压力容器作为一种焊接结构,受焊接工艺的影响,焊接接头中难免会存在缺陷,这些缺陷增加了构件的脆性倾向,容易导致脆断的发生。另外,在低温条件下服役的压力容器由于受低温环境的影响,会引起焊接接头缺陷的敏感性,使得脆性倾向增加,对构件的安全服役十分不利。目前,关于“合于使用”原则的压力容器安全评定研究,国内外已经发展了一些新的评定理论,也相应地制定了新的安全评定标准,如SINTAP、GB/T19624-2004等。“合于使用”原则是以理论分析和试验测试为基础,它取代了“完美无缺”的经验性方法,它要客观地保证压力容器不发生任何已知机制的失效事故。本文研究以我国常用的压力容器用钢16MnR,进行了-40℃低温力学性能试验:单轴拉伸试验、焊接接头冲击试验、断裂韧性测试试验等。且运用光镜、扫描电镜观察了焊接接头的显微组织及断口形貌。从试验结果可以看出,采用A工艺焊接的接头的低温拉伸性能、冲击性能及断裂韧度要明显优于B、C两种工艺,且三种工艺下的热影响区低温力学性能均明显低于焊缝。这主要是因为热影响区组织明显粗大且不均匀,而且出现了粗大的魏氏组织,另外,断口呈现出明显的解理断裂特征,从而使其低温力学性能较焊缝区有明显降低。从裂纹张开位移试验结果可以看出,供试的16MnR钢焊缝的抗开裂性能明显优于热影响区,可见其具有良好的止裂性能。本研究在工程现场考察和论证的基础上,选用我国最新编制的压力容器评定标准《在用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T19624-2004)对16MnR钢焊缝及热影响区环向表面裂纹在-40℃的安全性进行了评定。评定结果表明,不论是采用简化评定或是常规评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,表明该焊接接头是安全的。并根据上述评定结果计算最大容许等效裂纹尺寸,结果表明,采用A工艺焊接的接头在-40℃时的安全性能相对最好,且对于相同尺寸的表面裂纹来说,裂纹位于热影响区的危险性相对要大于焊缝。本研究将《在用含缺陷压力容器安全评定》标准应用于压力容器,为含缺陷焊接接头低温安全评定提供了研究思路,具有一定的理论意义和工程意义。