CS265884B1

CS265884B1 - Weldable structural steel, especially for pressure vessels

Info

Publication number: CS265884B1
Application number: CS881089A
Authority: CS
Inventors: Ervin Ing Mickerts; Miroslav Ing Krayzl; Miroslav Ing Hrabec; Karel Ing Matuska; Karel Ing Kohout
Original assignee: Mickerts Ervin; Miroslav Ing Krayzl; Miroslav Ing Hrabec; Matuska Karel; Karel Ing Kohout
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS108988A1

Abstract

Řešení se týká svařitelné konstrukční oceli o chemickém složení: 0,12 až 0,18 % uhlíku, 1,10 až 1,40 yí manganu, 0,15 až 0,40 křemíku, max. 0,015 % fosforu, max. 0,010 % síry, max. 0,20 % chrómu, max. 0,40 le niklu, max. 0,20 ,5 mědi, 0,02až 0,05 % niobu, 0,015 až 0,050 % hliníku celkového, max. 0,10 % cínu, max. 0,18 % arzenu, max. 0,015 7e antimonu, max. 0,08 % molybdenu, zbytek železo. Uváděná procenta jsou procenta hmotnosti.The solution concerns weldable structural steel with a chemical composition: 0.12 to 0.18% carbon, 1.10 to 1.40% manganese, 0.15 to 0.40 silicon, max. 0.015% phosphorus, max. 0.010% sulfur, max. 0.20% chromium, max. 0.40% nickel, max. 0.20,5 copper, 0.02 to 0.05% niobium, 0.015 to 0.050% total aluminum, max. 0.10% tin, max. 0.18% arsenic, max. 0.015% antimony, max. 0.08% molybdenum, the rest iron. The percentages given are percentages by weight.

Description

Vynález se týká svařitelné konstrukční oceli, zejména pro tla kové nádoby, a řeší snížení celkového obsahu nekovových vměstků.The invention relates to weldable structural steel, in particular for pressure vessels, and to a reduction in the total content of non-metallic inclusions.

Pro tlakové nádoby, zvláště ke skladování kapalných uhlovodíků typu ethylen-propan, butan, propylen, je nutno použít svařitelných konstrukčních ocelí s garancemi křehkolomových vlastností až do -6O°q případně s atypickými garancemi dalších užitných vlastností.For pressure vessels, especially for the storage of liquid hydrocarbons of the ethylene-propane, butane, and propylene types, weldable structural steels with guaranteed brittle-fracture properties up to -610 ° q or with atypical guarantees of other utility properties must be used.

Dalším faktorem určujícím vlastnosti požadovaných ocelí je poměrně vysoká mez kluzu v návaznosti na skutečnost, že svařování tlakových nádob bez následného žíhání ke snížení pnutí celé nádoby je dovoleno do max. tlouštky 30 mm. Speciální vlastnoeti oceli vyplývají z. náročného namáhání tlakové nádoby, vlastnosti svařovaných kulových zásobníků. Kromě konvenčních vlastností je požadovánergarance vrubové houževnatosti na ostrém vrubu do -£0°C, garance Z kvality po tlouštce materiálu a hlavně isotropie vlastností v podélném a příčném směru. Isotropní vlastnosti jsou požadovány na mezi kluzu Κ θ rozdíl hodnot v podélném a příčném směru nesmí překročit stanovenou hodnotu vztaženou na příčný směr a dále u vrubové houževnatosti, kde poměr hodnot v příčném a podélném směru musí být větší než 0,75. Běžné feriticko-perlitické oceli nejsou s to uvedené požadavky splnit, na druhé straně např. oceli o chemickém složení :Another factor determining the properties of the required steels is the relatively high yield strength in connection with the fact that welding of pressure vessels without subsequent annealing to reduce the stress of the entire vessel is allowed up to a maximum thickness of 30 mm. Special properties of steel result from the demanding stress of the pressure vessel, the properties of welded spherical tanks. In addition to the conventional properties, a notch toughness on a sharp notch up to - £ 0 ° C is required, quality assurance of material thickness and, above all, isotropic properties in longitudinal and transverse directions. Isotropic properties are required for yield strength rozdíl θ, the difference in longitudinal and transverse directions shall not exceed the specified transverse direction value and notch toughness where the transverse and longitudinal direction ratio shall be greater than 0,75. Conventional ferritic-pearlitic steels are not able to meet these requirements, on the other hand, for example, steels of chemical composition:

uhlík max. 0,15 hmotnosti mangan 0,30 až 0,80 % hmotnosti, křemík 0,15 až 0,35 % hmotnosti.. nikl 3>25 až 3»75 % hmotnosti fosfor a síra max. 0,035 % hmotnosti nebo oceli o che265 8840.15 to 0.80% by weight, 0.15 to 0.35% by weight silicon. Nickel 3> 25 to 3.75% by weight phosphorus and sulfur max. 0.035% by weight or steel About che265 884

- 2 mickám složení :- 2 ingredients:

uhlík max. 0,10 % hmotnoetr, mangan 0,30 až 0,80 % hmotnost*.' křemík 0,15 až 0,35 % hmotností, , nikl 8,5 až 10 % hmotnost^ fosfor a síra 0,030 % hmotnosti jsou poměrně drahé a vyžadují zvláštní postupy při svařování.carbon max 0.10 wt%, manganese 0.30 to 0.80 wt% *. silicon 0.15 to 0.35% by weight, nickel 8.5 to 10% by weight, phosphorus and sulfur 0.030% by weight are relatively expensive and require special welding procedures.

Uvedené nevýhody odstraňuje svařitelná konstrukční ocel, zejména pro tlakové nádoby podle vynálezu, jehož podstata je, že obsahuje v množství podle hmotnosti 0,12 až 0,18 % uhlíku, 1,10 až 1,40 % manganu, 015 až 0,40 % křemíku, max. 0,015 % fosforu, max. 0,010 % sirý, max. 0,20 % chrómu, max. 0,40 % niklu, max. 0,20 % mědi, 0,02 až 0,05 % niobu, 0,015 až 0,050 % hliníku celkového, max. 0,010 % cínu, max, 0,018 % arzenu, max. 0,015 % antimonu, max. 0,08 % molybdenu, zbytek železo.These disadvantages are overcome by weldable structural steel, especially for pressure vessels according to the invention, which is characterized in that it contains in an amount by weight 0.12 to 0.18% carbon, 1.10 to 1.40% manganese, 015 to 0.40% silicon, max. 0.015% phosphorus, max. 0.010% sulfur, max. 0.20% chromium, max. 0.40% nickel, max. 0.20% copper, 0.02 to 0.05% niobium, 0.015 to 0.050% total aluminum, max 0.010% tin, max, 0.018% arsenic, max 0.015% antimony, max 0.08% molybdenum, the rest iron.

Výhodou o^eli podle vynálezu je snížení celkového obsahu nekovových vměstků, přičemž se prakticky nevyskytují tvárné sirníkové vměstky. Dále je výhodou, že v důsledku omezených obsahů nečistot typu arzen, cín, antimon a síra nedochází v tepelně ovlivněných zónách svárů k silnému poklesu křehkolomných vlastností. Také je výhodou to, že u tlustých plechů až do tloušiky 40 mm tyto vykazují zvýšenou úroveň vnitřní homogenity po kontrole ultrazvukem. Také je výhodou lepší metalurgická svařitelnost ocelipdle vynálezu, vyjádřená uhlíkovým ekvivalentem 0_θ max. 0,44, a zvýšená odolnost vůči lamelérní praskavosti u kombinovaných svarových spojů. Ocel vykazuje pevnostní stupeň Re 500 MPa s min. mezí kluzu JRp θ 2®355 MPa se zárukami nárazové práce při -60°C v příčném směru min.An advantage of the present invention is the reduction of the total content of non-metallic inclusions, with virtually no malleable sulfide inclusions. Furthermore, it is advantageous that due to the limited impurities of arsenic, tin, antimony and sulfur impurities, the brittle properties of the heat-affected zones of the welds do not decrease sharply. It is also an advantage that, in the case of thick sheets up to a thickness of 40 mm, these exhibit an increased level of internal homogeneity after ultrasonic inspection. Also advantageous is the improved metallurgical weldability of the steel according to the invention, expressed in a carbon equivalent of 0 _θ max. 0.44, and the increased resistance to lamellar cracking of combined weld joints. The steel shows a strength grade of Re 500 MPa with min. yield strengths JRp θ 2®355 MPa with guarantees of impact work at -60 ° C in transverse direction min.

J, cm^, přičemž rozdíl hodnot nárazové práce v příčném a podélném směru jsou garantovány poměrem 0,75. Dále jsou garantovány isotropické vlastnosti na mezi kluzu, a to max. rozdílem 15 % mezi příčným a podélným směrem. Současně je garantována min. hodnota kontrakce ve směru tloušíky materiálu 15 %.J, cm ^, the difference in the transverse and longitudinal impact values being guaranteed by a ratio of 0.75. Further, isotropic yield properties are guaranteed with a maximum difference of 15% between the transverse and longitudinal directions. At the same time min. value of contraction in the material thickness direction 15%.

K bližšímu osvětlení podstaty vynálezu se uvádí konkrétní příklad plechu o tloušfce 34 mm válcovaného způsobem délka - šířko z oceli v chemickém složení :In order to illustrate the invention in more detail, a specific example of a 34 mm sheet length-width steel sheet in chemical composition is given:

uhlík 0,18 %, mangan 1,27 %, křemík 0,40 %, fosfor 0,013 %, eíracarbon 0.18%, manganese 1.27%, silicon 0.40%, phosphorus 0.013%, er

0,005 %, měň 0,04%, nikl 0,09 %, chrom 0,13 %, hliník 0,050 %, niob 0,04 %, antimon 0,003 %, arzen 0,006 %, cín 0,006 %, molybden 0,01 %, zbytek železo. Uváděná procenta jsou procenta hmotností0.005%, currency 0.04%, nickel 0.09%, chromium 0.13%, aluminum 0.050%, niobium 0.04%, antimony 0.003%, arsenic 0.006%, tin 0.006%, molybdenum 0.01%, residue iron. The percentages given are percentages by weight

- 3265 8843265 884

Plech vykázal následující mechanické vlastnosti :The sheet exhibited the following mechanical properties:

mez kluzu R^ θ podélně 407 MPa,θ ₂ příčně 433 MPa, pevnost v tahu P * 573 MPa, prodloužení_A_r 29 %, kontrakce Z příčně 68,5$ kontrakce 7^ po tloušťce materiálu £5,2 %, vrubová houževnatost KCV v podélném, směru při teplotě zkoušení -60°C ^125 J„om² a v příčném směn pr/teplotě zkoušení -tOC 118 J.cm .yield strength R ^ θ longitudinally 407 MPa, θ ₂ transversely 433 MPa, tensile strength P * 573 MPa, elongation A _r 29%, contraction Z transverse 68.5 $ contraction 7 ^ over material thickness £ 5.2%, notch toughness KCV in the longitudinal direction at a test temperature of -60 ° C ^ 125 µm ² and in a transverse shift at a test temperature -tOC of 118 µm.

Po ultrazvukovém ověření vnitřní homogenity byl zjištěn kvalitativ ní stupeň 1 až 2 jedle SEL 072/72. Jako druhý konkrétní příklad se uvádí výroba výlisků o tloušťce 30 mm z oceli v chemickém složení uhlík 0,17 %, mangan 1,30 %, křemík 0,33 $, fosfor 0,014 %, síra 0,004 %, měň 0,06 %, nikl 0,10 %, chrom 0,17 %, hliník 0,026 %, molybden 0,01 $, antimon 0,003 %, arzen 0,00ř $, cín 0,006,niob 0,04 $, zbytek železo. Uváděná procenta jsou procenta hmotnosti. Výlisky vykázaly tyto mechanické vlastnosti :After ultrasonic verification of internal homogeneity, qualitative grade 1 to 2 of SEL 072/72 fir was found. A second specific example is the production of 30 mm thick moldings of steel in the chemical composition carbon 0.17%, manganese 1.30%, silicon $ 0.33, phosphorus 0.014%, sulfur 0.004%, currency 0.06%, nickel 0.10%, chromium 0.17%, aluminum 0.026%, molybdenum 0.01 $, antimony 0.003%, arsenic $ 0.00, tin 0.006, niobium 0.04 $, the rest iron. The percentages are percentages by weight. The moldings exhibited the following mechanical properties:

mez kluzu θ _? příčně 41 MPa, _F.p θ ₂ podélně 398 MPa, pevnost v tahu _R_m 572 MPa, prodloužení 30 %, kontrakce _Z*63,2 %, vrubová houževnatost KCV -60° C podélně 111 J.cm², KCV -60°C příčněyield strength θ _? transverse 41 MPa, _F.p θ ₂ longitudinal 398 MPa, tensile strength _R _m 572 MPa, elongation 30%, contraction _Z * 63.2%, notch toughness KCV -60 ° C longitudinal 111 J.cm ² , KCV -60 ° C crosswise

Claims

Weldable structural steel, particularly for pressure vessels, characterized in that it contains in an amount by weight of 0.12 to 0.18% carbon, 1.10 to 1.40% manganese, 0.15 to 0.40% silicon, max. 0.015% phosphorus, max. 0.010% sulfur, max. 0.20% chromium, max. 0.40% nickel, max. 0.20% copper, 0.02 to 0.05% niobium, 0.015 to 0.050% total aluminum , max 0.010% tin, max 0.018% arsenic, max 0.015% antimony, max 0.08% molybdenum, the rest iron.

Printed by Moravian Printing Works, Center 100, Studentská tř.5. OLOMIUH '.