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1、关于低温压力容器26.09.20221第一页，讲稿共五十三页哦26.09.20222概概 况况 低低低低温温温温技技技技术术术术是是是是19191919世世世世纪纪纪纪末末末末在在在在液液液液态态态态空空空空气气气气工工工工业业业业上上上上发发发发展展展展起起起起来来来来的的的的，随随随随着着着着科科科科学学学学技技技技术术术术的的的的进进进进步步步步，低低低低温温温温技技技技术术术术在在在在近近近近30303030年年年年中中中中得得得得到到到到了了了了迅迅迅迅速速速速发发发发展展展展和和和和广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用。低低低低温温温温压压压压力力力力容容容容器器器器是是是是低低低低温
2、温温温工工工工业业业业过过过过程程程程的的的的关关关关键键键键设设设设备备备备。碳碳碳碳钢钢钢钢和和和和低低低低合合合合金金金金钢钢钢钢制制制制低低低低温温温温压压压压力力力力容容容容器器器器的的的的特特特特点点点点是是是是容容容容易易易易产产产产生生生生低低低低温温温温脆脆脆脆性性性性破破破破坏坏坏坏。低低低低温温温温脆脆脆脆断断断断是是是是在在在在没没没没有有有有预预预预兆兆兆兆的的的的情情情情况况况况下下下下突突突突然然然然发发发发生生生生的的的的，危危危危害害害害性性性性很很很很大大大大，因因因因此此此此在在在在选选选选材材材材、试试试试验验验验方方方方法法法法和和和和制制制制造造造造
3、等等等等方方方方面面面面均均均均要要要要采采采采取取取取措措措措施施施施，防防防防止止止止低低低低温温温温脆脆脆脆断断断断事事事事故故故故发发发发生生生生。铝铝铝铝、钛钛钛钛、奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢制制制制低低低低温温温温压压压压力力力力容容容容器器器器则则则则没没没没有有有有低低低低温温温温脆脆脆脆断断断断的的的的情情情情况况况况。对对对对于于于于深深深深低低低低温温温温条条条条件件件件下下下下运行的容器，应有良好的低温绝热结构和密封结构。运行的容器，应有良好的低温绝热结构和密封结构。运行的容器，应有良好的低温绝热结构和密封结构。运行的容器，应有良好的低温绝热结构和
4、密封结构。表表表表1 1 1 1 常见的低温工业过程常见的低温工业过程常见的低温工业过程常见的低温工业过程第二页，讲稿共五十三页哦26.09.20223低温压力容器的低温界限低温压力容器的低温界限 1 1 1 1、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结，包括了失、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结，包括了失、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结，包括了失、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结，包括了失效、破坏的经验总结。所以各国根据各自的使用经验，人为划效、破坏的经验总结。所以各国根据各自的使用经验，人为划效、破坏的经验总结。所以各国根据各自的使用经验，人为划效、破坏的经验总结
5、。所以各国根据各自的使用经验，人为划分低温界线。分低温界线。分低温界线。分低温界线。我国压力容器规范多年来习惯把小于或等于我国压力容器规范多年来习惯把小于或等于我国压力容器规范多年来习惯把小于或等于我国压力容器规范多年来习惯把小于或等于-20-20-20-20作为低作为低作为低作为低温界线。温界线。温界线。温界线。实践表明这样划分具有足够的安全性。目前世界各国按规则实践表明这样划分具有足够的安全性。目前世界各国按规则实践表明这样划分具有足够的安全性。目前世界各国按规则实践表明这样划分具有足够的安全性。目前世界各国按规则设计的压力容器规范，对低温压力容器划分的温度界限各不相同，如设计的压力容器规
6、范，对低温压力容器划分的温度界限各不相同，如设计的压力容器规范，对低温压力容器划分的温度界限各不相同，如设计的压力容器规范，对低温压力容器划分的温度界限各不相同，如表表表表2 2 2 2所示。所示。所示。所示。2 2 2 2、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使用（包括、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使用（包括、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使用（包括、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使用（包括制造）过程中，无论在常温或低温下使用，都应具有一致的韧性要求，制造）过程中，无论在常温或低温下使用，都应具有一致的韧性要求，制造）过程中，无论在常温或低
7、温下使用，都应具有一致的韧性要求，制造）过程中，无论在常温或低温下使用，都应具有一致的韧性要求，以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。因此，以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。因此，以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。因此，以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。因此，按应力分析法进行设按应力分析法进行设按应力分析法进行设按应力分析法进行设计的压力容器规范，如计的压力容器规范，如计的压力容器规范，如计的压力容器规范，如ASME-2ASME-2ASME-2ASME-2，中国的，中国的，中国的，中国的JB4732JB4732JB4732JB4732都不划分低温与常温都不划分低温与常温都不划分低温与常温都
8、不划分低温与常温的温度界限。的温度界限。的温度界限。的温度界限。表表2 2 各国钢制容器规范的低温界线各国钢制容器规范的低温界线第三页，讲稿共五十三页哦26.09.20224低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器 图图图图1 15L1 15L1 15L1 15L杜瓦容器杜瓦容器杜瓦容器杜瓦容器(液氧、液氮和液氩可以互换液氧、液氮和液氩可以互换液氧、液氮和液氩可以互换液氧、液氮和液氩可以互换)第四页，讲稿共五十三页哦26.09.20225低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管
9、道的典型结构 液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器 图图图图2 CF-1000002 CF-1000002 CF-1000002 CF-100000液氧储槽液氧储槽液氧储槽液氧储槽1 1 1 1、仪表箱；、仪表箱；、仪表箱；、仪表箱；2 2 2 2、液氧蒸发器；、液氧蒸发器；、液氧蒸发器；、液氧蒸发器；3 3 3 3、抽真空管；、抽真空管；、抽真空管；、抽真空管；4 4 4 4、盖板、盖板、盖板、盖板第五页，讲稿共五十三页哦26.09.20226低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液
10、氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器 图图3 WYN-1803 WYN-180型运输用低温容器型运输用低温容器(液氧、液氮和液氩可以互换液氧、液氮和液氩可以互换液氧、液氮和液氩可以互换液氧、液氮和液氩可以互换)1 1 1 1、真空封口；、真空封口；、真空封口；、真空封口；2 2 2 2、支承；、支承；、支承；、支承；3 3 3 3、输液管；、输液管；、输液管；、输液管；4 4 4 4、定点液位计；、定点液位计；、定点液位计；、定点液位计；5 5 5 5、引线管；、引线管；、引线管；、引线管；6 6 6 6、挡板；、挡板；、挡板；、挡板；7 7 7 7、外壳；、外壳；
11、、外壳；、外壳；8 8 8 8、吸附、吸附、吸附、吸附剂；剂；剂；剂；9 9 9 9、安全阀；、安全阀；、安全阀；、安全阀；10101010、增压系统；、增压系统；、增压系统；、增压系统；11111111、压差液位计；、压差液位计；、压差液位计；、压差液位计；12121212、盖板；、盖板；、盖板；、盖板；13131313、仪表板、仪表板、仪表板、仪表板、14141414、内胆；、内胆；、内胆；、内胆；15151515、增压、增压、增压、增压管。管。管。管。第六页，讲稿共五十三页哦26.09.20227低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮
12、和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器液氧、液氮和液氩压力容器 图图图图4 38M4 38M4 38M4 38M3 3 3 3铁路液氧槽车铁路液氧槽车铁路液氧槽车铁路液氧槽车1 1 1 1、外壳体；、外壳体；、外壳体；、外壳体；2 2 2 2、内容器；、内容器；、内容器；、内容器；3 3 3 3、吊杆；、吊杆；、吊杆；、吊杆；4 4 4 4、排液阀；、排液阀；、排液阀；、排液阀；5 5 5 5、排液管。、排液管。、排液管。、排液管。第七页，讲稿共五十三页哦26.09.20228低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 液氢和液氦压力容器液氢和液氦压力容器液氢和液氦压力容器液氢和
13、液氦压力容器 图图图图5 5 5 5 液氮保护的液氢容器液氮保护的液氢容器液氮保护的液氢容器液氮保护的液氢容器第八页，讲稿共五十三页哦26.09.20229低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 液氢和液氦压力容器液氢和液氦压力容器液氢和液氦压力容器液氢和液氦压力容器 图图图图6 100L6 100L6 100L6 100L多屏绝热液氦容器多屏绝热液氦容器多屏绝热液氦容器多屏绝热液氦容器 第九页，讲稿共五十三页哦26.09.202210低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 液化天然气储存容器液化天然气储存容器液化天然气储存容器液化天然气储存容器 图图图图7
14、 7 7 7 东京煤气公司东京煤气公司东京煤气公司东京煤气公司130000 M130000 M130000 M130000 M3 3 3 3地下液化天然气储罐地下液化天然气储罐地下液化天然气储罐地下液化天然气储罐 第十页，讲稿共五十三页哦26.09.202211低温压力容器和管道的典型结构低温压力容器和管道的典型结构 低温液体输送压力管道及设备低温液体输送压力管道及设备低温液体输送压力管道及设备低温液体输送压力管道及设备图图图图8 8 8 8 低温阀门低温阀门低温阀门低温阀门1 1 1 1、摆动杆；、摆动杆；、摆动杆；、摆动杆；2 2 2 2、可拆卸的罩；、可拆卸的罩；、可拆卸的罩；、可拆卸的
15、罩；3 3 3 3、阀。、阀。、阀。、阀。第十一页，讲稿共五十三页哦26.09.202212低温压力容器的结构材料低温压力容器的结构材料 低温压力容器的内胆常采用奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金；液化天然气低温压力容器的内胆常采用奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金；液化天然气低温压力容器的内胆常采用奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金；液化天然气低温压力容器的内胆常采用奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金；液化天然气的内胆也可采用的内胆也可采用的内胆也可采用的内胆也可采用9%Ni9%Ni9%Ni9%Ni镍钢和镍钢和镍钢和镍钢和36%Ni36%Ni36%Ni36%Ni钢；液氟容器的内胆多用蒙乃尔合金或不锈钢；液氟容器的内
16、胆多用蒙乃尔合金或不锈钢；液氟容器的内胆多用蒙乃尔合金或不锈钢；液氟容器的内胆多用蒙乃尔合金或不锈钢。低温压力容器的外壳通常采用碳钢（如钢。低温压力容器的外壳通常采用碳钢（如钢。低温压力容器的外壳通常采用碳钢（如钢。低温压力容器的外壳通常采用碳钢（如Q235Q235Q235Q235、16MnR16MnR16MnR16MnR等）。内胆与外壳连接等）。内胆与外壳连接等）。内胆与外壳连接等）。内胆与外壳连接管道和构件常用热导率小的奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金。管道和构件常用热导率小的奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金。管道和构件常用热导率小的奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金。管道和构件常用热导率小的奥氏体不锈钢、蒙乃尔合
17、金。第十二页，讲稿共五十三页哦26.09.202213 低温钢制压力容器（标准规范）低温钢制压力容器（标准规范）国内：国内：国内：国内：GB150-1998GB150-1998GB150-1998GB150-1998钢制压力容器钢制压力容器钢制压力容器钢制压力容器；压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程；JB4732JB4732JB4732JB4732钢制压力容器分析设计标准钢制压力容器分析设计标准钢制压力容器分析设计标准钢制压力容器分析设计标准。国外：国外：国外：国外：美国美国美国美国ASMEASMEASMEASME锅炉压力容器规范锅
18、炉压力容器规范锅炉压力容器规范锅炉压力容器规范-1-1-1-1、-2-2-2-2；英国英国英国英国BS5500-97BS5500-97BS5500-97BS5500-97非直接受火熔焊压力容器规范非直接受火熔焊压力容器规范非直接受火熔焊压力容器规范非直接受火熔焊压力容器规范；德国德国德国德国ADADADAD压力容器规范压力容器规范压力容器规范压力容器规范；日本日本日本日本JISB8270-1993JISB8270-1993JISB8270-1993JISB8270-1993压力容器基础标准压力容器基础标准压力容器基础标准压力容器基础标准；日本日本日本日本JISB8240-1993JISB824
19、0-1993JISB8240-1993JISB8240-1993制冷用压力容器结构制冷用压力容器结构制冷用压力容器结构制冷用压力容器结构；法国法国法国法国CODAP-1995CODAP-1995CODAP-1995CODAP-1995压力容器构造压力容器构造压力容器构造压力容器构造。第十三页，讲稿共五十三页哦26.09.202214 低温钢制压力容器（低温钢制压力容器（低应力脆性断裂）低应力脆性断裂）19191919世世世世纪纪纪纪末末末末以以以以来来来来，在在在在严严严严寒寒寒寒地地地地带带带带的的的的铁铁铁铁轨轨轨轨、桥桥桥桥梁梁梁梁和和和和结结结结构构构构件件件件曾曾曾曾发发发发生生生生
20、一一一一系系系系列列列列低低低低温温温温脆脆脆脆性性性性断断断断裂裂裂裂事事事事故故故故。本本本本世世世世纪纪纪纪40404040年年年年代代代代以以以以来来来来，许许许许多多多多压压压压力力力力容容容容器器器器、管管管管道道道道、化化化化工工工工设设设设备备备备及及及及大大大大型型型型结结结结构构构构等等等等焊焊焊焊接接接接结结结结构构构构，多多多多次次次次发发发发生生生生低低低低应应应应力力力力脆脆脆脆断断断断，造造造造成成成成了了了了巨巨巨巨大的损失。大的损失。大的损失。大的损失。低应力脆断具有下列特点：低应力脆断具有下列特点：低应力脆断具有下列特点：低应力脆断具有下列特点：a a a
21、a、断断断断裂裂裂裂时时时时容容容容器器器器名名名名义义义义应应应应力力力力低低低低于于于于材材材材料料料料的的的的屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度，在在在在断断断断裂裂裂裂之之之之前前前前没没没没有或者只有局部极小的塑性变形；有或者只有局部极小的塑性变形；有或者只有局部极小的塑性变形；有或者只有局部极小的塑性变形；b b b b、裂纹扩展速率大；、裂纹扩展速率大；、裂纹扩展速率大；、裂纹扩展速率大；c c c c、低低低低应应应应力力力力脆脆脆脆断断断断多多多多属属属属解解解解理理理理断断断断裂裂裂裂或或或或准准准准解解解解理理理理断断断断裂裂裂裂（穿穿穿穿晶晶晶晶断断断断裂裂裂裂），及及及
22、及脆性断裂（沿晶断裂），断口有晶粒状特点，光亮和平滑；脆性断裂（沿晶断裂），断口有晶粒状特点，光亮和平滑；脆性断裂（沿晶断裂），断口有晶粒状特点，光亮和平滑；脆性断裂（沿晶断裂），断口有晶粒状特点，光亮和平滑；d d d d、低低低低应应应应力力力力脆脆脆脆断断断断往往往往往往往往发发发发生生生生在在在在有有有有缺缺缺缺口口口口或或或或裂裂裂裂纹纹纹纹的的的的容容容容器器器器上上上上，并并并并以以以以筒筒筒筒体体体体自身存在的各种工艺缺陷及杂质作为裂纹源；自身存在的各种工艺缺陷及杂质作为裂纹源；自身存在的各种工艺缺陷及杂质作为裂纹源；自身存在的各种工艺缺陷及杂质作为裂纹源；e e e e、断裂
23、一般发生在较低温度下，此时材料的韧性很差。、断裂一般发生在较低温度下，此时材料的韧性很差。、断裂一般发生在较低温度下，此时材料的韧性很差。、断裂一般发生在较低温度下，此时材料的韧性很差。通通通通过过过过对对对对金金金金属属属属断断断断裂裂裂裂机机机机理理理理进进进进行行行行分分分分析析析析，发发发发现现现现金金金金属属属属的的的的低低低低温温温温韧韧韧韧性性性性，即即即即缺缺缺缺口口口口尖尖尖尖端端端端处处处处的的的的金金金金属属属属微微微微观观观观塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形能能能能力力力力是是是是决决决决定定定定压压压压力力力力容容容容器器器器抵抵抵抵抗抗抗抗应应应应力力力力脆脆脆脆断
24、断断断破破破破坏的能力。坏的能力。坏的能力。坏的能力。第十四页，讲稿共五十三页哦26.09.202215低温钢制压力容器低温钢制压力容器-低温韧性影响因素低温韧性影响因素 1 1 1 1、晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构因因因因素素素素：体体体体心心心心立立立立方方方方结结结结构构构构的的的的铁铁铁铁素素素素体体体体钢钢钢钢脆脆脆脆性性性性转转转转变变变变温温温温度度度度较较较较高高高高，脆脆脆脆性性性性断断断断裂裂裂裂倾倾倾倾向向向向较较较较大大大大；面面面面心心心心立立立立方方方方结结结结构构构构金金金金属属属属如如如如铜铜铜铜、铝铝铝铝、镍镍镍镍和和和和奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢则
25、则则则没没没没有有有有这这这这种种种种温温温温度度度度效效效效应应应应，即即即即不产生低应力脆断。不产生低应力脆断。不产生低应力脆断。不产生低应力脆断。2 2 2 2、化化化化学学学学成成成成分分分分的的的的影影影影响响响响：对对对对低低低低温温温温压压压压力力力力容容容容器器器器而而而而言言言言，增增增增加加加加含含含含碳碳碳碳量量量量将将将将增增增增大大大大材材材材料料料料的的的的脆脆脆脆性性性性，提提提提高高高高脆脆脆脆性性性性转转转转变变变变温温温温度度度度，低低低低温温温温用用用用钢钢钢钢含含含含碳碳碳碳量量量量不不不不超超超超过过过过0.2%0.2%0.2%0.2%。锰锰锰锰、镍镍
26、镍镍改改改改善善善善钢钢钢钢材材材材低低低低温温温温韧韧韧韧性性性性，少少少少量量量量V V V V、TiTiTiTi、NbNbNbNb、AlAlAlAl弥散析出碳化物和氮化物，进行沉淀强化改善钢材低温韧性。弥散析出碳化物和氮化物，进行沉淀强化改善钢材低温韧性。弥散析出碳化物和氮化物，进行沉淀强化改善钢材低温韧性。弥散析出碳化物和氮化物，进行沉淀强化改善钢材低温韧性。3 3 3 3、晶晶晶晶粒粒粒粒度度度度的的的的影影影影响响响响：晶晶晶晶粒粒粒粒尺尺尺尺寸寸寸寸是是是是影影影影响响响响钢钢钢钢低低低低应应应应力力力力脆脆脆脆断断断断重重重重要要要要因因因因素素素素。细细细细晶晶晶晶粒粒粒粒使
27、使使使金金金金属属属属有有有有较高断裂强度，且使脆性转变温度降低。较高断裂强度，且使脆性转变温度降低。较高断裂强度，且使脆性转变温度降低。较高断裂强度，且使脆性转变温度降低。4 4 4 4、夹夹夹夹杂杂杂杂物物物物的的的的影影影影响响响响：磷磷磷磷易易易易产产产产生生生生晶晶晶晶界界界界偏偏偏偏析析析析，钢钢钢钢中中中中的的的的氧氧氧氧以以以以各各各各种种种种氧氧氧氧化化化化物物物物的的的的形形形形式式式式在在在在晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度，导致低应力脆断。晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度，导致低应力脆断。晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度，导致低应力脆断。晶界析出，显著提高钢的脆性
28、转变温度，导致低应力脆断。5 5 5 5、热热热热处处处处理理理理和和和和显显显显微微微微组组组组织织织织影影影影响响响响：对对对对钢钢钢钢的的的的低低低低应应应应力力力力脆脆脆脆断断断断有有有有很很很很大大大大影影影影响响响响。调调调调质质质质处处处处理理理理可可可可以以以以改改改改善善善善钢钢钢钢材材材材低低低低温温温温韧韧韧韧性性性性，但但但但回回回回火火火火温温温温度度度度不不不不应应应应过过过过高高高高；正正正正火火火火处处处处理理理理用用用用得得得得最最最最多多多多；退退退退火火火火处处处处理理理理组组组组织织织织粗粗粗粗大大大大，一一一一般般般般不采用。不采用。不采用。不采用。6
29、 6 6 6、冷冷冷冷变变变变形形形形的的的的影影影影响响响响：冷冷冷冷变变变变形形形形使使使使钢钢钢钢的的的的韧韧韧韧性性性性降降降降低低低低，应应应应变变变变时时时时效效效效使使使使低低低低温温温温韧韧韧韧性性性性恶恶恶恶化化化化，脆脆脆脆性性性性转转转转变变变变温温温温度度度度升高。升高。升高。升高。7 7 7 7、应应应应力力力力状状状状态态态态的的的的影影影影响响响响：焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头中中中中有有有有裂裂裂裂纹纹纹纹存存存存在在在在又又又又具具具具有有有有残残残残余余余余应应应应力力力力时时时时，低低低低应应应应力力力力脆脆脆脆断断断断性性性性质更为明显。质更为明显。
30、质更为明显。质更为明显。第十五页，讲稿共五十三页哦26.09.202216低温压力容器用钢的韧性要求低温压力容器用钢的韧性要求 早早早早期期期期的的的的ASMEASMEASMEASME规规规规范范范范，对对对对当当当当时时时时规规规规范范范范所所所所推推推推荐荐荐荐钢钢钢钢板板板板的的的的大大大大量量量量夏夏夏夏比比比比（V V V V形形形形缺缺缺缺口口口口）冲冲冲冲击击击击试试试试验验验验结结结结构构构构中中中中，发发发发现现现现起起起起裂裂裂裂型型型型钢钢钢钢板板板板的的的的最最最最大大大大冲冲冲冲击击击击功功功功约约约约为为为为14J14J14J14J，传传传传裂裂裂裂型型型型钢钢钢钢
31、板板板板最最最最大大大大冲冲冲冲击击击击功功功功不不不不超超超超过过过过18J18J18J18J，大大大大于于于于27J27J27J27J的的的的均均均均属属属属于于于于止止止止裂裂裂裂型型型型。基基基基于于于于当当当当时时时时的的的的研研研研究究究究结结结结果果果果，将将将将V V V V形形形形缺缺缺缺口口口口冲冲冲冲击击击击试试试试验验验验冲冲冲冲击击击击功功功功A A A AKVKVKVKV=20J=20J=20J=20J作作作作为为为为材材材材料料料料在在在在其其其其最最最最低低低低使使使使用用用用温温温温度度度度下下下下的的的的韧韧韧韧性性性性考考考考核核核核指指指指标标标标。到到
32、到到了了了了1953195319531953年年年年，由由由由于于于于使使使使用用用用了了了了较较较较高高高高强强强强度度度度的的的的钢钢钢钢种种种种，因因因因 而而而而 对对对对 高高高高 强强强强 度度度度 钢钢钢钢 种种种种 应应应应 分分分分 别别别别 对对对对 指指指指 标标标标 进进进进 行行行行 校校校校 正正正正（或或或或 附附附附 加加加加 侧侧侧侧 向向向向 膨膨膨膨 胀胀胀胀 量量量量0.38mm)0.38mm)0.38mm)0.38mm)。目目目目前前前前国国国国外外外外容容容容器器器器规规规规范范范范采采采采用用用用20J20J20J20J作作作作为为为为低低低低碳碳
33、碳碳钢钢钢钢在在在在最最最最低低低低工工工工作作作作温温温温度度度度或或或或设设设设计计计计温温温温度度度度下下下下钢钢钢钢材材材材缺缺缺缺口口口口韧韧韧韧性性性性唯唯唯唯一一一一判判判判据据据据的的的的有有有有：美美美美国国国国ASME ASME ASME ASME-1-1-1-1及及及及-2-2-2-2，法法法法国国国国规规规规范范范范等等等等。ADADADAD规规规规范范范范W10W10W10W10采采采采用用用用DVMDVMDVMDVM试试试试样样样样的的的的冲冲冲冲击击击击功功功功作作作作为为为为判判判判据据据据，即即即即在在在在设设设设计计计计温温温温度度度度下下下下的的的的DVM
34、DVMDVMDVM试试试试样样样样冲冲冲冲击击击击功功功功韧韧韧韧性性性性为为为为横横横横向向向向35J/cm35J/cm35J/cm35J/cm2 2 2 2，此此此此值值值值相相相相当当当当于于于于采采采采用用用用V V V V形形形形缺缺缺缺口口口口夏夏夏夏比比比比试试试试样样样样，在在在在设设设设计计计计温温温温度度度度提提提提高高高高10101010的的的的试试试试验验验验温温温温度度度度下下下下达达达达到到到到纵纵纵纵向向向向27J27J27J27J。一一一一般般般般认认认认为为为为在在在在采采采采用用用用相相相相同同同同试试试试样样样样型型型型式式式式的的的的前前前前提提提提下下
35、下下，纵纵纵纵横横横横向向向向的的的的冲冲冲冲击击击击功功功功之之之之比比比比大大大大约约约约为为为为10.710.710.710.7。GB150GB150GB150GB150参参参参考考考考采采采采用用用用了了了了ASME ASME ASME ASME-1-1-1-1的的的的有有有有关关关关规规规规定定定定，以以以以20J20J20J20J作作作作为为为为低低低低碳碳碳碳钢钢钢钢强强强强度度度度级级级级别别别别的的的的钢钢钢钢材材材材的的的的验验验验收收收收判判判判据据据据。对对对对钢钢钢钢板板板板来来来来讲讲讲讲国国国国内内内内要要要要求求求求横横横横向向向向取取取取样样样样，其其其其冲冲
36、冲冲击击击击功功功功要要要要求求求求并不低于国外规则对钢材的韧性要求。并不低于国外规则对钢材的韧性要求。并不低于国外规则对钢材的韧性要求。并不低于国外规则对钢材的韧性要求。第十六页，讲稿共五十三页哦26.09.202217钢材低温韧性的评定方法钢材低温韧性的评定方法 自自自自40404040年年年年代代代代钢钢钢钢结结结结构构构构的的的的脆脆脆脆性性性性断断断断裂裂裂裂引引引引起起起起人人人人们们们们重重重重视视视视以以以以来来来来，各各各各国国国国对对对对钢钢钢钢材材材材低低低低温温温温韧韧韧韧性性性性的的的的评评评评定定定定方方方方法法法法以以以以及及及及评评评评定定定定指指指指标标标标进
37、进进进行行行行了了了了广广广广泛泛泛泛的的的的研研研研究究究究及及及及试试试试验验验验，包包包包括括括括：低低低低温温温温冲冲冲冲击击击击韧韧韧韧性性性性试试试试验验验验（V V V V形形形形缺缺缺缺口口口口、U U U U形形形形缺缺缺缺口口口口、DVMDVMDVMDVM试试试试样样样样）；落落落落锤锤锤锤试试试试验验验验；全全全全厚厚厚厚度度度度的的的的大大大大型型型型试试试试验验验验（宽宽宽宽板板板板试试试试验验验验、双双双双重重重重拉拉拉拉伸伸伸伸试试试试验验验验、ESSOESSOESSOESSO试验）；断裂力学试验（平面应变断裂韧性试验）；断裂力学试验（平面应变断裂韧性试验）；断裂
38、力学试验（平面应变断裂韧性试验）；断裂力学试验（平面应变断裂韧性K K K KICICICIC及裂纹尖端张开位移及裂纹尖端张开位移及裂纹尖端张开位移及裂纹尖端张开位移CODCODCODCOD法）。法）。法）。法）。其其其其中中中中以以以以低低低低温温温温夏夏夏夏比比比比（V V V V形形形形缺缺缺缺口口口口）冲冲冲冲击击击击试试试试验验验验应应应应用用用用最最最最为为为为广广广广泛泛泛泛，低低低低温温温温压压压压力力力力容容容容器器器器用用用用钢钢钢钢的的的的冲冲冲冲击试验温度应低于或等于壳体或主要受压元件的最低设计温度。击试验温度应低于或等于壳体或主要受压元件的最低设计温度。击试验温度应低
39、于或等于壳体或主要受压元件的最低设计温度。击试验温度应低于或等于壳体或主要受压元件的最低设计温度。1 1 1 1、美美美美国国国国ASMEASMEASMEASME规规规规范范范范-1-1-1-1、-2-2-2-2；日日日日本本本本JIS8243JIS8243JIS8243JIS8243；德德德德国国国国ADADADAD压压压压力力力力容容容容器器器器规规规规范范范范；法法法法国国国国CODAP-1995CODAP-1995CODAP-1995CODAP-1995压力容器构造压力容器构造压力容器构造压力容器构造以（以（以（以（V V V V形缺口）冲击试验为依据形缺口）冲击试验为依据形缺口）冲击
40、试验为依据形缺口）冲击试验为依据。2 2 2 2、英英英英国国国国BS5500-97BS5500-97BS5500-97BS5500-97非非非非直直直直接接接接受受受受火火火火熔熔熔熔焊焊焊焊压压压压力力力力容容容容器器器器规规规规范范范范以以以以宽宽宽宽板板板板试试试试验验验验为为为为基基基基础础础础，以以以以（V V V V形缺口）冲击试验为工程评定方法形缺口）冲击试验为工程评定方法形缺口）冲击试验为工程评定方法形缺口）冲击试验为工程评定方法；3 3 3 3、日日日日本本本本WES3003WES3003WES3003WES3003低低低低温温温温结结结结构构构构用用用用钢钢钢钢板板板板评
41、评评评定定定定基基基基准准准准及及及及JISB8250JISB8250JISB8250JISB8250压压压压力力力力容容容容器器器器构构构构造造造造-另另另另一一一一标标标标准准准准以以以以温温温温度度度度梯梯梯梯度度度度型型型型双双双双重重重重拉拉拉拉伸伸伸伸试试试试验验验验，以以以以ESSOESSOESSOESSO试试试试验验验验为为为为基基基基础础础础，以以以以缺缺缺缺口口口口冲冲冲冲击击击击试试试试验验验验作作作作为为为为工工工工程评定方法程评定方法程评定方法程评定方法。4 4 4 4、美美美美国国国国ASMEASMEASMEASME规规规规范范范范核核核核动动动动力力力力装装装装置
42、置置置设设设设备备备备是是是是国国国国外外外外唯唯唯唯一一一一的的的的以以以以断断断断裂裂裂裂力力力力学学学学理理理理论论论论为为为为基基基基础础础础的的的的规范，采用缺口冲击试验及落锤试验作为工程的评定方法规范，采用缺口冲击试验及落锤试验作为工程的评定方法规范，采用缺口冲击试验及落锤试验作为工程的评定方法规范，采用缺口冲击试验及落锤试验作为工程的评定方法。第十七页，讲稿共五十三页哦26.09.202218低温压力容器用钢板和锻件低温压力容器用钢板和锻件 一、国内、外常用的一、国内、外常用的一、国内、外常用的一、国内、外常用的低温用钢主要采用低温铝镇静钢和镍系低温钢低温用钢主要采用低温铝镇静钢
43、和镍系低温钢低温用钢主要采用低温铝镇静钢和镍系低温钢低温用钢主要采用低温铝镇静钢和镍系低温钢 1 1 1 1、低温铝镇静钢：、低温铝镇静钢：、低温铝镇静钢：、低温铝镇静钢：16MnDR16MnDR16MnDR16MnDR、09Mn2VDR09Mn2VDR09Mn2VDR09Mn2VDR、09MnTiCuRe09MnTiCuRe09MnTiCuRe09MnTiCuRe、06MnVAl06MnVAl06MnVAl06MnVAl、06AlNbCuN06AlNbCuN06AlNbCuN06AlNbCuN 2 2 2 2、镍系低温钢、镍系低温钢、镍系低温钢、镍系低温钢 0.50.50.50.52.25%
44、Ni 2.25%Ni 2.25%Ni 2.25%Ni（-70-70-70-70）3.5%Ni3.5%Ni3.5%Ni3.5%Ni（-101-101-101-101）5%Ni 5%Ni 5%Ni 5%Ni（120120120120 170 170 170 170）9%Ni9%Ni9%Ni9%Ni广泛用于液氧储罐广泛用于液氧储罐广泛用于液氧储罐广泛用于液氧储罐,强度高强度高强度高强度高,具有良好的低温韧性。具有良好的低温韧性。具有良好的低温韧性。具有良好的低温韧性。（-196-196-196-196）（）（）（）（2.5Ni(-2.5Ni(-2.5Ni(-2.5Ni(-60606060，A A A
45、 AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)；3.5Ni(-1003.5Ni(-1003.5Ni(-1003.5Ni(-100，A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)；9Ni(-1709Ni(-1709Ni(-1709Ni(-170，A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)；15Mn26A1415Mn26A1415Mn26A1415Mn26A14(-253(-253(-253(-253，A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)；3 3 3 3、奥氏体不锈钢：、奥氏体不锈钢：、奥氏体不锈钢：、奥氏体不锈钢：1Cr18Ni
46、9(-1961Cr18Ni9(-1961Cr18Ni9(-1961Cr18Ni9(-196（A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)）700 700 700 700 ）二、（二、（二、（二、（GB150GB150GB150GB150钢制压力容器钢制压力容器钢制压力容器钢制压力容器、GB3531GB3531GB3531GB3531低温用压力容器用钢板低温用压力容器用钢板低温用压力容器用钢板低温用压力容器用钢板。16MnDR(-4016MnDR(-4016MnDR(-4016MnDR(-40，A A A AKVKVKVKV24J)24J)24J)24J)；15MnNiDR(-
47、4515MnNiDR(-4515MnNiDR(-4515MnNiDR(-45，A A A AKVKVKVKV27J)27J)27J)27J)；09Mn2VDR(-4009Mn2VDR(-4009Mn2VDR(-4009Mn2VDR(-40，A A A AKVKVKVKV27J)27J)27J)27J)；09MnNiDR(-4009MnNiDR(-4009MnNiDR(-4009MnNiDR(-40，A A A AKVKVKVKV27J)27J)27J)27J)；07MnNiCrMoVDR(-4007MnNiCrMoVDR(-4007MnNiCrMoVDR(-4007MnNiCrMoVDR(-4
48、0，A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)。三、低温压力容器用钢锻件三、低温压力容器用钢锻件三、低温压力容器用钢锻件三、低温压力容器用钢锻件 08MnNiMoVD(-4008MnNiMoVD(-4008MnNiMoVD(-4008MnNiMoVD(-40，A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)；10Ni3MoD(-5010Ni3MoD(-5010Ni3MoD(-5010Ni3MoD(-50，A A A AKVKVKVKV47J)47J)47J)47J)；09Mn2VD(-5009Mn2VD(-5009Mn2VD(-5009Mn2VD(-50，A
49、A A AKVKVKVKV27J)27J)27J)27J)；20MnMoD(-3020MnMoD(-3020MnMoD(-3020MnMoD(-30，A A A AKVKVKVKV27J)27J)27J)27J)；16MnD(-4016MnD(-4016MnD(-4016MnD(-40，A A A AKVKVKVKV20J)20J)20J)20J)；09MnNiD(-7009MnNiD(-7009MnNiD(-7009MnNiD(-70，A A A AKVKVKVKV27J)27J)27J)27J)。第十八页，讲稿共五十三页哦26.09.202219防止低应力脆断的设计原则防止低应力脆断的设计
50、原则 目目目目前前前前所所所所有有有有的的的的容容容容器器器器规规规规范范范范对对对对低低低低温温温温压压压压力力力力容容容容器器器器的的的的设设设设计计计计，是是是是根根根根据据据据室室室室温温温温抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度或或或或屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度所所所所决决决决定定定定的的的的许许许许用用用用应应应应力力力力进进进进行行行行设设设设计计计计。该该该该方方方方法法法法能能能能有有有有效效效效地地地地防防防防止止止止发发发发生生生生大大大大塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形的的的的破破破破坏坏坏坏。如如如如何何何何确确确确定定定定需需需需要要要要的韧性水平，应根据采用何种原