高韧性球罐用钢(借用).doc

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1、高韧性球罐用钢　　由于石油、化工、石油化工、燃气(天然气、液化石油气)等事业的迅速发展，随之而建造的球形容器(以下简称球罐)增长速度很快，1981年我国球罐约1100台，到1985年增加至约1800台[1]，至1993年为3107台[2]，在这12年间平均每年增建约150台球罐，至1996年全国有近5000台球罐[3]，这四年间平均每年建造约400台球罐。其中用于储存液化石油气，天然气的球罐占有相当大的比重。球罐建造的增长速度如此之大，是因为人们越来越认识到使用球罐比圆筒形容器更加合理。与同等容积的圆筒形容

2、器相比，表面积小，在相同压力和直径下内应力最小。同时球罐还具有占地面积小，高度低、底座基础工作量小等特点，所以建造球罐时，可节省钢材，降低成本，因而在各工业领域获得了广泛的应用，在单罐容积大于1000m3仅用材消耗量就比同容积圆筒形容器节省三分之一以上(容积越大越显着)，其经济效益显得十分突出。这是当前市场经济中人们十分关注的问题。　　在球罐建造时，选用高性能特别是高韧性球罐用钢同样是业主十分关注的重要问题。为了得到使用安全性高的球罐(同一牌号的球罐用钢，如果钢的韧性越高，则用此钢制成的球罐所允许的临界裂纹

3、尺寸就越大，球罐的安全性就越高)，往往在订做球罐时对球板材料提出比标准规定更加严格的指标。表1为齐鲁石化公司1500m3乙烯球罐用材所提附加技术要求即是典型一例[4]。有害杂质元素硫和磷的含量分别从标准要求值≤0.030，加严到P≤0.014，S≤0.005；冲击试验，标准规定取纵向试样，冲击功指标按WES3003，-45℃时Akv≥0.5Akvmax(Akvmax系三个冲击试样在断口脆性百分率均为零的温度下的Akv平均值)，业主要求冲击试样取横向试样，冲击功指标在-45℃/-50℃时，Akv＞54J(单个

4、值)。可见高韧性是业主追求的关键项目。　　　　　　　　　　　　　　　表1　齐鲁1500m3乙烯球罐用钢板主要附加项要求钢号项目标准要求值附加要求值N-TUF490P≤0.030≤0.014S≤0.030≤0.005取样方向纵向横向Akv-45℃，Akv≥1/2Akvmax(按WES3003)-45℃/-50℃，Akv≥54J(单个值)　　近十多年来，由于国内冶金系统技术装备的进一步更新，先进的冶炼、轧制、热处理等设备相继投入使用；合金化、热处理、冷热加工、炉外精炼等提高钢材性能的技术措施得到广泛的应用。在广

5、大冶金工作者与压力容器科研、设计、制造等单位的工程技术人员通力合作下，我国球罐用钢的技术水平有了显著提高。高韧性球罐用钢系列已基本形成。这里我们仅介绍参与开发研究的高韧性球罐用典型钢种的生产检验数据的相关标准的规定指标，供同行在设计建造球罐时参考。　　一、高韧性16MnR钢板　　16MnR是我国压力容器专用钢板中使用量最大的一个钢号。16MnR钢板的生产数量与产品质量有了进一步提高。GB6654-1996标准对16MnR钢板的技术要求较GB6654-86标准有了一定程度的提高。表2为：新旧两个标准对16Mn

6、R钢板力学性能的规定。从表中数据可以看出，新标准对所有厚度钢板常温冲击吸收功指标的规定有所提高。　　表2　　16MnR钢板的力学性能标准钢板状态钢板厚度mmσbMPaσsMPaδ5%AkvJGB6654-86热轧正火6～16510～655≥345≥21常温≥2717～25490～635≥325≥2026～36490～635≥305≥1938～60470～620≥285≥19＞60～100450～590≥265≥18GB6654-1996热轧控轧正火6～16510～640≥345≥21常温≥31＞16～364

7、90～620≥325≥21＞36～60470～600≥305≥21＞60～100460～590≥285≥20＞100～120450～580≥275≥20　　注：表中冲击功指标系三个标准冲击试样的冲击吸收功平均值，以下有关表格均同。表3　　16MnR(WH510)钢板生产检验数据钢板厚度mm钢板状态常温冲击试验-20℃冲击试验检验批数Akv平均值J检验批数Akv平均值J38正火81115～1938158～170　　表3为武汉钢铁公司生产的高韧性16MnR(WH510)钢板，用于由合肥通用机械研究所总承的五台1

8、000m3液化气球罐的生产检验数据。表4为舞阳钢铁公司提供的生产检验统计数据。表5为4个标准或技术条件中有关技术要求的对比情况。从表中数据可以看出，GB6654-1996标准的技术要求全面高于GB6654-86标准。武汉钢铁公司和舞阳钢铁公司钢铁供货技术条件[5][6]，有关技术要求则更全面高GB6654-1996标准。上述高技术要求的企业供货技术条件的制定和实施，为进一步提高球罐建造技术水平创造了条件。