特种钢知识(推荐5篇)
如美国,战后发展了355MPa(36kgf/mm2)级HTS钢、550MPa(56kgf/mm2)级HY80钢、690MPa(70kgf/mm2)级HY100钢、890MPa(91kgf/mm2)级HY130钢,并用于实船建造;
俄罗斯开发了屈服强度从390-1175MPa(40-120kgf/mm2)级的АБ系列舰船钢;
法国最新建造的“凯旋”级核潜艇耐压壳体用钢屈服强度已达到980MPa。
HY-80、HY-100、HY-130都是美国在50年代开始应用于舰艇制造的高强度低合金钢,现在已经普遍被HSLA-80和HSLA-100系列高强度钢所替代。
此类高强度钢由于含有铜元素,因此有别于于传统的船体用钢。
传统的高强度船体用钢均是在低碳低合金钢的基础上,通过采用调质热处理工艺获得低碳回火马氏体组织来达到高强度高韧性的配合。
为了确保较厚规格钢板具有足够的淬透性,钢中通常需要添加较高含量的Ni, Cr, M.等合金元素。
钢的强度级别要求越高,船体钢的碳当大幅增加,这使得钢的焊接变得十分困难。
如何兼顾高强度舰船用钢的强度和焊接性,己成为船体结构钢设计的一个关键因素。
由于在钢里加入了一定比例的铜,其优点在于减慢了钢材在大气中的腐蚀速度。
铜还可以改善钢材在海水中的耐蚀性,另外,含铜的钢材其耐磨性也有较大幅度的提高。
由于韧性加强了,对于舰体的直接好处就是提高了防弹效果。
这种钢在战后美国第一代产品就是屈服强度为36kgf/mm的2级S钢, 56kgf/mm的Z级HY80钢, 70kgf/mm的Z级HY100钢以及91kgf/mm的级HY130钢。
俄罗斯也开发了屈服强度从40kgf/mmZ-120kgf/mmZ级的A6系列舰船钢:
我国也相继研制成功了40, 45, 60, 80kgf/mm2级的高强度舰船用钢系列.但是铜在钢中高到一定量时,将引起热脆性。将钢加热到1 100~1200 ℃(一般的热加工温度),铁优先氧化形成氧化皮,在氧化层和钢之间的界面上留下一层极薄的不易察觉的液
态铜(铜的熔点仅为1083 ℃)。热轧或连铸时,钢中残余的铜便大量渗入晶界,造成晶间开裂。为避免热脆性,通常将钢中的铜作为有害元素而限制在0.35 %以下。另外,含铜钢的
氧化皮去除困难,使制品的表面质量低劣。某些在特殊环境中服役的钢,若残余铜含量高,还可能出现辐照脆性、去应力脆性和回火脆性等问题,核容器用钢必须控制残余铜含量
≤0.08 %。由于铜的有害作用,人们都怕铜钢。冶炼过铜钢的炉子通常要经过多次洗炉,同时为控制钢中残余铜含量而进行的处理,都无疑增加了生产成本。再一个,HY-80系列钢
在焊接前要进行长时间预热,这也使造船成本增加。
近年来,国外对铜合金化进行了深入研究,并开发出一些含铜的新钢种。
这类新钢种以美国的可焊接低合金高强度HSLA-80及HSLA-100钢为代表。
HSLA-80钢是以ASTM 710钢为基础开发的一种低碳、铜析出强化钢,其强韧性可达HY-80钢要求。
采用HY-80型焊接材料焊接时,HSLA-80钢的热裂抗力和冷裂抗力都优于HY-80钢。
由于焊接预热过程的减少或取消,造船成本比采用HY-80钢降低50 %~90%。优良的焊接性能是由于焊接过程中的热量使铜溶解,晶料粗化,热影响区软化。
HSLA-80钢于1984年开始用于舰船建造。
在HSLA-80钢基础上发展的HSLA-100钢强度、韧性可以达到或超过HY-100钢,取消焊前预热仍可保持好的可焊性。
HSLA-100钢也是低碳、铜析出强化钢,它采用锰、镍、钼来增加淬透性,镍改善韧性,同时进一步加强ε-Cu的析出强化效果,铜含量高于HSLA-80钢。
作为HY-100钢的替代品,HSLA-100钢自1989年起开始使用。
像美国的“提康德罗加”级巡洋舰、“阿里.伯克”级新型导弹驱逐舰和“尼米兹”级核动力航母的某些结构及“黄峰”级两栖攻击登陆舰的主要结构,使用的都是HSLA-80钢。
气垫船的船体材料也是这种钢。
而美国先进的攻击型核潜艇(非耐压壳体)和新建的航母壳体则用HSLA-100,如1993年下水的CVN-74“斯坦尼斯”号航母上就大量使用了厚度从15.9到25.4mm的HSLA-100钢。
中国的潜艇用钢有590Mpa的921钢与785 Mpa 的980超级钢,前者是HY80级别的,后者是HY100级别的。
921估计是039用钢,而90年代研制的航母与潜艇耐压壳体980钢估计将使用在09III上。HY80钢的潜深能达到400米,HY100钢能达到600米。
980钢配套的焊接材料,通过合理的合金设计,超纯冶炼和超低氢工艺措施,很好地解决了与母材等强匹配。
在非常严格,苛刻和不同季节的条件下,实现了对980钢在产品制造和施工工艺上的适应性考核,结果表明980钢具有良好的造船工艺适应性。
980钢严格地按照科研程序走完了研制全过程,填补了我国785Mpa级耐压壳体用钢的空白,使该材料达到了国际先进水平。
我国是世界上造船大国,近年来增长强劲,对造船的钢需求量很大。造船用钢包括板材、型材和管材,其中又以板材为主,约占88%。2003年全国船板产量为 201万吨,自给率为74%。国内有20多家钢铁企业生产造船钢板,主要有宝钢集团上海浦钢、鞍钢、武钢、重钢、舞钢、南钢、济钢、马钢等,普通强度级船 板都通过了中国(CCS)、英国(LR)、法国(BV)、美国(ABS)、德国(GL)、日本(NK)、挪威(DNV)、韩国(KR)、意大利(RINA)等多个国家船级社的认证,部分钢铁企业的高强度船板也通过了多个国家船级社的 认证。
上海浦钢生产造船用钢历史较久,2003年船板产量达到42万吨,其中出口用船板在万吨以上,产品质量较好,硫、磷含量低,机械性能稳定,尺寸精度较高,表面质量优良,规格齐全,厚度为6—100毫米,最宽达到3000毫米,牌号从低到高共有10个,已被用于制造各类大型运输船只,另外,抗层状撕裂钢板已 经替代进口用于渤海、东海和南海的采油平台。
武钢2003年船板产量为29万吨,冶炼和轧制通过采用一系列的新工艺新技术新设备,产品具有化学成分稳定,有害元素含量低,钢质纯净,组织均匀,晶粒细 小,塑性好,屈强比低,碳当量低,能适应大型造船厂自动埋弧焊、等离子焊等多种焊接工艺要求的特点,可用于制造各种吨位、各种型号的出口船。
重钢60年代初期开始研制生产船板,80年代按各国船级社船规规范组织生产,90年代又研制开发出一系列高强度级别产品。2003年船板产量达到32万 吨。重钢非常重视船用钢板的研发,相继采用了预脱硫、炉外精炼、微合金化、保护浇注和控轧控冷细化晶粒等措施,使产品质量大为提高。
舞阳钢铁公司2003年船板产量为14万吨、其中厚度在40毫米以上的市场占有率为50%。产品质量好,钢质纯净度较高,有害元素和夹杂物低,低温韧性和焊接性能提高,同板差、异板差和表面缺陷均有改善。4个普通强度级和6个高强度级产品都通过国内外9家船级社认证。
2003年船板的产量,鞍钢为26万吨,南京钢铁联合公司为23万吨,济钢为8万吨,产品质量都有了较大提高。
从上述可以看出,目前我国的造船板质量基本上可满足用户需求,主要问题是钢板尺寸相对较小,厚度公差和同板差的精度等级与先进国家相比尚有差距,表面质量还需要改进,高强度级别的产品也需要大力研制和开发。
一般强度船体结构用钢
一般强度船体结构用钢分为A、B、C、D4个等级,这4个等级的钢材的屈服强度(不小于235N/mm^2)和抗拉强度(400~520N/mm^2)一样,只是不同温度下的冲击功不一样而已;
高强度船体结构用钢按其最小屈服强度划分强度等级,每一强度等级又按其冲击韧性的不同分为A、D、E、F4级。
A32、D32、E32、F32的屈服强度不小于315N/mm^2,抗拉强度440~570N/mm^2,A、D、E、F分别表示其各自可分别在0°、-20°、-40°、-60°的情况下所能达到的冲击韧性;
A36、D36、E36、F36的屈服强度不小于355N/mm^2,抗拉强度490~620N/mm^2,A、D、E、F分别表示其各自可分别在0°、-20°、-40°、-60°的情况下所能达到的冲击韧性;
A40、D40、E40、F40的屈服强度不小于390N/mm^2,抗拉强度510~660N/mm^2,A、D、E、F分别表示其各自可分别在0°、-20°、-40°、-60°的情况下所能达到的冲击韧性。
还有,焊接结构用高强度淬火回火钢:A420、D420、E420、F420;A460、D460、E460、F460;A500、D500、E500、F500;A550、D550、E550、F550;A620、D620、E620、F620;A690、D690、E690、F690;
锅炉与受压容器用钢:360A、360B;410A、410B;460A、460B;490A、490B;1Cr0.5Mo、2.25Cr1Mo
机械结构用钢:一般可选用上述钢材;
低温韧性钢:0.5NiA、0.5NiB、1.5Ni、3.5Ni、5Ni、9Ni;
奥氏体不锈钢:00Cr18Ni10、00Cr18Ni10N、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni13Mo2N、00Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3N、0Cr18Ni11Nb;
双相不锈钢:00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni6Mo3Cu、00Cr25Ni7Mo4N3。
复合钢板:适用于化学制品运输船的容器和液货舱;
Z向钢:是在某一等级结构钢(称为母级钢)的基础上,经过特殊处理(如钙处理、真空脱气、氩气搅拌等)和适当热处理的钢材。
二、船体用结构钢
造船用钢一般是指船体结构用钢,它指按船级社建造规范要求生产的用于制造船体结构的钢材。常作为专用钢订货、排产、销售,一船包括船板、型钢等。
目前我国几大钢铁企业均有生产,而且可按用户需要生产不同国家规范的船用钢材,如美国、挪威、日本、德国、法国等,其规范如下:
国籍 规范
中国 CCS
美国 ABS 德国 GL
法国 BV
挪威 DNV
日本 KDK
英国 LR
(一)品种规格
船体用结构钢按照其最小屈服点划分强度级别为:一般强度结构钢和高强度结构钢。
中国船级社规范标准的一般强度结构钢分为:A、B、D、E四个质量等级;中国船级社规范标准的高强度结构钢为三个强度级别、四个质量等级:
A32 A36 A40
D32 D36 D40
E32 E36 E40
F32 F36 F40
(二)力学性能与化学成分
一般强度船体结构钢力学性能与化学成份
钢材级别 屈服点
σs(MPa)不小于 抗拉强度
σb(MPa)伸长率σ%
不小于 碳
C 锰
Mn 硅
Si 硫
S 磷
P
A 235 400-520 22 ≤0.21 ≥2.5 ≤0.5 ≤0.035 ≤0.035
B ≤0.21 ≥0.80 ≤0.35
D ≤0.21 ≥0.60 ≤0.35
E ≤0.18 ≥0.70 ≤0.35
高强度船体结构钢力学性能与化学成份
钢材级别 屈服点σs
(MPa)不小于 抗拉强度
σb(MPa)伸长率σ%
不小于 碳 C 锰
Mn 硅
Si 硫
S 磷
P
A32 315 440-570 22 ≤0.18 ≥0.9-1.60 ≤0.50 ≤0.035 ≤0.03
5D32 E32
F32 ≤0.16 ≤0.025 ≤0.025
A36 355 490-630 21 ≤0.18 ≤0.035 ≤0.035
D36 E36
F36 ≤0.16 ≤0.025 ≤0.025
A40 390 510-660 20 ≤0.18 ≤0.035 ≤0.035
D40 E40
F40 ≤0.16 ≤0.025 ≤0.025
(三)船用钢材交货验收注意事项:
1、质量证明的审查:
钢厂交货一定根据用户的要求按合同约定的规范交货并提供原始质量证明书。证明书中,必须具备以下内容:
(1)规范要求;
(2)质量记录编号及证明证号;
(3)炉批号,技术等级;
(4)化学成分和力学性能;
(5)船级社认可证明及验船师签字。
2、实物审查:
船用钢材的交货,实物物体上应有生产厂标志等。具体有:
(1)船级社认可标志;
(2)采用油漆框出或粘贴标记,包括技术参数如:炉批号、规范标准等级、长宽尺寸等;
(3)外观光洁平顺,无缺陷。
20世纪80年代初期,钢铁厂曾经生产了具有优良可焊性、低温韧性和屈服强度为60~80ksi的高强度、低合金(HSLA)钢板。海军开展了一项发展和 检验高强低合金钢的项目,使该合金钢可以不经或减少预热时间就具有可焊性、高强度、高韧性以及与高屈服钢相等的优质焊缝性能等。
该项目研究的重点是在合理的壳体制造成本范围内减轻CG-47级驱逐舰和DDG-51导弹驱逐舰的重量。这个项目表明,改进的ASTMA710A级钢板可 以满足最低屈服强度80ksi的要求,在低温下具有高却贝V型缺口冲击能,当采用与没有进行预热处理的HY-80相同的工艺和方法时,该钢板具有优良的可 焊性。因此,HSLA-80钢是ASTMA710钢中最佳的钢种,并且在1984年经过对钢板性能、焊接性以及制造特性,包括结构模型的建造和无损检测进 一步评价之后,可证明这类钢板可用于舰艇制造业。
用HSLA-80取代HY-80每吨制造成本可节约2000~3000美元。其中包括材料、劳动力、能耗和检验成本等。到2001年,大约有40000tHSLA-80用于美国海军水面战斗舰艇结构上。
继HSLA-80项目之后,开始进一步的合金开发和鉴定项目,该项目的进行使得准许用HSLA-100 来代替HY-100以进一步降低制造成本。HSLA-100也是一种含碳量低,铜沉淀强化钢,合金元素含量比HSLA-80的要高。这种新型钢种具有与 HY-100相应的强度和韧性,运用与没有预热要求的HY-100钢相同的焊接材料和工艺时,具有可焊性。
HSLA-100的开发由3个阶段组成:
关键词:特种钢,变电站构架,应用
1 特种钢在国内应用现状
电力是关系国计民生的重要基础产业, 随着我国经济实力的增强和变电站电压等级的提高, 钢结构在电力工程中应用已经普遍, 在节约土地资源的要求和电气工艺布置技术发展的同时, 对变电站主要构筑物——构架也提出了越来越高的要求, 包括安全可靠性、用地面积、材料消耗量、综合造价、外观等内容。特种钢因其强度高、力学性能优异等原因, 可以满足上述需要, 于是逐步应用于电力工程中。目前特种钢材料在变电站构架中的应用技术已经发展得较为成熟, 我省已有多个变电站采用特种钢材料的构架。构架的形式包括焊接普通钢管结构、格构式塔架结构、特种钢钢管梁柱结构、型钢结构, 其中的特种钢钢管梁柱结构可以充分发挥钢材强度高的性能, 减少钢材用量和造价, 提高变电站构架的极限承载力。
在《钢结构设计规范》中建议钢管结构不宜采用高强钢 (fy≥345MPa) , 主要是考虑到目前国内对钢管节点的试验研究工作主要采用的材料大多是fy≤345MPa的钢材, 且屈强比不大于0.8。但在电力行业, 国外采用高强特种钢材 (如fy=420MPa 、fy=520MPa等) 的工程比较多, 在我国也有部分330kV、500kV大型变电站采用特种钢。作为未来钢结构的发展方向, 位于甘肃省兰州市的兰州南330kV变电站工程首次大范围地采用了特种钢, 为电力工程特种钢的应用推广和积累使用经验提供了实践基础和有益的尝试。
2 特种钢的优势
钢材作为国家经济建设发展中的重要材料, 有着强度高、精确度高、可靠性好等诸多优点, 加之具有很高的再循环实用价值, 在国内的应用范围越来越大, 例如大型工业厂房、变电站、桥梁、体育馆等工程已经有了广泛的应用。
相比常见的普通钢而言, 特种钢在普通碳素钢里适量地加入了多种合金元素, 使钢的组织结构发生变化, 从而在强度、刚度、韧性、可塑性、耐腐蚀等性能方面比普通钢更加优良, 具体有以下几方面的优势。
1) 强度高、刚度大、延性好、塑性变形能力强, 地震作用小。
2) 比普通钢材料能更好地满足跨度长、高度大的要求。
3) 具有优良的耐候性和可焊性, 后者可提高焊接质量并降低焊接节点开裂的可能性。
4) 全部工厂化制作, 便于加工、运输和安装, 施工周期短。
5) 构架的构件简单且布置灵活, 节省用钢量。
6) 微量元素控制严格, 热镀锌质量将得到良好保证, 外形美观免维护。
近年来, 由于节约土地资源的需要, 以及节省用钢量、降低造价的要求, 特种钢在我国开始大量应用。实践证明特种钢应用于跨度长、高度大的工程中, 比普通钢更有优势, 能够显著地减小用钢量、简化加工安装、降低工程投资。
3 特种钢在变电站构架中的应用实例
3.1 工程概况
兰州南330kV变电站位于兰州市彭家坪镇, 是甘肃电网的枢纽变电站。在初步设计阶段, 考虑到该站采用联合构架且联合程度复杂, 为满足复杂联合状态下构架受力后的安全使用, 以及满足8度抗震设防烈度的抗震要求, 经过钢材材料的比选和评审, 决定全站的构架采用特种钢。该特种钢采用美国材料与试验协会标准, 钢号ASTM572-G60, 屈服强度为415MPa, 强度大于普通钢Q235的70% 。初步设计完成后, 设计单位与高校以该工程为依托做了特种钢构架的科研工作。施工图设计阶段的构架组装透视图如图1所示, 用钢量为251.5t;构架组装完成后的照片如图2所示。
3.2 特种钢构架设计规格
本工程通过对进出线构架、中央构架六跨连续联合、母线构架向进出线构架靠拢联合、主变进线构架向中央构架靠拢联合, 形成钢结构巨型联合构架, 联合程度复杂。两列进出线构架、一列中央构架均为六孔连续门型构架, 每列长139m、横向联合宽度72m, 进出线构架单孔跨度有20.5、27m, 梁挂线点高度18.8、24m;母线构架单孔跨度有22、27.5m, 梁挂线点高度13m。进出线构架、中央构架六跨连续将连续联合后, 每列长139m, 未超过《变电站建筑结构设计技术规定》规定的150m应考虑温度作用效应的限值。
构架柱采用直缝焊接钢管组成的人字柱, 进出线构架、中央构架两端设端撑。梁采用单根实腹式钢管梁。梁柱连接为刚接, 有别于普通钢方案时的铰接连接。钢结构均热镀锌防腐。采用混凝土杯口基础。
变电站构架特点是柱高而断面细小, 属于大柔度结构, 其受力主要以水平荷载为主, 承受的主要水平荷载是导线及地线的张力, 其次是风力。构架同时按本期规模和最终规模分别进行计算, 同时满足本期和远期受力要求。以往钢结构构架的研究针对普通钢材料, 特种钢强度大于普通钢较多、添加的微量元素控制更严格。以该工程构架为依托, 设计单位与兰州理工大学联合进行了科研研究, 采用不同的软件对构架形式和材料规格进行了补充验算, 取得了丰富的成果, 为采用特种钢和复杂联合构架提供了坚实的理论依据。通过对联合构架结构形式的适当选择, 采用空间分析计算软件, 提高了构架的整体可靠度指标, 减少了结构材料消耗量, 在保证结构安全的前提下, 综合用钢量情况, 来确定梁柱材料的最优化断面尺寸。联合构架有限元分析模型整体应力如图3所示。
经过科研分析, 构架的柱、梁截面类型共有7种, 分别为300mm×6mm, 400mm×5mm, 400mm×6mm, 600mm×5mm, 600mm×8mm, 660mm×6mm, 660mm×8mm, 前者为钢管直径, 后者为钢管壁厚。特种钢采用美国材料与试验协会标准, 钢号ASTM572-G60, 屈服强度为415MPa。
整体结构分析结果表明, 在大风工况和覆冰有风工况时结构内力最大, 为设计联合构架时的荷载控制工况, 相应的应力水平达到合理取值范围。由于结构体系采用实腹式等截面杆件, 使得部分杆件应力分布不均匀, 造成材料不能充分利用, 但是这种结构具有施工方便的优势。分析结果还证明采用特种钢材料的330kV联合构架是安全的, 可以满足正常使用要求, 结构主体构件基本达到合理的应力比。
3.3 特种钢构架应用成果
大型变电站采用特种钢复杂联合构架可以节省工程用地面积, 符合国家的土地使用政策。
采用钢结构, 可以提高构架工厂生产化水平, 提高生产质量和加工速度, 而且现场组装工作量小、速度快, 降低施工周期。特种钢强度高、用钢量节省, 进而降低加工费用、安装费用和施工周期, 因此技术经济指标较好。特种钢微量元素控制极为严格, 可以保证热镀锌防腐质量, 达到永久免维护, 其外型观感效果好, 与设备外壳在材质上统一协调, 为工程达标创优提供了技术保证。
本工程特种钢构架经过科研分析、结构优化后应用于工程实践中。经过对比, 若采用普通钢, 构架用钢量为336.1t, 采用特种钢后, 构架用钢量为251.5t, 虽然特种钢比普通钢的材料费用高15%, 但是采用特种钢构架可以降低材料消耗量、简化构件连接, 从而降低加工费用、安装费用和施工周期, 同时可以提高构架的联合程度, 节约土地资源。综合比较后, 采用特种钢能够降低构架造价7% , 缩短工程建设周期。
本工程于2010年9月建成投产, 其中构架采用特种钢材料在变电站中成功应用, 使用情况良好, 满足生产运行的要求。
4 小结
随着钢材生产技术在我国迅速发展, 特种钢生产及应用越来越广泛。特种钢在强度、刚度、韧性、可焊性和耐腐蚀性等方面优于传统普通钢材。如果将材料优势、设计与施工等方面优化并结合起来, 就可以显著降低生产成本, 使钢结构更合理耐久, 同时降低对不可再生资源的消耗, 这些优势使特种钢成为结构工程的理想材料。
参考文献
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河北宽城万吨板栗深加工项目正式开工
近日,在宽城满族自治县宽城镇北局子村,承德栗康源食品有限公司“万吨板栗深加工项目”正式开工建设,这标志着宽城农副产品深加工项目迈上新台阶。
该项目总投资2.6亿元。用一年时间完成万吨板栗深加工及配套工程建设项目的基础设施建设及设备安装工程。工程包括板栗栗仁小袋包装、板栗粉、板栗奶露生产线,万吨冷鲜库1座、原料大棚1座、生产加工车间4座(3条生产线车间、1座剥壳去衣前处理车间)、成品库3座,总建筑面积5万平方米;政府投资3000万元,建设宽城农业科技研发中心,并配套购置以板栗产品研发为主的先进科研实验设备,组建科研队伍,研发以板栗为主的农业高科技产品,打造知名品牌。该项目投产后,年产小袋包装栗仁4500吨、生产板栗粉750吨、板栗奶露2万吨规模,实现产值4.6亿元,利税8700万元,直接为农民人均增收1000元。
两院院士评选出2008年中国、世界十大科技进展新闻
由552名中国科学院院士和中国工程院院士投票评选出的2008年中国、世界十大科技进展新闻18日揭晓。
评选出的2008年中国十大科技进展新闻是:神舟七号发射成功,中国迈出太空行走第一步;下一代互联网研究与产业化获得重大突破:首条国际一流水平的高速铁路在京津两大城市间开通;首个中国人基因组序列研究成果发表:北京正负电子对撞机重大改造工程建设任务圆满完成:曙光5000A跻身世界超级计算机前10;光谱获取率最高望远镜落成:自主研制的支线飞机首飞成功;量子中继器实验被完美实现:转基因抗虫棉使北方农作物免受虫害。
评选出的2008年世界十大科技进展新闻是:胚胎干细胞研究获新进展:凤凰号探测器成功降落火星并确认火星上有水;开发出全球运算速度最快的超级计算机:欧洲大型强子对撞机正式启动:设计出杀灭癌细胞的“纳米机器”;建立第一个人类神经细胞组织系统;铁基超导材料研究获重大进展;创建首张完整的大脑网络地图:发现土卫六上碳氢化合物远超地球油气储量;最大规模人类遗传多样性调查完成。
这项评选活动由中国科学院院士工作局、中国工程院学部工作局和科学时报社共同主办,在院士、科技人员、科技新闻工作者推荐候选新闻的基础上,由552名两院院士共同投票评选。
1、常用于测量焊缝剖面不同区域硬度的方法是()。A、布氏硬度法B、洛氏硬度法 C、维氏硬度法D、里氏硬度法
2、下面是关于承压类特种设备力学性能的叙述,错误的是()A、强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力
B、塑性是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力 C、硬度是指材料抵抗局部弹性变形或表面损伤的能力
D、冲击韧性是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性
3、材料断裂韧度值KIC与下列哪一因素无直接关系()。A、材料的强度B、材料的组织结构 C、材料中的缺陷D、材料的成分 特种设备基础知识闭卷练习
4、晶间腐蚀是奥氏体不锈钢常见的破坏形式,下列有关晶间腐蚀的叙述错误的是()A、晶间腐蚀沿晶界进行,使晶界产生连续性破坏; B、晶间腐蚀使奥氏体不锈钢减薄严重;
C、晶间腐蚀的原因一般认为是由于晶间贫铬所致;
D、固溶处理和稳定化处理可提高奥氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能
5、以下关于应力集中的叙述,哪一条是正确的()。A、缺陷形成的缺口越大,形状越尖锐,应力集中越严重 B、壳体截面不圆的程度越大,应力集中越严重 C、外加载荷越大,应力集中越严重 D、材料脆性越大,应力集中越严重
6、可以显著提高钢的热强性的合金元素是()。A、硅和锰B、铬和钼C、镍和钛D、钒和铌
7、以下哪一种缺陷不是低合金耐热钢长时间高温使用后产生的缺陷?()A、珠光体球化B、再热裂纹C、石墨化D、合金元素再分配
8、下述有关为减少奥氏体不锈钢焊缝晶间腐蚀倾向应采取措施的叙述,错误的是()。A、采用小电流、大焊速、短弧 B、焊接过程中保持较高的层间温度 C、焊后将焊接接头加热到1050~1100℃进行固溶处理 D、采用含碳量为0.02%~0.03%的超低碳焊接材料
9、对材料的冲击韧度不产生影响的因素是()。A、化学成分B、冶金质量 C、试验温度D、残余应力
10、以下哪一个措施不能减少奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向()。A、降低含碳量B、减少敏化温度区间停留时间 C、退火处理D、固溶处理
11、以下关于珠光体的叙述,正确的是()。
A、珠光体是铁和碳的化合物B、珠光体是铁素体和渗碳体的混合物 C、珠光体的硬度和强度较低D、珠光体的塑性近乎为零
12、低合金钢的工艺焊接性与下列哪一个因素无关?()。A、化学成份B、力学性能
C、厚度和拘束度D、钢中扩散氢含量
13、与低合金钢制压力容器相匹配的特定应力腐蚀介质环境是()A、湿硫化氢介质B、液体二氧化碳 C、氯化物溶液D、硝酸盐溶液
14、下述因素中,最显著影响低温用钢低温韧性的因素是()。A、冶炼脱氧方法B、热处理状态C、钢板厚度D、合金元素
15、为提高材料性能进行热处理,在以下叙述中错误的是()。A、1Cr18Ni9不锈钢可采用固溶处理; B、00Cr18Ni10不锈钢可采用退火处理; C、0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢可采用稳定化处理; D、07MnCrMoVR低合金钢可采用调质处理
16、在低合金耐热钢中,以下哪一种元素能阻止石墨化发生()。A、Al B、Si C、Ni D、Ti
17、把合金加入钢中,铬增至20%能A3、A4线重合,此时称为()A、铁素体合金B、珠光体合金C、马氏体合金D、奥氏体合金
18、以下关于再热裂纹特征的叙述,错误的是()。A、产生于焊后热处理等再次加热的过程中 B、发生在焊接热影响区的过热粗晶区 C、形态为穿晶开裂 D、与焊接残余应力有关
19、以下哪一条不影响焊接线能量()。A、预热温度B、电弧电压 C、焊接速度D、焊接电流
20、下面是关于应力腐蚀敏感性的叙述,错误的是()。A、低合金钢与碳钢相比,前者的应力腐蚀倾向更大
B、高强度级别低合金钢与低强度级别低合金钢相比,前者的应力腐蚀倾向更大 C、焊后不进行消应力热处理与进行消应力热处理相比,前者的应力腐蚀倾向更大 D、焊后进行整体消应力热处理与局部消应力热处理相比,前者的应力腐蚀倾向更大
21、裂纹沿晶界开裂,裂纹面上有氧化色彩失去光泽,一般是()A、再热裂纹B、冷裂纹 C、热裂纹D、应力腐蚀裂纹
22、以下防止结晶裂纹产生的措施中,哪一条是错误的?()A、在钢中加入一定的合金元素,如钼、钒、钛、铌等 B、降低钢材和焊材的含碳量
C、采用溶深较深的焊缝并合理选用焊接规范 D、减少钢中硫、磷含量
23、以下防止冷裂纹产生的措施中,哪一条是错误的?()A、选择合理的焊接规范,提高预热温度,避免焊缝中出现淬硬组织 B、采用酸性焊条,严格烘干
C、选择合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊接应力 D、焊后及时进行消氢处理
24、焊条的药皮没有()作用。A、稳弧B、渗碳C、掺合金D、脱硫磷
25、随着碳含量的增加,钢的冷脆转变温度将()A、急剧上升B、急剧下降C、不变D、不一定
26、不属于焊条电弧焊焊接规范的是()A、焊接电流和电弧电压B、预热温度 C、焊条种类和直径D、焊条烘烤温度
27、锻件检测一般不采用射线照相法的原因是()A、锻件中没有体积性缺陷
B、锻件中大多数缺陷的方向不利于射线照相法检出 C、大多数锻件晶粒粗大影响射线照相灵敏度 D、锻件的衰减系数比较大
28、焊条药皮的主要作用之一是()
A、稳定电弧B、防止偏吹C、减小变形D、减小应力
29、碱性焊条的主要优点之一是()
A、脱渣性好B、电弧稳定C、对弧长无要求D、具有良好的抗裂性 30、交流焊条电弧焊机的空载电压为()A、380V B、220V C、60-80V D、24-36V
31、以下关于钢材热脆性的叙述,错误的是()。A、具有热脆性的钢材,金相组织没有明显的变化; B、无损检测不能检测和判定热脆性;
C、材料是否产生热脆性一般采用冲击试验方法判定;
D、冲击韧性值是确定热脆性产生的主要因素,与材料的工作温度关系不大
32、焊条电弧焊时,焊接电源的种类应根据()进行选择。A、焊条直径B、焊条性质C、焊件材质D、焊件厚度
33、焊接时,氢会引起焊缝产生()缺陷。A、夹渣B、热裂纹C、咬边D、冷裂纹
34、氩气的特点之一,在高温下不分解,不与金属起化学反应及()A、能承受较大的焊接电流B、不溶解于液态金属 C、有助于电子发射D、对空载电压无要求
35、以下关于二氧化碳保护气体焊的叙述,不正确的是()。A、成本低,质量好B、设备简单,焊接飞溅小 C、生产效率高D、操作性能好,可进行全位置焊接
36、以下防止奥氏体不锈钢产生热裂纹措施的叙述,哪一条是错误的?()。A、在焊缝中加入形成铁素体的元素,使焊缝形成奥氏体加铁素体双相组织 B、减少母材和焊缝的含碳量 C、严格控制焊接规范。如减小熔合比,采用碱性焊条,强迫冷却等 D、焊接前预热
37、低合金钢焊接减少热影响区淬硬倾向的有效的措施是()。A、预热焊件B、烘烤焊条C、焊后热处理D、提高焊接速度
38、以下关于焊接后及时后热的作用,叙述错误的是()。A、减轻残余应力B、提高焊接接头强度 C、减少扩散氢D、改善组织降低脆硬性。
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设为首页加入收藏联系我们·>首页-> 设备管理-> 基础管理-> 特种设备管理 压力容器基础知识责任编辑:花间一壶酒 点击次数:65 更新时间:2008-11-28 14:35:02 设备管理,设备维修,检测诊断
压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 压力容器早期主要应用于化学工业,压力多在10兆帕以下。合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后,要求压力容器承受的压力提高到100兆帕以上。
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随着化工和石油化学工业的发展,压力容器的工作温度范围也越来越宽;新工作介质的出现,还要求压力容器能耐介质腐蚀;许多工艺装置规模越来越大,压力容器的容量也随之不断增大。20世纪60年代开始,核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和技术要求,这进一步促进了压力容器的发展。
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许多生产工艺过程需要在压力下进行,许多气体和液化气需要在压力下贮存,因此压力容器越来越广泛地应用于各工业部门。许多新技术的发展,对压力容器不断提出了新的更高的要求。如:煤转化工业的发展,需要单台重量达数千吨的高温压力容器;快中子增殖反应堆的应用,需要解决高温耐液态钠腐蚀的压力容器;海洋工程的发展,需要能在水下几百至几千米工作的外压容器。
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压力容器在使用中如果发生爆炸,会造成灾难性事故。历史上曾多次发生过使成百人伤亡的压力容器爆炸事故,就是小型液化石油气瓶的爆炸也会造成人身伤亡;核电站用反应堆压力容器如发生事故,就会使放射性物质外逸,造成更为严重的后果。
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因此,防止压力容器发生事故,始终是压力容器设计、制造和使用者首要的任务。为了使压力容器在确保安全的前提下达到设计先进、结构合理、便于制造、使用可靠和造价经济等目的,各国都制定了有关压力容器的标准、规范和技术条件,对压力容器的设计、制造、检验 和使用等各个方面提出具体和必须遵守的规定。随着压力容器技术的发展,在不断积累经验的基础上,标准、规范、技术条件的内容也不断得到完善和提高。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 压力容器主要为圆柱形,少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成,压力容器工作压力越高,筒体的壁就应越厚。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 压力容器有多种结构形式,如多层式、绕板式、型槽绕带式、热套式、厚板卷焊式和锻焊式等。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 多层式压力容器在20世纪30年代就已开始在工业上使用。这种结构的压力容器由若干个多层筒节组焊而成,各筒节由内筒和在外面包扎的层板组成。
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多层式压力容器的优点是制造设备较筒单,材料的选用有较大的灵活性。这种结构即使在某一层钢板中出现裂缝,裂缝也只能在该层层板中扩展,不会扩展到其他层板上,所以安全性高是这种容器的突出优点,它的缺点是生产工序多、劳动生产率低。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 绕板式压力容器是将成卷的薄钢板连续地缠绕在内筒外面,达到所需要壁厚为止,因而不必逐层包扎层板和焊接每层层板的纵焊缝。
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型槽绕带式压力容器是在绕带机床上,对型槽钢带通电加热到红热状态,再用压辊将钢带压合到内筒表面预先加工出的螺旋沟槽内,使之相互啮合,每绕完一层钢带后再绕下一层,直到所需的筒体厚度为止。这种结构的型槽钢带层层啮合,可使钢带层承受容器的一部分轴向力;筒体上没有贯穿整个壁厚的环焊缝;使用安全性高;缺点是需要使用特殊轧制的型槽钢带和专用机床。
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热套式压力容器是在内筒外面套合上一至数层外筒,组成筒节。通常先将外层筒体加热,使其直径增大,以便套在内层筒体上。冷却后的外层筒体就能紧贴在内筒上,同时对内筒产生一定的预加压缩应力。热套压力容器用的钢板比多层压力容器的层板厚,层数少,所以生产效率较高。
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锻焊式压力容器是由锻造的筒节经组焊而成,结构上只有环焊缝而无纵焊缝。70年代以来,由于冶炼、锻造和焊接等技术的进步,已可供应570吨重的大型优质钢锭,并能锻造最大外径为10米、最大长度为4.5米的筒体锻件,因而大型锻焊式压力容器得到了发展,成为轻水反应堆压力容器、石油工业加氢反应器和煤转化反应器的主要结构形式。
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压力容器的设计通常包括:分析压力容器的使用要求和操作条件,确定合理的结构形式;选择合适的材料,规定制造工艺和质量要求;按容器可能发生的失效破坏形式,确定最佳结构尺寸,使容器各部位均能满足所需的强度、刚度或不致引起断裂等要求。
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在各国制定的规范中,大多数仍将容器壁筒化成为均匀受力的薄膜进行处理,以薄膜应力来描述整个容器的应力水平。然而,容器各部位的实际应力状态是很复杂的,所以设计时多采用较大的安全系数。为了避免容器发生脆性破坏,除对材料要求具有足够的强度外,还要考虑冲击值等要求。
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在实际使用中,压力容器的破坏大多是由于腐蚀、疲劳、辐照和容器器壁中存在过大的缺陷等原因造成的,因此按常规的强度设计有时还不够严密,还应区别不同情况进行特殊设计。如对高温压力容器必须按持久强度进行计算,因为在这种情况下温度对材料的性能有重大的影响;对于操作压力或温度频繁变动的压力容器,压力或温度的反复升降还可能引起疲劳失效,对这类压力容器应当进行疲劳强度设计;在存在缺陷的情况下,还应根据疲劳裂纹扩展理论对容器的使用寿命作出估算。
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很多压力容器造成事故的重要原因之一是选用材料不当。例如,采用焊接性差的钢材焊制压力容器时,就容易在焊接接头中产生裂缝;有些镍铬不锈钢的压力容器,常因钢号或成分选用不当,在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏;选用铁素体钢制造低温压力容器时,如钢的转变温度高于容器的工作温度,则容器工作时容易发生脆性破坏。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 压力容器的选材不仅要考虑机械强度的要求,也需要考虑其耐蚀性。介质的成分、温度和压力等操作条件,往往对材料的耐蚀性有很大的影响。
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为保证压力容器的安全使用,在制造时就必须按照有关标准、规范,对压力容器的原材料和加工制造过程进行严格的质量检验,因此,对投入运行的压力容器也需要进行定期检验。
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压力容器的检验内容主要有:对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验;对焊接接头的各种性能检验;对压力容器各部分存在的各类缺陷的无损检测;用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验等。
设备管理,设备维修,检测诊断eME中国设备管理网 http://www.sbgl.net8yt 质量检验在压力容器制造过程中占重要的地位。在有些反应堆压力容器的生产周期中,有一半的时间都是用于质量检验。设备管理,设备维修,检测诊断 3 顶一下
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