壓力容器用材料受供應(yīng)及材料品種、規(guī)格方面的限制,壓力容器設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會碰到壓力容器制造單位提出的“材料代用”申請。
TSG 21-2016明確指出“壓力容器制造、改造、修理單位對受壓元件的材料代用,應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位的書面批準(zhǔn),并且在竣工圖上做詳細(xì)記錄。
”材料代用利于壓力容器制造的順利進(jìn)行,不會因?yàn)樯倭坎牧系牟少弳栴}影響工期,也有利于消化制造廠的庫存,但材料代用涉及強(qiáng)度、溫度、腐蝕、制造、試驗(yàn)等問題,工藝人員或設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)材料代用管理,對材料代用的審批慎之又慎,要考慮到所有相關(guān)失效模式。
制造壓力容器選材不僅要考慮材料的力學(xué)性能、彎曲性能、耐蝕性能及價(jià)格等因素,也要充分考慮可焊性等冷熱加工性能。
材料的正確選用是設(shè)計(jì)者的主要職責(zé),直接關(guān)系到制造的難易程度和產(chǎn)品的安全性。如碳素鋼和低合金鋼隨著標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm的提高,需提高鋼材的韌性及塑性:
用于焊接的碳素鋼和低合金鋼限制C、S、P含量,壓力容器碳素鋼和低合金鋼依標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm及是否用于低溫容器而進(jìn)一步限制C、S、P含量。
設(shè)計(jì)時(shí)采用強(qiáng)度級別較高的材料時(shí),還一定要注意有嚴(yán)格可行的技術(shù)要求并對制造企業(yè)的制造能力、制造經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行充分考察了解,不能將報(bào)價(jià)的高低作為評判標(biāo)準(zhǔn)。
另外,對于鋼材,應(yīng)盡可能選擇壓力容器鋼;選用境外牌號的材料、新材料、材料制造單位制造的材料,應(yīng)符合TSG 21的有關(guān)規(guī)定,便于制造、采購和使用。
壓力容器制造過程確定零件展開尺寸的方法主要有以下幾種:
1)作圖法:指用幾何制圖法將零件展開成平面圖形。
2)計(jì)算法:指按展開原理或壓(拉)延變形前后面積不變原則推導(dǎo)出計(jì)算公式。
3)試驗(yàn)法:指通過試驗(yàn)公式?jīng)Q定形狀較復(fù)雜零件的坯料展開尺寸,這種方法簡單、方便。
4)綜合法:指對過于復(fù)雜的零件,可對不同部位分別采用作圖法、計(jì)算法來確定坯料展開尺寸,有時(shí)也可用試驗(yàn)法配合驗(yàn)證。
制造容器的零件可分為兩類:可展開零件和不可展開零件,如圓形筒體和橢圓形封頭就分別屬于可展開與不可展開零件。