浅谈铬钼钢在压力容器中的应用及设计中应注意的问题

陈玉荣 徐子欢

（江阴中南重工有限公司，无锡 江阴 214437 ）

浅谈铬钼钢在压力容器中的应用及设计中应注意的问题

陈玉荣 徐子欢

（江阴中南重工有限公司，无锡 江阴 214437 ）

本文在分析铬钼钢的基本特性的基础上，进一步对铬钼钢在压力容器中的应用进行分析，并针对铬钼钢压力容器设计中需注意的问题进行探究，以期为铬钼钢压力容器设计的优化提供有效凭据。

铬钼钢；压力容器；设计

基于压力容器制作当中，铬钼钢是较为常用的一种钢种。铬钼钢具备两大显著特性：其一为耐热性；其二为抗倾氢腐蚀性。因此，铬钼钢的应用价值颇高。在压力容器制作过程中，不但需要掌握铬钼钢的应用技术，而且还需注重一些基本设计问题。鉴于此，本文对“铬钼钢在压力容器中的应用及设计中应注意的问题”进行分析意义重大。

1 铬钼钢在压力容器中的应用分析

1.1 铬钼钢特性

对于铬钼钢来说，主要具备的特性包括：（1）耐热性。基于铬钼钢中具备Cr、Mo、V等元素，这些元素主要是铬钼钢自身所具备的热稳定性能及强碳化物而有机产生的，能够使渗碳体的分解温度得到有效提升，进而使高温条件下片状渗碳体的石墨化得到有效避免。并且，基于高温环境下，铬钼钢的金相组织具备稳定的特性，可避免石墨化倾向的发生。（2）抗氢腐蚀性。金属材料在吸收氢的条件下，使自身塑性下降，同时性能也会减弱，进而使材料的一些用途丧失。在增大压强的情况下，能够使氢气基于钢材当中发生溶解，但在温度上升的情况下，便会使氢气在钢中的扩散速度加快。所以，在压强及温度上升的情况下，钢材的氢腐蚀速度将变快。铬钼钢的抗氢腐蚀性是非常显著的，并且其主要起到防止高温氢腐蚀的作用。

1.2 涉及的应用技术

由于铬钼钢具备显著的特性，因此在压力容器中具备很好的应用前景。为了使其应用效果得到有效保障，在实际应用过程中，还需要注重几大技术的合理应用，主要包括：（1）热处理技术。要想使铬钼钢的钢材性能得到有效改善，便需要借助热处理技术。通过该项技术，将热处理的准则科学地选择出来，进而认真做好热处理工艺工作。热处理技术在Cr-Mo钢制压力容器中具备显著应用价值。基于压力容器制作期间，通常需对焊前预热温度进行严格控制，同时还需对焊接中层间的温度进行控制。焊接之后，为了使焊接接头不会出现开裂状况，可使用焊后保温的消氢处理方法以及中间消除应力热处理方法等。（2）射线检测技术。针对A类与B类焊接接头进行热处理之前，需以JB/T4720《承压设备无损检测》为标准，进而进行完全射线检查，保证检查后达到合格级别II级［1］。并且，在合格之后，需采取20%超声检查技术进行复查，保证达到I级合格标准。（3）无损检测技术。应用铬钼钢制造的压力容器在高温及临氢条件下使用频率高，基于高压力状态下，焊接过程容易引发一些问题，比如有冷裂纹出现等；此外，在焊接后，也可能会有裂纹问题出现。为此，便有必要针对制造过程进行无损检测，以此使铬钼钢压力容器的质量得到有效提高。

2 铬钼钢压力容器设计中需注意的问题分析

在上述分析过程中，对铬钼钢的特性有了一定的了解，同时了解到在制造铬钼钢压力容器过程中需采取的一些技术。除此之外，笔者认为，为了使铬钼钢压力容器设计水平得到有效提高，在具体设计过程中，还需要充分注意一些问题，主要包括：

2.1 开口及接管设计

对于压力容器开口，需进行补强处理，一般采取的补强方法包括：其一，合理使用补强板；其二，使用接管与器壁对接。其中，在补强中使用补强板是最简单的，但是因铬钼具备较大的钢淬硬倾向，基于补强板和器壁连接的角焊交界位置容易有裂纹问题发生，并且只有采取磁粉或渗透技术对焊缝表面进行检测，内部问题却很难进行检测［2］。所以，对于补强板补强方法便不提倡应用。一般情况下，如果压力容器的压力低、器壁薄、开口直径小，一般应用接管补强方法；如果压力容器压力高、器壁厚、开口直径大，一般应用锻制厚壁管加工，在加工出翻边之后，形成和器壁对接的结构，该结构能够为射线检测提供便利，从而利于一些缺陷的检出，最终能够确保压力容器的设计质量。

2.2 附件连接设计

对于器壁相焊附件来说，通常会优先选择双面全焊透结构，并且一般讲一面焊完之后，需在另一面讲焊根处理，通过磁粉检测显示合格之后再对另一面进行焊接，进而完成焊缝的超声检测。此外，在附件连接过程中，需注意的是，采用贴补强板，基于容器壁将一块钢板贴上，并在周边使用角焊缝连接结构，这种方法是不正确的，将影响附件连接设计的质量，因此不宜使用。

2.3 保温支撑设计

对于铬钼钢容器，一般在高温高压状态使用频繁，针对这类压力容器，为保证不会出现支撑连接板和器壁角焊连接出现裂纹，在其中应用保温支撑结构非常关键。例如：鼠笼式保温支撑结构便具备广泛应用价值，其可以充当保温支撑圈使用，避免压力容器设计裂纹的出现，进一步使压力容器使用的可靠性及安全性得到有效保障。因此，在高温高压用铬钼钢容器制造过程中，便需注意其中的保温支撑设计，在优化设计的基础上，进一步确保容器的质量及安全性。

2.4 裙座与器壁连接设计

一般情况下，如果立式容器直径比较小，偏低，且在质量上较轻，通常会应用支耳支撑结构，但是对于附加垫板的支耳不可选用，不然将会出现与补强板补强同样的问题。针对筋板和器壁的焊接来说，需使用的结构为开坡扣全焊透结构。在选择裙式支座的情况下，需保证联接位置的一部分裙座材质和壳3 结语

体保持一致，并且其长度需保证不低于500mm；同时，对于和器壁角接或者搭接连接结构，需避免选用，需进一步选取对接结构，从而使层下裂纹的出现得到有效控制，并避免出现不能对内部情况进行检测的问题。此外，如果容器温度比较高，并且联接部的刚性偏大，则需使用热箱结构，从而使联接位置因温度梯度偏大引发的温差应力得到有效下降，进而保证设计的优化。

通过本文的探究，认识到铬钼钢具备耐热性与抗氢腐蚀性，利用铬钼钢制造压力容器过程中，需应用一些基本技术，主要包括热处理技术、射线检测技术以及无损检测技术等。在合理应用这些技术的条件下，才能够使制造质量得到有效保障。此外，笔者认为在铬钼钢压力容器设计中还需要充分注意一些问题，在优化开口与接管设计、附件连接设计、保温支撑设计等的基础上，才能够使铬钼钢压力容器的整体质量得到有效提高。

［1］张宝坤.浅谈铬钼钢压力容器的设计、制造与检验［J］.科技信息，2011，17：465-466.

［2］胡艳芳.郁辉.王秀芝.铬钼钢的主要特性与容器的结构设计制造［J］.化学工程与装备，2012，05：89-91.

TQ053.2

A

1003-5168（2015）11-123-02