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碳鋼(gāng)管道配(pèi)管涉及各行各業,對它的基本要求是(shì)“安全與使用”,安全為(wéi)了使用,使用(yòng)***安(ān)全,使用還涉及經濟問題,即(jí)投資省、使用年限長,這當然(rán)與很多因素有關。而材料是工程的基礎,首先要認識壓力管道金屬材料的特殊要(yào)求。 碳鋼管道配管除承受載荷外,由於處在不同的環境、溫度和介(jiè)質下(xià)工作,還承受著特殊的考驗(yàn)。
1、 蠕變:鋼材在高溫下受外力作用時,隨著時(shí)間的延長,緩慢而連續產生塑性變形的現象,稱為(wéi)蠕變。鋼材蠕變特征與溫(wēn)度和(hé)應力有很大關係(xì)。溫度升高或應力增大,蠕變速度加快。例如,碳素鋼工作溫度超過300~350℃,合金鋼工作溫度超過300~400℃就會有(yǒu)蠕變。產生蠕(rú)變所需的應力低於(yú)試驗溫度鋼材的(de)屈服強(qiáng)度。因此(cǐ),對於高溫下長期工作的鍋爐(lú)、蒸汽(qì)管道、壓力容器所用鋼材應具有良(liáng)好的抗蠕變性能,以防止因蠕變而(ér)產生大量變形導致結構(gòu)破(pò)裂及造成爆炸(zhà)等惡性事故。
2、球化和石墨化:在高溫作用下,碳鋼中的滲(shèn)碳體由於(yú)獲得能量將發生遷移和聚集(jí),形成晶粒粗大(dà)的(de)滲碳體並夾雜於(yú)鐵素體(tǐ)中,其滲碳體會從片狀逐漸轉變成(chéng)球狀,稱為球化(huà)。由於石墨強度***,並以片狀出現,使材料強度大大(dà)降低,脆性增加,稱為材料的石墨化。碳鋼長期工作在425℃以上環境時,就會發生(shēng)石墨化,在大於475℃更明顯。SH3059規定碳(tàn)鋼使用(yòng)溫度為425℃,GB150則規定(dìng)碳鋼使用溫度為450℃。
3、 熱疲勞(láo)性能 鋼材如果長期冷(lěng)熱(rè)交替工作,那麽(me)材料(liào)內(nèi)部(bù)在溫差變化引起的熱應力作用(yòng)下,會產生微小裂紋而不(bú)斷(duàn)擴展,***導致破裂。因此,在溫度起(qǐ)伏變化工作條件下的結構、管道應考慮鋼材的(de)熱疲勞性(xìng)能。
4、 材料的高溫(wēn)氧化 金屬材料(liào)在高溫氧化性介質環境中(如(rú)煙道)會被氧化而產生氧化皮,容易脆落。碳鋼處於570℃的高溫氣體中易產生氧化皮而使金屬減薄。故燃氣、煙道等鋼管應限製在560℃下工作。
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