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不锈钢压力容器封头开裂成因分析

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不锈钢压力容器封头开裂成因分析

发布日期:2022-06-14 作者: 点击:

压力容器封头的质量直接影响压力容器的安全使用。因此,压力容器颈部或头部生产企业的质量控制非常重要。

奥氏体不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、耐低温等特点,已被压力容器制造业广泛认可。

压力容器行业在制造或使用过程中更注重不锈钢封头的裂纹缺陷。一家公司是奥氏体不锈钢压力容器的专业制造商,生产的封头有两种裂纹。

分析奥氏体不锈钢封头开裂的原因,并对压力容器标准的不足提出改进建议。

一、主要点分析开裂封头。

(1)封头开裂的过程是在室温下冷成型,有的是冷冲压,有的是冷旋压成型。工件再结晶温度下的冷成型是在工件结晶温度下进行塑性变形。

(2)封头采用稳定的奥氏体不锈钢材料,如304、321等。奥氏体不锈钢主要通过冷加工加固。

就稳定性而言,奥氏体不锈钢可分为稳定性和亚稳定性,奥氏体不锈钢在塑性变形过程中容易转化为马氏体不锈钢。

301L,301,304,321,321L304L是典型的稳定奥氏体不锈钢。内蒙古消防水箱

二、封头开裂后的处理方法。

密封头开裂后的处理方法是重新处理。为避免再次开裂,压力容器制造商应在奥氏体不锈钢密封头冷成型后立即进行热处理,以恢复材料性能。

压力容器制造企业应注意:

(1)准备热处理恢复材料性能的试验部分,并对试验部分进行测试和评价;

(2)热处理前必须清除容器头部的腐蚀、污垢和有害杂质,清除后必须进行加工和钝化处理;

(3)避免热处理后头部尺寸变形。

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三、奥氏体不锈钢压力容器封头开裂原因分析及应对方法。

(1)强化冷变形。

当塑性变形发生在低温时,金属的硬度和强度会随着变形量的增加而增加,塑性和韧性也会降低。这就是冷变强化,也应变硬化。

与其他金属一样,奥氏体不锈钢密封材料的冷变形通过位错增加了缺陷,随着变形密度、位移和强度的增加,与位错相互作用以改善材料。呼市不锈钢水箱

当材料的硬度和强度增加时,其韧性会降低。如果塑性变形或应力大,冷变形增强的奥氏不锈钢头会开裂。

(2)马氏体相变。

马氏体相变是指成核和生长相变的第一阶段,没有扩散和剪切。与奥氏体组织和马氏体组织相比,马氏体组织具有硬度和脆性特征。

由于奥氏体和马氏体共存的不同特征结构,在连续塑性变形或大应力的作用下,很容易形成微裂纹。

如果马氏体含量增加,奥氏体不锈钢的刚度和强度也会增加,从而降低塑性和塑性变形。马氏体的生长与滑动位移和冲击冷变形密切相关。

所以从晶体的角度来看,奥氏体不锈钢冷变形强化的本质是微观组织的变化(即某些奥氏体组织转化为马氏体)。

(3)腐蚀环境的影响。

奥氏体比马氏体具有更好的耐腐蚀性,当奥氏体两相共存时,会形成腐蚀、阳极腐蚀、电腐蚀和局部腐蚀。

四、修改压力容器技术标准的建议。

2016年10月实施TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》(行业常称大容规)。

有人指出,在制造过程中,材料的变形对结构有很大的影响,包括微观结构和材料的力学性能。当材料需要热处理时,两者应保持一致。

但是,当材料的热处理状态在制造过程中受损时,应进行热处理,以恢复压力元件的性能。

由此可见,新规定不仅考虑了变形对材料性质的影响

它解释了冷加工成型对材料性能的影响。近年来,奥氏体不锈钢冷弯头开裂现象不断出现,大容量法规的实施未能完全控制缺陷的产生,必须修改现行压力容器技术标准。

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