20MnMo大型壓力容器筒體的生產(chǎn)與檢驗(yàn)

■山西天寶集團(tuán)有限公司 閆鵬程

20MnMo大型壓力容器筒體的生產(chǎn)與檢驗(yàn)

■山西天寶集團(tuán)有限公司 閆鵬程

摘要：隨著國(guó)家能源項(xiàng)目與石化設(shè)備的大型化、國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展，大型壓力容器鍛造越來越多，就20MnMo大型壓力容器筒體的生產(chǎn)與檢驗(yàn)所遇到的問題和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行討論。

20MnMo鋼作為一種在壓力容器中廣泛使用的低合金鋼，主要用于壓力容器封頭、管板、筒體等大中型鍛件。使用在溫度為－40～470℃的壓力容器重要部件中。

1. 生產(chǎn)過程

（1）下料 鍛件尺寸為

1460mm×1300mm×655mm筒形鍛件。產(chǎn)品要求按照NB/ T47008—2010《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》Ⅳ級(jí)鍛件要求交貨。故下料采用3.5t錠型鋼錠下料，化學(xué)成分必須符合NB/ T47008—2010《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》規(guī)定。用島津PDA-7000直讀光譜儀檢測(cè)后，具體數(shù)值如表1所示。

（2）鍛造 鋼錠經(jīng)天然氣室式爐加熱到鍛造溫度，該材料始鍛溫度為1200～1220℃。并在650℃均溫一段時(shí)間，防止鋼錠內(nèi)外溫度不一致。終鍛溫度800℃。用36MN鍛造油壓機(jī)進(jìn)行鍛造。采用鐓粗、沖孔、芯棒拔長(zhǎng)等鍛造工藝。鍛造出毛坯（見圖1）。筒體鍛造流程：下料→鐓粗→沖孔→芯棒拔長(zhǎng)→成形。

（3）熱處理經(jīng)機(jī)加工車間粗車到有效厚度為110mm熱處理尺寸后，在320kW臺(tái)車式電爐中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理采用880℃保溫3h水淬，水淬時(shí)使工件上下竄動(dòng)以促進(jìn)工件快速冷卻，這樣可以盡量生成板條狀馬氏體，為以后回火打好基礎(chǔ)。并采用硬度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)硬度值，工件90°方向硬度值為226HBW、240HBW，如果條件允許也可檢測(cè)淬火后金相組織。合格后及時(shí)進(jìn)行回火處理，不然會(huì)產(chǎn)生不利應(yīng)力影響。回火采用580℃保溫4.5h出爐空冷（見圖2）。

2. 檢測(cè)

熱處理后按照NB/T47008-2010規(guī)定進(jìn)行取樣（見圖3），送理化檢測(cè)中心進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)檢測(cè)。具體檢測(cè)結(jié)果如表2所示。金相組織如圖4所示。

圖1　筒體鍛造過程

表1　20MnMo化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）　（%）

圖2　調(diào)質(zhì)工藝曲線

圖3　NB/T47008-2010取樣規(guī)定

圖4

表2　20MnMo鍛件性能

3. 結(jié)語

此大型筒體鍛件，首先使用足夠的鍛造比鍛透，并在開坯階段進(jìn)行鐓粗，保證鍛件各向均勻性。特別是橫向性能和組織得到一定提高，避免鍛件各向異性。

在熱處理中注意加熱爐的均溫性，要保證足夠加熱溫度和在奧氏體化狀態(tài)下足夠保溫時(shí)間，以便使內(nèi)部組織完全奧氏體化，不至于在淬火后殘留大量的未溶鐵素體，導(dǎo)致性能下降。在淬火時(shí)要注意工件表面的蒸汽膜要快速破裂，從而使溫度快速下降，躲過等溫轉(zhuǎn)變圖的鼻尖，使奧氏體快速地轉(zhuǎn)變成板條狀馬氏體。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家能源局. NB/T47008-2010《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》[S]. 北京：新華出版社，2010.

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[3]太原鋼鐵公司. GB/T13299—1991《鋼鐵顯微組織評(píng)定方法》[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991.

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