* * 铝合金制压力容器⑵ 国外标准:美国、日本、前苏联、德国、英国、法国等均有铝制压力容器的标准。其中德国、英国、法国除铝制压力容器外,没有列入其他有色金属的标准。 ①、美国ASME锅炉压力容器规范; ②、英国BS5500《非直接受火熔焊压力容器规范》AA章; ③、德国AD压力容器规范; ④、日本JISB8270-1993《压力容器基础标准》; ⑤、日本JISB8240-1993《制冷用压力容器结构》; ⑥、法国CODAP-1995《非直接火压力容器规范》M13节等; ⑦、前苏联гост26158《有色金属容器和构件强度计算方法的一般要求》。 国内标准:①、GB151《管壳式换热器》; ②、 JB/T2549《铝制空气分离设备制造技术规范》; ③、GB11640《铝合金无缝气瓶》; ④、HGJ29-1990《铝衬里设备》; ⑤、GB10479-89《铝制铁道罐车技术条件》。 ⑥、 JB/T4734-2002《铝制焊接容器》 * * 铝合金制压力容器应用特点 ⑴ 铝在一些氧化性介质中有良好的耐蚀性,在高温浓硝酸中,纯铝的耐蚀性优于不锈钢。铝容器的应用之一是耐腐蚀。 ⑵ 对腐蚀产物含铁会污染物料的工艺流程,钢不能满足要求。铝有较好的抗腐蚀性,而且可以防铁污染。铝容器的应用之二是防铁污染。 ⑶ 铝是面心立方晶格,没有其他同素异构体。低温下不存在脆性转变。铝容器的应用之三是低温容器。 ⑷ 在各种金属容器中,铝容器是强度和刚度最低的容器,是相对重量最轻的容器,也是允许使用温度最低的容器。 * * 铝合金制压力容器用材特点 ⑴ GB/T3190-1996《变形铝及铝合金化学成分》中有143个牌号,容器用铝只取用部分牌号,主要为铝镁合金和铝锰合金。按照德、法两国对铝材的要求,容器用铝基本上选用伸长率(横向)不低于14%的变形铝。 ⑵ 为了得到好的塑性,纯铝、铝锰合金和铝镁合金的变形铝材都只在退火状态或热作状态使用,不采用冷作状态。热作状态铝的焊接接头,焊接热对热影响区有退火作用,因而其许用应力取退火状态铝材的许用应力。只有铝镁硅合金和铝铜合金采用固溶时效状态,以保证其高强度。 ⑶ 镁在铝中的极限溶解度为14.9%,但室温溶解度仅为0.34%,镁含量较高时,会铝镁合金在某些介质中产生应力腐蚀敏感性,只有在65℃以下使用才不会产生应力腐蚀,因此含镁量超过了3%的铝镁合金规定设计温度不超过65℃。同时析出相过多也会降低冲击韧性,因此含镁量超过3%的铝镁合金及其焊接接头应检验冲击韧性。其他铝和铝容器,包括低温铝容器均不要求进行冲击韧性检验。 ⑷ 铝没有同素异构体,纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度,称为不可热处理强化铝。铝镁硅合金可通过固溶时效析出Mg2Si强化相提高强度,铝铜合金可通过固溶时效提高强度,称为可热处理强化铝。 ⑸ 铝和钢可以爆炸复合,但国内尚没有标准和标准产品,因此一般不用复合板制造容器。 ⑹ 我国尚无适用的铝锻件国标或行标,本标准只推荐一些铝锻件。 * * 铝合金制压力容器设计特点 ⑴ 铝材比普通钢材稍贵,尤其是铝的强度比钢低得多,纯铝在较高温度下比钢的强度更低。因而容器常用衬铝结构,由钢层承载,衬铝层起耐蚀与防止铁污染的作用。 ⑵ 常温下铝的线膨胀系数为22.9×10-6/℃,而铁素体钢为11.7×10-6/℃,衬铝容器设计中应考虑附加热应力。 ⑶ 选用铝材除应考虑耐均匀腐蚀性能外,还应考虑晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀等性能。 ⑷ 铝和钢不能熔焊,衬铝层常用盖板搭接焊结构,钢件上也不能堆焊铝。 ⑸ 铝容器耐冲蚀性能不好,高速流体的冲击和磨会破坏铝表面的钝化膜,对介质的流速应予以限制。腐蚀性介质的流速应低于1.5m/s,清水的流速应低于6m/s。 ⑹ 铝很软,用作螺栓容易咬死,铝容器中应尽量使用钢螺栓。铝螺栓也应采用强度高的铝。 ⑺ 在浓硝酸等介质中,铝焊缝的耐蚀性比母材差得较多,采用无缝旋压铝筒可获得较好的效果。 * * 铝合金制容器的制造检验特点 ⑴ 铝在高温下易与空气中的氧反应,铝容器焊接时要有良好的保护。铝容器的焊接主要采用氩弧焊。 ⑵ 铝的热导率和比热容约为铁素体钢的两倍多,铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍,因而铝的焊接应尽量采用能量集中、功率大的能源。 ⑶ 焊接时铝熔池凝固时的体收缩率约为钢的两倍,因而铝焊缝容易产生缩孔、缩松及热裂纹。 ⑷ 铝焊接熔池易吸收氢等气体,焊缝易产生气孔。熔池中进入氧化铝易形成夹渣。焊前清除焊件与焊丝的氧化膜、水分、油污、有机物等对铝的焊接很重要。 ⑸ 铝焊接熔池金属固态与液态没有明显的色泽差别,焊接对应注意掌握。 ⑹ 铝容器焊后一般不要求热处理。 ⑺ 铝无磁性,表面无损检测不能用磁性法,常用渗透法。 * * 钛合金制压力容器⑴ 钛在地壳外层10英里范围内约占有0.4%,储量在金属中仅次于铝、铁、镁占第四位,世界海绵钛的年产能力超过10万吨。由于钛合金优异的耐腐蚀性,在现代工业的应用也更为广泛。钛是面心立方晶格,没有其他同素异构体,低温下不存在脆性转变。 我国生产的钛材约有75%用于制造容器和换热器。自从1965年制造了第一台在钛合金容器以来,我国已经设计、制造和使用了数万吨钛合金容器。技术上取得一定经验。在钛材的设计、制造、检验、使用、维修等方面也制订一系列专业标准。90和99版《容规》均包括了钛合金容器有关安全技术的内容。GB151《管壳式换热器》包括了钛制管壳式换热容器。GB16409《板式换热器》包括了钛制板式换热容器。 JB/T4745-2002《钛制焊接容器》是国内第一个内容完整(包括设计、选材、制造和检验)的钛制压力容器标准。包括了压力容器和常压容器。包含了全钛容器、衬钛容器和复合板制容器。该标准的编制形式和GB150相似。钛合金容器最低设计温度可达-269℃。设计压力≤35MPa。 * * 钛合金制压力容器⑵ 国外标准:美国、日本、前苏联、德国、英国、法国等均有钛制压力容器的标准。 。 ①、美国ASME锅炉压力容器规范; ②、英国CP 3003《化工容器和设备的衬里》第九节; ③、日本JISB8240《制冷用压力容器结构》; ④、法国CODAP《非直接火压力容器规范》规定安全系数; ⑤、俄OCT 26-01-279《钛制容器与设备,强度计算公式与方法》; 俄РДРТМ 26-01-114《钛制容器与设备,静载下开孔补强的计算公式与方法》 ; 俄РДРТМ 26-01-114《钛合金АТ3制法兰联接的容器与设备强度与密封的计算方法》; 俄РДРТМ 26-01-133《钛与钛合金制容器与设备,考虑低周载荷时的强度计算公
低温钢的焊接.ppt
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