尿素合成塔用15MnVR板的斷裂與疲勞性能研究.pdf

1、尿素合成塔是尿素合成裝置的關鍵設備。但是焊接殘余應力、制造缺陷、應力腐蝕等因素的存在致使尿塔層板開裂，嚴重的甚至導致爆破事故。尿塔無疑成了一個存在嚴重安全隱患的設備。為杜絕事故再次發(fā)生，對尿塔材料行為的測試研究十分必要。 作者從山東嶧山某報廢尿塔取樣，進行了層板材料15MnVR的室溫拉伸、中溫拉伸、室溫擺錘沖擊試驗。并與齊魯一化尿塔、平陰尿塔的材料性能進行了對比分析。結果表明，材料的下屈服強度等各項力學性能指標均在標準要求范圍之

2、內(nèi)。鄒城尿塔材料的室溫拉伸、中溫拉伸以及室溫擺錘沖擊性能均與齊魯一化尿塔相當；其室溫拉伸性能優(yōu)于平陰尿塔，抗脆斷性能不如平陰尿塔。 采用帶有預裂紋的C（T）試樣進行了中溫疲勞裂紋擴展試驗。利用試驗機自帶的電爐加熱和保溫，并由柔度法反算裂紋長度。分別用Paris公式、Forman公式以及王泓公式對試驗數(shù)據(jù)進行了描述，獲得了Paris公式和Forman公式的指數(shù)和系數(shù)。結果表明，Paris公式對穩(wěn)定擴展區(qū)的裂紋擴展速率進行了很好的描

3、述，但部分Forman公式擬合數(shù)據(jù)的相關系數(shù)不高。服役后材料的裂紋擴展速率未見明顯升高，且與取樣位置關系不大。它隨平均應力的增加而增加，但在裂紋穩(wěn)定擴展區(qū)的影響不明顯。而王泓公式對試驗數(shù)據(jù)的估算值與試驗數(shù)據(jù)差別較大，不適宜用來分析本試驗數(shù)據(jù)。 按標準推薦的多試樣法、采用帶有整體刀口的SE（B）試樣進行了裂紋尖端張開位移試驗。獲得了室溫下材料的裂紋擴展阻力曲線，確定了CTOD特征值δ0．05=0．088mm，δ1=0．191mm。