Qu'est-ce que l'acier pour appareils à pression ? L'acier pour appareils à pression désigne le type d'acier utilisé dans la construction des appareils à pression. Il s'agit généralement d'un acier à haute résistance. Pour répondre aux différentes exigences de conception et de fabrication, plusieurs nuances d'acier sont disponibles en fonction de leur niveau de résistance, notamment l'acier au carbone et l'acier à haute résistance faiblement allié. Actuellement, [...]
L'acier pour appareils à pression désigne le type d'acier utilisé dans la construction des appareils à pression. Il s'agit généralement acier à haute résistance.
Pour répondre aux différentes exigences de conception et de fabrication, plusieurs nuances d'acier sont disponibles en fonction de leur niveau de résistance, y compris le carbone et les alliages à haute résistance.
Actuellement, il existe en Chine cinq nuances d'acier pour les appareils à pression : 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR et 18MnMoNbR.
Lors de la conception des appareils à pression, il est essentiel de choisir les bons matériaux de construction pour garantir une structure raisonnable, un fonctionnement sûr et une conception économique de l'appareil.
Le choix de l'acier pour les appareils à pression doit se faire en fonction de la pression et de la température de calcul, ainsi que des caractéristiques du fluide qui sera stocké dans l'équipement.
L'acier choisi doit présenter d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion, de bonnes performances en matière de soudage et la capacité de résister à des conditions de traitement à froid et à chaud dans les conditions de conception.
En outre, il est important de sélectionner l'acier le plus rentable afin de minimiser le coût global de l'équipement.
L'acier couramment utilisé dans les usines chimiques et pétrochimiques est classé et défini comme suit en fonction de sa composition chimique et de sa structure métallurgique :
Alliages fer-carbone d'une teneur en manganèse inférieure ou égale à 1,2% et d'une teneur en fer d'une valeur égale ou supérieure à 1,2%. teneur en carbone inférieures ou égales à 2,0% sont définies comme de l'acier, sans ajout intentionnel d'autres éléments d'alliage.
L'acier à faible teneur en carbone est un acier dont la teneur en carbone est inférieure ou égale à 0,25%.
Pour les besoins du soudage, la teneur en carbone de l'acier utilisé dans la construction des composants sous pression ne doit pas dépasser 0,25% afin d'en assurer le bon fonctionnement. soudabilité.
C'est pourquoi l'acier à faible teneur en carbone est généralement utilisé pour le soudage des récipients sous pression.
L'acier au carbone mentionné dans ces sélection des matériaux Les lignes directrices font référence à l'acier à faible teneur en carbone.
Faible acier allié est un terme qui englobe à la fois l'acier faiblement allié à haute résistance et l'acier perlitique résistant à la chaleur.
L'acier à haute résistance faiblement allié est un acier dont la teneur en alliage est inférieure à 3,0% et qui est conçu pour améliorer sa résistance et ses propriétés générales. Les aciers 16MnR et 15MnV sont des exemples de ce type d'acier.
L'acier perlitique résistant à la chaleur est un acier à faible teneur en carbone conçu pour améliorer ses propriétés de résistance à la chaleur et à l'hydrogène grâce à l'ajout des éléments suivants éléments d'alliage comme le chrome (Cr ≤ 10%) et le molybdène. Les aciers 18MnMoNb et 15CrMo sont des exemples de ce type d'acier.
L'acier inoxydable est un type d'acier qui présente une structure métallurgique austénitique à température ambiante. Parmi les exemples d'acier de ce type figurent le Cr18Ni9 et le Cr17Ni12Mo2.
Acier inoxydable ferritique est un type d'acier inoxydable qui présente une microstructure ferritique à température ambiante. Un exemple de ce type d'acier est le Cr13Al.
Acier inoxydable martensitique est un type d'acier inoxydable qui présente une microstructure martensitique à température ambiante. Le Cr13 est un exemple de ce type d'acier.
Les matériaux utilisés dans la fabrication des récipients sous pression doivent être conformes aux règles énoncées dans le GBT 150 pour les récipients sous pression en acier.
La limite supérieure de la température de service pour une nuance d'acier spécifique est la température maximale à laquelle la valeur de contrainte admissible spécifique, telle qu'indiquée dans le tableau des contraintes admissibles, peut être utilisée.
Veuillez consulter les normes pertinentes pour obtenir des informations sur la composition chimique, les propriétés mécaniques à température normale, la disponibilité et d'autres détails sur les nuances d'acier nationales qui sont similaires à celles spécifiées dans l'ASME-II.
Du point de vue de l'approvisionnement et de la fabrication, il est souhaitable d'utiliser de l'acier avec une large gamme de variétés et de spécifications pour les conteneurs.
(1) Acier au carbone :
La sélection des Q235-Les nuances d'acier Q235-A, Q235-B et Q235-C doivent être conformes aux dispositions spécifiques de la norme GB150.
Pour les composants sous pression dont l'épaisseur de paroi est inférieure à 8 mm, le carbone tôle d'acier est préférable.
Lorsque l'épaisseur de la paroi des composants sous pression affecte la rigidité, l'acier au carbone est l'option préférée.
(2) Acier faiblement allié :
Pour les composants sous pression dont l'épaisseur de la paroi influe sur la résistance, il convient de choisir successivement un acier à faible teneur en carbone et un acier faiblement allié, tout en veillant à ce qu'ils répondent au champ d'application.
Il s'agit de plaques d'acier telles que 20R, 16MnR, 15MnVR et autres.
L'acier au carbone et l'acier au carbone et au manganèse ne doivent pas être utilisés à 425℃ pendant une période prolongée, car cela peut entraîner la décomposition de la cémentite dans l'acier, conduisant à la graphitisation de la phase carbure. Cela réduit la résistance, la plasticité et la résilience du matériau, le rendant cassant et impropre à l'utilisation.
L'acier perlitique à faible teneur en carbone résistant à la chaleur doit être utilisé à la place.
(3) Acier perlitique résistant à la chaleur :
L'acier perlitique résistant à la chaleur est couramment utilisé pour les applications résistantes à la chaleur ou à l'hydrogène avec une température de conception supérieure à 350℃.
(4) Acier inoxydable austénitique :
L'acier inoxydable austénitique est principalement utilisé dans des conditions qui requièrent une résistance à la corrosion ou la nécessité de matériaux propres, non contaminés et sans ions de fer.
L'acier inoxydable austénitique ne doit pas être utilisé comme acier résistant à la chaleur avec une température de conception supérieure à 500℃.
L'acier inoxydable austénitique n'est généralement utilisé comme acier à basse température que lorsque l'acier faiblement allié ne peut être sélectionné pour des applications à basse température.
Pour les épaisseurs supérieures à 12 mm, il est préférable d'utiliser de l'acier composite inoxydable austénitique.
(5) Acier à basse température :
L'acier basse température doit généralement être choisi pour les applications où la température de conception est inférieure ou égale à -20℃ (à l'exclusion des faibles contraintes).
Si l'acier est utilisé en dessous de sa température de transition fragile et que la contrainte atteint une certaine valeur, une rupture fragile peut se produire.
Pour éviter une rupture fragile, le matériau doit présenter un certain niveau de ténacité à sa température de service, qui est mesuré par un essai d'impact. Les exigences en matière de valeur d'impact sont spécifiées en fonction de la résistance à la traction du matériau.
En plus de répondre aux exigences en matière de résistance à la traction et de limite d'élasticitéL'acier à basse température doit également répondre aux exigences en matière de résistance aux chocs.
(6) Acier résistant à la corrosion :
Acier résistant à la corrosion par l'hydrogène - Lorsque l'acier perlitique résistant à la chaleur est utilisé comme acier résistant à l'hydrogène à haute température, l'utilisation à long terme à des températures élevées peut entraîner l'accumulation de méthane provenant de la réaction chimique entre l'hydrogène dissous dans l'acier et le carbone, conduisant à des fissures internes ou même à la fissuration (c.-à-d., la fissuration de l'acier). fragilisation par l'hydrogène).
Par conséquent, lorsque l'on travaille avec de l'hydrogène à haute température, la courbe Nelson doit être vérifiée en fonction de la pression partielle d'hydrogène du matériau (pression de calcul multipliée par le pourcentage volumique d'hydrogène) et de la température de calcul afin de déterminer la nuance d'acier appropriée.
La courbe de Nelson se trouve dans le document HG20581.
(7) Acier pour les composants sans pression :
La norme GB150 spécifie l'acier pour les appareils à pression, mais il n'existe pas de dispositions écrites pour les composants non liés à la pression.
La norme HG20581 prévoit les dispositions suivantes pour la sélection de l'acier pour les composants sans pression :
En fonction de la limite inférieure de la température de service, de l'importance et de la pression des composants, les coefficients correspondants K1, K2 et K3 sont sélectionnés comme suit :
Coefficient de haute température K1 :
T> 0℃, K1=1 ; 0℃≤T > -20℃, K1=2 ; -20℃≤T, K1=3.
Coefficient d'importance K2 :
Si un dommage survient, il n'affectera l'équipement que localement, K2=1 ;
Si un dommage survient, il affectera l'ensemble de l'équipement, K2=2.
Coefficient de niveau de stress K3 :
Faible niveau de stress, K3=1 ;
Le niveau de contrainte est inférieur ou égal à 2/3 de la contrainte admissible, K3=2 ;
Le niveau de contrainte est supérieur à 2/3 de la contrainte admissible, K3=3.
K= K1+ K2 + K3
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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