1 關(guān)于壓力容器材料“以厚代薄”問題
對于原設(shè)計中筒體與封頭之間為等厚度焊接的容器,制造單位對容器殼體個別部件進行“以 厚代薄”(如僅增加封頭厚度而筒體厚度不變)時,勢必增加容器殼體的幾何不連續(xù)程度,從而引起應(yīng)力集中,使封頭與筒體連接部位的局部應(yīng)力增大。這種不利影響對有應(yīng)力腐蝕傾向 的容器、受交變載荷的容器等都有很大危害。例如:某液化石油氣儲罐(詳見《中國鍋爐壓 力容器安全》雜志1993第4期刊載的《液化石油氣儲罐高應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生和修復(fù)》一文),該 容器封頭與筒體環(huán)縫內(nèi)壁熱影響區(qū)處的3條裂紋的產(chǎn)生就與制造單位對封頭材料的“以厚代薄”有關(guān)。對于受交變載荷的容器,幾何不連續(xù)引起的應(yīng)力集中,則有可能引起疲勞裂紋甚 至疲勞斷裂。
對于容器殼體整體上的以厚代薄,雖然不會使筒體與封頭連接部位的局部應(yīng)力增加,但是仍 會造成以下幾種不利影響:首先,殼體厚度增大后,原設(shè)計選用的焊接方式、探傷方法等可 能已不再適合;其次,殼體增厚,勢必增加容器的重量,于是,將對容器的支座和基礎(chǔ)不利 ;第三,對于殼體兼作傳熱部件的容器,增加殼體厚度會影響換熱容器的傳熱效果。
因此,“以厚代薄”也必須象其它形式的材料代用那樣“事先取得原設(shè)計單位的設(shè)計修改證 明文件,對改動部位應(yīng)作詳細記載……”,由設(shè)計單位來綜合考慮以厚代薄造成的種種不利 影響,決定是否可行并對可實施以厚代薄的容器的焊接方式、探傷方法、支座、基礎(chǔ)等作適 當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以消除或減少各種不利影響。
2 關(guān)于壓力容器用材料的“以優(yōu)代劣”問題
以低合金鋼代替碳素鋼、以鎮(zhèn)靜鋼代替沸騰鋼“以優(yōu)代劣”。這樣,可能會產(chǎn)生以下問題:
首先,材料的性能包括機械性能、制造工藝性能、耐腐蝕性能等。一種鋼材在某些方面的性 能優(yōu)于另一種鋼材,則有可能在其它方面的性能要低于另一種鋼材。如上面提到的低合金鋼 雖然在強度等機械性能指標上優(yōu)于碳素鋼(專指焊制壓力容器用碳素鋼),但是其可焊性卻不 如碳素鋼好;鎮(zhèn)靜鋼在許多方面的性能都優(yōu)于沸騰鋼,但是當(dāng)用于制造搪玻璃容器時,沸騰 鋼的搪瓷效果反而比鎮(zhèn)靜鋼好。此外,即使是耐腐蝕性相當(dāng)好的奧氏體不銹鋼,也有其耐腐 蝕性反不如碳素鋼和低合金鋼的場合,如含氯離子的介質(zhì)的工況。
其次,壓力容器設(shè)計總圖上的熱處理要求、檢驗要求、壓力試驗要求等方面的內(nèi)容都與主要 受壓元件材質(zhì)種類有關(guān)。所以,壓力容器制造單位有必要事先將材質(zhì)變更的意向告知壓力容 器的原設(shè)計單位,一方面征求設(shè)計單位同意,另一方面請設(shè)計單位在同意變更后,對原設(shè)計 的有關(guān)內(nèi)容進行必要的修正。