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具有良好低温韧性的大型丙烷储罐用钢研制

2021-06-25陈凯力王金光陆戴丁

材料与冶金学报 2021年2期

陈凯力,王金光,陆戴丁

(1.中国石化工程建设有限公司,北京 100101;2.合肥通用机械研究院有限公司,合肥 230031)

丙烯是仅次于乙烯的重要石化原料.近年来,国内丙烯生产原料需求量大增.丙烷脱氢制丙烯(简称PDH)是一种以丙烷替代各种馏分油为原料集中生产丙烯的新型工艺[1-2].液化丙烷通过低温常压型运输船运抵接收站后,进入丙烷低温罐中,为PDH装置提供原料.建造大型低温丙烷储罐(容积在1.0×105~1.2×105m3)成为近年来沿海石化项目的重要需求之一[3].

为建造大型储罐,选择强度级别高的钢材是设计人员的首要考虑,但对于传统结构材料,随着强度的升高,其韧性也会随之降低[4-5].丙烷通常为气态,常压下沸点为-42.09 ℃,因此液态丙烷储罐用钢板需要长期在低温下服役.当介质温度较低时,如忽略了材料的韧性指标,材料断裂韧性被破坏的概率将增加[6].同时,成形和焊接过程中产生的应力集中及残余应力会促使裂纹的进一步扩展,最终造成脆性断裂[7-8].由此可见,丙烷储罐用钢板在低温下应具有足够的强度和韧性,同时具备稳定的工艺性能和可靠的焊接性[9-10].

本文对照欧标EN 10028-4:2017进行了13MnNi6-3钢板的设计和试制,分析了所试制钢板的力学性能及焊接接头性能,证明了所试制13MnNi6-3钢板在-60 ℃时具有良好的强度和低温韧性,能够满足大型低温丙烷罐的制造和焊接要求.

1 试验方法

1.1 化学成分与生产工艺

相较于其他正火或正火加回火类的容器用钢板,13MnNi6-3钢除了要满足《压力容器用钢板……

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