无缝钢管制作高压气瓶的技术要求

无缝钢管制作高压气瓶用的技术要求

高压气瓶、蓄能器属瓶式高压容器, 多为钢质, 公称工作压力一般为10～30M Pa(国际上已达40MPa) , 广泛用于工矿企业和建筑、交通、海洋、航空、医疗、军事等国民经济各部门。钢质气瓶有焊接和无缝两种结构, 焊接瓶已逐渐被淘汰。自60年代起, 国内已普遍采用钢质无缝气瓶, 其工作压力一般为12.25～29.40MPa, 是一种可重复充气的移动式钢瓶, 用于盛装永久性气体或高压液化气体等。

制造高压气瓶一般有两种方法: 一是用无缝钢管作坯料, 通过热旋压收口收底成型(称为M 法) ; 二是用方钢坯通过冲压拉伸并收口成型(称为E 法)。至今两种方法并存,各有所长。用无缝钢管制造高压气瓶, 由于具有钢质纯净,组织致密, 外径、壁厚精度高, 表面质量好,尺寸范围广, 所制气瓶容量大, 使用压力高, 瓶体轻, 生产率高, 成本低等特点, 已成为生产高压气瓶的主要方法之一。将主要讨论高压气瓶用无缝钢管生产的一些工艺技术问题。

1、高压气瓶用钢采用无时效镇静钢,一般由碱性平炉、电炉、吹氧碱性转炉冶炼,有些钢种还需经电渣重熔或真空冶炼。主要钢种为优质锰钢、铬钼钢或其他合金钢,优质碳钢已很少采用。对化学成分的要求是:碳锰钢C≤0.40%,S≤0.030%,P≤0.035%,S+P≤0.060%;铬钼钢及其他合金钢C≤0.40%,S≤0.035%,P≤0.030%,S+ P≤0. 055%;其他主要成分也作了相应规定。特殊超高强度级轻型气瓶用合金钢的化学成分要求:S≤0.010%,P≤0.015%,S+P≤0.020%对钢的非金属夹杂物和低倍组织均有较严格的要求,非金属夹杂物为:(A+C)类≤3.0级,B类≤3.0级,之和≤5.5级;低倍组织中不允许有白点、残余缩孔、离层、夹渣等缺陷。

2、气瓶是高压容器, 为保证安全使用, 除要求有相应高的抗拉强度、屈服强度外, 还要求有高的伸长率和冲击韧性。一般地区钢瓶的使用环境温度为- 20～ 60℃, 寒冷地区的使用环境温度为-40～60℃; 前者普遍采用经正火或正火+回火处理的碳锰钢钢瓶,后者一般采用经调质处理的铬钼钢或其他合金钢钢瓶。按GB5099-94 标准规定, 两类钢经热处理后需分别做-20℃, -50℃ V 型低温冲击试验。其冲击韧性、屈强比、伸长率应达到相应的规定值。用作坯料的无缝钢管, 其试样经热处理后的检验结果亦应达到此规定值要求。

3、因气瓶表面质量直接影响到气瓶使用的安全性和美观, 故钢管内外表面应无裂纹、折叠、结疤、离层、轧折、麻坑等缺陷存在; 若有这些缺陷, 则必须清除干净, 且清除后的壁厚必须大于壁厚的负偏差, 或设计所需最小壁厚值。

为进一步保证管体整个断面的质量, 出厂前的无缝钢管, 需按GB 5777 标准进行超声波探伤检查, 其要求根据GB5099 标准, 按GB 8163 标准执行。