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壓力容器承受各種靜、動(dòng)載荷或交變載荷,有些還有附加的機(jī)械或溫度載荷。運(yùn)行溫度和壓力變化范圍相當(dāng)寬廣,從-100℃以下的低溫到 1000℃以上的高溫;從真空到 100MPa 以上的超高壓,有時(shí)運(yùn)行條件甚至達(dá)到苛刻的地步:如合成氨的操作壓力為 10~100MPa,高壓聚乙烯裝置的操作壓力為 100~200MPa。內(nèi)部介質(zhì)為氣體、液化氣體或高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體,多達(dá)數(shù)千個(gè)品種,有些是、、有毒、腐蝕等有害物質(zhì)。上述因素使
壓力容器從設(shè)計(jì)、制造到使用、維護(hù)都不同于一般機(jī)械設(shè)備。
近年來
壓力容器產(chǎn)品大型化、高參數(shù)化的趨勢(shì)日益明顯,千噸級(jí)的加氫反應(yīng)器、二千噸級(jí)的煤液化反應(yīng)器、一萬立方米的球罐(日本球罐為三萬立方米)等已經(jīng)在我國大量應(yīng)用,
壓力容器在石油化工、核工業(yè)、煤化工等領(lǐng)域中的應(yīng)用場(chǎng)合也日益苛刻。因此,耐高溫、高壓和耐腐蝕的
壓力容器用材料的研制與開發(fā)一直是
壓力容器行業(yè)所面臨的重大課題。對(duì)此,各國均投入了大量的人力物力從事相關(guān)的研究工作。
壓力容器用材料的主要研究成果和技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
材料的高純凈度:冶金工業(yè)整體技術(shù)水平和裝備水平的提高,大大地提高了材料的純凈度,提高了壓力容器用材料的力學(xué)性能指標(biāo),提高了壓力容器的整體安全性;
材料的介質(zhì)適用性:針對(duì)各種腐蝕性介質(zhì)和操作工況,已研究開發(fā)出超級(jí)不銹鋼、雙相鋼、特種合金等金屬材料,使之適合各種應(yīng)用條件,給設(shè)計(jì)者以更多選擇的空間,為長周期安全生產(chǎn)提供了保證;
材料的應(yīng)用界限:針對(duì)高溫蠕變、回火脆化、低溫脆斷所進(jìn)行的研究,準(zhǔn)確地給出材料的應(yīng)用范圍。
更高強(qiáng)度材料的應(yīng)用:在設(shè)備大型化的要求下,傳統(tǒng)的材料已經(jīng)無法解決諸如3萬立方米球罐、鋼廠的大型球罐、20萬立方米儲(chǔ)罐以及超高壓容器的選材問題。目前σb≥800MPa 高強(qiáng)材料的應(yīng)用正在引起國內(nèi)研究人員的廣泛關(guān)注。