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低温环境下的钢材选择及CVN值确定方法

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在该温度下的CVN值应根据零件的应力水平、应力状态及钢的强度水平确定,也可以用断裂力学方法计算。某些油田设备即使静置状态,部分零部件也要承载,因此应对这部分零部件用钢规定在极限环境温度下的CVN≥27J。日本的N-TUF50和RIVERACE60L也属此类;③镍系低温钢:美国1932年发明了在-46℃使用的2.5%Ni钢,随后又发明了-101℃使用的3.5%Ni钢,1944年美国国际镍公司研制了可使用到-196℃的9%Ni钢,逐渐形成了2.5%Ni、3.5%Ni、5%Ni、9%Ni低温Ni钢系列;④奥氏体不锈钢。

低温环境下的钢材选择及CVN值确定方法

APISPEC8C规定,常规钻机的最低工作温度为-18℃。因此,常规钻机用钢(特别是提升设备用钢)的FATT必须低于-18℃。一般钢铁材料是容易达到的。工作温度低于-18℃的油田设备(特别是钻机提升设备),应规定严格的低温韧性要求。国外一般规定钢的FATT低于“工作温度-10℃”。在该温度下的CVN值应根据零件的应力水平、应力状态及钢的强度水平确定,也可以用断裂力学方法计算。某些油田设备即使静置状态,部分零部件也要承载,因此应对这部分零部件用钢规定在极限环境温度下(北疆地区为-49.8℃)的CVN≥27J。改进低合金钢低温韧性的措施:①提高钢的纯净度(特别要降低S、P);②细化晶粒;③降低碳含量;④添加Ni等。

低温钢大致可分为四类:①低碳铝镇静钢:如16MnDR、16MnNiDR、09MnNiDR等。美国的ASME A202、日本的SLA235也属此类;②低温高强度钢:我国研制的DG50(0.09~0.15C、1.00~1.4Mn、≤0.60Ni、≤0.30Cr、≤0.30Mo、0.06V,σs≥490MPa、610≤σb≤755MPa,-46℃时CVN≥47J)。日本的N-TUF50和RIVERACE60L也属此类;③镍系低温钢:美国1932年发明了在-46℃使用的2.5%Ni钢,随后又发明了-101℃使用的3.5%Ni钢,1944年美国国际镍公司研制了可使用到-196℃的9%Ni钢,逐渐形成了2.5%Ni、3.5%Ni、5%Ni、9%Ni低温Ni钢系列;④奥氏体不锈钢。(www.xing528.com)

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