Questions et réponses sur la conception des appareils sous pression (2)

Thread Content

Question 1 posée: Comment choisir les matériaux de soudage pour des matériaux métalliques différents ? répondre: Soudage de l'acier inoxydable austénitique et de l'acier ferritique (y compris l'acier à faible teneur en carbone, l'acier à haute résistance faiblement allié, l'acier perlitique résistant à la chaleur, l'acier inoxydable ferritique). (1) Il convient d'utiliser autant que possible des matériaux de soudage de même structure et composition pour le soudage entre aciers ferritiques. Cependant, lorsque l'on considère des facteurs tels que l'élimination du traitement thermique de détente après soudage ou l'amélioration du processus de soudage et l'utilisation de matériaux de soudage austénitiques, les facteurs suivants doivent être pris en compte.: 1) Les coefficients de dilatation linéaire de l’acier austénitique et de l’acier ferritique sont très différents. Dans les situations où la température est élevée ou change fréquemment, la contrainte thermique provoquée par cela doit être prise en compte. ； 2) Au cours du processus de soudage par fusion, la couche décarburée (côté métal de base en acier ferritique) et la couche carburée (côté métal déposé d'austénite) produites par la migration du carbone au niveau de la ligne de fusion entre le métal de soudure austénitique et le côté métal de base en acier ferritique entraîneront une diminution de la résistance et de la plasticité à haute température. (2) Lorsque des matériaux de soudage austénitiques sont utilisés pour souder un métal de base en acier ferritique, la température de préchauffage peut être réduite d'environ 100 °C par rapport au soudage d'acier ferritique utilisant des matériaux de soudage avec des compositions d'alliage similaires. Le traitement thermique après soudage est généralement exempté. (3) Pour les joints bout à bout ou d'angle entre l'acier inoxydable austénitique et l'acier ferritique, il convient généralement d'utiliser des électrodes A302. Cependant, lorsque la température de fonctionnement est supérieure à 450-550°C et que les joints soudés supportent des niveaux de contraintes plus élevés, des électrodes austénitiques à haute teneur en nickel, telles que A502, A507 et A607, doivent être utilisées. Lorsque les températures de fonctionnement sont supérieures à 550°C et que les joints supportent des niveaux de contraintes plus élevés, des matériaux de soudage à base de nickel doivent être utilisés. Pour le soudage à l'arc, ENiCrFe-3 et ENiCrFe-2 conformes à AWS A5.11 peuvent être utilisés. Question 2 posée: Quelles sont les exigences pour concevoir un environnement corrosif pour l’hydrogène ? répondre: (1) Environnement corrosif : Lorsque la température de conception d'un récipient chimique sous pression est supérieure ou égale à 200°C et qu'il est en contact avec une atmosphère d'hydrogène, il s'agit d'un environnement corrosif pour l'hydrogène. S'il existe d'autres facteurs tels que la corrosion du soufre à haute température, le fluage à haute température, l'effet multiplicateur du fluage et de la corrosion par l'hydrogène, la fragilité par revenu, etc. dans un environnement de corrosion par l'hydrogène, l'impact de ces facteurs sur les propriétés mécaniques à haute température de l'acier doit également être pris en compte. (2) Exigences et restrictions relatives aux matériaux 1) Les conditions d'utilisation de l'acier dans un environnement de corrosion par l'hydrogène doivent être conformes aux dispositions de la norme et un traitement thermique de soulagement des contraintes doit être effectué après le soudage. ； 2) La limite de température de fonctionnement de l'acier ferritique dans un environnement de corrosion par l'hydrogène est conforme à la courbe de Nelson et il doit y avoir une marge de sécurité en température supérieure à 20°C. ； 3) L'acier inoxydable austénitique ne provoquera pas de corrosion par l'hydrogène lorsqu'il est utilisé à la température et à la pression partielle d'hydrogène indiquées dans la courbe de Nelson et ne nécessite donc pas de traitement thermique de soulagement des contraintes après soudage. Question 3 posée: Quand est-il nécessaire d’effectuer un traitement thermique pour restaurer les propriétés mécaniques ? répondre: Afin de restaurer les propriétés mécaniques des matériaux disparus en raison de l'écrouissage à froid, GB150.4 stipule que les composants sous pression qui remplissent certaines conditions doivent être traités thermiquement pour restaurer les propriétés mécaniques. Le traitement thermique pour restaurer les propriétés mécaniques et le traitement thermique de détente après soudage sont tous deux des recuits de détente (recuit à basse température). Par conséquent, si nécessaire, le traitement thermique visant à restaurer les propriétés mécaniques des matières premières et le traitement thermique de réduction des contraintes après soudage des produits destinés aux récipients sous pression peuvent être combinés. L'exigence d'un traitement thermique pour restaurer les propriétés mécaniques des matériaux est facilement négligée dans la conception des raccords de regard des navires. Question 4 posée: Qu’est-ce que le traitement d’élimination de l’hydrogène après soudage ? répondre: Pendant le processus de soudage, l'hydrogène provenant de la baguette de soudage, le flux et l'humidité de l'air sont décomposés en atomes à haute température et dissous dans le métal liquide. Lorsque la soudure refroidit, la solubilité de l’hydrogène dans l’acier diminue fortement. La soudure refroidissant rapidement, l’hydrogène n’a pas le temps de s’échapper et reste dans le métal fondu. Après un certain temps, il s'accumulera au niveau de la ligne de soudure ou de fusion. Agrégées dans une certaine mesure, sous l'action des contraintes de soudage, des fissures à froid, c'est-à-dire des fissures retardées, se produisent dans la soudure ou la zone affectée thermiquement. Par conséquent, la baguette de soudage doit d'abord être préchauffée et la soudure est chauffée à 200 °C après le soudage. Le temps normal de post-chauffage est de 16 heures. Cela peut réduire la vitesse de refroidissement de la soudure et permettre à l’hydrogène de s’échapper complètement, ce qui est appelé traitement d’élimination de l’hydrogène après soudure. Pour les conteneurs qui nécessitent un traitement d'élimination de l'hydrogène après le soudage, si le traitement thermique après soudage est effectué immédiatement après le soudage, le traitement d'élimination de l'hydrogène peut être supprimé. Question 5 posée: Quel est le problème de la densité moyenne dans le calcul des navires horizontaux ? répondre: La densité du milieu doit être saisie comme la densité du milieu réel, et la densité de l'eau ne peut pas être saisie. Question 6 posée: Si les récipients sous pression à plaques composites en acier inoxydable austénitique répondent aux conditions du GB150, ils doivent subir un traitement thermique de soulagement des contraintes. Comment résoudre de tels problèmes ? répondre: Si l'équipement utilise des plaques composites en acier inoxydable austénitique pour résister à la corrosion intergranulaire dans le milieu, vous devez être prudent quant à l'opportunité d'effectuer un traitement thermique de soulagement des contraintes. Parce que la température du traitement de soulagement des contraintes (620 ℃ ±20 ℃) ​​​​est exactement la zone de sensibilisation de l'acier inoxydable (400 ℃ ~ 850 ℃), ce qui peut facilement provoquer un appauvrissement en chrome dans la structure cristalline de l'acier inoxydable et réduire la résistance à la corrosion intergranulaire de l'acier inoxydable. Par conséquent, un traitement anti-stress n’est pas recommandé. La méthode consistant à utiliser de petites baguettes de soudage, un faible courant et plusieurs passes de soudage peut être envisagée lors de la fabrication. S’il s’agit uniquement d’exigences de nettoyage, vous pouvez envisager un traitement de désinfection. Question 7 posée: La bride de type A des récipients sous pression peut-elle utiliser des joints métalliques en spirale ? répondre: Les brides à souder plates de type A ne peuvent utiliser que des joints souples non métalliques conformément aux exigences des brides des récipients sous pression. Il est erroné de choisir des joints enroulés en spirale. Les brides de type B et les brides à col haut peuvent utiliser des joints enroulés en spirale. La bride de type A est identique à la bride de tuyau de type PL, avec une faible rigidité et de mauvaises performances d'étanchéité. Si le fluide contenu est extrêmement ou hautement dangereux ou ne permet pas de traces de fuite, il est plus approprié d'utiliser une bride à col haut, accompagnée d'un joint enroulé en spirale ou d'un joint à revêtement métallique. Question 8 posée: Problèmes de conception structurelle pour les échangeurs de chaleur à plaques tubulaires fixes verticaux ? répondre: Les échangeurs de chaleur à plaques tubulaires fixes verticaux doivent utiliser autant que possible des supports d'oreille et être installés sur la coque latérale de la calandre. Le plan de support du support de type oreille de l'échangeur de chaleur à plaques tubulaires fixe vertical doit généralement être plus élevé que le centre de gravité de l'équipement et du joint de dilatation. Pour le tirant de l'échangeur de chaleur à plaque tubulaire fixe vertical, l'extrémité fixe doit être placée sur la plaque tubulaire supérieure dans le but de répondre aux exigences d'assemblage, que l'entrée du milieu côté coque soit réglée au-dessus ou en dessous. Question 9 posée: Lorsque le côté calandre d'un condenseur à plaque tubulaire fixe horizontal traverse le milieu de condensation, quelle est la conception structurelle de la plaque de support ? répondre: Du point de vue du transfert de chaleur, il n'est pas nécessaire d'installer des déflecteurs dans le condenseur là où le fluide de condensation passe à travers le côté calandre. Cependant, afin d'augmenter la rigidité du tube d'échange thermique et d'éviter une déflexion excessive ou une vibration du tube, lorsque la portée non supportée du tube d'échange thermique dépasse les exigences de la norme, un petit nombre de plaques de support doivent être installées. Les plaques de support doivent être disposées verticalement à gauche et à droite et l'orifice de liquide doit être ouvert au point le plus bas.