浅谈压力容器制造中硬度检测的作用论文.docx
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浅谈压力容器制造中硬度检测的作用论文除特殊情况外,一般标准规范对硬度检测不作为强制性要求。但在压力容器制造过程中,硬度检测又是一种既经济又方便的辅助手段。因此本文罗列了在压力容器制造过程中通过硬度检测发现或解决问题的事例,供同行借鉴。1对热处理效果的检验在TSGZ0004—2007《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》热处理控制章节中未提到热处理效果的检验。我们知道影响设备热处理效果的因素较多,只要有一项因素失控,就有可能使热处理达不到预期的目标。基于此,我们提出通过检测硬度来判断热处理效果,对常用材料热处理后的焊缝和热影响区硬度值控制在以下范围,即可以认为热处理是合格的:1)对碳素钢,热处理前先检测母材硬度(设硬度值为Y),热处理后检测焊缝和热影响区硬度,合格指标为90%Y≤HB≤120%Y。2)对低合金钢,热处理前先检测母材硬度(设硬度值为Y),热处理后检测焊缝和热影响区硬度,合格指标为90%Y≤HB≤125%Y。3)对Mn-Mo钢、Cr-Mo钢(Cr≤2%),热处理后检测焊缝和热影响区硬度,合格指标为≤HB225。4)对Cr-Mo钢(2%5)对有湿硫化氢应力腐蚀环境下碳素钢和低合金钢,热处理后检测焊缝和热影响区硬度,合格指标为≤HB2006)对有液氨应力腐蚀环境下碳素钢和低合金钢,热处理后检测焊缝和热影响区硬度,合格指标为≤HB1857)对氢氟酸腐蚀环境下碳素钢,热处理后检测焊缝和热影响区硬度,合格指标为≤HB2008)对采用填料密封的搅拌容器,当轴的材料是优质中碳钢或40Cr钢时,搅拌轴调质处理后密封处硬度合格指标为≥HB1902硬度检测在其他制造过程中的应用1)利用硬度检测的方便、经济特点,可作为材料检验的辅助手段。一般除规范要求外,材料的验收是进行表面检查和核对质保书,而不进行力学性能的复验。若对供应商提供的质保书有怀疑时,可以通过硬度测试的方式进行初步检验。如对15CrMo钢管的验收,按GB9948《石油裂化用无缝钢管》抗拉强度Rm≥440MPa,若钢管生产单位在该管材热处理时降温速度太慢,使硬度值低于HB122时,则按照常用硬度与强度关系式σb=HB3.55(适用于≤HB175的材料)计算,该管材的抗拉强度Rm=433.1MPa,不符合GB9948《石油裂化用无缝钢管》抗拉强度Rm≥440MPa的要求,因此需要取样进行力学性能试验复验。对于07MnNiMoDR材料,当热处理保温温度大于650℃以上时,其屈服强度和抗拉强度可能会低于标准值。利用抗拉强度与硬度的线性关系式Rm=2.33×HV10+156,通过热处理后的硬度检测,可以判断热处理保温温度是否超出规定值。2)一般碳钢及低合金钢椭圆形封头冷压后要进行消除应力热处理处理,对封头压制厂是否进行消除应力热处理除了审查消除应力热处理报告和热处理曲线外,最好再进行硬度的检测,当检测的'硬度值很高时,应怀疑封头压制厂消除应力热处理效果不好或可能没有进行消除应力热处理。而对一般折边锥形封头折边加工工序,GB/T25198—2010《压力容器封头》中未提出折边冷成型后的热处理要求,往往折边大头处容易引起开裂,此时对折边处的硬度检测很有必要,从而可以判断该处的应力水平是否高到需要进行热处理。压力容器用膨胀节制造时会产生的冷作硬化现象,严重时将影响抗疲劳的能力,硬度检测可判断冷作硬化程度。但由于膨胀节是抗疲劳元件,不能直接在膨胀节母材上打硬度,可以在膨胀节成型后的两端需切割下的多余材料上打硬度,采用常用硬度与强度关系式,即可判断是否超过材料的许用应力。3)GB150.4—2011《压力容器》第4部分:制造、检验和验收中5.1.2,奥氏体型不锈钢开平板应按批号复验力学性能,GB24511—2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》中奥氏体型不锈钢的力学性能包括材料的硬度值范围,因此对该材料的复验必须进行硬度测试。4)换热器制造中换热管与管板胀接,要求换热管材料的硬度值低于管板的硬度值,通常管板硬度比换热管硬度高HB20~50为好,若换热管硬度与管板硬度接近或超过管板硬度时,胀管率过低或管板产生塑性变形,拉脱力下降;若换热管硬度比管板硬度过低(低于HB50时),换热管容易胀大,同样使拉脱力下降。一般通过硬度检测的方法确认,若达不到要求,则需要通过换热管热处理的方法来调整。5)在进行不锈钢堆焊焊接工艺评定时,HG/T20584—2011《钢制化工容器制造技术要求》规定堆焊热影响区的硬度检测作为附加检查要求(ASME也有此要求),当≤HV350即满足要求。6)法兰连接中为了使密封可靠,法兰密封面的硬度应大于垫片的硬度,一般在HB30左右。若垫片的硬度较大,则可以在法兰订货时提出法兰密封面硬度值取上限的要求。7)GB150—2011规定:公称直径大于M36的螺母毛坯热处