發(fā)布時間：2017-05-05 18:10

  本文關鍵詞：基于受火損傷模式的石油化工設備鋁、銅部件合于使用評定技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石化承壓設備遭受火災后,可能會發(fā)生局部或整體的變形,材料力學性能也會發(fā)生退化,但并不一定意味著失去繼續(xù)服役的能力。因此有必要對其安全可靠性進行評價。本研究根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗,并參考美國石油學會API 579《合于使用》中火災后的評定方法,對受火后石油化工設備3A21鋁合金、紫銅進行不同熱暴露溫度、保溫時間和冷卻速率的熱處理來模擬火災發(fā)生時的受火過程,并對其力學性能與微觀組織進行評定,總結出一套能及時、準確和迅速的有效評價方法。結果表明:3A21鋁合金的受火溫度低于510℃時,冷卻方式對沖擊韌性影響較大,沖擊吸收功在204℃空冷條件下升高65%,427℃水冷條件下升高57%;受火溫度低于510℃時力學性能隨受火溫度升高略有降低,受火溫度達到657℃時,抗拉強度降低30%,屈服強度降低45%;空冷時硬度降低37%,水冷時降低28%。受火溫度在510℃以下時冷卻方式對沖擊韌性影響較大,溫度高于510℃時材料的沖擊韌性變化在空冷和水冷條件下基本一致;受火溫度高于510℃后發(fā)生再結晶、硬質相顆粒部分溶解與在晶界處再析出以及晶粒粗化現(xiàn)象,導致力學性能下降。510℃為3A21鋁合金的臨界溫度,硬度的臨界值為38HB,晶粒組織變的粗大、第二相出現(xiàn)溶解。紫銅在空冷時抗拉強度降低到217Mpa下降15%,硬度降低到67HB下降13%,伸長率達到62%增加72%,斷面收縮率達到83%基本維持不變;水冷時抗拉強度降低到223Mpa降低13%左右,硬度降低到69HB下降10%,伸長率達到60%增加67%,斷面收縮率達到83%基本維持不變;在621℃受火后的紫銅發(fā)生再結晶晶粒長大,晶粒變的粗大;出現(xiàn)尺寸較大、較深的韌窩。受火溫度低于621℃,紫銅的力學性能基本維持不變。621℃為紫銅的臨界溫度,臨界硬度值為67HB,再結晶晶粒長大組織粗大�；贏PI579《適用性評價》通過與受火模擬3A21鋁合金、紫銅表面顏色、硬度的參考判斷出元件所處的受火帶快速地作出評價,實現(xiàn)對過火承壓設備的損傷嚴重程度的快速篩查目的,根據(jù)模擬受火的力學性能的變化來作為參考,以此計算材料最大允許工作壓力(MAWP),使評定結果更符合過火承壓設備的實際條件。
【關鍵詞】：3A21鋁合金 紫銅 受火模擬處理 力學性能 微觀組織 合于使用評定
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146;TE65
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 鋁合金在石化行業(yè)的應用17-20
• 1.3.1 鋁錳系鋁合金研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 鋁錳系鋁合金應用現(xiàn)狀19-20
• 1.3.3 3A21鋁合金研究現(xiàn)狀20
• 1.4 銅合金在石化行業(yè)的應用20-22
• 1.4.1 紫銅研究現(xiàn)狀21
• 1.4.2 紫銅應用現(xiàn)狀21-22
• 1.5 課題研究目的及意義22
• 1.6 本課題研究內(nèi)容22-24
• 1.6.1 主要研究內(nèi)容22-23
• 1.6.2 實驗工藝技術路線23-24
• 第2章 實驗方案設計24-28
• 2.1 試驗材料及實驗方案24
• 2.2 試樣的制備24-26
• 2.2.1 拉伸試驗25
• 2.2.2 沖擊試驗25-26
• 2.2.3 硬度試驗26
• 2.3 顯微組織的觀察26-28
• 2.3.1 金相組織的觀察26
• 2.3.2 掃描電鏡及能譜分析26
• 2.3.3 X射線衍射26-28
• 第3章 3A21鋁合金受火后性能及組織的變化28-55
• 3.1 受火后力學性能的變化28-36
• 3.1.1 受火溫度對拉伸性能的影響28-31
• 3.1.2 保溫時間對拉伸性能的影響31-35
• 3.1.3 冷卻方式對拉伸性能的影響35-36
• 3.2 受火后沖擊韌性的變化36-39
• 3.2.1 受火溫度對沖擊韌性的影響36-37
• 3.2.2 保溫時間對沖擊韌性的影響37-38
• 3.2.3 冷卻方式對沖擊韌性的影響38-39
• 3.3 受火后布氏硬度的變化39-41
• 3.3.1 受火溫度對布氏硬度的影響39-40
• 3.3.2 保溫時間對布氏硬度的影響40-41
• 3.3.3 冷卻方式對布氏硬度的影響41
• 3.4 受火后 3A21鋁合金組織的變化41-46
• 3.4.1 不同受火溫度下拉伸斷口形貌41-43
• 3.4.2 不同保溫時間下拉伸斷口形貌43-45
• 3.4.3 不同冷卻方式下拉伸斷口形貌45-46
• 3.5 受火后沖擊斷口形貌46-50
• 3.5.1 不同溫度下沖擊斷口形貌46-48
• 3.5.2 不同保溫時間下的沖擊斷口形貌48-49
• 3.5.3 不同冷卻方式下的沖擊斷口形貌49-50
• 3.6 顯微組織的變化50-54
• 3.6.1 金相組織的變化50-51
• 3.6.2 SEM形貌51-53
• 3.6.3 XRD分析53-54
• 3.7 小結54-55
• 第4章 紫銅受火后性能及組織的變化55-74
• 4.1 受火后力學性能的變化55-61
• 4.1.1 受火溫度對拉伸性能的影響55-57
• 4.1.2 保溫時間對拉伸性能的影響57-60
• 4.1.3 冷卻方式對拉伸性能的影響60-61
• 4.2 受火后沖擊韌性的變化61-63
• 4.2.1 受火溫度對沖擊韌性的影響61-62
• 4.2.2 保溫時間對沖擊韌性的影響62
• 4.2.3 冷卻方式對沖擊韌性的影響62-63
• 4.3 受火后布氏硬度的變化63-65
• 4.3.1 受火溫度對布氏硬度的影響63-64
• 4.3.2 保溫時間對布氏硬度的影響64-65
• 4.3.3 冷卻方式對布氏硬度的影響65
• 4.4 受火后紫銅組織的變化65-68
• 4.4.1 不同受火溫度下拉伸斷口形貌65-66
• 4.4.2 不同保溫時間下拉伸斷口形貌66-68
• 4.4.3 不同冷卻方式下拉伸斷口形貌68
• 4.5 受火后沖擊斷口形貌68-71
• 4.5.1 不同溫度下沖擊斷口形貌68-70
• 4.5.2 不同保溫時間下的沖擊斷口形貌70-71
• 4.5.3 不同冷卻方式下的沖擊斷口形貌71
• 4.6 受火后紫銅微觀組織的變化71-72
• 4.7 小結72-74
• 第5章 受火后 3A21鋁合金、紫銅合于使用的評定研究74-85
• 5.1 合于使用評定研究背景74
• 5.2 評定所需測定的數(shù)據(jù)74-75
• 5.3 評定方法75-77
• 5.3.1 水平1評價77
• 5.3.2 水平2評價77
• 5.3.3 水平3評價77
• 5.4 3A21鋁合金、紫銅受火后的評定77-84
• 5.4.1 3A21鋁合金表面顏色的變化77-79
• 5.4.2 紫銅表面顏色的變化79-80
• 5.4.3 力學性能的損失80
• 5.4.4 顯微組織的變化80-81
• 5.4.5 評定過程81-84
• 5.5 小結84-85
• 結論85-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-91
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄91

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本文編號：346831