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蒸汽锅炉/传统锅炉压力容器强度和抗韧性介绍

时间:2022-07-14   访问量:1027

河北大西热能(大西锅炉)2022年7月14日讯,主营节能燃气热水锅炉、燃气蒸汽发生器,其产品氮氧化物排放浓度可以达到10毫克/立方米以下。


随着压力容器及锅炉的轻量化、环保、节能、高效等特点,锅炉设备的选材逐渐向高强度级别更高的材料,断裂韧性低,应力腐蚀界限应力强度因子低,强度有余,韧性不足是高强度材料的特点,也是高强度钢制压力容器产生脆断的主原因,所以对压力容器选材是,必须兼顾强度与韧性两个参数,如按传统强度理论观点,仅以强度为指标,片面追求强度而损害韧性,以为强度越高越安全,却适得其反。


例如国内某部门试制高强度钢球形容器,先选用195公斤毫米的高抗拉伸强度的钢材,他对设计应力的安全系数为2.2,从表面看安全系数也不低,但是经过测试结果显示,均在水压实验中脆断,后按断裂力学关于高强度钢兼顾强度与断裂韧性这个选材原则,改变钢材化学成分及热处理工艺等,让强度从195公斤下降到140公斤,毫米,而仅保证强度的安全储备1.58,这样的话,按传统的强度设计观点看来安全系数有2.2下降到1.58,应该是相比之前不安全了,但经过测试实际结果正好相反,容器却台安全通过水压实验,这是因为按断裂力学观点,该材料时因为强度有预韧性不足而产生的脆断,强度不是控制指标,此时适当降低一些强度而使断裂韧性值有168公斤上升为214公斤,提高了27%,而使临界裂纹尺寸相应提高了60%,所以实际安全可靠性确实提高了。


由于高强度材料选材的标准改变了,材料部门研制高强度刚才新品种的方向,也从重点追求高强度指标专项研制强而韧的材料。


中低高强度钢制压力容器、锅炉、及管道,一般说来其断裂韧性值较高,因而在工作应力下导致裂纹失稳扩展的临界裂纹尺寸较大,所以相对说来其低应力脆断几率较小,但是有时候焊接材料选择不当,焊接工艺参数控制不严致使焊缝断裂韧性降低,修补焊缝部位漏检缺陷过大,焊接参与拉伸应力过高而未能很好消除,有强制就位焊接拘束应力过大等原因,也会产生低应力脆断,如前述事例,因此中低强度钢制锅炉及应力容器也有通过选材控制断裂的问题。

对于中低强度钢制锅炉及压力容器,设计应力水平已定,在假定可能漏检的裂纹尺寸,就可按之前讲过的cod设计曲线来确定母材及焊缝要求的最低断裂韧性,所以要求选材及选择合适的焊接机热处理等工艺,从而保证母材及焊缝的断裂韧性达到规定的最低至,就可以有效的避免脆断事故的发生。


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