ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие требования, предъявляемые к конструкционным сталям из "Элементы расчета нефтезаводской и нефтехимической аппаратуры на прочность и устойчивость" Прочность. Стали для аппаратуры, работающей под значительным давлением, должны прежде всего характеризоваться достаточно высокими механическими свойствами (пределом прочности и пределом текучести), которые в условиях умеренных рабочих температур являются основой для выбора допускаемых напряжений и, следовательно, определяют расход металла для изготовления аппарата. [c.9] Пластичность. Другим обязательным требованием является достаточно высокая пластичность стали, то есть способность в широких пределах воспринимать без разрушения остаточную деформацию. Это требование вызывается прежде всего технологией изготовления аппаратов, которая базируется на пластической деформации металла в холодном и горячем состояниях (вальцовка обечаек, штамповка днищ, развальцовка труб и т. д.). Кроме того, технологические аппараты состоят обычно из большого количества жестко соединенных между собой деталей, имеющих весьма часто в условиях эксплуатации неодинаковые величины абсолютных температурных удлинений и неодинаковые компенсационные способности. В этих условиях пластическая деформация метал. а в определенных пределах приводит к соответствующему перераспределению и выравниванию напряжений. [c.9] Пластичность стали определяется величинами откоситель-ного удлинения образца при разрыве и относительного сжатия его поперечного сечения при том же испытании, а также технологическими пробами на загиб образцов вокруг оправок определенного диаметра, пробами на раздачу, отбортовку и сплющивание образцов труб и другими испытаниями. [c.9] Ударная вязкость. Ударная вязкость характеризуется удельной работой удара, затрачиваемой на разрушение образца определенных стандартных размеров со специальным надрезом. Ударная вязкость металла в расчетах на прочность непосредственно использована быть не может, как и показатели пластичности. Величина ударной вязкости важна для суждения о качестве металла, о его способности выдерживать толчки и удары во время изготовления, монтажа и эксплуатации аппарата. В то же время величина ударной вязкости характеризует качество тер юобработки, наличие или отсутствие загрязнения стали неметаллическими включениями, наличие газовых пузырей, расслоений, волосовин и других пороков. [c.9] У перлитных сталей развитие тепловой хрупкости наблюдается при более низкой температуре, чем у аустенитных. [c.10] Отпускная хрупкость (снижение ударной вязкости) наблюдается у некоторых марок сталей после отпуска их с температур 550 — 650°. [c.10] Сопротивляемость старению. К сталям, предназначающимся для изготовления ответственной аппаратуры, предъявляется также требование достаточной сопротивляемости, старению. Старением принято называть снижение ударной вязкости стали, вызываемое предварительным наклепом и последующей длительной выдержкой металла при комнатной температуре (естественное старение) или кратковременной выдержкой при температуре 100 — 300° (искусственное старение). Интенсивность старения стали характеризуется отношением ударной вязкости искусственно состаренного образца к его ударной вязкости до старения (в исходном состоянии). [c.10] Свариваемость. Важным требованием является свариваемость стали, которая определяется суммой свойств стали, влияющих на технологию сварки и качество швов в сварных конструкциях. [c.10] Содержание вредных примесей. К основным требованиям относится также минимальное, содержание в стали вредных примесей — серы, фосфора, растворенных газов. Это требование основано на том, что сера вызывает красноломкость, а фосфор повышает хладноломкость стали. Кроме того, сера и фосфор ухудшают свариваемость. Растворенные в металле газы, особенно кислород и азот, повышают склонность стали к старению. [c.10] Жаропрочность, сопротивление ползучести и длительная прочность. При высоких параметрах (температуры и давления) рабочей среды к стали предъявляется требование жаропрочности, повышенной сопротивляемости ползучести. [c.10] Явление ползучести заключается в нарастающей пластической деформации элементов аппарата, находящихся в напряженном состоянии и работающих при высоких температурах. Это явление имеет место уже при напряжениях более низких, чем предел текучести металла при данной температуре. [c.10] Жаропрочность стали характеризуется условным пределом ползучести и пределом длительной прочности. Под первым термином понимается напряжение (кг1мм ), которое при данной температуре металла вызывает определенную скорость ползучести (обычно % за 100000 часов работы, 10- мм1 мм). Под пределом длительной прочности понимается напряжение, которое при данной температуре метал та вызывает его разрушение за определенный период времени (обычно за 100000 часов). [c.10] Явление ползучести имеет существенное значение при температуре выше 400 . [c.11] Жаростойкость. В элементах технологического оборудования, подвергающихся огневому нагреву, происходит окисление поверхности металла кислородом и другими газами, содержащимися в продуктах сгорания, обезуглероживание поверхностного слоя металла и образование окалины. Способность металла сопротивляться окислению и образованию окалины при высокой температуре называется жаростойкостью. [c.11] Критерием жаростойкости стали является потеря в весе металла, отнесенная к окисляемой поверхности при определенной температуре за единицу времени. [c.11] Сопротивление графитизации. Явление графитизации состоит в том, что в некоторых сортах стали—углеродистой и низколегированной молибденовой — при температурах выше 450° (для первой) и выше 480° (для второй) происходит распад карбида РвзС, при котором выделяется в виде графита свободный углерод. Графитизация проявляется в понижении ударной вязкости и свойств прочности металла, а также в снижении сопротивляемости ползучести. [c.11] Одним из основных факторов, обусловливающих склонность углеродистой или молибденовой стали к графитизации, является метод ее раскисления. Установлено, что стали, выплавленные без применения алюминия для раскисления или с добавкой алюминия не более 0,25 кг на тонну стали, практически не графитизируются. Препятствуют также графитизации карбидообразующие элементы — хром, титан, ниобий. [c.11] Вернуться к основной статье