20MnMo大型壓力容器筒體的生產與檢驗

■山西天寶集團有限公司 閆鵬程

20MnMo大型壓力容器筒體的生產與檢驗

■山西天寶集團有限公司 閆鵬程

摘要：隨著國家能源項目與石化設備的大型化、國產化的發展，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與檢驗所遇到的問題和生產經驗進行討論。

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. 生產過程

（1）下料 鍛件尺寸為

1460mm×1300mm×655mm筒形鍛件。產品要求按照NB/ T47008—2010《承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件》Ⅳ級鍛件要求交貨。故下料采用3.5t錠型鋼錠下料，化學成分必須符合NB/ T47008—2010《承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件》規定。用島津PDA-7000直讀光譜儀檢測后，具體數值如表1所示。

（2）鍛造 鋼錠經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℃均溫一段時間，防止鋼錠內外溫度不一致。終鍛溫度800℃。用36MN鍛造油壓機進行鍛造。采用鐓粗、沖孔、芯棒拔長等鍛造工藝。鍛造出毛坯（見圖1）。筒體鍛造流程：下料→鐓粗→沖孔→芯棒拔長→成形。

（3）熱處理經機加工車間粗車到有效厚度為110mm熱處理尺寸后，在320kW臺車式電爐中進行調質處理。調質處理采用880℃保溫3h水淬，水淬時使工件上下竄動以促進工件快速冷卻，這樣可以盡量生成板條狀馬氏體，為以后回火打好基礎。并采用硬度計現場檢測硬度值，工件90°方向硬度值為226HBW、240HBW，如果條件允許也可檢測淬火后金相組織。合格后及時進行回火處理，不然會產生不利應力影響。回火采用580℃保溫4.5h出爐空冷（見圖2）。

2. 檢測

熱處理后按照NB/T47008-2010規定進行取樣（見圖3），送理化檢測中心進行標準要求的各項性能指標檢測。具體檢測結果如表2所示。金相組織如圖4所示。

圖1　筒體鍛造過程

表1　20MnMo化學成分（質量分數）　（%）

圖2　調質工藝曲線

圖3　NB/T47008-2010取樣規定

圖4

表2　20MnMo鍛件性能

3. 結語

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下足夠保溫時間，以便使內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，導致性能下降。在淬火時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，躲過等溫轉變圖的鼻尖，使奧氏體快速地轉變成板條狀馬氏體。

參考文獻：

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

[2]撫順特殊鋼(集團)有限責任公司. GB/T6394—2002《金屬平均晶粒度測定方法》[S].北京：中國標準出版社，2002.

[3]太原鋼鐵公司. GB/T13299—1991《鋼鐵顯微組織評定方法》[S]. 北京：中國標準出版社，1991.

[4]國家標準化委員會.G B/ T228.1—2010《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》北京：中國標準出版社，2010.

20150306