压力容器设计过程中选材主要遵循哪些原则?

决定压力容器安全性的内在因素是结构和材料性能，外在因素是载荷、时间和环境条件。材料是构成设备的物质基础。材料性能对压力容器运行的安全性有非常显著的影响。合理选材是压力容器设计的基本任务之一。为使压力容器在寿命周期内安全可靠地运行，设计师不但要了解原材料的性能，而且要了解制造工艺、使用环境和时间对材料性能的影响规律。影响材料性能的因素众多，合理选材更依赖于定性分析和经验积累。压力容器材料费用占总成本的比例很大，- -般超过30%。选材不当，不仅会增加总成本，而且有可能导致压力容器破坏事故。过程生产的多样性和过程设备的多功能性，给选材带来了一定的复杂性;制造科学所具有的半科学半经验(技艺)性质给选材带来了难度;材料在过程设备设计、制造、检验各环节处于比较落后的状态。合理的选材是压力容器设计的难点和重点之一。

选材主要有以下几项原则。

①设备的使用及操作条件，例如温度、压力、介质特性和工作特点等。

②材料的力学性能，压力容器用钢尤其是承压组件用钢要求具有较大的塑性储备和较高的韧性。

③材料的焊接及冷热加工性能。

④设备结构及制造工艺。

⑤材料的来源，采购周期及经济合理性等;优先选用压力容器规范推荐的材料及国内材料标准中已有的材料，尽量采用国产材料。

⑥同一工程设计中尽量注意用材的统一性。

在满足以，上前提下，通常认为以下的规定是经济合理的。

①所需钢板厚度小于8㎜时，在碳素钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳素钢板(多层容器用材除外)一HG/T 20581(P52)5. 0.2。

②在刚度或结构设计为主的场合，宜选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235A、Q235B、 Q235C、 Q245R、 Q345R等钢板，受压元件依次选用Q235B、 Q235C、 Q245R、 Q345R等钢板一HG/T 20581(P52)5. 0.2。

③所需不锈钢厚大于12㎜时，应采用衬里、复合、堆焊等结构形式——HG/T 20581(P52)5. 0. 2。

④不锈钢应尽量不用作设计温度小于或等于500°C的耐热用钢——HG/T 20581(P52)5. 0.2。

⑤珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于或等于350°C的耐热用钢。在应使用珠光体耐热钢作耐热或抗氢用途时，应尽量减少、合并钢材的品种、规格——HG/T 20581(P52)5. 0.2。

以下钢材的选用原则是设计的指导准则，通常应按下列条件选用。

①碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件、承压

钢管、非受压组件以及其他由刚性或结构因素决定壁厚的场合——HG/T 20581(P52)5.0.3。

②低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大(≥8㎜)的受压容器 ——HG/T 20581(P52)5.0.3。

③珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度为350~575°C的压力容器用耐热钢——HG/T 20581(P52)5.0. 3。

④不锈钢用于介质腐蚀性较强环境、防铁离子污染或设计温度大于500°C或设计温度小于一70°C的耐热或低温用钢一HG/T 20581(P52)5. 0.3。

⑤不含钛、铌稳定化元素且含碳量大于0.03%的奥氏体不锈钢需经焊接或400°C以上热加工时，不应使用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境——HG/T 20581(P52)5. 0.3。