钢制压力容器封头成形后热处理及试件选择的探讨.pdf

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1、第40卷第2期化工机械261钢制压力容器封头成形后热处理及试件选择的探讨刘真云+陈金顶赵清万(南京三方化工设备监理有限公司)摘要针对成形封头热处理及试件的选择这一存在争议的难题，从金属学原理及金属热处理工艺的角度进行了探讨，并重点讨论了碳钢和低合金钢封头成形后的热处理及试件选择。关键词压力容器封头成形热处理中图分类号TQ051．3文献标识码B文章编号0254-6094(2013)02-0261-04钢制压力容器封头作为主要受压元件之一，其性能是否满足规定要求至关重要。封头的品质直接关系到压力容器能否

2、长期安全可靠运行。除成形过程控制外，影响其性能的主要因素是成形后热处理工艺。笔者从安全及技术的角度出发，在符合国家法规、标准基础上，结合金属学原理、金属热处理工艺分析和讨论钢制压力容器封头成形后热处理及试件选择，本文所述热处理不包括表面热处理和化学热处理。1国家法规、标准对封头成形后热处理及试件选择的要求强制性法规、标准要求见表1，推荐性标准的要求见表2。表1强制性法规、标准要求}刘真云，男，1985年11月生，工程师。江苏省南京市，210036。262化工机械2013年表2成形后热处理及试件推荐性

3、标准要求HG／T20584-2011[3】GB／T25198-2010[46．0．3凡符合下列条件之一者应于成形后进行热处理，以消除加工应力，改善6．4．3钢制封头改善材料力学性能热处理，应塑性。根据设计技术文件要求所制定的热处理工艺进2凡符合下列条件之一的封头应于成形后进行热处理。行。母材的热处理试板与封头同炉热处理。对I)碳钢、低合金钢冷成形封头应进行热处理。当制造单位确保冷成形后的材料热成形的封头，母材的热处理试板还应与封头有性能符合设计、使用要求时且经设计单位批准，可不进行热处理；相同的加热

4、工艺。2)冷成形的奥氏体型不锈钢封头的变形率超过15％。当钢板供货与使用的热处理状态一致时，则3奥氏体不锈钢如无耐蚀要求，可不进行热处理；当有耐蚀要求时，应按如下要热成形封头在热成形过程中不得破坏供货时的求进行热处理：热处理状态，否则应重新热处理。1)成形后表面硬度大于235HB时应进行固溶处理；对供货与使用热处理状态均为正火的钢制2)热成形不锈钢成形后须做固溶热处理。封头，若其热成形的终止温度不低于材料的正火4介质为极度危害或高度危害时。最低温度，热成形后可不再进行正火处理。5介质对材料具有应力腐

5、蚀破裂危害时。6．4．5-1整板成形及先拼板后成形的钢制半球6材料要求较高冲击韧性或低温冲击韧性者(碳钢、低合金钢)。形、椭圆形、碟形封头以及平底形封头，应于冷成6．0．5材料的热处理形后进行热处理。1热轧状态使用的钢材，热加工后一般可在加工状态使用。除图样另有规定，冷成形的奥氏体不锈钢制2正火状态使用的钢材，如能控制热加工终止温度在钢材正火温度以上，或经半球形、椭圆形、碟形封头以及平底形封头·成形热加工工艺试板评定合格，可不做随后正火处理。后可不进行热处理。3正火+回火状态使用的钢材，热加工时如能

6、满足上逑对正火钢材的要求，热加工后可仅做回火处理。4调质状态使用的钢材，热加工后一般应做调质处理。5奥氏体不锈钢应控制热加工终温在8500c以上，加工后应快冷(如鼓风或喷水冷却)。如材料要做晶间腐蚀倾向试验，热加工后应重作评定；如热加工后不符合晶间腐蚀试验要求，应进行固溶或稳定化处理。2概念及理解2．1临界温度钢制压力容器用钢碳含量集中在亚共析钢(0．0218％～0．7700％)范围，如图1所示㈨，即含碳量在P到

7、s之间。a相：铁素体，是碳在a．Fe中的间隙固溶体，呈体心立方晶格。7相：奥氏体，是碳

8、在y—Fe中的间隙固溶体，呈面心立方晶格。第40卷第2期化工机械263A，线：图1中P5线，即加热过程中铁素体开始向奥氏体转变；冷却过程中奥氏体完全转变成铁素体。A。。表示加热下临界点，A，．表示冷却下临界点。A，线：图1中GS线，即加热过程中铁素体完全转变成奥氏体；冷却过程中奥氏体开始向铁素体转变。Ad表示加热上临界点，Ad表示冷却上临界点。图1铁碳相图2．2热处理方法‘L6’71消应力热处理：为改善焊接区域的性能，消除焊接残余应力等有害影响，将焊接区域或其中部分在金属相变点以下即A。。以下加热到

9、足够高温度，并保持一定的时间，而后均匀冷却的热处理过程。恢复性能热处理：破坏材料的原始性能(例如破坏其供货热处理状态)后进行的恢复材料性能的热处理。改善性能热处理：想要某种材料达到某一种热处理状态的性能或改善其性能而对其所做的热处理。消氢处理：焊接后立即对焊件的全部(或局部)进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施，目的是有利于焊缝中扩散氢加速逸出，减少焊接残余变形与残余应力，有效防止焊接冷裂纹的产生。2．3材料的状态供货状态：一般指交货材料的最终塑形变形或最终热处理的状态