15MnNiNbDR+鋼制2000m3低溫乙烯球罐C Si Mn P S Ni Nb ALs Ce≤0.180.15～0.501.20～1.60≤0.020≤0.0100.5～0.70.015～0.040≥0.015≤0.44注:1)為了改善鋼的性能,可以添加其他微量元素;2)Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)。表215MnNiNbDR鋼板化學(xué)成分(熔煉分析)(wt%)隨著大型石油化工建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展,盛裝低溫介質(zhì)的球形壓力容器越來(lái)越多,而低溫球罐從設(shè)計(jì)、選材到制造、安裝、驗(yàn)收方面都比常溫球罐的要求更為嚴(yán)格。GB3531《低溫壓力容器用低合金鋼板》中,16MnDR、15MnNiDR的低溫沖擊韌性技術(shù)要求分別為-40℃Akv≥24J、-45℃Akv≥27J。為滿足國(guó)內(nèi)大型石油化工乙烯球罐更低溫度的建造需求,部分鋼廠在大大提高鋼的冶金質(zhì)量基礎(chǔ)上,添加GB3531所允許的微量V、Nb、Ni等元素,既提高現(xiàn)有低溫壓力容器用鋼的強(qiáng)度,又提高了韌性,成功研制了高性能15MnNiNbDR(-50℃低溫沖擊A KV≥60J,σb≥530MPa)鋼板
高韌性-50℃低溫壓力容器用15MnNiNbDR鋼及工程應(yīng)用
本項(xiàng)目屬于金屬材料加工制造工藝領(lǐng)域。低溫壓力容器用鋼向高韌性、高強(qiáng)度方向發(fā)展，現(xiàn)行低溫壓力容器用鋼標(biāo)準(zhǔn)GB3531中的鋼種并不能完全適應(yīng)市場(chǎng)需求。為了滿足市場(chǎng)對(duì)高韌性（-50℃）、高強(qiáng)度（Rm≥530）低溫壓力容器用鋼的需求，研制開(kāi)發(fā)了15MnNiNbDR鋼。 項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)：1）采用KR脫硫、頂?shù)讖?fù)合吹煉、RH真空處理和連鑄全過(guò)程保護(hù)澆注等先進(jìn)冶煉工藝，充分降低鋼中S、P含量和氣體夾雜，提高鋼質(zhì)的純凈度；2）降低C含量，添加合金元素Ni、Nb，利用鋼中強(qiáng)碳化物形成元素Nb的碳氮化物第二相質(zhì)點(diǎn)的彌散分布，細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度、低溫韌性和焊接性；3）采用恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，得到穩(wěn)定的鐵素體+珠光體組織，鋼板經(jīng)熱加工、焊接、SR處理等加工后組織保持穩(wěn)定；4）同步研發(fā)了鋼板工程應(yīng)用所需的焊材、鍛件等配套材料，實(shí)現(xiàn)了低溫球罐工程材料、制造、安裝的國(guó)產(chǎn)化。 15MnNiNbDR鋼主要技術(shù)條件要求為-50℃KV2≥60J，Rm≥530MPa，具有高韌性和高強(qiáng)度的特點(diǎn)。與該鋼配套的焊材、鍛件均具有優(yōu)良的低溫韌性。 15MnNiNbDR鋼系國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了GB 3531《低溫壓力容器用低合金鋼板》中-40~-70℃之間用鋼的空白，適用于制造低溫壓力容器，特別是低溫球形儲(chǔ)罐和高參數(shù)低溫圓筒形容器。本項(xiàng)目共形成發(fā)明專利3項(xiàng)，技術(shù)訣竅4項(xiàng)。2010年6月，湖北省科技廳組織該項(xiàng)目成果鑒定會(huì)，鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，15MnNiNbDR鋼的實(shí)物性能達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。 該鋼于2005年通過(guò)了行業(yè)主管部門評(píng)審并獲得了生產(chǎn)許可證，河南博正鋼鐵集團(tuán)已成功供應(yīng)茂名石化、九江石化、華錦乙烯和天津乙烯四大工程項(xiàng)目共16臺(tái)2000m3低溫球罐的建造，成為我國(guó)-50℃級(jí)低溫球罐的首選鋼種，在近年立項(xiàng)投產(chǎn)的-50℃低溫乙烯工程中市場(chǎng)占有率達(dá)100%。
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