鋼制壓力容器材料講義

1、鋼制壓力容器材料講義壓力容器制造廠產(chǎn)品檢驗(yàn)員學(xué)習(xí)班用）2000 6.2002 6.2003115 修改2005 65 修改大連市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究所劉溢恩手稿、尸、 亠前言第一部分 法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓力容器用鋼材料的要求 一壓力容器用鋼的基本要求二鋼制壓力容器允許使用的鋼材1鋼板2鋼管3鍛件4螺栓用鋼5關(guān)于焊接材料 三“容規(guī)”對(duì)材料的要求 第二部分 材料標(biāo)準(zhǔn) 一代號(hào)二幾個(gè)機(jī)械性能指標(biāo)及符號(hào) 三尺寸、外形、檢驗(yàn)與試驗(yàn) 第三部分 壓力容器用鋼材料質(zhì)量管理要求 1采購(gòu)訂貨2驗(yàn)收入庫(kù)3材料代用 4材料保管、發(fā)放及使用、八 、-前言有關(guān)幾個(gè)壓力容器材料方面的事故。2003年 11月國(guó)家宣布撤銷原鍋爐標(biāo)準(zhǔn)化

2、技術(shù)委員會(huì)、 壓力容器 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)， 其工作納入相關(guān)的鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員 會(huì)。近二十多年來(lái)，從 1984 年成立原壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)到 后來(lái)的鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。 對(duì)壓力容器用鋼的標(biāo)準(zhǔn)工作 一直十分重視， 主動(dòng)提出并積極協(xié)助冶金行業(yè)制修訂壓力容器用鋼板 標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真規(guī)劃并及時(shí)組織制修訂壓力容器用鍛件標(biāo)準(zhǔn)。 近二十多年 來(lái)，我國(guó)壓力容器用鋼標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平有了很大提高。如：我國(guó)的 GB6654-1996壓力容器用鋼板標(biāo)準(zhǔn)及第1號(hào)、第2號(hào)修改單，將 鋼號(hào)中的硫、磷含量（熔煉分析）予以加嚴(yán)，對(duì)大部分的鋼板沖擊試 驗(yàn)溫度由20C改為0C,從標(biāo)準(zhǔn)的重要技術(shù)指標(biāo)來(lái)看，現(xiàn)行的GB6

3、654 標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平已處于國(guó)際先進(jìn)水平。GB3531-1996低溫壓力容器用低合金鋼鋼板及第1號(hào)修改單， 從沖擊功指標(biāo)（Akv）與國(guó)外相近的鋼號(hào)相比我國(guó)的16MnDR岡板仍存 在一定的差距。而我國(guó)的09MnN iDR鋼板的主要技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外先 進(jìn)水平的相近鋼號(hào)。在壓力容器用低溫鋼板中，國(guó)外還有-100 C級(jí)的 3.5Ni鋼板和-196 C級(jí)的9 Ni鋼板，在國(guó)內(nèi)尚屬空白，有待今后開 展研究工作。為實(shí)現(xiàn)高參數(shù)球形儲(chǔ)罐用鋼板的國(guó)產(chǎn)化，上世紀(jì) 80 年代中期國(guó) 內(nèi)有關(guān)單位聯(lián)合開發(fā)屈服強(qiáng)度 490MPa級(jí)的低焊接裂紋敏感性鋼，該 鋼不僅有較高的強(qiáng)度， 同時(shí)還具有優(yōu)良的焊接性能和低溫韌性， 首先 在

4、氫氣球形儲(chǔ)罐上得到應(yīng)用，在 GB150-98根據(jù)其使用的低溫溫度分 別列入：07MnCrMoVR(-2GE)和 07MnNiCrMoVDR(-4©)兩個(gè)鋼號(hào)(屈 服極限490MPa級(jí))。迄今為止，國(guó)外僅日本有此類鋼板。長(zhǎng)期以來(lái)我 國(guó)10萬(wàn)立方米原油儲(chǔ)罐一直采用日本生產(chǎn)的屈服強(qiáng)度490 MPa級(jí)的SPV490C鋼板。上世紀(jì)末我國(guó)又研制成功了同樣490MPa級(jí)的調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板WH610D鋼板。上述三個(gè)490 MPa級(jí)的調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板，已經(jīng)制 定了壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼版標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)通過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)審查，由于 是強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，審批手續(xù)比較復(fù)雜，現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)正在審批過(guò)程中。我國(guó)現(xiàn)行的壓力容器鍛件標(biāo)準(zhǔn) JB4

5、7264728-2000,其16Mn等一 些鍛件的有害元素磷與鋼板的規(guī)定一致，20MnMo的硫含量比鋼板還嚴(yán)，上述兩個(gè)鋼號(hào)的沖擊試驗(yàn)溫度均為 0C。中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán) 公司研制生產(chǎn)的、對(duì)化學(xué)成分和力學(xué)性能有特殊要求的加氫反應(yīng)器(煤加氫液化工藝)用鋼鍛件系列2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V和3Cr-1Mo-0.25V，在容標(biāo)委對(duì)其進(jìn)行安全注冊(cè)工作中，經(jīng)研究相應(yīng) 的命名為 12Cr2Mo1(H)、12Cr2Mo1 (H) t、12Cr3Mo1V(H)促進(jìn)了該 系列鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)化工作。在低溫鋼鍛件的5個(gè)鋼號(hào)除-100 C級(jí)的3.5Ni低溫鋼鍛件和-196 C級(jí)的9 Ni低溫鋼

6、鍛件，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中尚 屬空白， 有待今后進(jìn)一步工作外， 其余 5 個(gè)鋼號(hào)鍛件能與鋼板相適應(yīng) 基本能滿足-70 C以上低溫容器的使用要求?，F(xiàn)不銹鋼鍛件標(biāo)準(zhǔn)中的有害元素硫、 磷含量與國(guó)外先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相一致， 現(xiàn)有不銹鋼鍛 件能滿足大部分壓力容器的使用要求。第一部分 法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓力容器用鋼材料的要求一壓力容器用鋼的基本要求1. 壓力容器受壓元件用鋼應(yīng)符合 GB150中 4.材料章的要求。非受壓 元件用鋼 ,當(dāng)與受壓元件用鋼焊接時(shí) , 也應(yīng)是焊接性良好的鋼材。2. 采用GB150中4.材料章以外的其他鋼號(hào)的鋼材，還應(yīng)符合“附錄A 材料的補(bǔ)充規(guī)定”的有關(guān)規(guī)定。附錄A作為第四章的補(bǔ)充，對(duì)下列鋼材提出

7、了要求：1 ）已列入第 4 章但尚未列入材料標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）的鋼材；2）選用未列入第 4 章的鋼材； 選用國(guó)外鋼材時(shí)， 應(yīng)是國(guó)外相應(yīng)壓力容器最新標(biāo)準(zhǔn)所允許使用的鋼 材，其適用范圍不應(yīng)超出該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定， 同時(shí)也不應(yīng)超出第 4章中相 近成分和技術(shù)要求的鋼材的規(guī)定。 選用新研制的鋼材或未列入本標(biāo)準(zhǔn)的鋼材， 新鋼材研制的負(fù)責(zé)單位 或選用單位應(yīng)將該鋼材的技術(shù)資料報(bào)全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù) 委員會(huì)審定， 審定合格后出具允許使用的證明文件。 采用該鋼材的容 器制造單位報(bào)國(guó)家技術(shù)質(zhì)量檢檢驗(yàn)檢疫總局鍋爐壓力容器安全監(jiān)察 機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)后方可使用。3）代用第 4章的鋼材。3. 壓力容器受壓元件用鋼應(yīng)由平爐、

8、電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉。鋼材的技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定。4容器用鋼應(yīng)附有鋼材生產(chǎn)單位的鋼材質(zhì)量證明書，容器制造單位 應(yīng)按質(zhì)量證明書對(duì)鋼材進(jìn)行驗(yàn)收， 必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。 如無(wú)鋼材生 產(chǎn)單位的鋼材質(zhì)量證明書，則應(yīng)按壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的 規(guī)定。5選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮容器的使用條件（如設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓 力、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等） 、材料的焊接性能、容器的制造工藝以 及經(jīng)濟(jì)合理性。6鋼材的使用溫度上限應(yīng)按第 4 章各材料許用應(yīng)力表中各鋼號(hào)所對(duì)應(yīng)的上限溫度。碳素鋼和碳錳鋼在高于 425C下長(zhǎng)期使用時(shí)，應(yīng)考慮 鋼中碳化物相的石墨化傾向。奧氏體鋼的使用溫度高于 525

9、C時(shí)，鋼 中含碳量應(yīng)不小于 004%。7鋼材的使用溫度下限， 除奧氏體鋼及本章有關(guān)條文另行規(guī)定者外，均高于-20 C。鋼材的使用溫度低于或等于-20 C時(shí)，應(yīng)按附錄C的規(guī) 定進(jìn)行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)。奧氏體鋼的使用溫度高于或 等于-196 C,可免做沖擊試驗(yàn)。8當(dāng)對(duì)鋼材有特殊要求時(shí)，（如特殊的冶煉方法、 較高的沖擊功指標(biāo)、 附加保證高溫屈服強(qiáng)度、提高無(wú)損檢測(cè)要求、增加力學(xué)性能檢驗(yàn)率 等），設(shè)計(jì)單位應(yīng)在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明。9鋼材的高溫性能參考值見附錄 F。二.鋼制壓力容器允許使用的鋼材根據(jù)GB150-98第1號(hào)修改單：“ 1.取消Q235-AF Q235-A 15MnVN和09Mn2VDR個(gè)鋼號(hào)及相應(yīng)的許用應(yīng)力，09MnNiDR厚度上限由60mn改為100mm (鋼板)2. 列入15MnNbR許用應(yīng)力.3. 取消15MnV鋼管.4. 取消15MnV 09Mn2VD 16MnMoD鍛件及相應(yīng)許用應(yīng)力，新列入14Cr1Mo (JB4726)。5. 取消09Mn2VD 16MnMo螺柱用毛坯棒料。修改 16MnD 20MnMoD的最低沖擊試驗(yàn)溫度?！?.鋼板1.1碳素鋼板1. 1. 1 Q235 鋼板現(xiàn)只剩Q235B與 Q235CI岡板GB700-88碳素結(jié)構(gòu)鋼> 4mm GB912-89碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶> 4mm GB3