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压力容器分析设计早源自美国机械工程师协会的ASME III《核设施元件建造规则》,该协会于1968年发布ASME Ⅷ-2《压力容器另一规则》。
此后30年,各国纷纷参照ASME Ⅷ-2 制定本国的分析设计规范,但总的来说压力容器分析设计方法与20世纪60年代相比变化并不大。
近15年来,国际上压力容器规范发生了巨大的变化。欧盟于1997年颁布承压设备指令PED,随后,小型储气罐,2002年5月30日颁布与其配套的EN 13445《非燃烧压力容器》建造规范,提出了很多新理念和新观点,这对ASME压力容器规范来说,无疑形成了挑战。
材料以优代劣时,要注意介质与材料的相容性。压力容器用碳素钢虽然在强度性能方面没有低合金钢优良,但其抗SCC(应力腐蚀)能力一般随材料的强度级别的提高而降低。
举个例子,对于液氨、湿腐蚀环境,如果用Q345R等低合金钢代替Q245R和Q235系列的碳素钢材就更容易出现问题。
再举个例子,空压机储气罐,在某些工况环境下奥氏体不锈钢耐腐蚀性能还不如碳素钢,如含有氯离子介质的工况。
压力容器的焊接是通过加热或加压,或两者兼用,使焊件达到原子间结合并形成接头的工艺过程。世界每年钢材消耗量的50%都有焊接工序的参与。
焊接可分为三大类:熔焊、压焊和钎焊。
(1)熔焊
将要焊接的工件局部加热至熔化,冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。熔焊是广泛采用的焊接方法,大多数的低碳钢、合金钢都采用熔焊方法焊接。特种熔焊还可以焊接陶瓷、玻璃等非金属。
(2)压焊
焊接过程中必须要施加压力,可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化,靠施加压力使金属塑变,让原子接近到相互稳固吸引的距离,这一点与熔焊时的加热有本质的不同。压焊包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、焊、扩散焊、磁力焊。其特点是焊接变形小、裂纹少、易实现自动化等。
(3)钎焊
将熔点比母材低的钎料加热至熔化,但加热温度低于母材的熔点,宣城储气罐,用熔化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。钎焊分两大类:硬钎焊和软钎焊。硬钎焊的加热温度大于450℃,抗拉强度大于200MPa,经常用银基、铜基钎料,高压储气罐,适于工作应力大、环境温度高的场合,比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。软钎焊的加热温度小于450℃,抗拉强度小于70MPa,适于应力小、工作温度低的环境,比如电路的锡基钎焊。
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