壓力容器低溫下的破壞除了鋼材的質量因素外,化工消聲器廠家制造和安裝缺陷引起的內應力集中也是低溫脆性斷裂的重要原因。特別是在低溫下,應力集中處的大峰值應力與設備的整體膜應力和彎曲應力疊加,使低溫壓力容器局部達到高應力水平。在低溫下,鋼的塑性變形能力降低,自極限條件消失,導致鋼突然脆性斷裂。
另外,在壓力容器廠家制造過程中,當鋼的冷加工變形率過大時,會出現冷加工硬化現象,即強度和硬度增加,塑性和韌性降低,脆性轉變溫度升高。如果不解決,將增加低溫脆性破壞的風險。因此,在低溫壓力容器的制造和安裝過程中,應采取措施降低內應力水平和冷加工硬化。
(1)鋼板下料時,必須嚴格按照計算出的排樣尺寸進行準確下料,以保證筒形準確。封頭和球殼板應進行二次下料,以確保精度。運輸過程中,應使用合適的模具夾緊,防止變形。現場組裝安裝前,應重新檢查尺寸,超過重新檢查的板材應再次壓入或磨圓,以確保組裝質量。如果偏差超標,強行裝配,會產生較大的裝配應力,對低溫壓力容器非常不利。因此,不允許強行組裝和組裝外殼。
(2)為避免鋼材冷硬化,低溫壓力容器零件在室溫下成形或矯直時,鋼板的冷塑性變形率應控制在≤2%,不允許用錘子敲擊成形或定徑。當環境溫度低于-10℃時,不得進行冷變形處理。對于集裝箱筒體,應控制較小彎曲半徑并多次碾壓。對于球殼板,應使用合適的模具進行多點壓制成型。對于橢圓封頭而言,冷加工硬化比較嚴重的是變形比較大的過渡區和直尺部位。為了解決冷加工硬化,板坯應在壓前或壓中進行退火,以軟化結構,防止斷裂。冷壓后,應進行與原始母材相同的熱處理,以恢復低溫韌性。
(3)裝配時,各缸段的偏差應均勻分布,不得集中在一側或一段,以避免過度的形狀突變,降低應力集中程度。對于厚度不等的對接接頭,應將厚板減薄并平滑轉移,使其與薄板齊平。低溫球罐應采用散裝法逐件組裝,以減少不均勻偏差和形狀突變,并保證組裝誤差變量、邊角、圓度等指標滿足要求。
(4)容器殼體和受壓部件的表面不得用鋼印標記,只能用油漆標記。