為了滿足低溫反應要求,精餾塔所用的鋼材質量要符合條件,不同的溫度條件下對應的鋼材應該是有區別的。如果是-40℃以上溫度,那精餾塔只要用低碳碳錳鋼可以了;若是反應溫度在-40~-196℃時,多用中鎳鋼、鉻鎳奧氏體鋼;更低的情況下要求采用多用鉻鎳奧氏體鋼。
由于鋼材在低溫下的主要失效形式是脆性斷裂,所以用于制作精餾塔的鋼材在入廠后必須經過嚴格的檢驗,從而在源頭上精餾塔的質量。至于檢驗的內容,主要包括了材料的化學成分、常溫機械性能、低溫沖擊值以及鋼材超聲波檢測等。
所以說,建立嚴格的低溫鋼材料的發放、回收以及現場管理制度,對于精餾塔制造來講是重要的質量手段。特別在制造現場,由于低溫鋼材與普通鋼材容易混淆,如不嚴加管理會留下很大的事故隱患。
精餾塔低溫下的破壞除鋼材本身質量因素外,制造及安裝缺陷造成的內部應力集中也是引起低溫脆性斷裂的一個重要原因。特別在低溫下,應力集中處較大的峰值應力與設備總體薄膜應力和彎曲應力相疊加,使低溫壓力容器在局部達到很高的應力水平,而低溫下鋼材的塑性變形能力下降,自限性條件消失,從而引起鋼材突然的脆性斷裂。
此外,精餾塔制造過程中,鋼材冷態下加工變形率過大時,會出現強度和硬度增大,而塑性和韌性降低,脆性轉變溫度升高的冷作硬化現象,如不加以消除則會增加低溫脆性破壞的危險,所以必須采取措施降低內部應力水平和冷作硬化現象。
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