浅谈锅炉压力容器用钢的要求和种类

容 器运 行 的安全 基本 要素 ，因此合 理选 择 材料 用 于设 计 、制 造不 同级 别 的锅 炉压 力 容器 ，是
些最基本 的要 求。 ３ ．锅炉压 力容器 对材料 的基本要 求 （）合格的化学 成分 １ 钢 材化 学成 分对 其性 能和 热处 理有 较 大 的
我们研 究 、探讨 的重要 课题 之 一 。
质。
合金元 素是指 为获得 一定 性能 丽专 门加入 介质腐 蚀的能力 。
① 普通低合金钢 中合 金元素 的作 用 ：
Ｍｎ ｉ 、Ｓ～提 高强度 Ｃ 、Ｐ 提高耐蚀 ｕ 一
作温 度下 应具有 较高 的强度 ，此时 的压 力容 器 以材 料室 温和设计 温度 下的抗 拉强度 及屈 服强
Ｍｏ 一提 高钢 的 热强 性 和 改 善在 高温 高 压 容 器 安 全 运 行 ，具 有 较 高 的抗 外 力 破 坏 的 能
定 范 围之 内 ，才 能使 碳钢 的上 述力 学性 能 和
因 素 及 各 种 条 件 的 影 响 ，材 料 性 能 会 发 生 变 焊接 性 能均达 到 较为理 想 的状 态 ，锅 炉压 力容
化 ，常见 的 有 低温 脆化 、高 温 脆化 、氢 脆 、苛 器用钢 的含碳量一般 不应 大于 ０ ２ ％。 ．５
生疲劳 失效 。 由此 可 见 ，锅 炉压 力 容器 的失效 与材料 的 关系最 为密 切 。 因此 ，为 了预 防锅炉
一
能提 高钢 的 强度 ，却会增 加钢 的脆性 ，特 别是 低 温脆 性 。中国压 力容 器用钢 的 Ｓ 、Ｐ 含量 分
２ ５—
别必须低 于 ０ ０ ５ ． １％和 ０ ０ ５ ．２ ％。
Ｖ、Ｔｉ ｂ 、Ｎ 、Ｍｏ 细化 晶粒 一 Ｒｅ （ ） 提高品质 （ Ｓ 、Ｏ） Ｘｔ一 脱 、Ｐ
② 珠光体耐热钢 中合 金元素 的作 用 ： Ｃ 提高钢 中的高温机 械性 能和提高钢 的 卜 性。
硬 度。同时可使 钢具 有 良好 的抗 蚀性 和抗 氧化 足够 的疲劳 强度 。
２ ．锅炉 压 力容器 的一般 失效形 式
影响。
Ｉ． 碳钢 中各元 素的影 响 ：
① ． Ｃ
（） １材料 因裂纹 萌生与扩 展 引起 失效
常见 的裂 纹有 焊 接裂 纹 、疲 劳 裂 纹 、应 力 腐蚀 裂纹 等 。在 锅炉压 力 容 器 的使 用过 程 中， 上述裂纹 会扩展 引发断裂导 致失 效 。
度 作为强 度设计 的依据 ；在高 温下工 作 的锅炉
压 力容 器 （ 如 锅 炉 受 热 面 承压 件 ） 例 ，其材 料 应 具有足 够 的蠕变 强度 、持 久强 度 ，此 时 ，承
压部 件 以其 材料常 温和 高温强 度作为 强度设 计 的依 据 ；承受 疲劳 载荷 的锅 炉压 力容器 应 具有 选用 较高强度 的材料 不仅 可保证 锅炉压 力
这两 种元 素在 炼钢 时从 矿石 和燃 料 中带到
另 外 ，锅 炉 金 属 材 料 在 一 定 的 高 温 条 件 钢 中 ，是钢 中最 有 害的元 素 。Ｓ 能促成 非 金属
下 ，产生 蠕变 而 断裂 和 由于压 力 发生 变化 而 发 夹杂 物 的形成 ，降低 钢 的塑性 和韧性 。Ｐ 虽然
这 两种 元 素在钢 的 冶炼 中 以脱 氧剂 的 形式 被 加入 其 中，并部分 残 留在钢 中， 由于 含量 不
（）受压 元 件 强 度 削弱 造 成 过 量 塑性 变 形 大 ，对钢 的性 能 影 响有 限。一般 压 力容 器用 钢 ３ Ｍｎ 的含量 约为 ０ ５０ ８ （ ．－ ．％ 锅炉 专用钢 中约为
浅谈锅炉压 力容器用钢 的要求和种 类
花 卉 赵 丽娟 徐 莉
（ 无锡 华 光锅 炉股份有 限公 司 ）
摘 要： 本文介 绍 了锅 炉压力 容器对 材料 的基 本要 求及 其所用钢 材 的种 类 。 关键 词 ： 锅炉用钢 ；低碳钢 ；低 合金 高强度钢 ；不锈钢 。
１ 前 言 ．
ｌ１ ６ ；Ｓ ．％） ｉ的含量 约为 ０ １ ．０ ．５０ ５ ％。钢 中的 Ｍｎ元素容 易形成 Ｍｎ ，从而 降低 Ｓ元素对 钢 Ｓ
③ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｐ Ｓ、
匀腐 蚀 、晶 间腐蚀 、高 温 氧化 、磨 损 等 。这 些 的危 害 。
腐蚀 会导 致材料 性 能变 化及 壁厚 减薄 、承载 强 度降低导致 元件失 效。
提高 不锈钢 抗海水腐蚀 的能力 。 Ｓ ｉ和 Ａ ～硅 和铝 能 改善 不锈 钢抗 氧化 性 ｌ （）较高的强度 ２ 强度 是金属 抗永久 变形 和断 裂的能 力 。在
常 温、 中温 下工作 的压力 容器 材料在 室温 及工
Ⅱ． 合金元素对 合金钢性 能的影响
钢 中进 行 冶 炼 的化 学 元 素 。需 要 注 意 的 是 ， Ｍｎ ｉ等元 素若 不属 有 意加入 钢 中便属 于杂 、Ｓ
压 力 容器 的早 期 失效 ，确 保 其在使 用 过程 中的
锅 炉与压 力容 器 同属 特 种设备 中的承 压设
安全 性 ，必 须对 锅炉压 力 容器 所用 的材料提 出
一
备 ，安全 性是 锅炉压 力 容器 在设 计 和 运行 过程 中要考 虑 的首要 因素 ，而 材料 性 能是 锅炉压 力
（） ２ 脆性破 坏失效
Ｃ 含 量 增 加 ，碳钢 的强度 ｏｂ ｏｓ及 布 氏 、 硬度 ＨＢ增加 ， 可焊性 和冲击 韧性 Ａｋ下 降 ， 但 可见 Ｃ元 素对钢材 的强度 、韧塑性 及焊接性 能
的影响 是相 互冲 突 的。因此 含碳 量必 须控 制在
一
锅 炉压 力容 器在 使用 或 制造 过程 中受环 境
性 脆 化 （ 脆 ） ｏ 脆 化 、辐 照脆 化 等 。材料 碱 、 相
② ． ｎ、 Ｓ Ｍ ｉ
脆 化容 易使锅 炉压 力容 器 在使 用 过程 中产 生低 应力 脆断导致 失效 。
引起 失效 锅炉压 力 容器 由于 工 作环 境 特别 苛 刻 ，在 使用 过程 中会 受 到各种 形式 的腐 蚀 ，包括 ：均