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無(wú)縫鋼管制作高壓氣瓶用的技術(shù)要求

高壓氣瓶、蓄能器屬瓶式高壓容器, 多為鋼質(zhì), 公稱(chēng)工作壓力一般為10～30M Pa(國(guó)際上已達(dá)40MPa) , 廣泛用于工礦企業(yè)和建筑、交通、海洋、航空、醫(yī)療、軍事等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)。鋼質(zhì)氣瓶有焊接和無(wú)縫兩種結(jié)構(gòu), 焊接瓶已逐漸被淘汰。自60年代起, 國(guó)內(nèi)已普遍采用鋼質(zhì)無(wú)縫氣瓶, 其工作壓力一般為12.25～29.40MPa, 是一種可重復(fù)充氣的移動(dòng)式鋼瓶, 用于盛裝性氣體或高壓液化氣體等。

制造高壓氣瓶一般有兩種方法: 一是用無(wú)縫鋼管作坯料, 通過(guò)熱旋壓收口收底成型(稱(chēng)為M 法) ; 二是用方鋼坯通過(guò)沖壓拉伸并收口成型(稱(chēng)為E 法)。至今兩種方法并存,各有所長(zhǎng)。用無(wú)縫鋼管制造高壓氣瓶, 由于具有鋼質(zhì)純凈,組織致密, 外徑、壁厚精度高, 表面質(zhì)量好,尺寸范圍廣, 所制氣瓶容量大, 使用壓力高, 瓶體輕, 生產(chǎn)率高, 成本低等特點(diǎn), 已成為生產(chǎn)高壓氣瓶的主要方法之一。將主要討論高壓氣瓶用無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的一些工藝技術(shù)問(wèn)題。

1、高壓氣瓶用鋼采用無(wú)時(shí)效鎮(zhèn)靜鋼,一般由堿性平爐、電爐、吹氧堿性轉(zhuǎn)爐冶煉,有些鋼種還需經(jīng)電渣重熔或真空冶煉。主要鋼種為優(yōu)質(zhì)錳鋼、鉻鉬鋼或其他合金鋼,優(yōu)質(zhì)碳鋼已很少采用。對(duì)化學(xué)成分的要求是:碳錳鋼C≤0.40%,S≤0.030%,P≤0.035%,S+P≤0.060%;鉻鉬鋼及其他合金鋼C≤0.40%,S≤0.035%,P≤0.030%,S+ P≤0. 055%;其他主要成分也作了相應(yīng)規(guī)定。特殊超高強(qiáng)度級(jí)輕型氣瓶用合金鋼的化學(xué)成分要求:S≤0.010%,P≤0.015%,S+P≤0.020%對(duì)鋼的非金屬夾雜物和低倍組織均有較嚴(yán)格的要求,非金屬夾雜物為:(A+C)類(lèi)≤3.0級(jí),B類(lèi)≤3.0級(jí),之和≤5.5級(jí);低倍組織中不允許有白點(diǎn)、殘余縮孔、離層、夾渣等缺陷。

2、氣瓶是高壓容器, 為保證安全使用, 除要求有相應(yīng)高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度外, 還要求有高的伸長(zhǎng)率和沖擊韌性。一般地區(qū)鋼瓶的使用環(huán)境溫度為- 20～ 60℃, 寒冷地區(qū)的使用環(huán)境溫度為-40～60℃; 前者普遍采用經(jīng)正火或正火+回火處理的碳錳鋼鋼瓶,后者一般采用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鉻鉬鋼或其他合金鋼鋼瓶。按GB5099-94 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 兩類(lèi)鋼經(jīng)熱處理后需分別做-20℃, -50℃ V 型低溫沖擊試驗(yàn)。其沖擊韌性、屈強(qiáng)比、伸長(zhǎng)率應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的規(guī)定值。用作坯料的無(wú)縫鋼管, 其試樣經(jīng)熱處理后的檢驗(yàn)結(jié)果亦應(yīng)達(dá)到此規(guī)定值要求。

3、因氣瓶表面質(zhì)量直接影響到氣瓶使用的安全性和美觀, 故鋼管內(nèi)外表面應(yīng)無(wú)裂紋、折疊、結(jié)疤、離層、軋折、麻坑等缺陷存在; 若有這些缺陷, 則必須清除干凈, 且清除后的壁厚必須大于壁厚的負(fù)偏差, 或設(shè)計(jì)所需最小壁厚值。

為進(jìn)一步保證管體整個(gè)斷面的質(zhì)量, 出廠前的無(wú)縫鋼管, 需按GB 5777 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢查, 其要求根據(jù)GB5099 標(biāo)準(zhǔn), 按GB 8163 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。