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《南京工业大学》 2003年
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液化气球罐再制造技术

张显程  
【摘要】:随着石油、化工、冶金及城市燃气工业的发展,作为储存介质的球罐,得到了广泛的应用和迅速的发展。在这些球罐中,40%用来储存液化石油气(Liquidpetroleum gas,LPG)。液化石油气属于有毒易燃物品,在贮存中存在潜在的危险。随着使用量的增加,诱发事故的可能性也在增加。由于液化气球罐在使用过程中时常出现开裂,甚至引起介质泄漏,产生火灾与爆炸,造成严重的人员伤害与巨大的经济损伤。为了保证长周期安全可靠地生产,对含有裂纹的液化气球罐进行再制造技术的研究,在确保安全的前提下,充分延长球罐的使用寿命,不仅具有学术研究价值,而且具有重要的工程应川意义。 本文作为中国石化总公司科技基金项目(NO.02JSNJYZ101001)和江苏省自然科学基金项目(NO.BK2001098),首先根据当前国内外关于再制造的研究进展、化工设备的服役特点和失效模式以及设备延寿的相关研究,进而将3R模型(Remanufacturing,Redesign,Recycle)中的再制造与再设计方法应用到化工设备的再制造工程中,并且提出了化工设备再制造的工程模式。 针对化工设备再制造模式的状态评估阶段,综述了近30年来,国内外关于压力容器及管道刚钢在湿硫化氯环境下服役特点与失效模式以及失效影响因素。对金属/介质表面化学行为、湿硫化氢环境的定义做了详细的阐述,讨论了介质浓度、材料性能、冶金因素对压力容器及管道用钢失效行为的影响。总结得出湿硫化氢环境下强度级别的材料丌裂的形式与机理,指出中低强度钢的氢致开裂敏感性较高,而高强钢的硫化物应力腐蚀廾裂敏感性较高。 基于化工设备再制造技术的需要,采用磁弹法以及有限元分析方法,对球罐用钢(SPVSOQ,16MnR)焊接试样的焊接残余应力进行了研究,并且半定量地分析了母材预热工艺、焊后热处理工艺刘.焊接残余应力的影响,结果发现焊接残余应力随着基体预热以及焊后热处理温度的升高而降低。这些为LPG球罐制造工艺的改进以及焊后热处理方法的优化提供了工程佐证。 为了更好地评估球罐用钢在湿H_2S环境下开裂行为、特征以及影响因素,采用慢应变拉伸试验方法,系统讨论了硫化氢浓度、焊后热处理、Zn涂层以及材料对硫化氢环境下的SPV50Q与16MnR球罐用钢应力腐蚀开裂行为的影响。 摘要 ..口....-脚.甲.....甲...口....口口.......-..........一.........口.口单口.口.亘口.亘...口口口. 作为液化气球罐再制造技术的垫础性研究,着重分析了焊后热处理对球罐用 钢焊接接头力学性能以及微观组织的影响。研究指出620℃的焊后热处理对高强 钢Sl)V50Q球罐对降低湿硫化氢环境下的J「裂敏感性是适宜的,而对16MnR球 罐,采用580℃的焊后热处理即可。
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