低溫壓力容器

工作時壁溫在-20℃以下的壓力容器。液化乙烯、液化天然氣、液氮和液氫等的儲存和運輸用容器均屬低溫壓力容器。

正文

一般壓力容器常用的鐵素體鋼在溫度降低到某一溫度時,鋼的韌性將急劇下降,而顯得很脆,通常稱這一溫度為脆性轉變溫度。壓力容器在低於轉變溫度的條件下使用時,容器中如存在因缺陷、殘餘應力應力集中等因素引起的較高局部應力,容器就可能在沒有出現明顯塑性變形的情況下發生脆性破裂而釀成災難性事故。對於低溫壓力容器首先要選用合適的材料,這些材料在使用溫度下應具有良好的韌性。經細化晶粒處理的低合金鋼可用到-45℃,2.5%鎳鋼可用到-60℃,3.5%鎳鋼可用到-104℃,9%鎳鋼可用到-196℃。低於-196℃時可選用奧氏體不鏽鋼和鋁合金等。為了避免在低溫壓力容器上產生過高的局部應力,在設計容器時應避免有過高的應力集中和附加應力;在製造容器時應嚴格檢驗,以防止容器中存在危險的缺陷。對於因焊接而引起的過大殘餘應力,應在焊後進行消除焊接殘餘應力處理。

製造標準

當設計溫度低於-20℃時,屬低溫壓力容器。
目前我國沒有專門的“低溫壓力容器製造採用什麼標準”,中國的JB4732都不劃分低溫與常溫的溫度界限。
本人認為其基本大法為:
1、《壓力容器安全技術監察規程》;
2、《鋼製壓力容器》(GB150-1998)
3、 JB4732《鋼製壓力容器分析設計標準》。
4、GB3531《低溫用壓力容器鋼板》
因為:GB150對“低溫低應力工況”作了定義,系指在低溫操作條件下,其環向應力≤鋼材標準常溫屈服點的六分之一,且<50MPa時的工況;在“低溫低應力工況” ,若設計溫度加上50℃後高於-20℃,則不必遵循低溫壓力容器的有關規定;若設計溫度調整後低於或等於-20℃時,按調整後的設計溫度執行低溫壓力容器的有關規定。衝擊試驗溫度也≤調整後的設計溫度。;“低溫低應力工況”不適用於鋼材標準抗拉強度下限值大於540MPa的低溫容器;:“1.2 本標準適用的設計溫度範圍按鋼材允許的使用溫度確定。”;等論述,並有《 低溫壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件》(JB 4727-94)的附屬檔案。
另外,我國目前有:
JB/T4734-2002《鋁製焊接容器》是國內第一個內容完整(包括設計、選材、製造和檢驗)的鋁製壓力容器標準。包括了壓力容器和常壓容器。也包含了全鋁和襯鋁兩種焊制容器。設計壓力≤8MPa,使用溫度下限為-269℃。
JB/T4755《銅製壓力容器》,標準的重點為材料和製造,由於銅製壓力容器的結構形式、強度計算與鋼相似,該部分內容均參照GB150。其焊接工藝評定和產品焊接試板部分均引用有關規定和標準只對銅材的特殊要求作出補充規定。該標準的制定將進一步提高銅製壓力容器的設計、製造和使用水平。該標準適用於設計壓力≤35MPa,設計溫度按銅材及其複合鋼板允許的使用溫度確定。通常使用溫度不低於-198℃時對銅材及焊接接頭沒有特殊要求,當使用溫度低於 -198℃時應保證仍具有良好的拉伸斷後伸長率。
JB/T4756《鎳及鎳合金制壓力容器鎳及鎳合金制壓力容器》,標準的重點為材料和製造,由於鎳及鎳合金制壓力容器的結構形式、強度計算與鋼相似,該部分內容均參照GB150。其焊接工藝評定和產品焊接試板部分均引用有關規定和標準只對銅材的特殊要求作出補充規定。該標準的制定將進一步提高鎳及鎳合金制壓力容器的設計、製造和使用水平。該標準適用於設計壓力≤35MPa,設計溫度按銅材及其複合鋼板允許的使用溫度確定。通常使用溫度不低於-198℃時對鎳及鎳合金材料及焊接接頭沒有特殊要求,當使用溫度低於 -198℃時應保證仍具有良好拉伸斷後伸長率。

而在《鋼製壓力容器》(GB150-1998)中有6.1.1 製造低溫壓力容器用的材料應符合第4章的要求。6.1.2 製造低溫壓力容器受壓元件用鋼板應由容器製造單位按4.7.4條要求復驗低溫衝擊韌性。

中國的JB4732都不劃分低溫與常溫的溫度界限。

《低溫壓力容器用9%Ni鋼板》(GB24510-2009)

本標準規定了低溫壓力容器用9%Ni鋼板的訂貨內容、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標誌和質量證明書等。
本標準適用於製造液化天然氣(LNG)儲罐、液化天然氣(LNG)船舶等低溫壓力容器用厚度不大於50mm 的9%Ni鋼板。

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