制造壓力容器選材不僅要考慮材料的力學性能、彎曲性能、耐蝕性能及價格等因素,也要充分考慮可焊性等冷熱加工性能。
材料的正確選用是設計者的主要職責,直接關系到制造的難易程度和產品的安全性。如碳素鋼和低合金鋼隨著標準抗拉強度下限值Rm的提高,需提高鋼材的韌性及塑性:
用于焊接的碳素鋼和低合金鋼限制C、S、P含量,鍋爐壓力容器,壓力容器碳素鋼和低合金鋼依標準抗拉強度下限值Rm及是否用于低溫容器而進一步限制C、S、P含量。
設計時采用強度級別較高的材料時,還一定要注意有嚴格可行的技術要求并對制造企業的制造能力、制造經驗進行充分考察了解,不能將報價的高低作為評判標準。
另外,對于鋼材,應盡可能選擇壓力容器鋼;選用境外牌號的材料、新材料、材料制造單位制造的材料,應符合TSG 21的有關規定,壓力容器,便于制造、采購和使用。
壓力容器的焊接是通過加熱或加壓,或兩者兼用,使焊件達到原子間結合并形成接頭的工藝過程。世界每年鋼材消耗量的50%都有焊接工序的參與。
焊接可分為三大類:熔焊、壓焊和釬焊。
(1)熔焊
將要焊接的工件局部加熱至熔化,冷凝后形成焊縫而使構件連接在一起的加工方法。包括電弧焊、氣焊、電渣焊、電子束焊、激光焊等。熔焊是廣泛采用的焊接方法,大多數的低碳鋼、合金鋼都采用熔焊方法焊接。特種熔焊還可以焊接陶瓷、玻璃等非金屬。
(2)壓焊
焊接過程中必須要施加壓力,可能加熱也可能不加熱才能完成的焊接。其加熱的主要目的是為使金屬軟化,靠施加壓力使金屬塑變,讓原子接近到相互穩固吸引的距離,這一點與熔焊時的加熱有本質的不同。壓焊包括電阻焊、摩擦焊、超聲波焊、冷壓焊、焊、擴散焊、磁力焊。其特點是焊接變形小、裂紋少、易實現自動化等。
(3)釬焊
將熔點比母材低的釬料加熱至熔化,快開門式壓力容器,但加熱溫度低于母材的熔點,用熔化的釬料填充焊縫、潤濕母材并與母材相互擴散形成一體的焊接方法。釬焊分兩大類:硬釬焊和軟釬焊。硬釬焊的加熱溫度大于450℃,抗拉強度大于200MPa,經常用銀基、銅基釬料,適于工作應力大、環境溫度高的場合,比如硬質合金車刀、地質鉆頭的焊接。軟釬焊的加熱溫度小于450℃,抗拉強度小于70MPa,適于應力小、工作溫度低的環境,比如電路的錫基釬焊。
壓力容器檢驗除了上述檢驗項目外,移動式壓力容器,還要進行耐壓試驗(一般進行水壓試驗)。對主要焊縫進行無損探傷抽查或全部焊縫檢查。比如處于濕環境下及存在應力腐蝕開裂風險的設備中,容器對應力腐蝕開裂地敏感性隨容器使用的鋼材的強度級別的提高而增大,二者正相關。20世紀60年始,站的發展對反應堆壓力容器提出了更高的安全和技術要求,從而促進了壓力容器的進一步發展,廣泛應用于各工業部門。
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