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此外,选材的另一个方面就是考虑装置的腐蚀形态和材料的防腐性能。因此,根据装置的压力、温度、介质腐蚀形态、防腐措施等方面对设备材料进行选择。
2.3.1 筒体材料的选择
钢材应满足强度,延塑性和韧性的要求。
机械
强度是材料抵抗外力作用而避免产生屈服和断裂破坏的能力,它是决定钢材许用应力的依据。钢材级数的提高总是伴随着延塑性和冲击韧性的下降,对应力集中比较敏感,从而带来制造工艺的困难和防止脆性性能破坏性的下降,抵抗循环破坏的能力也差。延塑性是反映材料塑性变形的能力,一般是以钢材在断裂前塑性变形量的大小来计算。韧性是反映钢材延塑性和强度的综合指标,反映钢材在断裂破坏前吸收能量的能力。
根据设计温度150℃,设计压力为1.5MPa,查取GB150-2011,得到两种可供选用的材料,Q245R,Q345R[4]。
Q245R为碳素钢,是在20钢基础上发展起来的,主要对硫,磷等有害的元素的控制更加严格,对钢材的表面质量和内部缺陷控制的要求也比较高。碳素钢强度较低,塑性和可焊性较好,价格低廉,故常用于常压或中、低压容器的制造,也可用于支座、垫板等零部件的材料。
Q345R为低合金钢,是在碳素钢的基础上加入少量合金元素的合金钢,合金钢在热轧和热处理状态下除具有高的强度外,还具有优良的韧性、焊接性能、成形性能和耐腐蚀性能。采用低合金钢,不仅可以减小容器的厚度,减轻重量,节约钢材,而且能解决大型压力容器在制造、检验、运输、安装中因厚度太大所带来的各种困难。Q345R是屈服强度为345MPa级的压力容器专用钢板,它具有良好的综合力学性能和制造工艺性能,主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器[5]。
相比较而言,Q245R塑性较好,可焊性较好,并且价格低廉。若采用Q345,可有效减小容器厚度和质量,节约钢材,但价钱较贵。考虑到此次塔设计中没有特殊的要求,选择Q345R为筒体材料。
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