封頭相配的法蘭。DN2000鞍座是指支承DN2000mm容器的鞍式支座。還有一些零部件的公稱直徑是與它相配的管子公稱直徑表示的。如管法蘭，DN200管法蘭是指連接DN200mm管子的管法蘭。另有一些容器零部件，其公稱直徑是指結(jié)構(gòu)中的某一重要尺寸，如視鏡的視孔、填料箱的軸徑等。DN80(Dg80)視鏡，其窺視孔的直徑為80mm。壓力管道標準規(guī)格DN-公稱直徑Ф－外徑大外徑系列DN15-ф22mm，DN20-ф27mmDN25-ф34mm，DN32-ф42mmDN40-ф48mm，DN50-ф60mmDN65-ф76(73)mm，DN80-ф89mmDN100-ф114mm，DN125-ф140mmDN150-ф168mm，DN200-ф219mmDN250-ф273mm，DN300-ф324mmDN350-ф360mm，DN400-ф406mmDN450-ф457mm，DN500-ф508mmDN600-ф610mm，小外徑系列DN15-ф18mm，DN20-ф25mmDN25-ф32mm，DN32-ф38mmDN40-ф45mm，DN50-ф57mmDN65-ф73mm，DN80-ф89mmDN100-ф108mm，DN125-ф133mmDN150-ф159mm，DN200-ф219mmDN250-ф273mm，DN300-ф325mmDN350-ф377mm，DN400-ф426mmDN450-ф480mm，DN500-ф530mmDN600-ф630mm，第二章壓力容器的基本結(jié)構(gòu)及材料第一節(jié)壓力容器的結(jié)構(gòu)形式及組成壓力容器的結(jié)構(gòu)形式壓力容器根據(jù)其用途不同，結(jié)構(gòu)形式多種多樣。常見的結(jié)構(gòu)形式主要有球形、圓筒形、箱形、錐形等二、壓力容器的組成（教材29-36頁）壓力容器一般由筒體、封頭（蓋板）、球殼板、法蘭、密封元件、人手孔和接管、支座部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計及完成不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。封頭：凸形封頭、錐形封頭、平板封頭凸形封頭又分為半球形封頭、蝶形封頭、橢圓封頭、無折邊球形封頭設(shè)置人手孔目的、支座形式選擇立式、臥式球形。三、幾種典型壓力容器結(jié)構(gòu)介紹（教材37-44頁）四、壓力容器材料知識壓力容器的用途極廣，工作條件也千差萬別，因此在容器的設(shè)計過程中正確地選擇材料是一件極為復(fù)雜而又特別重要的工作。很多壓力容器造成事故的重要原因之一就是選用材料不當。例如，采用焊接性差的鋼材焊制壓力容器時，就容易在焊接接頭中產(chǎn)生裂縫；有些鎳鉻不銹鋼的壓力容器，常因鋼號或成分選用不當，在使用中發(fā)生晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等形式的破壞；選用鐵素體鋼制造低溫壓力容器時，如鋼的轉(zhuǎn)變溫度高于容器的工作溫度，則容器工作時就容易發(fā)生脆性破壞。所以，在選擇壓力容器用鋼時，必須根據(jù)容器的工作條件(如壁溫、壓力、介質(zhì)腐蝕性、介質(zhì)對材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)選擇具有合適力學(xué)性能、物理性能和耐腐蝕性能的材料，所選用的材料還必須考慮加工工藝的影響(可焊性、是否便于加工)，并考慮其經(jīng)濟合理性及來源等情況。對于壓力容器的設(shè)計者，充分了解各種材料的性能(物理性能、力學(xué)性能等)以及影響材料性能的各種因素是十分必要的。一、材料的性能1．力學(xué)性能材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學(xué)性能。壓力容器用材料的常規(guī)力學(xué)性能指標主要包括強度、硬度、塑性和韌性等。(1)強度

是指金屬材料在外力作用下對變形或斷裂的抗力。強度指標是設(shè)計中決定許用應(yīng)力的重要依據(jù)，是材料抵抗外力作用能力的標志。常用的強度指標有屈服強度σs或σ0．2和抗拉強度σb，高溫下工作時，還要考慮蠕變極限σn和持久強度σD，設(shè)計中許用應(yīng)力都是根據(jù)這些數(shù)值決定的。另外，材料的屈強比(σs／σb)也是反映材料承載能力的一個指標，不同材料具有不同的屈強比，即使是同一種材料，其屈強比也隨著材料熱處理情況及工作溫度的不同而有所變化。(2)塑性

是指金屬材料在斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。塑性指標主要有伸長率δ、斷面收縮率φ、沖擊韌性ak等。用塑性好的材料制造容器，可以緩和局部應(yīng)力的不良影響，有利于壓力加工，不易產(chǎn)生脆性斷裂，對缺口、傷痕不敏感，并且在發(fā)生爆炸時不易產(chǎn)生碎片。作為化工容器用的鋼，要求伸長率δ不低于14％，沖擊韌性ak在使用溫度下不低于35J／cm2。(3)韌性

是指金屬材料抵抗沖擊負荷的能力。韌性常用沖擊功Ak和沖擊韌性值ak表示。Ak值或ak值除反映材料的抗沖擊性能外，還對材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材料品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且Ak對材料的脆性轉(zhuǎn)化情況十分敏感，低溫沖擊試驗?zāi)軝z驗鋼的冷脆性。表示材料韌性的一個新的指標是斷裂韌性，它是反映材料對裂紋擴展的抵抗能力。(4)硬度

是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多，原理也不相同，測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試驗，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、維氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗，其值代表金屬彈性變形功的大小。因此，硬度不是一個單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。材料力學(xué)性能的各因素之間是相互聯(lián)系又相互制約的。有些材料強度較高，但它的伸長率及沖擊韌性卻很低。因此，選材時不能只看其單一的性能指標，而應(yīng)對材料力學(xué)性能的諸因素作全面分析。2．物理性能在容器設(shè)計中，應(yīng)注意到材料的物理性能。例如，在計算容器的溫差應(yīng)力時，就要用到材料的線脹系數(shù)α；在設(shè)計換熱器及計算容器外殼熱損失時，還要用到材料的熱導(dǎo)率入等。因此，材料的使用場合不同，對材料物理性能亦有不同的要求。主要的物理性能指標有密度ρ，熱導(dǎo)率λ，比熱容c，熔點tm，線脹系數(shù)α，電阻率ρr，彈性模量E等。常用鋼材的物理性能見表2—1。3．耐腐蝕性能化工廠中經(jīng)常處理有腐蝕性的介質(zhì)，故設(shè)計化工容器時，在很多場合下，耐腐蝕性對材料的選擇起決定性的作用。材料的耐蝕程度會影響設(shè)備使用壽命、產(chǎn)品的質(zhì)量，有時甚至影響化學(xué)反應(yīng)的進行。因此，考慮材料的耐蝕性是化工容器材料選擇中的一個重要問題。材料的腐蝕速度在工程上常用Ka(mm／a)來表示，材料腐蝕速度在1mm／a以下的，可認為能用于化工容器。有關(guān)材料的耐蝕性可在材料腐蝕和防腐手冊中查得。4．制造工藝性能材料的制造工藝性能包括可鍛性、可焊性、切削加工性及研磨、沖壓性能、熱處理性能等。對制造化工容器的鋼材來說，焊接性能和壓力加工性能就顯得更為重要。(1)可焊性

是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下能否獲得優(yōu)良焊接接頭的性能。一種金屬，如果能用較普通又簡便的焊接工藝獲得優(yōu)質(zhì)接頭，則認為這種金屬具有良好的可焊性；反之，如果要用很復(fù)雜或特殊的焊接工藝才能獲得優(yōu)質(zhì)接頭，則認為它的可焊性差。通常，把金屬材料在焊接時產(chǎn)生裂紋的敏感性及焊接接頭區(qū)力學(xué)性能的變化作為評價材料可焊性的主要指標。鋼材焊接性能的好壞主要取決于它的化學(xué)組成。而其中影響最大的是碳元素，也就是說金屬含碳量的多少決定了它的可焊性。鋼中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影響程度一般都比碳小得多。鋼中含碳量增加，淬硬傾向就增大，塑性則下降，容易產(chǎn)生焊接裂紋。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把鋼中含碳量的多少作為判別鋼材可焊性的主要標志。含碳量小于0．25％的碳鋼和低合金鋼，一般都具有良好的可焊性。含碳量增加，大大增加焊接的裂紋傾向，所以，含碳量大于0．25％的鋼材不應(yīng)用于制造鍋爐、壓力容器。在特殊條件下，如選用含碳量超過0．25％的材料(有些低合金鋼可焊性較差，必須采取特殊的焊接工藝)，必須得到設(shè)計單位總技術(shù)負責(zé)人批準。制造單位應(yīng)對這類材料進行焊接性能試驗和焊接工藝評定，合格后，報省級以上鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機構(gòu)備案。制造一般受壓容器所用鋼材的含碳量最好不大于0．25％。(2)其他

材料成型的主要方法是滾卷與沖壓。材料中的夾渣、氣孔等缺陷易在加工過程中形成裂紋或微裂紋。材料的冷作硬化性會降低塑性指標，而且會在受熱時出現(xiàn)結(jié)晶粗化，降低強度。一般材料的殘余變形超過3％時，需經(jīng)退火處理。5．價格與采源設(shè)備成本的很大一部分決定于材料的價格。因此，在選用材料時，應(yīng)了解它們的價格。如果將碳素鋼板Q235-A的價格定為1，其余的板材相對價格大致有如下關(guān)系，16MnR為1．4、20R(20g)為1．8、鉻鋼(1Cr13，2Cr13)為5．1、高合金鋼0Cr18Ni10為14．1。當然，采用價廉的材料不一定在經(jīng)濟上就是合理的，因為價貴的材料可能具有較好的性能，用它可以制成器壁較薄而輕的容器，而且使用年限也比較長，經(jīng)濟效果更好。分析材料的經(jīng)濟性不能僅看它們的價格，同時要看國家的資源情況。應(yīng)多用普通易取的材料，少用昂貴稀缺的材料；多用國產(chǎn)材料，少用或不用進口材料。二、影響材料性能的因素影響材料性能的因素主要有冶煉方法、合金元素、制造工藝、操作溫度、介質(zhì)的腐蝕性等。1．冶煉方法煉鋼過程是把生鐵中含有的大量有害雜質(zhì)元素，在氧化反應(yīng)作用下轉(zhuǎn)變成氧化物進入爐氣和爐渣中排除生產(chǎn)較純金屬的過程，所以煉鋼過程也是氧化過程。根據(jù)冶煉方法和使用設(shè)備不同，可分平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼和坩堝鋼。按煉鋼爐爐襯不同，還可分為酸性鋼和堿性鋼。根據(jù)鋼錠型式和脫氧情況，又可分鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼。目前，壓力容器主要用堿性平爐鋼和堿性電爐鋼。由于堿性爐熔煉去磷能力很好，因此厚截面鋼板一般都采用這種方法冶煉，使鋼中磷含量降至最低。另外，電爐操作時，可以傾倒放渣，不斷地調(diào)整爐渣量，使易氧化的元素，如鉻和錳等具有較高的回收率，可以獲得硫化物和氧化物夾雜很低的高純凈鋼。其次，由于壓力容器的操作壓力和容器容積不斷增加，特大型鍛件的需要量也隨之增多，這種鍛件的壓縮變形較小，熱處理后不易獲得此鋼種應(yīng)能達到的力學(xué)性能，因此提高鋼的純度是特別重要的。為了提高低合金鋼的可焊性，消除白點和開裂，必須降低鋼錠(尤其是大型鍛件的鋼錠)中的氫含量。目前，一般采用真空除氣技術(shù)降低氫含量，改善鍛件(尤其是特大型鍛件)的純度。除此而外，真空除氣還能減少鋼中的氧和氮含量。減少含氧量也就是減少了脫氧劑的用量，使鋼更加純凈。經(jīng)真空去氣處理的鋼，因非金屬夾雜物減少，改善了鋼的疲勞特性。2．合金元素為了提高鋼的力學(xué)性能，必須在鋼中添加一些合金元素，其中最主要的有錳、硅、鉻、鎳、鉬、鈦、鈮、釩、鋁和銅等。這些元素添加在鋼中后，對鋼的物理性能和力學(xué)性能影響很大。根據(jù)元素加入量多少和搭配關(guān)系，可以產(chǎn)生下述三種情況。①強度與碳鋼相同時，韌性大大提高。②強度提高，韌性仍不低于碳鋼。③強度和韌性都提高。(1)錳

是煉鋼時用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。作為合金元素加入鋼中的錳，能夠提高鋼的強度性能和奧式體鋼的組織穩(wěn)定性，截面較大的工件可以獲得較均勻的細化組織。如錳含量增加到10％～15％時，可獲得韌性和強度都好的奧式體鋼，耐腐蝕性也很好，因此壓力容器用碳素鋼錳含量都很高。錳的不利影響是增加鋼的過熱敏感性和回火脆性。錳是最便宜的合金元素，資源豐富，我國常用錳鋼代替鎳鉻鋼。(2)硅

通常鋼中硅含量在0．2％～0．3％范圍內(nèi)。如鋼中硅的含量超過0．5％時，則認為硅是作為特殊的合金元素加人的。硅能提高鋼的強度、耐腐蝕性和耐熱性。硅含量高達15％～20％時，即高硅鑄鐵，具有特別好的耐酸腐蝕性能。含硅鋼在氧化氣氛中加熱時，表面形成一層SiO2，從而提高鋼在高溫時的抗氧化能力，因此在鉻、鉻鋁、鉻鎳鋼中加入一定量的合金元素硅，將增加這些鋼的高溫抗氧化能力。錳鋼加硅也能提高它的抗氧化性能，但含量過高時，鋼表面脫碳傾向加劇。硅易在鋼中產(chǎn)生帶狀組織，從而使鋼材橫向性能低于縱向性能，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，韌性和可焊性降低。(3)鉻

能提高鋼的強度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性，鉻鋼具有良好的綜合力學(xué)性能，經(jīng)淬火回火處理的鉻鋼，鉻元素一般不降低其韌性。鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性能的主要元素，鋼中鉻含量越高，其抗腐蝕性能越好。通常，不銹鋼的鉻含量高于13％。由于鉻能提高鉻鎳調(diào)質(zhì)鋼和高鉻高碳鋼的淬透性，因此冷卻時要防止由組織應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。高鉻鋼(含鉻量超過12％～14％時)的導(dǎo)熱性能很差，在熱加工加熱時應(yīng)注意緩慢地升溫，并有足夠的保溫勻熱時間。高鉻鋼在成型加工時，每次變形量要小些。(4)鎳

能使鋼具有很高的強度、塑性和韌性。當鎳含量少于20％時，其強度隨鎳含量增高而增加，塑性隨鎳含量增高而降低。當鎳含量高于20％時，強度逐漸降低，但塑性提高。鎳能提高鋼的抗疲勞性能，減少鋼對缺口的敏感性，降低鋼的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度。鎳能夠提高鋼對大氣、海水、酸(當鎳含量超過15％～20％時，對硫酸、鹽酸均有很高的耐腐蝕能力)、堿、鹽等耐腐蝕性能。鎳對鋼的耐腐蝕性能的影響，通常是使它與鉻配合時才能充分地表現(xiàn)出來。因為鎳是形成奧氏體的合金元素，若在鋼中只加入鎳，而不加入鉻，要使低碳鎳鋼獲得純的奧式體組織，只有鎳含量超過24％時才能比較明顯地提高鋼的耐腐蝕性能。若鎳和鉻配合加入鋼中，如在鐵素體鉻不銹鋼中加入少量的鎳，使金相組織由單相鐵素體變?yōu)閵W氏體和鐵素體雙相組織，從而顯著地提高鋼的耐腐蝕性。若對此鋼進行熱處理，則可提高強度。鉻鋼中加人的鎳元素多一些，奧氏體和鐵素體雙相組織就變?yōu)閱蜗鄪W式體鋼(Cr18Ni9)。這種鋼具有特別好的耐腐蝕性能和良好的形變、焊接性能。鎳雖然屬于稀貴金屬，但是它是煉制高級合金鋼的主要元素之一。在腐蝕條件下工作的壓力容器以及需要保持被處理物質(zhì)不變質(zhì)的儲槽或裝置(如食品工業(yè)用)，還應(yīng)當用鉻鎳鋼制造。(5)鉬

主要使鋼具有耐熱性和很高的高溫力學(xué)性能。在結(jié)構(gòu)鋼中，鉬的作用是消除回火脆性、細化晶粒，同時強烈提高鋼的淬透性，使截面厚度較大的部件可以淬透、淬深。在含有導(dǎo)致回火脆性的元素，如錳、鉻等鋼中加入鉬，能防止和減少鋼的回火脆性，提高沖擊韌性。在不銹鋼中，加入鉬后能進一步提高鋼對有機酸、過氧化氫、亞硫酸、硫酸、酸性染料、漂白粉等的耐腐蝕性能。鉬是較貴重的元素，用途也很廣，因此鉬鋼(一般和鉻配合使用)只能用于高溫工作條件下的部件或重要的大截面構(gòu)件，如高溫高壓容器的受力部件。(6)鈦

是最好的脫氧劑和除氣劑。若在鋼中加入0．1％～0．2％的鈦，可加強熔煉時鋼的精練作用，降低鋼熱處理的過熱趨勢。鈦能改善鋼的熱強性。在碳素鋼和低合金鋼中加入鈦，能提高持久極限和蠕變極限。含鉻量在4％～6％的鉻鋼中加入鈦后，能提高高溫時的抗氧化性能。不銹耐酸鋼中加入鈦，能避免晶界貧鉻，減少晶間腐蝕傾向，提高鋼的耐腐蝕性能和韌性，抑制鋼在高溫時晶粒長大傾向，改善鋼的焊接性能。在錳鋼中，加入少量的鈦，能提高它的力學(xué)性能，特別是屈服極限；在鑄鋼中加入約0．2％的鈦，可以細化鑄態(tài)組織，提高鑄鋼的強度和韌性。(7)釩

在鋼中的主要作用是細化晶粒，提高晶粒粗化溫度，降低鋼的過熱敏感性，提高鋼的強度和韌性。釩在高溫溶入奧氏體時，能提高鋼的淬透性。相反，若以碳化物形態(tài)存在時，將降低鋼的淬透性。其次釩能增加淬火鋼的回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。(8)鎢

其硬度和熔點都高，一般用來制造合金工具鋼和高速鋼。鎢能增加鋼的回火穩(wěn)定性、紅硬性和熱強性，如在結(jié)構(gòu)鋼中加入0．2％～0．4％的鎢，便能防止熱處理時晶粒長大和粗化，降低回火脆化傾向，顯著地提高鋼的強度和韌性。在不銹鋼中，如15A13MoWTi(鎢含量為0．4％～0．6％)是一種不含鉻鎳的耐腐蝕鋼，用于常壓加熱爐、裂化加熱爐、減壓加熱爐、催化加熱爐輻射段爐管和裂化分餾塔、焦化分餾塔內(nèi)構(gòu)件等，耐腐蝕性能很好，優(yōu)于0Cr13鋼。3．制造工藝壓力容器用的鋼材，除極個別的采用鑄件外，絕大多數(shù)都是經(jīng)軋制、鍛造、成型、焊接和熱處理等加工后才投入使用的。因此，了解加工過程對鋼的綜合性能影響，對正確選用材料是必不缺少的。(1)軋制、鍛造

鋼板軋制是在鋼坯上進行的。軋制鋼材越厚，鋼材(鋼坯或鋼錠)的壓縮變形量越小。鍛造也是在鋼坯上進行的。目前壓力容器用鍛件主要有兩種，一種是芯棒鍛造，另一種是環(huán)形軋制。芯棒鍛造是使鍛件逐漸拔長和擴孔的加工過程；環(huán)形軋制如普通軋制一樣，是連續(xù)加工的過程。一般地說來，用環(huán)形軋制鋼材與用芯棒鍛造加工的鋼材相比，其組織更為均勻，質(zhì)量更好。這個影響，對于大型鍛件尤為突出。(2)焊接

目前，絕大部分壓力容器都是由基本零件如圓筒、封頭、接管、支座等焊接而成，而基本零件也是由鋼板、鍛件等焊接制造的。選擇焊接容器材料時，可焊性是決定性的因素。對于碳素鋼，當含碳量低于0．25％時，其焊接性能很好，可以用各種焊接方法和工藝獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫接頭，能夠做到焊縫接頭的金屬性能與母材完全一樣。然而對于含碳量大于0．28％的碳素鋼和合金鋼，其焊接性能就差得很遠。通常會在焊縫中產(chǎn)生氣孔或在焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。冷裂是一種最危險的裂紋，能導(dǎo)致壓力容器在液壓試驗時產(chǎn)生突然性破壞。所以，必須采取一切可能的措施防止冷裂的產(chǎn)生。就材料選擇而言，首先應(yīng)避免采用含碳量高于0．3％的碳鋼或碳鉬鋼，以及含碳量超過0．2％的合金鋼。此外，由于應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的裂紋也是焊接過程中常見的缺陷。其產(chǎn)生的主要原因是焊接接頭設(shè)計不合理。焊接對鋼的耐腐蝕性能起著不良的影響。一般有兩個問題，一個是不穩(wěn)定奧氏體鉻鎳鋼的“焊縫蛻變”，另一個是奧氏體鋼的應(yīng)力腐蝕裂紋。焊縫蛻變主要是由于18-8不銹鋼熔化焊縫熱影響區(qū)中晶內(nèi)碳化物析出而引起的，此敏感區(qū)在酸性介質(zhì)中易被腐蝕。焊縫蛻變可以采用下述兩種辦法解決。第一，把碳含量降到0．03％以下；第二，在鋼中加入少量的鈦和鈮。前者稱超低碳鋼，后者稱穩(wěn)定鋼。防止奧氏體不銹鋼焊縫應(yīng)力腐蝕裂紋的惟一方法是使這種材料不直接同含有氯化物或氫氧化鈉的水相接觸，或者在900～1000℃4．腐蝕有些壓力容器常常要同強烈的腐蝕介質(zhì)如酸、堿、鹽、有機質(zhì)溶液和腐蝕氣體相接觸，這些介質(zhì)強烈地腐蝕容器材料，使容器壽命縮短。同時，不少操作過程是在高溫、高壓和高流速下進行的，這就加快了金屬材料的腐蝕速率。因此，設(shè)計容器時，必須根據(jù)具體操作情況，參考國內(nèi)外同類型設(shè)備的使用經(jīng)驗和選材準則，合理地選擇材料。除了介質(zhì)腐蝕以外，壓力容器經(jīng)常碰到的、危害特別大的兩種腐蝕分別為晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕。①晶間腐蝕主要出現(xiàn)在奧氏體不銹鋼中。防止其產(chǎn)生的措施有兩個，其一為降低鋼的含碳量，其二為添加能夠形成穩(wěn)定碳化物的元素，如鈦、鈮等。②應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生主要是由于容器制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和工作應(yīng)力。表2—2為產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的環(huán)境。解決的辦法有很多，可參看有關(guān)資料，此處不再贅述。5．鋼的氫破壞(氫脆)氫破壞主要有局部裂紋(或氫鼓泡)和氫脆化兩種形式。對金屬起破壞作用的主要是原子氫。在金屬材料中受原子氫侵入的條件很多，如酸腐蝕、陽極保護、與石油接觸、在潮濕天氣中焊接和電鍍等都能在金屬中產(chǎn)生原子氫，或者常受氫氣作用的設(shè)備在一定的條件(即一定的壓力和溫度)下，也會發(fā)生嚴重的氫破壞(腐蝕)。提高鋼材抗氫脆能力的方法如下。①在鋼中加入一些合金元素，如鉻、鉬、鎢、鈷、釩、鈮等，形成穩(wěn)定的碳化物，防止氫與鋼中的碳作用。②降低鋼中的碳含量，以減輕氫對碳的作用。③控制容器壁溫，使金屬的溫度低于氫脆的開始溫度。6．溫度溫度對鋼材性能的影響是非常復(fù)雜的。在選擇壓力容器用鋼材時，對溫度的考慮主要從高、常、低溫三個層次考慮。①對于高溫容器，其材料的選擇主要考慮強度和金相組織穩(wěn)定性兩個問題。②對于常溫容器，其材料的選擇主要考慮保證常溫使用壽命和避免產(chǎn)生脆性斷裂。③對于低溫容器，主要考慮材料的低溫脆性斷裂。三、材料的選用1．一般原則①選擇壓力容器用鋼材必須考慮設(shè)備的操作條件(如設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、介質(zhì)的特性)、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的結(jié)構(gòu)等。②選擇壓力容器用鋼材必須在滿足第①條的前提下，考慮經(jīng)濟合理性。一般情況下，下列規(guī)定是經(jīng)濟合理的。a．所需鋼板厚度小于8mm時，在碳素鋼與低合金高強度鋼之間，應(yīng)盡量采用碳素鋼鋼板(多層容器用材除外)。b．在剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計為主的場合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。在強度設(shè)計為主的場合，應(yīng)根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)等使用限制，依次選用Q235A、Q235B、20R(當20R供應(yīng)有困難時，可采用20g)、16MnR等鋼板。c．所需不銹鋼厚度大于12mm時，應(yīng)盡量采用襯里、復(fù)合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式。d．不銹鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計溫度小于等于500℃e．珠光體耐熱鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計溫度小于等于350℃③本條所列的各類鋼材選用對象是設(shè)計的指導(dǎo)準則，通常情況下應(yīng)予執(zhí)行。a．碳素鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強的常壓、低壓容器，壁厚不大的中壓容器，鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其他由剛性或結(jié)構(gòu)因素決定壁厚的場合。b．低合金高強度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強、壁厚較大(不小于8mm)的受壓容器。c．珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕，或設(shè)計溫度在350～650℃d．不銹鋼用于介質(zhì)腐蝕性較高(電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕)、防鐵離子污染、設(shè)計溫度大于500℃或設(shè)計溫度小于～100e．不含穩(wěn)定化元素，且含碳量大于0．03％的奧氏體不銹鋼需經(jīng)焊接或400℃④鋼材應(yīng)符合有關(guān)標準要求。⑤用作設(shè)備法蘭、管法蘭、管件、人手孔、液面計等化工設(shè)備標準零部件的鋼材，應(yīng)符合有關(guān)零部件的國家標準、行業(yè)標準對鋼材的技術(shù)要求。2．碳素鋼壓力容器用碳素鋼一般是含磷、硫雜質(zhì)少，塑性好，焊接性能優(yōu)異，抗冷脆性能高，時效傾向小的鎮(zhèn)靜鋼。碳素鋼是壓力容器常用的材料，供應(yīng)方便，價格低廉。壓力容器用碳素鋼包括普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼，常用于制造壓力容器的普通碳素鋼鋼板有Q235-A·F、Q235-A、Q235-C、20R、20HP；優(yōu)質(zhì)普通碳素鋼板有10、20、25、35、45；制造鋼管的有10、20；用于鍛件的材料有20、25、35、45；碳鋼螺栓材料有Q235-A、35。3．低合金鋼低合金鋼具有較好的力學(xué)性能，強度高，塑性、韌性好，而且焊接性能及其他工藝性能也較好，由于鋼中含有一定量的合金元素，所以耐蝕性遠比碳素鋼強。由于低合金鋼的力學(xué)性能好，用它制造的壓力容器重量比碳鋼制造的輕20％～30％，成本也降低許多。常用的低合金鋼鋼板有16MnR、15MnVR、15MnVNR等；鋼管有16Mn、15MnV、09Mn2V、16Mo等；鍛件有16Mn、15MnV、10MnMo等；螺栓有16Mn、40MnB、40MnVB、40Cr等。4．高合金鋼鋼板高合金鋼鋼板在空氣、水、酸、堿及其他化學(xué)侵蝕性介質(zhì)中具有高度的穩(wěn)定性。常用的高合金鋼鋼板有0Cr13、0Cr18Ni9、0Crl8Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、OCr19Ni10等；鋼管有0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti等；鍛件有0Cr13、1Cr18Ni9Ti等；螺栓有2Cr13、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Ni12Mo2Ti等。5．復(fù)合鋼板復(fù)合鋼板是由碳鋼或普通低合金鋼為基層、不銹鋼為復(fù)層組成的鋼板。一般復(fù)層厚度為基層厚度的1／3～1／10。基層的作用是承受強度，復(fù)層則用作防腐層，與介質(zhì)接觸。應(yīng)用不銹鋼復(fù)合板，不僅節(jié)約了不銹鋼，而且其熱導(dǎo)率為單一不銹鋼的1．5～2倍。因此，它特別適用于制造既要耐腐蝕又要傳熱效率高的設(shè)備。6．低溫容器與高溫容器用鋼(1)低溫容器

我國將設(shè)計溫度小于或等于－20℃的壓力容器定為低溫容器。低溫容器破壞的主要原因是由于承壓部件在低溫和應(yīng)力作用下發(fā)生脆性斷裂，所以，GB150—1998《鋼制壓力容器》中規(guī)定“低溫容器受壓元件用鋼必須是鎮(zhèn)靜鋼”(2)高溫容器

在較高溫度下承受載荷的金屬材料，各種性能都與在常溫下的性能有明顯的區(qū)別。除了力學(xué)性能會隨著溫度的升高發(fā)生明顯變化(一般表現(xiàn)為強度降低而塑性升高)外，鋼材在高溫下還會出現(xiàn)蠕變、松弛(最主要的是會產(chǎn)生蠕變)等異常現(xiàn)象。因此，對于高溫承壓部件材料的強度，不僅要考慮它的短期高溫強度指標，更主要是考慮它的抗蠕變性能，即蠕變極限和持久強度。蠕變極限是材料在一定溫度下，在規(guī)定的使用時間內(nèi)，使試件產(chǎn)生一定量總變形的應(yīng)力值。持久強度是指在給定溫度下，使材料經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂的應(yīng)力值。蠕變極限反映的是材料在高溫下工作的變形量，持久強度反映的是材料在高溫下長期工作的斷裂抗力，它更好地反映了高溫元件的失效特點，所以特別適用于高溫承壓部件。用于制造高溫承壓部件的材料，應(yīng)具有足夠高的強度和持久塑性、良好的組織穩(wěn)定性、高的松弛穩(wěn)定性、良好的抗氧化性等性能。目前，高壓鍋爐和高溫壓力容器所用的耐熱鋼一般都是低合金耐熱鋼，常用的有鉬鋼Mo、鉻鉬鋼Cr-Mo及鉻鉬釩鋼Cr-Mo-V三大類。它們的合金元素含量少、工藝性能好，廣泛用于制造使用溫度在600℃常用的高溫用鋼有16Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。一些承壓部件工作溫度可能更高些，則采用高合金鎳鉻鋼，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等。7．有色金屬(1)鋁和鋁合金

鋁能抵抗?jié)庀跛?、磷酸、醋酸、有機化合物、廠的氯和氯化氫、硫的化合物、硫蒸氣等的腐蝕，但不耐堿和鹽水的腐蝕。鋁及鋁合金常用于制造儲罐、塔、熱交換器、防污染設(shè)備及深冷設(shè)備?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定，鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合下列要求。①設(shè)計壓力不應(yīng)大于8kPa，設(shè)計溫度為－269～200℃②設(shè)計溫度大于75℃(2)銅和銅合金

銅在堿類水溶液中有很高的耐蝕性；在醋酸和其他有機酸中，銅也是耐腐蝕的；在濃度小于50％、溫度小于60℃《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定，銅和銅合金用于壓力容器元件時，一般應(yīng)為退火狀態(tài)。(3)鈦和鈦合金

鈦和鈦合金在中性和堿性溶液中或在氧化性酸、含有氧化劑的非氧化性酸中均具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，如在氯化物、硫酸鹽、氯酸鹽、濕氯氣和有機酸中就完全耐蝕?？捎糜谥圃旆磻?yīng)器、合成塔襯里、熱交換器、蒸發(fā)器等壓力容器。《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定，鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合下列要求。①設(shè)計溫度，純鈦板不應(yīng)高于230℃，鈦合金不應(yīng)高于250℃，鈦復(fù)合板不應(yīng)高于②用于制造壓力容器殼體的鈦材應(yīng)在退火狀態(tài)下使用。8．緊固件緊固件的使用溫度范圍及其他限制應(yīng)符合表2—4的規(guī)定。螺栓的硬度應(yīng)比螺母稍高(HB30)，可通過選用不同鋼材或不同熱處理工藝而獲得。四、其他要求1．質(zhì)量證明書和標記(1)質(zhì)量證明書

材料質(zhì)量證明書上一般應(yīng)有爐(罐)號、批號、規(guī)格；實測的化學(xué)成分和力學(xué)性能(包括σs、σb、φ、ak)；供貨熔煉熱處理狀態(tài)。對于低溫(不高于－20℃(2)鋼板材料標記

材料標記一般應(yīng)有鋼板入廠驗收的編號；材質(zhì)(鋼號)；規(guī)格(厚度)；檢驗確認印記；區(qū)別復(fù)驗或未經(jīng)復(fù)驗的標記；領(lǐng)出后由車間打生產(chǎn)制令號。鋼板切割下料前，必須作標記移植，且便于識別。2．材料代用壓力容器承壓部件的代用材料，應(yīng)與被代用的材料具有相同或相近的化學(xué)成分、交貨狀態(tài)、檢驗項目、性能指標和檢驗率以及尺寸公差、外形質(zhì)量等。最基本的代用原則是代用鋼材的技術(shù)要求不低于被代用的鋼材，個別在性能項目或檢驗率方面要求略低的代用鋼材，則通過增加檢驗來進行代用。材料代用要履行下述手續(xù)。①凡壓力容器承壓部件的材料代用，必須經(jīng)材料代用單位的技術(shù)部門(包括設(shè)計和工藝部門)同意，并將代用材料的質(zhì)量證明書或復(fù)驗報告報主管負責(zé)人審核批準。②壓力容器的材料代用必須征得原設(shè)計單位的同意并取得證明文件。③壓力容器出廠質(zhì)量證明書和施工圖上應(yīng)注明代用材料的材質(zhì)、規(guī)格和部位。3．采用進口材料的要求壓力容器受壓元件采用進口材料時，應(yīng)符合下列要求。①應(yīng)選用國外壓力容器規(guī)范允許使用的材料，其使用范圍應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定，并有該材料的質(zhì)量證明書。②制造單位首次使用前，應(yīng)進行有關(guān)試驗和驗證，滿足技術(shù)要求后，才能投料制造。第三章常見生產(chǎn)工藝及操作要點加熱加熱是利用熱載體（熱流體）放出的顯熱或潛熱來提高物體的溫度，使之滿足工藝需要的一種單元工藝。方式有直接加熱、間接加熱等。如夾層鍋、換熱器、管殼余熱鍋爐、夾套式容器等二、冷卻與冷凝冷卻是利用冷載體（冷卻劑）吸收物料的熱量以降低物料的溫度使之滿足工藝需要的一種單元工藝。冷凝是利用冷載體吸收氣體物料的熱量使物料完全由氣態(tài)凝結(jié)成液態(tài)的過程。如熱交換器等。冷卻劑如氟利昂等三、反應(yīng)指截止的物理、化學(xué)方應(yīng)。物理反應(yīng)沒有新物質(zhì)的形成物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不會改變，化學(xué)反應(yīng)過程中有性物質(zhì)的形成，物質(zhì)的組成和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生改變并伴隨著能的改變?；どa(chǎn)中多數(shù)為反應(yīng)容器。四、蒸發(fā)蒸發(fā)是液體表面發(fā)生的汽化現(xiàn)象。生產(chǎn)中料液的濃縮、脫水等五、蒸餾與精餾蒸餾是利用液態(tài)混合物中各組分沸點不同一分離組分的方法。精餾又稱為分餾是蒸餾的一種方法。精餾在一個設(shè)備內(nèi)同時進行多次部分汽化和部分冷凝以分離混合物中的組分，達到精制和提純的目的。如夾層鍋、分餾塔等萃取萃取是利用不同物質(zhì)在溶劑中的溶解度不同，達到分離混合物組分的一種工藝方法。通過多次加熱或冷卻或冷凝，以達到分離提純的目的。八、儲存儲存容器工藝生產(chǎn)（略）壓力容器安全操作要點壓力容器嚴禁超壓、超溫、超負荷運行：避免誤操作、防止加料過量或加料中含有雜質(zhì)（由化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生壓力的）、防止超量充裝或意外受熱（液化氣體）等；1、操作人員應(yīng)精心按操作規(guī)程操作（工藝和安全操作規(guī)程）：2、運行過程要平穩(wěn)操作（緩慢地進行加載、卸載、運行期間要保持載荷相對穩(wěn)定、升降溫也要緩慢）；3、帶壓時不拆卸壓緊螺栓；4、換熱器操作時應(yīng)先引進冷流后進熱流，同時引進的冷熱流速度要慢；5、堅守崗位，注意觀察工藝參數(shù)變化；6、堅持運行期間的巡回檢查制度。要求在工藝方面檢查操作條件（壓力、溫度、液位、介質(zhì)的化學(xué)成分及配比、投料量等）；在設(shè)備方面檢查設(shè)備狀況（各連接部位有無泄漏、滲漏；設(shè)備有無塑性變形、腐蝕以及其它缺陷或可疑跡象；容器及管道有無震動、磨損）；在安全裝置方面檢查是否狀態(tài)完好，是否在鑒定或校驗有效期內(nèi)。巡回檢查要定時（定間隔時間）、定點（關(guān)鍵的設(shè)備、管線、機泵、閥門、容器、指示儀表以及曾經(jīng)出現(xiàn)的故障的部位）、定路線（生產(chǎn)流程或事故易發(fā)生線路）；7、認真填寫操作記錄，要求認真及時準確真實地記錄容器運行狀況；8、跑、冒、滴、漏的處理；9、容器的緊急停止運行。10事故緊急處理措施和應(yīng)急預(yù)案。1.精心操作，動作平穩(wěn)2.禁止超溫、超壓、超負荷運行3.做好巡回檢查，及時發(fā)現(xiàn)和消除缺陷

容器運行時，操作人員必須按規(guī)定的巡檢路線和內(nèi)容以及時間進行崗位巡檢。若發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時處理。容器的安全附件（如壓力表.安全閥、溫度計等）應(yīng)保持靈敏、準確、可靠。同時，要如實地做好運行記錄。

4.緊急停止運行

壓力容器在運行中，如發(fā)生故障，出現(xiàn)下列情況之一，嚴重威脅安全時，操作人員應(yīng)立即采取措施，停止容器運行，并盡快向有關(guān)主管領(lǐng)導(dǎo)報告。

⑴容器的壓力或壁溫超過操作規(guī)程規(guī)定的最高允許值，采取措施后仍不能使壓力或壁溫降下來，并有繼續(xù)惡化的趨勢；

⑵容器的主要承壓元件產(chǎn)生裂紋、鼓包、變形或泄漏等缺陷，危及容器安全；

⑶安全附件失靈，接管斷裂，緊固件損壞，難以保證容器安全運行；

⑷發(fā)生火災(zāi)直接威脅到容器安全操作。

容器停止運行的操作，一般應(yīng)切斷進料，泄放容器內(nèi)的介質(zhì)，使壓力降下來（要注意做好物料介質(zhì)的貯放工作，同時做好人員人身安全工作，防止物料介質(zhì)的腐蝕傷害或高溫灼傷）。對于連續(xù)生產(chǎn)的容器，緊急停止運行前務(wù)必與前后有關(guān)崗位工序做好聯(lián)系工作，防止引起連鎖反應(yīng)。第四章在用壓力容器的安全管理一、意義二、任務(wù)三、制度四、安全技術(shù)檔案五、崗位制度壓力容器操作工崗位職責(zé)1.

壓力容器屬有爆炸危險的承壓設(shè)備，為搞好壓力容器的安全管理，確保安全使用，壓力容器操作工必須持有質(zhì)檢部門簽發(fā)的“特種設(shè)備操作證”，才能單獨上崗，無證不得獨立操作。2.

熟悉所操作壓力容器的技術(shù)性能，并能熟悉把握操作方法，做到精心操作，及時維修，正確保養(yǎng)。3.

嚴格按照所在工序操作工藝要求進行作業(yè)。4.

切實執(zhí)行壓力容器操作規(guī)程和各項規(guī)章制度，確保壓力容器的安全經(jīng)濟運行，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；發(fā)現(xiàn)壓力容器有異常現(xiàn)象危及安全時，有權(quán)采取緊急關(guān)閉措施，并及時報告有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)。5.

對任何有害、違反壓力容器安全操作規(guī)程的違章指揮，應(yīng)拒絕執(zhí)行。6.

嚴格遵守勞動紀律，工作中不做與本崗無關(guān)的事，不攜帶兒童和閑雜人員進入恒壓室，不脫崗，不睡覺，不在班上喝酒、聊天。7.

增強效率意識，加強協(xié)調(diào)配合，確保當班生產(chǎn)任務(wù)的按時完成。8.

做好壓力容器的巡回檢查，密切監(jiān)視和調(diào)整壓力，認真填寫各項記錄，注意字跡清楚，數(shù)字準確，并簽名負責(zé)。9.

經(jīng)常保持壓力容器區(qū)域范圍內(nèi)和設(shè)備的清潔衛(wèi)生，搞好文明生產(chǎn)。10.

努力學(xué)習(xí)壓力容器安全技術(shù)知識，不斷提高操作技術(shù)水平。11.

強化品質(zhì)觀念和工作責(zé)任心，各工序作業(yè)者須檢查前工序作業(yè)的品質(zhì)，并確保自己經(jīng)手的材料、制品無錯混與不良流到下道工序。12.

如操作工工作失誤造成人身傷害或財產(chǎn)損失，要承擔相應(yīng)責(zé)任。13.自覺服從工作安排，完成上級臨時交辦的任務(wù)。六、壓力容器工藝操作規(guī)程和崗位操作規(guī)程安全操作規(guī)程

企業(yè)要根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和壓力容器技術(shù)性能制定壓力容器安全操作規(guī)程（或包含在工藝操作規(guī)程內(nèi)），其內(nèi)容至少應(yīng)包括：

6.1壓力容器操作工藝指標及最高或最低（指真空容器）工作壓力、最高或最低（指低于－２０℃七、壓力容器安全操作一般規(guī)定1、壓力容器操作工必須持“證”方可獨立操作。操作人員應(yīng)熟悉設(shè)備及容器技術(shù)特性、結(jié)構(gòu)、工藝流程、工藝參數(shù)、可能發(fā)生的事故和應(yīng)采取的防范措施、處理方法。

2、設(shè)備運行啟動前應(yīng)巡視，檢查設(shè)備狀況有否異常；安全附件、裝置是否符合要求，管道接頭、閥門有否泄漏，并查看運行參數(shù)要求，操作工藝指標及最高工作壓力，最高或最低工作溫度的規(guī)定，做到心中有數(shù)。當符合安全條件時。力可啟動設(shè)備，使容器投入運行。

3、容器及設(shè)備的開，停車必須嚴格執(zhí)行崗位安全技術(shù)操作規(guī)程，應(yīng)分段分級緩慢升、降壓力，也不得急劇升溫或降溫。工作中應(yīng)嚴格控制工藝條件，觀察監(jiān)測儀表或裝置，附件，嚴防容器超溫、超壓運行。

對于升壓有壁溫要求的容器，不得在壁溫低于規(guī)定溫度下升壓。對液化氣體容器，每次空罐充裝時，必須嚴格控制物料充裝速度，嚴防壁溫過低發(fā)生脆斷，嚴格控制充裝量，防止?jié)M液或超裝產(chǎn)生爆炸事故。對于易燃、易爆，有毒害的介質(zhì)，應(yīng)防止泄露、錯裝，保持場所通風(fēng)良好及防火措施有效。

4、對于有內(nèi)襯和耐火材料襯里的反應(yīng)容器，在操作或停車充氮期間，均應(yīng)定時檢查壁溫，如有疑問，應(yīng)進行復(fù)查。每次投入反應(yīng)的物料，應(yīng)稱量準確，且物料規(guī)格應(yīng)符合工藝要求。

5、工作中，應(yīng)定時、定點、定線、定項進行巡回檢查。對安全閥、壓力表、測溫儀表、緊急切斷裝置及其它安全裝置應(yīng)保持齊全、靈敏、可靠，每班應(yīng)按有關(guān)規(guī)定檢查，試驗。有關(guān)巡視，檢查、調(diào)試的情況應(yīng)載入值班日記和設(shè)備缺陷記錄。

6、發(fā)生下列情況之一者，操作人員有權(quán)采取緊急措施停止壓力容器運行，并立即報告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門：

(1)容器工作壓力，工作溫度或壁溫超過許用值，采取各種措施仍不能使之正常時；

(2)容器主要承壓元件發(fā)生裂紋、鼓包、變形、泄漏，不能延長至下一個檢修周期處理時；

(3)安全附件或主要附件失效，接管端斷裂，緊固件損壞難以保證安全運行時；

(4)發(fā)生火災(zāi)或其它意外事故已直接威脅容器正常運行時。

7、壓力容器緊急停用后，再次開車，須經(jīng)主管領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)總負責(zé)人批準，不得在原因未查清、措施不力的情況下盲目開車。

8、壓力容器運行或進行耐壓試驗時，嚴禁對承壓元件進行任何修理或緊固、拆卸、焊接等工作。對于操作規(guī)程許可的熱緊固、運行調(diào)試應(yīng)嚴格遵守安全技術(shù)規(guī)范。

容器運行或耐壓試驗需要調(diào)試，檢查時，人的頭部應(yīng)避開事故源。檢查路線應(yīng)按確定部位進行。

9、進入容器內(nèi)部應(yīng)做好以下工作：

(1)切斷壓力源應(yīng)用盲板隔斷與其連接的設(shè)備和管道，并應(yīng)有明顯的隔斷標記，禁止僅僅用閥門代替盲板隔斷。斷開電源后的配電箱、柜應(yīng)上鎖，掛警示牌；

(2)盛裝易燃、有毒、劇毒或窒息性介質(zhì)的容器，必須經(jīng)過置換、中和、消毒、清洗等處理并監(jiān)測，取樣分析合格；

(3)將容器人、手孔全部打開，通風(fēng)放散達到要求。

10、對停用和備用的容器應(yīng)按有關(guān)規(guī)定做好維護保養(yǎng)及停車檢查工作。必要時，操作者應(yīng)進行排放，清洗干凈和置換。八、壓力容器安裝及安裝質(zhì)量驗收1、從事壓力容器安裝的單位應(yīng)經(jīng)國務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門許可，從事壓力容器安裝監(jiān)理的監(jiān)理工程師應(yīng)具備壓力容器專業(yè)知識，并通過國家安全監(jiān)察機構(gòu)認可的培訓(xùn)和考核，持證上崗。

下列壓力容器在安裝前，安裝單位或使用單位應(yīng)向壓力容器使用登記所在地的安全監(jiān)察機構(gòu)申報壓力容器名稱、數(shù)量、制造單位、使用單位、安裝單位及安裝地點辦理告知手續(xù)：

１、第三類壓力容器。

２、容積大于等于10m3的壓力容器。

３、蒸球。

４、成套生產(chǎn)裝置中同時安裝的各類壓力容器。

５、液化石油氣儲容器。

６、醫(yī)用氧艙。九、壓力容器的維修及改造壓力容器的安裝、改造、維修工作包括以下內(nèi)容：

(一)

安裝：壓力容器整體就位、整體移位安裝的活動；

(二)

改造：對壓力容器主要受壓元件進行更換、增減和其他變更（注)．導(dǎo)致壓力容器參數(shù)、介質(zhì)和用途等安全技術(shù)性能指標改變的活動；

（三)

維修：對壓力容器和主要受壓元件進行修理，不導(dǎo)致壓力容器參數(shù)、介質(zhì)和用途等安全技術(shù)性能指標改變的活動凡是在我國境內(nèi)從事本規(guī)則適用范圍的壓力容器安裝、改造、維修工作的單位，應(yīng)當取得國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局(以下簡稱國家質(zhì)檢總局)或者省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《特種設(shè)備安裝改造維修許可證》(以下簡稱許可證）。

壓力容器安裝改造維修許可證資格分為1、2級。取得1級許可資格的單位允許從事壓力容器安裝、改造和維修工作，取得2級許可資格的單位允許從事壓力容器維修工作。

取得壓力容器制造許可資格的單位(A3級注明僅限球殼板壓制和僅僅限封頭制造者除外)，可以從事相應(yīng)制造許可范圍內(nèi)的壓力容器安裝、改造、維修工作，不需要另取壓力容器安裝改造維修許可資格。

取得GC1級壓力管道安裝許可資格的單位，或者取得2級（含2級)以上鍋爐安裝資格的單位可以從事1級許可資格中的壓力容器安裝工作，不需要另取壓力容器安裝許可資格。

壓力容器安裝、改造、維修許可由壓力容器安裝、改造，維修單位所在地的省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門負責(zé)審批（以下簡稱審批機關(guān)）。1級許可資格的許可證由國家質(zhì)檢總局頒發(fā)，2級許可資格的許可證由省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)。常用的維修方法：打磨、堆焊、挖補或更換、其他方法第五章壓力容器的定期檢驗和年度檢查壓力容器是一種廣泛使用且具有爆炸性危險的特種設(shè)備。它承受一定的壓力、溫度、，且盛裝的多是易燃、易爆、有毒的介質(zhì)。使用使用條件惡劣，損壞的可能性非常大。這是因為：容器使用溫度、壓力的波動或頻繁加載、卸壓、使器壁受到較大的交變應(yīng)力，因此在結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位（如焊接缺陷部位等應(yīng)力集中處）會引起疲勞裂紋。腐蝕介質(zhì)會使器壁減薄，造成受壓時容器薄膜應(yīng)力加大，或由于晶間腐蝕使材料的塑性、韌性變差。部分容器的器壁長期在高溫下承受壓力載荷的作用，材料會發(fā)生蠕變。用碳素鋼和普通低合金鋼等制造低溫容器時，因這類鋼的韌性在低溫下會大大降低，有脆性破裂的可能。由于容器的支撐、管道等安裝不當或受震動造成容器附加應(yīng)力增大。壓力容器停用時維護保養(yǎng)不當，器壁內(nèi)外都將受到腐蝕，而且腐蝕速度往往比使用時速度更快。壓力容器由于結(jié)構(gòu)不合理或制造原因存在著一些缺陷，這些缺陷有可能在使用中不斷發(fā)展。安全裝置不全或失靈，未進行定期校驗。壓力容器年度檢查內(nèi)容壓力容器定期檢驗規(guī)則壓力容器的安全裝置安全裝置的分類顯示裝置如溫度計、液面計、壓力表控制或顯示控制裝置如減壓閥、調(diào)節(jié)閥、電接點壓力表。安全泄放裝置安全閥、爆破片截流止漏裝置如緊急切斷裝置、止回閥。安全聯(lián)鎖裝置快開門連鎖裝置、二、安全卸壓裝置分類安全泄壓裝置按其結(jié)構(gòu)型式分為四種類型：（1）閥型閥型安全泄壓裝置就是常用的安全閥，它是通過閥的開啟排出內(nèi)部介質(zhì)來降低設(shè)備內(nèi)的壓力。這類安全泄壓裝置的情點是：僅僅排泄器內(nèi)高于規(guī)定的部分壓力，而當器內(nèi)壓力降至正常工作壓力時，它即自動關(guān)閉，設(shè)備可繼續(xù)運行。裝置本身能重復(fù)使用多次，安裝調(diào)整也比較容易，但它的密封性能較差，泄壓反應(yīng)較慢，且閥口有被堵塞或閥瓣有被粘住的可能。閥型泄壓裝置適用于介質(zhì)比較純凈的設(shè)備，不宜用于介質(zhì)具有劇毒性的設(shè)備和器內(nèi)壓力有可能急劇升高的設(shè)備。（2）斷裂型斷裂型安全泄壓裝置，常見的有爆破片。它是通過爆破片的斷裂來排放氣體的。這種裝置的特點是：密封性能較好，泄壓反應(yīng)較快，但卸壓后，爆破片不能繼續(xù)使用，容器也得停止運行。斷裂型泄壓裝置宜用于介質(zhì)有劇毒的容器和器內(nèi)因化學(xué)反應(yīng)使壓力急劇升高的容器，不宜用于液化氣體貯罐。（3）熔化型熔化型安全泄壓裝置就是常用的易熔塞。它是利用裝置內(nèi)低熔點合金在較高的溫度下熔化，打開通道而泄壓的。這種裝置的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，更換容易，但降壓后不能繼續(xù)使用，排放面積小。它只能用于器內(nèi)壓力完全取決于溫度的小型容器，如氣瓶等。（4）組合型常見的組合型安全泄壓裝置，是閥型與斷裂型的串聯(lián)組合，它同時具有閥型和斷裂型的特點。一般用于介質(zhì)有劇毒或稀有氣體的容器，不能用于升壓速度極快的反應(yīng)容器。

三、壓力容器安全附件（安全閥、壓力表、液面計、爆破片、截流止流裝置、安全聯(lián)鎖裝置、溫度計）及安全附件的檢查A48Y-16CA28H-10A47H-16CA:安全閥4：法蘭連接8、全啟式Y(jié)閥芯硬質(zhì)合金16整定壓力1.6MPa2：螺紋連接7:微啟式C閥體碳素鋼看書本160-199頁壓力容器的破壞形式、原因及防止壓力容器的破裂事故可能造成嚴重的后果，要防止壓力容器發(fā)生這類事故，必須了解它的破壞機理。根據(jù)壓力容器的破裂特點，可將壓力容器的破裂形式分為韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂、腐蝕破裂和蠕變破裂等。

1

韌性破壞

韌性破壞系指承壓特種設(shè)備器壁承受過高的應(yīng)力達到了器壁材料的強度極限，而發(fā)生斷裂破壞。這種破壞形式稱為韌性破壞。

1.1

韌性破壞的特征

1.1.1

器壁有明顯的塑性變形

由于容器筒體器壁受力時，其環(huán)向應(yīng)力比軸向應(yīng)力大1倍，所以，明顯的塑性變形主要表現(xiàn)在承壓特種設(shè)備直徑增大、壁厚減薄，而軸向增長較小，從而產(chǎn)生“腰鼓形”變形。當容器發(fā)生韌性破壞時，圓周長的最大增長率和容積變形率達10%～20%。

1.1.2

韌性破壞的斷口為切斷型撕裂，一般呈暗灰色纖維狀，斷口不平齊，且與主應(yīng)力方向成45°交角。韌性破壞時不產(chǎn)生碎片。

1.1.3

韌性破壞時的爆破壓力接近理論爆破壓力，爆破口的大小隨承壓特種設(shè)備破壞時膨脹能量大小而異，釋放的能量越大，爆破口越大。

1.1.4

韌性破壞時，承壓特種設(shè)備器壁的應(yīng)力值很高。

1.1.5

斷口的電鏡分析

斷口的微觀形貌為韌窩花樣，韌窩的實質(zhì)就是一些大小不等的圓形、橢圓形凹坑，是材料微區(qū)塑性變形后在異相點處形成空洞、長大聚集、互相連接并最后導(dǎo)致斷裂的痕跡。宏觀形貌是顯微窩坑的概貌。韌窩幾乎都為金相中的二次相界面、非金屬夾雜物、位錯堆積區(qū)或晶界處等，因此非金屬夾雜物愈多，愈易形成顯微空洞和韌窩。

1.2

發(fā)生韌性破壞的原因

承壓特種設(shè)備的韌性破壞只有在器壁整個截面上材料都處于屈服狀態(tài)下才會發(fā)生，所以，發(fā)生韌性破壞的主要原因：（1）盛裝液化氣體的壓力容器充裝過量。（2）使用中的壓力容器超溫超壓運行。（3）壓力容器殼體選材不當。（4）壓力容器安裝不符合安全要求。（5）維護保養(yǎng)不當。

1.3

韌性破壞的預(yù)防

在設(shè)計制造壓力容器時，要選用有足夠強度和厚度的材料，以保證承壓特種設(shè)備在規(guī)定的工作壓力下安全使用。

壓力容器應(yīng)按核定的工藝參數(shù)運行，安全附件應(yīng)安裝齊全、正確，并保證靈敏可靠。

使用中加強巡回檢查，嚴格按照工藝參數(shù)進行操作，嚴禁壓力容器超溫、超壓、超負荷運行，防止過量充裝。

加強維護保養(yǎng)工作，采取有效措施防止腐蝕性介質(zhì)及大氣對承壓特種設(shè)備的腐蝕，若發(fā)現(xiàn)承壓特種設(shè)備器壁被嚴重腐蝕以致變薄或運行中器壁產(chǎn)生明顯塑性變形時，應(yīng)立即停止使用。

2

脆性破裂

并不是所有的壓力容器械在破裂時都經(jīng)過顯著的塑性變形，有些容器在破裂后經(jīng)檢查并沒有發(fā)現(xiàn)可見的塑性變形現(xiàn)象，而且器壁的平均應(yīng)力遠低于材料的強度極限。這種破裂現(xiàn)象和脆性材料的破裂相似，故稱為脆性破裂，有時也稱為低應(yīng)力破裂。

2.1

脆性破裂特征

壓力容器發(fā)生脆性破裂時，在破裂形狀、斷口形式等方面都具有一些與韌性破裂正好相反的特征：（1）容器器壁幾乎沒有塑性變形；（2）在應(yīng)力低于材料的屈服強度時破壞；（3）容器常常裂成碎塊；（4）斷口呈金屬光澤的結(jié)晶狀，平直；（5）在溫度較低的情況下發(fā)生；（6）破壞前無預(yù)兆，危害性大，難以預(yù)防。

2.2

產(chǎn)生脆性破壞的原因

產(chǎn)生脆性破壞的原因主要是材料的韌性差，特別是在低溫時下降很快。此外承壓部件存在缺陷時，在此區(qū)域應(yīng)力增強，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。

2.3

脆性破裂的預(yù)防

防止壓力容器產(chǎn)生脆性破裂最基本的措施是減少或消除構(gòu)件的缺陷，要求材料具有很好的韌性。設(shè)計時選用在低溫下仍保持較好韌性的材料；并注意設(shè)計的結(jié)構(gòu)合理，在制造時采取嚴格的工藝措施減小應(yīng)力集中；在使用中加強檢驗，及早發(fā)現(xiàn)并消除缺陷。

3

疲勞破裂

疲勞破裂是壓力容器常見的一種破裂形式。據(jù)英國的一個聯(lián)合調(diào)查組統(tǒng)計，在運行期間發(fā)生破壞事故的壓力容器有近90%是由裂紋引起的，而在由裂紋引起的事故中，疲勞裂紋約占40%?？梢妷毫θ萜鞯钠谄屏咽墙^對不能忽視的。壓力容器的疲勞破裂，絕大多數(shù)屬于金屬的低周疲勞，即承受較高的交變應(yīng)力，而應(yīng)力交變的次數(shù)并不是太高。一般情況下，壓力容器的承壓部件在長期反復(fù)交變載荷作用下，在應(yīng)力集中處產(chǎn)生微裂紋，隨著交變載荷的繼續(xù)作用，裂紋逐漸擴大，導(dǎo)致破裂。

3.1

疲勞破裂的特征

（1）容器沒有明顯的塑性變形；（2）破壞總是產(chǎn)生在應(yīng)力集中的地方；（3）只產(chǎn)生開裂，不產(chǎn)生碎片；（4）從裂紋的形成、擴展到破壞有一個較為緩慢的發(fā)展過程；（5）破壞總是經(jīng)過長期的反復(fù)載荷作用后發(fā)生，應(yīng)力低于抗拉強度；（6）斷面呈兩個區(qū)域，即裂紋的形成和擴展區(qū)與脆斷區(qū)。

3.2

疲勞破裂的預(yù)防

壓力容器的疲勞破裂既然是由于反復(fù)的交變載荷以及過高的局部應(yīng)力引起的，那么要防止它發(fā)生這類事故，除了在運行中盡量避免那些不必要的頻繁加壓和卸壓、過分的壓力波動和懸殊的溫度變化等因素外，主要還在于設(shè)計時采用合理的結(jié)構(gòu)。一方面要避免產(chǎn)生應(yīng)力集中，使容器器壁的個別部位的局部應(yīng)力不致于超過材料的屈服強度。另一方面，如果容器上確實難以避免地要出現(xiàn)較高的局部應(yīng)力，則應(yīng)做疲勞分析和疲勞設(shè)計。此外在制造時要按正確的工藝進行，確保質(zhì)量。4.

蠕變破裂

4.1蠕變是指金屬材料在拉應(yīng)力和高溫的長期共同作用下產(chǎn)生的緩慢而連續(xù)的塑性變形。當承壓部件長期在金屬蠕變的高溫下工作，壁厚會減小，材料的強度有所降低，嚴重時會導(dǎo)致壓力容器高溫部件發(fā)生蠕變破裂。產(chǎn)生蠕變破裂的原因主要是未選用抗蠕變性能好的合金鋼來制造高溫部件、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而使局部區(qū)域過熱、制造時改變了材料的組織而降低了材料的抗蠕變性能以及由于操作或維護不當，使承壓部件局部過熱。材料發(fā)生蠕變破裂時，一般都有明顯的塑性變形，斷口表面形成一層氧化膜。

4.2

預(yù)防壓力容器高溫承壓部件蠕變破裂主要從以下幾個方面來考慮：（1）設(shè)計時根據(jù)使用溫度選用合適的材料；（2）合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，避免局部高溫；（3）制定正確的加工工藝，避免因加工而降低材料的抗蠕變性能；（4）在使用中防止容器局部過熱。經(jīng)常維護保養(yǎng)，清除積垢、結(jié)碳，可有效防止蠕變破壞事故的發(fā)生。

壓力容器在運行和使用過程中，要受到反復(fù)升壓、卸壓等疲勞荷載的影響，又經(jīng)常受到外部環(huán)境的影響，還要受到有腐蝕性介質(zhì)的腐蝕，或在高溫深冷等工藝條件下工作，其力學(xué)性能會隨之發(fā)生變化，容器制造過程中的小缺陷也會隨之擴展增大，對壓力容器進行定期的全面地技術(shù)檢驗，是及早發(fā)現(xiàn)容器存在的缺陷，消除隱患，從而保證壓力容器安全運行，避免發(fā)生事故的一項行之有效的措施。5腐蝕破裂（見壓力容器的腐蝕課件）

5.1

腐蝕破裂系指承壓特種設(shè)備材料在腐蝕性介質(zhì)作用下，引起承壓特種設(shè)備器壁由厚變薄或材料組織結(jié)構(gòu)改變、機械性能降低，使承壓特種設(shè)備承載能力不夠而發(fā)生的破壞，這種破壞形式稱為腐蝕破裂。

壓力容器的腐蝕破裂都是應(yīng)力腐蝕，因為壓力容器一般都承受較大的拉伸應(yīng)力，而它的結(jié)構(gòu)也常常難以避免地有程度不同的應(yīng)力集中處，如設(shè)備的開孔、焊縫等，且容器的工作介質(zhì)又常常是帶腐蝕性的。壓力容器的應(yīng)力腐蝕破裂是指容器殼體由于受到腐蝕介質(zhì)的腐蝕而產(chǎn)生的一種破裂形式。是在腐蝕介質(zhì)和拉伸應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的。腐蝕使金屬材料的有效截面積減小和表面形成缺口，產(chǎn)生應(yīng)力集中；而應(yīng)力則可加速腐蝕的進行，使表面缺口向深處擴展，最后導(dǎo)致斷裂。所以應(yīng)力腐蝕可使壓力容器在應(yīng)力低于它的強度極限時破壞。應(yīng)力腐蝕是種相當危險的破裂形式，因為它常常是在未被發(fā)現(xiàn)的情況下突然斷裂而發(fā)生損壞。

5.2

腐蝕斷裂的特征

（1）引起應(yīng)力腐蝕的應(yīng)力必須是拉應(yīng)力，且應(yīng)力可大可小，極低的應(yīng)力水平也可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕破壞。應(yīng)力既可由載荷引起，也可由焊接、裝配或熱處理引起的殘余應(yīng)力。（2）純金屬不發(fā)生應(yīng)力腐蝕，但幾乎所有的合金在特定的腐蝕環(huán)境中都會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。極少量的合金或雜質(zhì)都會使材料產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。各種工程實用材料幾乎都有應(yīng)力腐蝕敏感性。（3）產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的材料和腐蝕性介質(zhì)之間有選擇性和匹配關(guān)系，即當二者是某種特定組合時才會發(fā)生應(yīng)力腐蝕。（4）應(yīng)力腐蝕是一個電化學(xué)腐蝕過程，包括應(yīng)力腐蝕裂紋萌生、穩(wěn)定擴展、失穩(wěn)擴展等階段，失穩(wěn)擴展即造成應(yīng)力腐蝕破裂。

影響應(yīng)力腐蝕斷裂的因素很多，比如介質(zhì)的種類、介質(zhì)濃度、環(huán)境溫度、構(gòu)件所處的應(yīng)力狀態(tài)、金屬所用材料的成分與組織。設(shè)備的防腐蝕措施是各式各樣的，需要根據(jù)不同的設(shè)備條件和不同的工作介質(zhì)采用不同的方法。

5.3

腐蝕斷裂的預(yù)防

（1）選擇合適的抗腐蝕材料；（2）采取必要的保護措施，使承壓部件與腐蝕介質(zhì)隔離；（3）進行合理設(shè)計，避免高應(yīng)力區(qū)；（4）制造時制定合理的工藝，消除殘余應(yīng)力；（5）使用中加強管理，定期檢查維修。5.4金屬腐蝕的分類按腐蝕機理分：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕按腐蝕環(huán)境分：介質(zhì)腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕按腐蝕破壞形態(tài)分：均勻腐蝕、局部腐蝕（電偶腐蝕、孔蝕、選擇性腐蝕、磨損腐蝕、縫隙腐蝕等）晶間腐蝕、斷裂腐蝕、氫損傷（氫鼓包、氫脆、脫碳、滲碳、氫腐蝕）均勻腐蝕：金屬的均勻腐蝕系指金屬整個暴露表面上或者大部分面積上產(chǎn)生程度基本相同的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。也叫全面腐蝕。局部腐蝕：系指材料表明的區(qū)域性腐蝕，這是一種危害性較大的方式形態(tài)之一，并經(jīng)常在突然間導(dǎo)致事故。晶間腐蝕：金屬的腐蝕局限在晶界或晶界附近，而晶粒本身的腐蝕較小的一種腐蝕形態(tài)稱之為晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼經(jīng)常發(fā)生晶間腐蝕，即所謂的“貧鉻”現(xiàn)象，從而降低了不銹鋼的耐腐蝕性能。應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的斷裂破壞如含有濕的硫化氫介質(zhì)對不銹鋼的腐蝕。氫損傷：由于氫滲進金屬內(nèi)部而造成金屬性能惡化的現(xiàn)象化學(xué)腐蝕：系指容器金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的金屬腐蝕