高亞龍

（南京中建化工設(shè)備制造有限公司)

Cr-Mo鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)

高亞龍*

（南京中建化工設(shè)備制造有限公司)

介紹了Cr-Mo鋼材的特性，闡述了Cr-Mo鋼制壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)在選材、強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要求以及材料采購說明書編寫等方面應(yīng)注意的問題。

Cr-Mo鋼 材料特性 強(qiáng)度計(jì)算 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 技術(shù)要求 材料采購

0 概述

Cr-Mo鋼是壓力容器常用的鋼種之一，廣泛應(yīng)用于煤化工、化肥、煉油和化工等行業(yè)的各類反應(yīng)器中，特別是應(yīng)用于加氫裝置和重整裝置上的高溫高壓臨氫設(shè)備中。Cr-Mo鋼具有優(yōu)異的抗氫腐蝕性能和良好的高溫強(qiáng)度，是高溫高壓容器殼體和封頭的首選材料。

1 Cr-Mo鋼的主要特性[1]

Cr-Mo鋼材具有很好的抗氫腐蝕性能和耐高溫氧化性能，從而在高溫高壓臨氫環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。但部分Cr-Mo鋼長期在370～595℃溫度范圍內(nèi)操作會(huì)產(chǎn)生沖擊韌性下降、韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高的現(xiàn)象，即所謂的回火脆性，因而易產(chǎn)生裂紋、不易成形等問題。因此，Cr-Mo鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)除了要符合常規(guī)要求外，更需要注意在選材、強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要求及材料采購等方面的特殊要求，以確保Cr-Mo鋼制壓力容器的制造質(zhì)量和安全使用。

1.1 耐熱性

金屬材料抵抗高溫氧化的能力，稱為耐熱性或抗氧化性。耐熱鋼要求鋼材在中、高溫條件下金相組織穩(wěn)定，否則就可能產(chǎn)生石墨化現(xiàn)象，金屬材料的脆性會(huì)急劇增大。此外，耐熱鋼還要求鋼材具有較高的高溫持久強(qiáng)度和蠕變極限。而熱穩(wěn)定性好、含有強(qiáng)碳化物形成元素Cr、Mo、V的Cr-Mo鋼，可提高滲碳體的分解溫度，阻止石墨化的發(fā)生，從而提高鋼材的高溫持久強(qiáng)度和蠕變極限。

1.2 抗氫腐蝕性

在煉化裝置中，有些設(shè)備承受一定的溫度和壓力，并在臨氫介質(zhì)工況下運(yùn)行。因此，當(dāng)容器壁溫高于200℃且氫分壓較高時(shí)，就應(yīng)考慮氫對鋼材的損傷。氫損傷一般表現(xiàn)為鋼材表面或內(nèi)部脫碳以及氫腐蝕開裂。高溫高壓下，氫進(jìn)入金屬內(nèi)部與鋼中一種組分或元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致金屬破壞的現(xiàn)象稱為氫腐蝕。為了防止氫腐蝕，在鋼中加入Cr、Mo以形成穩(wěn)定碳化物，避免或減少甲烷的產(chǎn)生，從而提高抗氫性能。

1.3 回火脆性[2]

回火脆性是指鋼材在某一溫度范圍內(nèi)操作而產(chǎn)生沖擊韌性下降（或韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高）的現(xiàn)象。Cr-Mo鋼回火脆性的特性如下：

（1）Cr-Mo鋼回火脆性發(fā)生在370～595℃的溫度范圍內(nèi)。接近這個(gè)溫度范圍的上限時(shí)，脆化速度高；接近這個(gè)溫度下限時(shí)，脆化速度緩慢。

（2）脆化材料和非脆化材料的差別，僅表現(xiàn)在缺口沖擊韌性和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的不同，而拉伸性能無明顯差別。回火脆化的程度一般可用韌脆轉(zhuǎn)變溫度的升高來表示。

（3）大量實(shí)驗(yàn)表明，在壓力容器常用的Cr-Mo鋼中，含Cr量為2%～3%的Cr-Mo鋼回火脆化傾向最嚴(yán)重。

（4）在P、Sb、Sn、As微量不純元素含量高的情況下，脆化傾向特別顯著，Si和Mn對脆化具有促進(jìn)作用。

2 選材

選材必須考慮設(shè)備的操作條件，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性等。Cr-Mo鋼的選用一般基于下述兩種原因。一是介質(zhì)中不含氫氣，但設(shè)計(jì)溫度高，這時(shí)若選用碳素鋼或其他低合金鋼及高合金鋼，其許用應(yīng)力低，殼體設(shè)計(jì)厚度偏厚。二是介質(zhì)中含有氫氣，這類設(shè)備往往設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力均較高，這時(shí)若選用奧氏體不銹鋼，其許用應(yīng)力低，殼體設(shè)計(jì)厚度很厚，制造難度大且材料費(fèi)用高?；谝陨蟽煞N情況，若選用Cr-Mo鋼，則殼體設(shè)計(jì)厚度減小，設(shè)備總質(zhì)量相應(yīng)減小，可大大減少設(shè)備費(fèi)用。

對于容器中介質(zhì)不含氫氣，但設(shè)計(jì)壓力大或設(shè)計(jì)溫度高的情況，板材一般選用15CrMoR，管材和鍛件一般選用15CrMo。

對于設(shè)計(jì)溫度大于等于200℃的臨氫容器設(shè)備，首先應(yīng)計(jì)算出氫分壓，然后對照API RP941標(biāo)準(zhǔn)中的《鋼在氫環(huán)境中的操作極限》圖表（Nelson曲線）正確選用Cr-Mo鋼材[1]。

3 強(qiáng)度計(jì)算

強(qiáng)度計(jì)算主要包括筒體、封頭、設(shè)備法蘭、筒體端部和平蓋等的強(qiáng)度計(jì)算或校核計(jì)算，以及開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。由于《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《固容規(guī)》）的限制，國內(nèi)使用的壓力容器大多按國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造。因此，若選用國內(nèi)牌號材料，可直接用“SW6-2011過程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算軟件”（以下簡稱為“SW6-2011”）進(jìn)行各受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算或校核計(jì)算，材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力可直接在SW6-2011計(jì)算軟件中生成。若選用國外牌號材料，可根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查出材料的Rm、Rs、ReLt等，并根據(jù)GB 150.1—2011中的表1計(jì)算得出材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力、常溫下的許用應(yīng)力，連同該材料其他參數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度、彈性模量、線性系數(shù)等，將這些參數(shù)輸入SW6-2011計(jì)算軟件中的用戶材料數(shù)據(jù)庫，然后用SW6-2011計(jì)算軟件進(jìn)行各受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算或校核計(jì)算[3]。

強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，注意各受壓元件的焊接接頭系數(shù)可按GB 150.1—2011的規(guī)定選取，一般取1.0。

對于較厚而需熱成形的殼體，在確定其名義厚度時(shí)，應(yīng)考慮成形減薄量，可適當(dāng)增加厚度，以確保熱成形后的厚度大于設(shè)計(jì)厚度。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 焊接接頭

由于Cr-Mo鋼易產(chǎn)生裂紋，所以焊接接頭一般應(yīng)采用全焊透形式；對于標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm≥540 MPa的Cr-Mo鋼，必須采用全截面焊透的對接接頭形式[4]。

4.2 開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)

Cr-Mo鋼制壓力容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用整體補(bǔ)強(qiáng)，即通過增加殼體壁厚或用加強(qiáng)管補(bǔ)強(qiáng)，不得使用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。

對于插入式接管，當(dāng)Cr-Mo鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm≥540 MPa時(shí)，接管內(nèi)徑邊角處應(yīng)倒圓，圓角半徑一般取δnt/4（δnt為接管壁厚）或19 mm兩者中的較小值。

4.3 局部結(jié)構(gòu)

GB 150.4—2011規(guī)定，任意厚度的Cr-Mo鋼，均應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。對于一些不便于焊后熱處理的部件，例如一些高溫?fù)Q熱器，其管板使用Cr-Mo鋼鍛件，而換熱管及與管板焊接的小接管使用不銹鋼，可在管板管頭側(cè)及小接管與管板焊接部位預(yù)先堆焊不銹鋼（分過渡層及耐蝕層），并在堆焊過渡層后進(jìn)行熱處理，管板與換熱管及小接管焊完后就可不再進(jìn)行熱處理了。其他類似的問題也可參考這樣處理。這樣，既解決了Cr-Mo鋼與不銹鋼的焊接問題，又解決了Cr-Mo鋼的焊后熱處理問題。

5 技術(shù)要求

除了一般技術(shù)要求外，Cr-Mo鋼制壓力容器的制造還應(yīng)增加一些附加要求，主要?dú)w納如下。

5.1 材料要求

Cr-Mo鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)對材料有下述一些要求：在設(shè)計(jì)技術(shù)要求中，應(yīng)注明Cr-Mo鋼主材所應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)號，并注明其使用的熱處理狀態(tài)為正火+回火。金相組織中應(yīng)至少含90%以上的貝氏體組織。由于Cr-Mo鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)溫度較高，所以一般還需注明設(shè)計(jì)溫度下的屈服強(qiáng)度ReLt。有特殊要求的，還應(yīng)注明材料在正火+回火熱處理后的力學(xué)性能，如室溫抗拉強(qiáng)度Rm、室溫屈服強(qiáng)度ReL、室溫延伸率A、室溫?cái)嗝媸湛s率Z、常溫或低溫（一般是容器使用環(huán)境溫度低于0℃）夏比（V形缺口）沖擊功值和180°冷彎試驗(yàn)要求等。對于1.25Cr-0.5Mo及2.25Cr-1Mo鋼材料用于高溫臨氫設(shè)備，還須提出材料回火脆化傾向評定（即模擬焊后熱處理及步冷試驗(yàn)）要求。

對于板材厚度大于25 mm的殼體或業(yè)主有附加要求的殼體，應(yīng)注明殼體材料需逐張進(jìn)行超聲檢測，按JB/T 4730—2005規(guī)定的Ⅱ級驗(yàn)收合格。

有特殊要求的，技術(shù)要求中還應(yīng)注明材料化學(xué)成分中的P、S含量及其他微量元素的限制含量。

5.2 無損檢測要求

所有Cr-Mo鋼焊接坡口表面及所有需要堆焊的Cr-Mo鋼表面，焊接前或堆焊前應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測。所有A、B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線檢測，按JB/T 4730—2005規(guī)定的Ⅱ級驗(yàn)收合格。所有C、D類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%磁粉或滲透檢測，按JB/T 4730—2005規(guī)定的Ⅰ級驗(yàn)收合格。如果需要，D類焊接接頭在熱處理前還應(yīng)進(jìn)行100%超聲檢測，水壓試驗(yàn)后再進(jìn)行100%磁粉或滲透檢測，均按JB/T 4730—2005規(guī)定的Ⅰ級驗(yàn)收合格。各設(shè)備附件如保溫支撐、吊耳墊板、支耳（座）墊板等，與殼體的焊接接頭，應(yīng)進(jìn)行100%磁粉檢測，按JB/T 4730—2005規(guī)定的Ⅰ級驗(yàn)收合格。臨時(shí)附件及表面補(bǔ)焊處也應(yīng)進(jìn)行100%磁粉檢測，按JB/T 4730—2005規(guī)定的Ⅰ級驗(yàn)收合格[5]。

5.3 熱處理要求

所有的Cr-Mo鋼制壓力容器均需進(jìn)行焊后熱處理，采用整體熱處理還是分段熱處理應(yīng)根據(jù)設(shè)備的長度來定。對于一些不便于熱處理的部件，可按本文第4.3條的方法處理。

至于制造過程中焊前預(yù)熱及焊后進(jìn)行的中間熱處理，如局部焊后熱處理或消氫處理要求，這屬于制造工藝范疇，技術(shù)要求可不另外注明。

6 材料采購說明書的編寫

對于中國的Cr-Mo鋼材料，目前大多使用的板材為15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R等，標(biāo)準(zhǔn)為GB 713-2014，鍛件標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47008—2010、管材標(biāo)準(zhǔn)GB 9948—2013或GB 6479—2013中所列材料的使用也較普遍。如果在壓力容器設(shè)計(jì)中對這些材料的要求不是很苛刻，這些材料的采購一般不需編寫材料采購說明書，只需提出一些常規(guī)的附加要求（如板材表面的超聲檢測、鍛件級別以及高溫力學(xué)性能）給材料采購部門即可，否則應(yīng)根據(jù)需要增加相應(yīng)的附加要求。

對于國外的Cr-Mo鋼材料，由于使用這些材料的壓力容器對材料的要求較苛刻（主要是1.25Cr-0.5Mo及2.25Cr-1Mo），需要提供完整的材料采購說明書給材料采購部門進(jìn)行材料采購。以下對使用較多的美國ASME材料中1.25Cr-0.5Mo及2.25Cr-1Mo鋼的材料采購說明書編寫要點(diǎn)作一較詳細(xì)的闡述。

6.1 寫明材料所應(yīng)符合的通用標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)當(dāng)寫明材料所應(yīng)符合的通用標(biāo)準(zhǔn)，如板材應(yīng)符合ASME標(biāo)準(zhǔn)SA387/SA387M《壓力容器用鉻-鉬合金鋼板》的要求，鍛件應(yīng)符合SA182/SA182M《高溫用鍛制或軋制合金鋼和不銹鋼公稱管道法蘭、鍛制管配件、閥門和零件》的要求等[6]。有的業(yè)主還有其企業(yè)自己的工程標(biāo)準(zhǔn)，因此采購材料時(shí)還應(yīng)注明材料所需符合的工程標(biāo)準(zhǔn)。

6.2 冶煉方法及晶粒度要求

1.25 Cr-0.5Mo及2.25Cr-1Mo鋼應(yīng)采用由電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉爐精煉、真空脫氣工藝生產(chǎn)的細(xì)晶粒鋼。對于用實(shí)心鋼錠鍛造的鍛件，主截面部分的鍛造比不得小于3.5。

6.3 列出材料所應(yīng)符合的化學(xué)成分表

要列出材料所應(yīng)符合的化學(xué)成分表，包括產(chǎn)品分析和熔煉分析。在設(shè)備制造過程中，材料中的Si、Mn、P、Sn元素經(jīng)多次中間熱處理后會(huì)使材料具有較強(qiáng)的回火脆化傾向，所以應(yīng)對這些元素通過控制材料的回火脆性敏感性系數(shù)J來加以限制。在材料采購說明書中應(yīng)注明J值。

式（1）中各元素符號以質(zhì)量百分含量代入（各標(biāo)準(zhǔn)不同）。

通常P+Sn≤0.012。

Sb、Sn、As屬低熔點(diǎn)金屬，在設(shè)備制造過程中經(jīng)多次中間熱處理后這些元素會(huì)在晶粒間析出，也會(huì)使材料脆化，所以對于這些元素也要通過控制焊縫金屬的回火脆性敏感性系數(shù)X來加以限制。在材料采購說明書中也應(yīng)注明X值。

式（2）中各元素符號以質(zhì)量百分含量代入（各標(biāo)準(zhǔn)不同）。

此外，還應(yīng)限制S含量小于0.010%。

6.4 力學(xué)性能和回火脆化傾向評定[7]

材料采購說明書所列材料的力學(xué)性能要與設(shè)計(jì)技術(shù)要求中的一致。材料采購說明書中應(yīng)注明進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)的試樣的切取位置、試驗(yàn)項(xiàng)目、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)部位和試樣數(shù)量以及試樣熱處理?xiàng)l件，一般采用列表表示。

材料回火脆化傾向評定采用分步冷卻（即SC法，其處理程序如圖1所示）前后轉(zhuǎn)變溫度增加值ΔVTr54（見圖2所示）的方法。該方法可用來衡量鋼材及焊縫金屬脆化傾向的程度，此值越大，意味著脆化傾向越明顯。鋼材使用若干年后，預(yù)計(jì)的轉(zhuǎn)變溫度如式（3）所示，其中x系數(shù)是調(diào)整短期加速脆化和長期等溫脆化之間的差別，y值是鋼材脆化后轉(zhuǎn)變溫度的控制值。

式中VTr54——經(jīng)Min.PWHT后的夏比V沖擊功為54 J時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度，見圖2中曲線A；

ΔVTr54——經(jīng)Min.PWHT+SC（分步冷卻）脆化熱處理后（曲線B）的夏比V沖擊功為54 J時(shí)相應(yīng)曲線A的轉(zhuǎn)變溫度增量，見圖2所示；

Min.PWHT——最小程度熱處理，指設(shè)備在制造過程中可能經(jīng)受的最小程度的焊后熱處理。

圖1 分步冷卻脆化處理程序

圖2 沖擊功與試驗(yàn)溫度的關(guān)系曲線

目前，國內(nèi)外工程公司對2.25Cr-1Mo鋼回火脆化后轉(zhuǎn)變溫度的要求也趨于接近，通常要求VTr54+2.5ΔVTr54≤10℃。

圖2中曲線A、B通常各由八個(gè)試驗(yàn)溫度點(diǎn)組成，一般取-100℃、-80℃、-60℃、-40℃、-30℃、-10℃、0℃和20℃。每一個(gè)試驗(yàn)溫度下各取三個(gè)夏比沖擊試樣，共計(jì)48個(gè)試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。曲線A、B應(yīng)平滑完整，并應(yīng)有上下平臺(tái)值。

模擬焊后熱處理分為可能達(dá)到的最大程度熱處理Max.PWHT和最小程度熱處理Min.PWHT。最大程度熱處理包括奧氏體化和回火，所有高于482℃的中間熱處理，一次制造返修后的焊后熱處理，最終焊后熱處理以及至少一次額外地留給用戶將來使用的焊后熱處理。通常地，1.25Cr-0.5Mo材料定為675±14℃×200-2h，2.25Cr-1Mo材料定為690±5℃×260+2h。最小程度熱處理包括奧氏體化和回火，所有高于482℃的中間熱處理，最終焊后熱處理。通常地，1.25Cr-0.5Mo材料熱處理定為675±14℃× 6 h，2.25Cr-1Mo材料熱處理定為690±5℃×80-2h。6.5無損檢測

材料采購說明書中應(yīng)注明材料的無損檢測方法、標(biāo)準(zhǔn)及合格級別。

6.6 表面質(zhì)量及標(biāo)記

注明板材或管材表面質(zhì)量應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)。

6.7 材料規(guī)格及用量

板材的寬度應(yīng)根據(jù)殼體的總長及卷板機(jī)的能力而定，盡量提高板材的利用率。此外，板材的總量還應(yīng)考慮材料復(fù)驗(yàn)以及設(shè)備在制造過程中進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)所需的用量。

6.8 其他問題

需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，Cr-Mo鋼制壓力容器受壓元件采用國外材料還應(yīng)符合《固容規(guī)》2009修訂版第2.9條的要求。其中材料的技術(shù)要求一般不得低于國內(nèi)相應(yīng)材料的技術(shù)要求，如鋼板的P、S含量（熔煉分析）分別不應(yīng)大于0.030%和0.020%，C含量不應(yīng)大于0.25%等[4]。

應(yīng)該說明的是，Cr-Mo鋼制壓力容器在各方面的要求應(yīng)根據(jù)介質(zhì)特性及所選材料的不同而不同，不能千篇一律，否則會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。

7 結(jié)束語

（1）Cr-Mo鋼制壓力容器的選材應(yīng)根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性等選用，對于高溫臨氫容器設(shè)備，應(yīng)對照API的Nelson曲線正確選用Cr-Mo鋼材。

（2）Cr-Mo鋼制壓力容器應(yīng)按GB 150.1的規(guī)定確定Cr-Mo鋼材料的許用應(yīng)力及焊接接頭系數(shù)。

（3）Cr-Mo鋼制壓力容器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意與其他材料的不同點(diǎn)。

（4）Cr-Mo鋼制壓力容器在材料、無損檢測及熱處理等方面有附加要求。

（5）Cr-Mo鋼制壓力容器材料的材料采購說明書應(yīng)根據(jù)材料類別合理地提出附加要求。

[1]葉文邦，黃正林，曹文輝.壓力容器設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊[M].北京：全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心，2012.

[2]李世玉.壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程[M].北京：新華出版社，2005.

[3]中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 150.1～GB 150.4—2011壓力容器[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSG R0004—2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：新華出版社，2010.

[5]中國石化集團(tuán)洛陽石化工程公司.鉻鉬鋼壓力容器制造及驗(yàn)收工程技術(shù)條件[S].2011版.洛陽：中國石化集團(tuán)洛陽石化工程公司，2011.

[6]ASME鍋爐及壓力容器委員會(huì).ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范：第Ⅱ卷A篇鐵基材料[S].2013版.北京：中國石化出版社，2013.

[7]李平瑾，徐道榮.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)及焊工問答[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

上海石化碳纖維齒輪工業(yè)化試用獲成功

2016年3月，上海石化使用自產(chǎn)碳纖維制成的復(fù)合材料齒輪，在該公司腈綸南裝置完成了為期一年的工業(yè)化應(yīng)用試用。試用結(jié)果顯示，該齒輪性能優(yōu)異，在綠色環(huán)保、節(jié)能減排、循環(huán)使用等方面都有著出色的表現(xiàn)。

參與此次試用任務(wù)的碳纖維齒輪共有5組10個(gè)，均由上海石化自產(chǎn)碳纖維經(jīng)注塑、模壓成型后制成，具有高強(qiáng)度、高精度、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。這些碳纖維齒輪大小不一，從“克”級直徑為3.5 cm，到“公斤”級直徑達(dá)20 cm。

據(jù)介紹，碳纖維復(fù)合材料齒輪具有自潤性，使用過程中無需加入潤滑油，因此腈綸南裝置可減少污水量近萬噸，大幅削減COD(化學(xué)需氧量)排放。同時(shí)，碳纖維比重不及鑄鐵的六分之一，制作的齒輪代替鑄鐵齒輪，可有效減少設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷，促進(jìn)節(jié)能。此外，使用碳纖維制成的碳尼齒輪，使用期間磨損產(chǎn)生的粉末，回收后經(jīng)過處理，還可作為原材料繼續(xù)制作齒輪，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，減少固廢產(chǎn)生。據(jù)了解，碳纖維復(fù)合材料齒輪憑借其誘人的潛能，已經(jīng)吸引了風(fēng)力發(fā)電、化工等齒輪應(yīng)用行業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注，許多企業(yè)、裝置也有意全面投用碳纖維復(fù)合材料齒輪，并為碳醚等復(fù)合材料齒輪的應(yīng)用打基礎(chǔ)，進(jìn)一步推進(jìn)碳纖維的后加工應(yīng)用技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。上海石化通過一年的工業(yè)化試用，也為接下來的推廣使用積累了豐富的理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。（求實(shí)）

Design of Cr-Mo Steel Pressure Vessel

Gao Yalong

The characteristics of the Cr-Mo steel are introduced,meanwhile,the material selection,the strength calculation,the structure design,the technical requirements as well as the preparation of material purchasing specification during the design of the Cr-Mo steel pressure vessel are elaborated.

Cr-Mo steel;Material characteristics;Strength calculation;Structure design;Technical requirement;Material purchasing

TQ 050.2

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.08.011

2015-12-15)

*高亞龍，男，1976年生，工程師。南京市，210023。