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管材如何選用

時間:2017-1-5閱讀:190
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 管材選用

 

1.壓力管道金屬材料的特點(diǎn)

壓力管道涉及各行各業(yè),對它的基本要求是“安全與使用”,安全為了使用,使用必須安全,使用還涉及經(jīng)濟(jì)問題,即投資省、使用年限長,這當(dāng)然與很多因素有關(guān)。而材料是工程的基礎(chǔ),首先要認(rèn)識壓力管道金屬材料的特殊要求。壓力管道除承受載荷外,由于處在不同的環(huán)境、溫度和介質(zhì)下工作,還承受著特殊的考驗(yàn)。

(1)金屬材料在高溫下性能的變化

① 蠕變:鋼材在高溫下受外力作用時,隨著時間的延長,緩慢而連續(xù)產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象,稱為蠕變。鋼材蠕變特征與溫度和應(yīng)力有很大關(guān)系。溫度升高或應(yīng)力增大,蠕變速度加快。例如,碳素鋼工作溫度超過300~350℃,合金鋼工作溫度超過300~400℃就會有蠕變。產(chǎn)生蠕變所需的應(yīng)力低于試驗(yàn)溫度鋼材的屈服強(qiáng)度。因此,對于高溫下長期工作的鍋爐、蒸汽管道、壓力容器所用鋼材應(yīng)具有良好的抗蠕變性能,以防止因蠕變而產(chǎn)生大量變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破裂及造成爆炸等惡性事故。

② 球化和石墨化:在高溫作用下,碳鋼中的滲碳體由于獲得能量將發(fā)生遷移和聚集,形成晶粒粗大的滲碳體并夾雜于鐵素體中,其滲碳體會從片狀逐漸轉(zhuǎn)變成球狀,稱為球化。由于石墨強(qiáng)度極低,并以片狀出現(xiàn),使材料強(qiáng)度大大降低,脆性增加,稱為材料的石墨化。碳鋼長期工作在425℃以上環(huán)境時,就會發(fā)生石墨化,在大于475℃更明顯。SH3059規(guī)定碳鋼zui高使用溫度為425℃,GB150則規(guī)定碳鋼zui高使用溫度為450℃。

③ 熱疲勞性能 鋼材如果長期冷熱交替工作,那么材料內(nèi)部在溫差變化引起的熱應(yīng)力作用下,會產(chǎn)生微小裂紋而不斷擴(kuò)展,zui后導(dǎo)致破裂。因此,在溫度起伏變化工作條件下的結(jié)構(gòu)、管道應(yīng)考慮鋼材的熱疲勞性能。

④ 材料的高溫氧化 金屬材料在高溫氧化性介質(zhì)環(huán)境中(如煙道)會被氧化而產(chǎn)生氧化皮,容易脆落。碳鋼處于570℃的高溫氣體中易產(chǎn)生氧化皮而使金屬減薄。故燃?xì)?、煙道等鋼管?yīng)限制在560℃下工作。

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