HGT 20581-2011 鋼制化工容器材料選用規(guī)定

中華人民共和國化工行業(yè)標準中華人民共和國化工行業(yè)標準代替HG20581—1998鋼制化工容器材料選用規(guī)定2011-05-18發(fā)布中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布本標準根據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部(工信廳科[2009]104號文)和中國石油和化學工業(yè)協(xié)會(中石化協(xié)質(zhì)發(fā)[2009]136號文)的要求，由中國石油和化工勘察設(shè)計協(xié)會組織全國化工設(shè)備程公司的標準規(guī)定對HG20581-1998(2004)進行的修訂。——壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板相關(guān)要求； 進一步明確了不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境和不要求進行晶間腐蝕試驗的情況 不銹鋼復合鋼板應(yīng)在熱處理后供貨的要求和進行超聲檢測的要求； 本標準的技術(shù)內(nèi)容由全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站[地址：上海市延安西路376弄22號(永興主編單位：北京冠天能工程科技有限公司 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 5選材的原則 6鋼材的技術(shù)要求 7鋼材的使用限制和范圍 8焊接材料 9新材料的鑒定與使用 10國外牌號鋼材的使用 11鋼材的代用 附錄A(資料性附錄)商品緊固件力學性能 附錄B(資料性附錄)部分特殊焊接材料的成分和性能 附錄C(資料性附錄)鎳及鎳合金焊接材料 附錄D(資料性附錄)碳鋼、不銹鋼、鎳基合金異種金屬焊接材料選用表 附錄E(資料性附錄)碳鋼、不銹鋼與銅合金的異種金屬焊接材料選用表 2Normativereferences 7Applicablelimit 9Appraisalandapplicationofnewmaterials 10Applicationof AnnexA(Informativeannex)Mechanicalpropertiesofcommoditygradebolts AnnexB(Informativeannex)Compositionandpropertiesofsomespecialw AnnexC(Informativeannex)Nickelandnickelalloywe AnnexD(Informativeannex)Weldingconsumableselect AnnexE(Informativeannex)Weldingconsumableselectiontablefordiff Addition:Explanationoftheprovi 2規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期含錳量小于或等于1.20%,含碳量小于或等于2.0%,且無有意添加其他合金元素的鐵碳合金公稱含鉻量大于或等于13%,在大氣中不銹的合金鋼。根據(jù)鋼在常溫下的金相組織，又可分為常溫下固淬(金相)組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半的不銹鋼。4.0.3受壓元件以及直接與受壓元件焊接的非受壓元件用鋼材，應(yīng)附有鋼廠的鋼材質(zhì)量證明書。2材料生產(chǎn)單位名稱(或廠標)及檢驗印鑒標志。5標準規(guī)定的化學成分和化學成分的熔煉分析或成品分析結(jié)果。6鋼材標準或技術(shù)條件保證的規(guī)定力學性能、工藝性能及其他性能要求和實測數(shù)據(jù)或合格其他非受壓元件用鋼材也應(yīng)具有鋼材質(zhì)量證明書(或復制件)。4.0.4如鋼材質(zhì)量證明書數(shù)據(jù)不全或未全部包括本標準第6章規(guī)定的技術(shù)要求，應(yīng)由設(shè)備制造部2壓力容器的選材應(yīng)符合《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSGR0004—2009的相應(yīng)款的規(guī)定。其他超出本標準的情況應(yīng)對其具體情況作具體分析，并輔以必準第4.0.6條的規(guī)定處理。5.0.1選擇化工容器用鋼材應(yīng)考慮設(shè)備的操作條件(如設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、介質(zhì)的特性)、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的結(jié)構(gòu)等。5.0.2選擇化工容器用鋼材應(yīng)在滿足本標準第5.0.1條規(guī)定的前提下，考慮經(jīng)濟合理性。一般情1所需鋼板厚度小于8mm時，在碳素鋼與低合金高強度鋼之間，宜采用碳素鋼鋼板(多層容器2在剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計為主的場合，宜選用普通碳素鋼。在強度設(shè)計為主的場合，應(yīng)根據(jù)壓力、件依次選用Q235B、Q235C、Q245R、Q345R等鋼板。3所需不銹鋼鋼板厚度大于12mm時，宜采用襯里、復合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式。4不銹鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計溫度小于或等于500℃的耐熱用鋼。5珠光體耐熱鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計溫度小于或等于350℃的耐熱用鋼。在應(yīng)使用珠光體耐熱5.0.3本條所列的各類鋼材選用原則是設(shè)計選材的指導準則，通常情況下應(yīng)按下列條件選用壓元件以及其他由剛性或結(jié)構(gòu)因素決定壁厚的場合。2低合金高強度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強、壁厚較大(≥8mm)的受壓容器。3珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕，或設(shè)計溫度為350℃~575℃的壓力容器用耐熱鋼。4不銹鋼用于介質(zhì)腐蝕性較強生環(huán)境、防鐵離子污染或設(shè)計溫度高于500℃或設(shè)計溫度低于-70℃的耐熱或低溫用鋼。5不含鈦、鈮穩(wěn)定化元素，且含碳量大于0.03%的奧氏體不銹鋼需經(jīng)焊接或400℃以上熱加工時，不應(yīng)使用于可能引起不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境。5.0.4鋼材除應(yīng)符合有關(guān)鋼材標準的要求外，還應(yīng)符合本標準對鋼材的技術(shù)要求及使用限制和范圍的規(guī)定。部件的國家標準、行業(yè)標準對鋼材的技術(shù)要求。6.1.2不銹鋼用于可能引起晶間腐蝕的環(huán)境時，應(yīng)按《不銹鋼腐蝕試驗方法》GB/T4334.1~1可能引起不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境必須是存在電解質(zhì)的電化學腐蝕環(huán)境。下述介質(zhì)在足夠濃2符合下列情況下的不銹鋼制容器可不要求進行晶間腐蝕傾向性試驗。1)含鉻量低于S41008(06Cr13)、S11348(06Cr13Al)一類非奧氏體不銹鋼制容器；4)盛裝產(chǎn)生化學腐蝕而不產(chǎn)生電化學腐蝕介質(zhì)的不銹鋼制容器。如一般純凈的醇類、醛類，5)盛裝干燥的氣相或固相介質(zhì)的不銹鋼制容器；6)有關(guān)驗證試驗或現(xiàn)場經(jīng)驗表明不會產(chǎn)生晶間腐蝕的環(huán)境。要求者，可選用S30409(07Cr19Nil0)等高溫奧氏體不銹鋼或S30409(07Cr19Nil0)/S304086.1.4對于15CrMoR(1Cr-0.5Mo)等Cr-Mo鋼制容器，若其設(shè)計溫度高于350℃,殼體一次薄膜應(yīng)力(確定元件厚度的最大主應(yīng)力)大于50MPa時，需要采取措施避免回火脆化。防止12Cr2Mo1R回火脆化措施如下，含Cr量大于2.25%的Cr-Mo鋼應(yīng)參照執(zhí)行：式中元素以其百分含量代人，如0.15%以0.15代入。2)X系數(shù)=(10P+5Sb+4Sn+As)×10-2≤15×10-9式中元素以×10-6含量代入，如0.01%以100×10-6代入2鋼材(母材)和焊縫金屬的韌脆轉(zhuǎn)變溫度的控制見圖6.1.4。時間(h)圖6.1.4步冷熱處理曲線圖缺口夏比沖擊功為54J時的韌脆轉(zhuǎn)變溫度；AVTr54材料經(jīng)過Min.PWHT,又經(jīng)圖6.1.4所示步冷熱處理后夏比沖擊功為54J時韌1壓力容器主要受壓元件用鋼板，凡符合下列條件之一者，應(yīng)按《承4730.3逐張進行超聲檢測。1)厚度大于30mm的Q245R、Q345R及強度級別、化學成分相近且強度級別不高于Q345R2)厚度大于25mm的其他低合金鋼鋼板，厚度大于20mm的低溫壓力容器用低合金鋼鋼板；3)設(shè)計壓力大于或等于10.0MPa的多層容器內(nèi)筒鋼板及單層高壓容器用鋼板(奧氏體鋼鋼4)盛裝介質(zhì)的毒性為極度或高度危害，或用于濕硫化氫腐蝕環(huán)境且厚度大于或等于20mm1)鋼板若符合本條第1款第1項和第2項：Ⅲ級為合格；2)鋼板若符合本條第1款第3項和第4項：Ⅱ級為合格。3設(shè)計壓力大于或等于1.6MPa的壓力容器主要受壓元件用不銹鋼復合鋼板，以及換熱器管6殼體、封頭用復合板應(yīng)沿200mm間距的格子線、板邊的50mm區(qū)域以及預定開孔邊緣外側(cè)的25mm區(qū)域內(nèi)進行檢測。1)用于殼體時，厚度大于30mm的Q245R、Q345R,厚度大于16mm的Q370R鋼板應(yīng)在正火2)用于其他受壓元件時，厚度大于50mm的Q245R、Q345R鋼板也應(yīng)作正火處理；3)受壓元件的正火必要時要與其原材料的正火分別進行，除非其最終熱成形溫度處于正火溫度范圍內(nèi)，否則不應(yīng)將元件的熱成形與原材料的正火合并進行。不應(yīng)將壓力容器產(chǎn)品珠光體耐熱鋼鋼板應(yīng)在退火或正火+回火狀態(tài)下使用。經(jīng)熱加工的珠光體耐熱鋼鋼板應(yīng)根據(jù)奧氏體不銹鋼應(yīng)在固溶狀態(tài)或穩(wěn)定化處理狀態(tài)下使用。經(jīng)600℃以上熱加工的奧氏體不銹鋼1)設(shè)計壓力大于或等于4.0MPa;2)板厚大于或等于40mm;3)焊后進行消除應(yīng)力熱處理。6.3.1受壓元件用鋼管可采用無縫或焊接工藝生產(chǎn)。采用自動電弧焊或高頻焊接等工藝生產(chǎn)的焊接鋼管用于受壓元件時，應(yīng)符合本標準第7.4.3條的相應(yīng)要求。6.3.2化工容器的接管采用的鋼管最小壁厚規(guī)格如表6.3.2所示。設(shè)計中應(yīng)盡量采用表中所示鋼管規(guī)格，如需考慮較高壓力或較大的腐蝕裕量時，可選用更高壁厚等級的鋼管規(guī)格。表6.3.2最小接管壁厚(mm)公稱直徑公稱直徑國際通用系列(英制管)國內(nèi)沿用系列(公制管)國際通用系列(英制管)國內(nèi)沿用系列(公制管)8456.3.3換熱器用冷拔無縫鋼管常用規(guī)格如表6.3.3所示，設(shè)計中應(yīng)盡量采用常用的鋼管規(guī)格。表6.3.3常用換熱管規(guī)格(mm)外徑外徑234234√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√6.3.4換熱管的推薦定尺長度為：1500,2000,2500,3000,4500,6000,7500,9000,12000mm。6.3.5鋼管在制造過程中需要承受脹管或翻邊加工者，應(yīng)符合相應(yīng)鋼管標準中對擴口或卷邊的附加保證要求。6.3.6設(shè)計壓力大于或等于10.0MPa的鐵素體鋼鋼管應(yīng)采用符合《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管》GB6479要求的鋼管，并進行常溫V形缺口夏比沖擊韌性試驗，3個試樣的平均值應(yīng)不小于27J,單個試樣最低值應(yīng)不小于19J。6.3.7設(shè)計壓力大于或等于10.0MPa的鋼管應(yīng)逐根按《無縫鋼管超聲波探傷檢查方法》GB/T表6.3.9壓力容器殼體用鋼管復驗要求設(shè)計壓力p(MPa)常溫沖擊試驗 3直徑不大于200mm且質(zhì)量不大于1500kg的條形或軸類鍛件。1設(shè)計壓力小于10.0MPa的法蘭以及幾何尺寸類似的鍛件應(yīng)符合Ⅱ級或Ⅱ級以上要求。2設(shè)計壓力大于或等于1.6MPa的鍛件應(yīng)符合Ⅱ級或Ⅱ級以上要求。4使用介質(zhì)的毒性為極度或高度危害性的鍛件以及公稱厚度大于300mm的鍛件應(yīng)符合Ⅲ級6.5.2鑄鋼件應(yīng)以熱處理狀態(tài)使用。奧氏體鋼鑄件應(yīng)為固溶狀態(tài)。6.5.3鑄鋼件應(yīng)以同一熔煉爐次、同一熱處理爐號為一批，每批取1個拉力試樣和(或)3個沖擊試6.5.4單件質(zhì)量大于1000kg且壁厚大于100mm的鑄鋼件應(yīng)逐件進行化學成分和力學性能試驗。6.5.5鑄件主要承載處壁厚小于或等于100mm者，可采用相應(yīng)鑄件標準中規(guī)定的標準單鑄試塊；壁厚大于100mm者，應(yīng)采用相應(yīng)部位的本體附鑄試塊或模擬鑄件壁厚情況的單鑄試塊進行力學性能試驗。單鑄試塊應(yīng)與所代表的鑄鋼件同爐進行熱處6.5.6設(shè)計壓力大于或等于1.6MPa的鐵素體鋼鑄件應(yīng)檢驗鑄件的常溫沖擊功，采用V形缺口夏比沖擊試樣，3個試樣的平均值應(yīng)不低于20J。6.5.8空心的承壓鑄鋼件應(yīng)在熱處理后，逐件進行水壓試驗。水壓試驗壓力應(yīng)不低于設(shè)計壓力的或著色檢測，不得存在任何裂紋(含熱裂紋);其他線性缺陷應(yīng)符合表6.52級要求；在缺陷密集區(qū)域面積為25cm2(矩形的一邊長度最長為15cm)的矩形內(nèi)，分散性缺陷應(yīng)符合3級要求。3首批制成的5個鑄件中抽取3個，其后的產(chǎn)品中每5個抽取1個按本條第1款和第2款的要表6.5.9鑄鋼件線性缺陷合格等級檢測部位厚度t(mm)線性缺陷合格等級磁痕長度(mm)6.5.11需經(jīng)焊接的碳素鋼鑄件應(yīng)采用熔煉分析含碳量小于或等于0.25%的牌號。6.5.12鑄鋼件的屈服強度應(yīng)按表6.5.12的規(guī)定選取。表6.5.12鑄鋼的屈服強度(MPa)6.6.1受壓元件使用商品級緊固件應(yīng)符合下列要求：6.6.2受壓零部件用商品級緊固件應(yīng)符合下列規(guī)定：2商品緊固件的產(chǎn)品公差分A、B、C三個等級。各種產(chǎn)品等級緊固件的使用限制如表6.6.2表6.6.2各種等級商品緊固件的使用限制范圍緊固件產(chǎn)品公差等級力學性能等級使用壓力性能等級C5不限不限6.6.3受壓元件常用商品級緊固件標準如表6.6.3所示。表6.6.3商品緊固件標準標準編號標準名稱(產(chǎn)品等級)力學性能等級商品規(guī)格范圍六角頭螺桂全螺紋C級六角頭螺栓(A和B級)六角頭螺栓全螺紋(A和B級)1型六角螺母(A和B級)852型六角螺母(A和B級)96.6.4力學性能等級為4.6級和8.8級的商品級緊固件，高溫屈服強度值如表6.6.4所示。表6.6.4高溫屈服強度(MPa)力學性能等級6.6.5不銹鋼商品緊固件的高溫力學性能按《鋼制壓力容器》GB150的0Cr18Ni96.6.6螺栓或螺柱的許用應(yīng)力可按本標準表6.6.4所列的屈服強度值，除以表6.6.6所對應(yīng)的安全系數(shù)而得。表6.6.6緊固件的屈服強度安全系數(shù)力學性能等級注：<M24的A2-70的許用應(yīng)力不低于A2-50的數(shù)6.6.7受壓元件不得使用鍍鋅、鍍鎘的螺栓、螺柱。6.6.8采用鋼棒自行加工的緊固件：1壓力容器用緊固件用鋼棒應(yīng)按本標準規(guī)定的熱處理制度處理后，在鋼棒上沿軋制方向切取1)直徑小于或等于40mm者，應(yīng)在中心切??；2)直徑大于40mm者，應(yīng)在直徑的1/4處切取(試樣軸線與一個軋制面的距離)。3設(shè)計壓力大于或等于10.0MPa的高壓緊固件用直徑大于50mm的鍛軋鋼棒應(yīng)按《承壓設(shè)備不得存在任何裂紋和1.5mm的非軸向線性缺陷以及大于4mm的圓形缺陷。7鋼材的使用限制和范圍7.2非鍋爐和壓力容器用鋼板在壓力容器中的使用1設(shè)計壓力小于1.6MPa。2使用溫度20℃~300℃。1設(shè)計壓力小于1.6MPa。2使用溫度0℃~300℃。7.3.1根據(jù)部件的使用溫度下限(K?)、重要性(K?)以及應(yīng)力水平大小(K?)分別選取相應(yīng)的系數(shù)1使用溫度系數(shù)K?。1)高于0℃,K?=1;2)高于一20℃且低于或等于0℃,K?=2;3)低于-20℃,K?=3。2部件重要性系數(shù)K?。2)應(yīng)力水平較高(不大于許用應(yīng)力的2/3),K?=2;3)應(yīng)力水平高(大于許用應(yīng)力的2/3),K?=3。7.3.3根據(jù)K值及板厚，按表7.3.3選用相應(yīng)的鋼材質(zhì)量要求。表7.3.3結(jié)構(gòu)鋼材選用表K板：厚(mm)7于27J,Q345B不低于34J為合格。Q345D(最低一20℃)不低于34J為合格。7.4.2設(shè)計壓力大于或等于10.0MPa受壓元件用鋼管，應(yīng)采用符合《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管》受壓元件用雙相不銹鋼板為一20℃~+300℃。1耐點蝕當量數(shù)(PRE)與不銹鋼耐局部腐蝕能力成正比。2耐點蝕當量數(shù)(PRE)按下式計PRE=[Cr%]+3.3[Mo%]+16[表7.6.2耐點蝕當量數(shù)不銹鋼中國統(tǒng)一數(shù)字代碼GB/T20878—2007中奧氏體不銹鋼雙相不銹鋼7.7.1緊固件的使用溫度范圍及其他限制應(yīng)符合表7.7.1的規(guī)定。螺栓的硬度應(yīng)比螺母稍高。表7.7.1緊固件的使用溫度范圍使用溫度范圍(℃)其他限制適用于p≤10.0MPa容器。密封要求高時等于200℃適用于p≥2.5MPa容器及密封要求高時，于400℃適用于p≥2.5MPa容器及密封要求高時，于510℃使用溫度范圍(℃)其他限制冷作硬化狀態(tài)的使用溫度上限為小于或等于100℃1碳鋼及低合金鋼焊制化工容器如焊后或冷加工后，不進行消除應(yīng)力熱處理，則盛裝NaOH溶液介質(zhì)的使用溫度不應(yīng)大于表7.8.1所列的溫度。當NaOH溶液介質(zhì)在其與烴類的混合物中體積比大于或等于5%時，也應(yīng)符合該要求。NaOH溶液介質(zhì)濃度小于或等于1%或NaOH溶液介質(zhì)在其與烴類的混合物中體積小于5%時.不受此限制。2盛裝NaOH溶液介質(zhì)的碳鋼及低合金鋼焊制化工容器殼體用鋼板的腐蝕裕量不應(yīng)小3盛裝KOH溶液介質(zhì)的碳鋼及低合金鋼焊制化工容器應(yīng)參照本條第1款的規(guī)定。表7.8.1NaOH溶液中的使用溫度上限235溫度上限(℃)1)溫度小于或等于(60+2p)℃;2)H?S分壓大于或等于0.00035MPa,即相當于常溫在水中的H?S溶解度大于或等3)介質(zhì)中含有液相水或處于水的露點溫度以下；在濕H?S應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的碳鋼及低合金鋼應(yīng)符合下列要求：1)材料標準規(guī)定的下屈服強度Ra≤355MPa;2)材料實測的抗拉強度Rm≤630MPa;4)碳當量限制(當碳當量限制超標時，應(yīng)加大硬度7)不應(yīng)采用銅及各種銅合金；8)殼體用鋼板的腐蝕裕量不應(yīng)小于3mm。1)冷變形：冷變形量小于或等于2%不需處理；大于2%至小于或等于5%應(yīng)做消除應(yīng)力熱處理；大于5%應(yīng)做正火或回火熱處理；3)焊接接頭(包括焊縫、熱影響區(qū)及母材)的硬度限制同本標準第7.8.2條第2款第5項的要4)焊接工藝評定、焊接試板及每一種焊接工藝施焊的產(chǎn)品焊縫均應(yīng)按本款第3項的要求進行硬度測定。產(chǎn)品上的硬度測定應(yīng)在接觸介質(zhì)一側(cè)的表面。工藝評定及試板上的硬度測定應(yīng)在橫截面上測定(距表面1.5mm處);5)焊縫外的起弧、打弧點(包括臨時焊縫處)均應(yīng)在焊后熱處理前打磨0.3mm以上，并做磁6)所有焊接接頭不應(yīng)留下封閉的中間空隙(如襯板、加強板的四周填角焊后),如屬不可避免7)不允許存在鐵素體鋼或雙相不銹鋼與奧氏體鋼之間的異種金屬焊接接頭。1)可能發(fā)生濕H?S應(yīng)力腐蝕環(huán)境的容器應(yīng)進行焊后消除應(yīng)力熱處理，焊后熱處理溫度應(yīng)按2)熱處理宜采用爐內(nèi)整體消除應(yīng)力熱處理。①工作壓力大于1.6MPa;2)當容器處于H?S嚴重腐蝕環(huán)境時，還應(yīng)符合下列要求：Ni<1.0%②板厚方向斷面收縮率φ≥35%(3個試樣平均)化工壓力容器設(shè)計溫度大于或等于200℃且與氫氣氛相接觸時為氫腐蝕環(huán)境。氫腐蝕環(huán)境中2)鐵素體鋼在氫腐蝕環(huán)境中的使用溫度界限按圖7.8.3的規(guī)定，并應(yīng)留有20℃以上的溫度、3)奧氏體不銹鋼在圖7.8.3所示的溫度及氫分壓中使用不會引起氫腐蝕，不需要因此進行1)介質(zhì)為液態(tài)氨，含水量不高(≤0.2%),且2)使用溫度高于一5℃。2在液氨應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的低碳鋼和低合金高強度鋼(包括焊接接頭)應(yīng)符合下列要求：1)材料要求及限制按本標準第7.8.2條第2款第1～5項的規(guī)定；2)焊接的要求按本標準第7.8.2條第4款第1～5項的規(guī)定；3)焊后熱處理或采用硬度不大于185HB的焊接工藝施焊；4)液氨中添加大于或等于0.2%的水作緩蝕劑，也可作為防止應(yīng)力腐蝕裂紋的輔助措施。82API第七版，2008年8月?；毫θ萜饔煤附硬牧系馁|(zhì)量和規(guī)格應(yīng)符合下列國家標準和行業(yè)標準的要求。同時應(yīng)符合8.2.1焊接材料必須附有焊接材料制造單位提供的質(zhì)量證明書，質(zhì)量證明書的內(nèi)容符合相應(yīng)標準1用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料，應(yīng)當保證焊縫的力學性能高于或等于母材規(guī)定的8.4.1一般情況下，容器制造廠應(yīng)按設(shè)計圖樣及技術(shù)文件上的規(guī)定選用焊接材料。但允許容器制造廠在滿足本標準第8.5～8.8節(jié)規(guī)定的各項要求以及設(shè)計規(guī)定的其他技術(shù)要求的前提下，改變焊8.5.1焊縫金屬的性能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標準規(guī)定值的下限或滿足圖樣規(guī)定的技術(shù)條件要1低碳鋼、低合金高強度鋼的焊接材料應(yīng)按母材的力學性能等級選用相應(yīng)強度級別的焊接材2焊接接頭的拉抗強度不僅取決于熔敷金屬的拉抗強度，而且更大程度上受母材強度以及坡口截面尺寸的影響。因此為改善接頭抗裂性能和焊接工藝性能允許在滿足本標準第8.5.1條第一3對于厚板多層焊或焊后進行消除應(yīng)力熱處理或正火的容器，應(yīng)考慮焊接接頭經(jīng)熱處理后強2)焊條的藥皮含水量或熔敷金屬的擴散氫含量比一般標準要求更低的超低氫焊條。8各種強度級別鋼材的焊條電弧焊焊條應(yīng)根據(jù)接頭的性能和工藝要求按表8.5.1-1選用。焊焊條牌號型號型號于550MP:厚壁、現(xiàn)場焊接等場合低氫焊條，高溫抗S及H?S腐蝕用12AlMoV10MoWVNh鋼專用焊條《低合金鋼焊條》GB/T5118所列型號。符合上述國標型號的焊條2屬于只有相近國家標準的焊條應(yīng)按本標準附錄B所列成分、性能及相近3特殊品種焊條的生產(chǎn)廠參見本標準附錄B。厚度(mm)預熱溫度(℃)類別溫度(℃)T時間(h)111111111111211111111112222鋼材類別焊劑型號及焊絲牌號焊劑牌號及焊絲牌號熱溫度見本標準表8.5.1-2的規(guī)定。420MPa級低碳鋼490MPa低合金鋼530MPa低合金鋼590MPa低合金鋼抗拉強度490MPa級碳錳鋼抗拉強度530MPa低合金鋼抗拉強度590MPa低合金鋼抗拉強度690MPa低合金鋼8.6.1焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學性能高于或等于相應(yīng)母材標準規(guī)定的下限值，且應(yīng)保證焊縫金屬中的Cr、Mo等主要合金元素的含量不低于母材標準規(guī)定的下限值。經(jīng)焊后熱處理的焊縫金8.6.2為了提高接頭的抗裂性能，化工壓力容器用珠光體耐熱鋼焊接宜選用低氫堿性焊條。焊條選用按表8.6.2的規(guī)定。表8.6.2珠光體耐熱鋼推薦選用焊條鋼材類別符合國標型號8.6.3珠光體耐熱鋼的焊接一般均需進行焊前預熱和焊后消除應(yīng)力熱處理。當采用低碳焊絲選配的方法，控制熔敷金屬的含碳量小于或等于0.05%時，R307、R407、R507焊條用于表8.6.3所列場表8.6.3低碳焊條用于珠光體耐熱鋼免除焊后熱處理鋼材類別適用范圍預熱溫度(℃)8.6.4珠光體耐熱鋼的埋弧焊焊絲和焊劑應(yīng)根據(jù)母材的合金組分按表8.6.4選用。表8.6.4珠光體耐熱鋼埋弧焊推薦選用焊絲和焊劑鋼材類別焊絲牌號焊劑牌號注：HO?CrMoA為《熔化焊用鋼絲》GB/T14957所列焊絲。珠光體耐熱鋼焊條。但當焊后無法進行消除應(yīng)力熱處理或要求降低預熱溫度時，也可按本標準第8.8.1條的規(guī)定選用奧氏體鋼或鎳基合金焊條。8.6.6不同合金成分的珠光體耐熱鋼之間以及珠光體耐熱鋼與低碳鋼、碳錳鋼之間的異種鋼焊接用焊條應(yīng)按表8.6.6選用。一般采用中間合金成分的低氫堿性焊條，并根據(jù)其中表8.6.6珠光體耐熱鋼之間的異種鋼焊接推薦選用焊條8.7.1選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學性能高于或等于相應(yīng)母材標準規(guī)定的下限值，且應(yīng)保8.7.2對于有防止晶間腐蝕要求的焊接接頭，應(yīng)采用熔敷金屬中含有穩(wěn)定化元素鈦、鈮的焊接材料，或保證熔敷金屬含碳量小于或等于0.04%的焊接材料。8.7.3奧氏體不銹鋼焊條電弧焊焊條應(yīng)按表8.7.3選用。表8.7.3奧氏體不銹鋼推薦選用焊條國標型號國標型號注：1表中焊條牌號，除注明“見本標準附錄B”外，均為符合《不銹鋼焊條》GB/T983相應(yīng)型號的焊條。含有3%～8%的鐵素體。8.7.5奧氏體不銹鋼的鎢極惰性氣體保護焊(TIG)用焊絲應(yīng)符合《焊接用不銹鋼絲》YB/T5092的要求，并按表8.7.5選用。表8.7.5不銹鋼TIG焊用推薦選用焊絲鋼材類別鋼材類別8.7.6奧氏體不銹鋼的埋弧焊焊絲和焊劑可按表8.7.6選用。埋弧焊焊絲應(yīng)符合《埋弧焊用不銹表8.7.6不銹鋼埋弧焊焊絲和焊劑推薦選用鋼材類別8.7.7奧氏體不銹鋼之間異種鋼焊接用焊條應(yīng)按表8.7.7-1選用。如采用氬弧焊，焊絲可根據(jù)表表8.7.7-1奧氏體不銹鋼之間的異種鋼焊接推薦選用焊條888.7.8化工容器中常用的鎳基耐熱、耐蝕合金incolloy800、inconel600的焊接材料選用應(yīng)按表8.7.8的規(guī)定。表8.7.8incolloy800和inconel600推薦選用焊接材料氬弧焊焊絲(TIG)8.8異種金屬材料的焊接材料選用8.8.1奧氏體不銹鋼與鐵素體鋼的焊接。1鐵素體鋼之間的焊接應(yīng)盡可能采用同種組織、成分的焊接材料。但當考慮免除焊后消除應(yīng)力熱處理或改善焊接工藝等因素而采用奧氏體型焊接材料時應(yīng)考慮下列因素：1)奧氏體鋼與鐵素體鋼的線膨脹系數(shù)差別較大，在高溫或溫度頻繁變化場合，應(yīng)考慮由此而2)熔焊過程中，奧氏體焊縫金屬與鐵素體鋼母材一側(cè)的熔合線處發(fā)生的碳遷移而產(chǎn)生的脫碳層(鐵素體鋼母材側(cè))和滲碳層(奧氏體熔敷金屬側(cè))將導致高溫強度和塑性的下降。2采用奧氏體型焊接材料焊接鐵素體鋼母材時，預熱溫度可比采用相似合金成分焊接材料焊接鐵素體鋼時的預熱溫度相應(yīng)下降100℃左右，焊后熱處理一般可予免除。3奧氏體不銹鋼與鐵素體鋼的焊接材料的選擇應(yīng)考慮下列因素：1)溫度因素。一般應(yīng)選用A302焊條或H13Cr24Ni13焊絲(TIG或MIG焊接),但當使用溫度高于450℃至550℃,且焊接接頭承受較高應(yīng)力水平時，應(yīng)選用高鎳奧氏體焊條，如A502、A507、A607,當使用溫度高于550℃且接頭承受較高應(yīng)力水平時，應(yīng)選用鎳基焊接材料。焊條電弧焊可選用符合SFA-5.11的ENiCrFe-3、ENiCtFe-2;鎢極氬弧焊可選用符合SFA-5.14的ERNiCr-3、ERNiCrFe-6。上述AWS的焊接材料標準可參見本標準附2)可焊性因素。超低碳奧氏體不銹鋼與鐵素體鋼焊接時應(yīng)采用超低碳高鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接材料，含鉬的奧氏體不銹鋼與鐵素體鋼焊接時應(yīng)采用含鉬的高鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接材料。截面尺寸較大的情況下可采用鎳合金焊接材料。國內(nèi)焊條牌號應(yīng)盡量避免在奧氏體鋼表面(包括焊縫金屬上)采用鐵素體型焊接材料施焊。采用奧氏體型焊復層、襯里層、堆焊層的類別9新材料的鑒定與使用11鋼材的代用3代用鋼材對均勻腐蝕和各種局部腐蝕(應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕、電偶腐蝕、沖刷腐蝕等)的適4代用鋼材與原設(shè)計鋼材的鋼材標準差異(如化學成分、檢驗項目、檢驗率)。中外材料標準1代用鋼材符合本標準第6章的有關(guān)技術(shù)要求。2代用鋼材符合本標準第7章的有關(guān)使用限制和范圍。3設(shè)計已對本標準第11.2節(jié)中規(guī)定的各條進行了考慮，并認為可以代用。附錄A(資料性附錄)商品緊固件力學性能表A.1所列為4.6級和8.8級螺栓、螺釘、螺柱適用的鋼材化學成分和熱處理要求。材料類別化學成分(%)CPS硼或錳或鉻)淬火+回火，最低回火溫度425℃20MnTiB調(diào)質(zhì)(用于M20以上的緊固件)中碳鋼淬火十回火，最低回火溫度450℃35號鋼調(diào)質(zhì)表A.2-1所列為4.6級和8.8級螺表A.2-2所列為5級和8級螺母的力學性能。力學性能等級力學性能等級保證應(yīng)力(MPa)58附錄B(資料性附錄)部分特殊焊接材料的成分和性能熔敷金屬化學成分(%)CSP量(mL/100g)一30℃≥47一40℃≥47注：J557、J557MoV、J556RH、J607Ni、J607RH、J707Ni、J707RH的力學性能為熱處理后性能，熱處理焊縫金屬化學成分(%)CSP大同市電焊器材廠，遼源市電焊條廠，集寧衛(wèi)星焊材股份有限公司，邢臺市焊條廠，西安電力建設(shè)器材總上海電焊條總公司，成都電焊條廠，株州市電焊條總廠，石家莊市電焊條廠，合肥市電焊條廠，河北東瀛合金耐磨焊條制造有限公司，河北中邦江蘇省常州市電焊條廠，河北鑫泰合金焊條集團有限公司，河北旭上海電力修造廠，上海電焊條總廠，成都、南天津電焊條廠，天津市金橋焊材有限公司，錦天津、遼源、自貢市中國電焊條廠，泰州、集寧電焊條廠，保定市八一電焊條廠青島電焊條總廠，石家莊電焊條總廠，哈爾濱電焊條總廠，自貢中國電焊條廠，河北三江蘇宇宙焊材材料集團公司，招源耐磨焊條股份公司，河上海電力修造廠，上海電焊條總廠，河北東瀛合金耐磨焊條制造有限公司，唐山上海電力修造廠，北京電焊條廠，河北永恒特成都電焊條廠，青島電焊條廠，哈爾濱電焊條廠，南京電焊條廠，錦州市電焊條廠上海電焊條總廠，成都電焊條廠，集寧電焊條廠，哈爾濱電焊條廠，河北京上海電焊條總廠，集寧電焊條廠，河北省中耐合金焊條有限公司，南宮上海電焊條總廠，天津電焊條廠，自貢中國電焊條廠,河北省南宮市清上海電焊條總廠，河北華美焊接有限公司，河北金箭耐磨焊條廠，天成附錄C(資料性附錄)鎳及鎳合金焊接材料鎳及鎳合金藥皮焊條(SFA-5.11)熔敷金屬成分和力學性能見表C-1和表C-2所示。鎳及鎳合金氣體保護焊焊絲(《鎳及鎳合金焊絲》GB/T15620和SFA-5.14)的成分見表C-3所示。表C-1鎳及鎳合金熔敷金屬化學成分(%)型號CPS(注2)W注1注1注：表列化學成分除已規(guī)定外，單個值均指最大表C-2鎳及鎳合金焊條熔敷金屬力學性能表C-3鎳及鎳合金惰性氣體保護焊(TIG、MIG)用焊絲化型號CPS(注2)VW8注：表列化學成分除已規(guī)定外，單個值均指最大g蒙乃爾蒙乃爾不銹鋼BC蒙乃爾400不銹鋼列的型號。焊條的熔敷金屬和焊絲的化學成分如表DPS興￥長￥×附錄E(資料性附錄)母材純銅特種黃銅磷青銅鋁青銅低碳鋼(預熱540℃)(預熱315℃;(預熱260℃)(預熱200℃)(預熱150℃)(預熱小于60℃)(預熱小于60℃)中碳鋼(預熱540℃)(預熱315℃)(預熱260℃)(預熱200℃)(預熱200℃)預熱小于60℃高碳鋼(預熱540℃)(預熱315℃)(預熱260℃(預熱260℃)(預熱260℃)(預熱200℃)(預熱小于60℃)低合金鋼(預熱540℃)(預熱315℃)(預熱315℃)(預熱260℃)(預熱260℃)(預熱200℃)(預熱小于60℃)不銹鋼(預熱540℃)(預熱315℃)(預熱315℃)(預熱200℃)(預熱小于60℃)(預熱小于60℃)注：1表列的銅合金與碳鋼、不銹鋼的異種金屬焊接材料是指采用惰性氣體保護焊用焊絲。熔化極氬5硅青銅與鋼的異種金屬焊接時，經(jīng)常采用鋁青銅焊絲(SCuAl)在銅合金的表面預先堆焊一層過渡層，然后再進行焊接。當使用鎳基焊條(ERNi-1)焊接純銅與鋼、銅鎳合金與鋼或使用鋁青銅焊絲(SCuAl)焊接鋁青銅與鋼制化工容器材料選用規(guī)定1.對《鋼制壓力容器》GB150的補充和具體化 2.適用范圍 4.應(yīng)用標準的版本 5.鋼材技術(shù)要求和鋼材訂貨的附加要求 6.選材的原則 7.不銹鋼晶間腐蝕試驗 8.不銹鋼耐均勻腐蝕、點腐蝕、應(yīng)力腐蝕試驗 9.選用雙牌號不銹鋼問題 10.鋼號問題 11.專用檢驗項目 12.鑄鋼 13.商品緊固件 14.非受壓元件用結(jié)構(gòu)鋼材的選用 15.有縫鋼管 16.常用鋼材規(guī)格 17.雙相不銹鋼與耐點蝕當量數(shù) 18.使用介質(zhì)的限制 19.焊接材料選用 20.正火的實施 21.鋼材代用問題 1.對《鋼制壓力容器》GB150的補充和具體化2.適用范圍本標準的適用范圍包括常壓及非受壓元件的化工容器及部件的設(shè)計材3.定義4.應(yīng)用標準的版本5.鋼材技術(shù)要求和鋼材訂貨的附加要求當前我國一些鋼材標準尚不能適應(yīng)化工壓力時，設(shè)計者須根據(jù)容器設(shè)計條件，參考本標準第6章的要求提出必要的協(xié)議項目及其他附加保證項目。本標準第4.0.4條和第4.0.5條就是與本標準第6章“鋼材的技術(shù)要求”互相呼應(yīng)的。6.選材的原則選材需要綜合考慮壓力容器建造和使用對材料性能造成不利影響的因素，狀態(tài)符合設(shè)計選材要求。要考慮各種冷熱加工的作用，并具有符合性，在化件下充分考慮加工因素，特別是多次熱加工的累積效應(yīng)具有實際意義；要考慮選材中需要綜合考慮各種因素，所給出的推薦數(shù)據(jù)是有條件的，實際設(shè)計(1)所需不銹鋼鋼板厚度超過12mm時宜采用襯里、復合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式。將不銹鋼板價格(2)奧氏體不銹鋼既可以作為耐酸不銹鋼使用，又可以作為耐熱不銹鋼或低溫鋼使用。考慮到一些化工設(shè)備制造單位對加工珠光體耐熱鋼缺乏經(jīng)驗，對單臺、小前低于一70℃工況條件下低溫鋼選材困難，將奧氏體不銹鋼的低溫選擇界限由—100℃提高到(3)設(shè)計溫度低于一100℃的低溫設(shè)備推薦選用含Ni量較高的奧氏體不銹鋼或低碳超低碳奧氏體不銹鋼。低溫工況和制造中的冷變形都會誘發(fā)部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體使鋼材低溫脆性傾向(4)晶間腐蝕環(huán)境下奧氏體不銹鋼制容器設(shè)計溫度的限制要求是考慮到晶間腐蝕的不利影響，將不銹鋼制容器設(shè)計溫度在材料正常允許使用溫度基7.不銹鋼晶間腐蝕試驗奧氏體不銹鋼依賴其鈍化膜而耐蝕，主要用于氧化性或銹鋼具有一定程度的晶間腐蝕傾向，二是介質(zhì)具有足夠的晶間腐蝕能力。具鋼如果用于沒有晶間腐蝕能力的介質(zhì)中也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。因此，要有針對性不銹鋼晶間腐蝕試驗是檢驗不銹鋼在可能具有晶間腐蝕的場合(1)使用場合是否可能導致材料發(fā)生晶間腐蝕；(2)試驗方法是否與材料牌號及使用介質(zhì)對應(yīng)；(3)試樣狀態(tài)的影響；(4)試驗合格判據(jù)。本標準第6.1.2條就是根據(jù)上述要求，并參照《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》GB/T《不銹鋼10%草酸侵蝕試驗方法》GB/T4334.1,是一種電化學方法(其余的不銹鋼晶間腐蝕試驗方法均為化學方法),主要用作篩選試驗。用于檢測奧氏體不銹鋼因碳化鉻沉淀引起的晶間腐蝕敏感性。此法不試驗結(jié)果判斷：試樣在10%草酸溶液中電解浸蝕后，在顯微鏡下觀察被浸蝕表面的金相組織過，則表明還要進行被篩選的熱酸檢驗方法檢驗，以判明是否合格。在確定以10%草酸法作為獨立《不銹鋼硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法》GB/T4334.2,h,可選擇性地腐蝕晶界貧鉻區(qū)，但不溶解碳化鉻；可以檢測321(S32168,06Cr18Nil1Ti)和347(S34778,06Cr18Nil1N6)型穩(wěn)定奧氏體不銹鋼中o相引起的晶間腐蝕。但不能檢測含鉬奧氏體不銹鋼中σ相引起的晶間腐蝕；可用于檢測鐵素體及雙相不銹鋼中的貧鉻敏化《不銹鋼65%硝酸腐蝕試驗方法》GB/T4334.3又稱休氏(hue法，試驗時間為5×48h,是一種定量評定晶間腐蝕率不超過0.6mm/年為合格指標，要求較高時也可定為不超過0.46mm/年或0.30mm/年為合格指一般以腐蝕率的比值不大于1.5為合格(主要用于對鋼材的檢驗)。(24)h,適用于檢驗奧氏體或雙相不銹鋼因晶界貧鉻引起的晶間腐蝕。未加銅屑的酸性硫酸銅溶液上述5個標準都是檢驗不銹鋼的晶間腐蝕傾向。國內(nèi)一般只對氧化性較強的介質(zhì)條件如濃硝酸、高溫稀硝酸、尿素合成介質(zhì)等才采用65%硝酸法(GB/T4334.3),其他絕大部分場合多采用硫8.不銹鋼耐均勻腐蝕、點腐蝕、應(yīng)力腐蝕試驗《不銹鋼5%硫酸腐蝕試驗方法》GB/T4334.6專用于檢驗含鉬奧氏體鉻鎳不銹鋼耐均勻腐蝕性能。我國的不銹鋼材標準中并沒有規(guī)定按5%硫酸法進行均勻腐蝕試驗的合格指標應(yīng)當是多少。5%硫酸法均勻腐蝕試驗在日本用得較多，對于SUS316和SUS316L為5.5g/(m2·h);對于SUS316J1和SUS316J1L為4.5g/(m2·h);對于SUS317和SUS317L為6.0g/(m2·《不銹鋼三氯化鐵腐蝕試驗方法》GB/T4334.7用于檢驗不銹鋼耐點蝕性能。不銹鋼點腐蝕《不銹鋼42%氯化鎂應(yīng)力腐蝕試驗方法》GB/T4334.8用于檢驗不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能。不9.選用雙牌號不銹鋼問題《不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學成分》GB/T20878中新增高溫奧氏體不銹鋼牌號S30409(07Cr19Ni10),含碳量為0.04%～0.10%。可以采購雙牌號不銹鋼S30409(07Cr19Ni10)/S30408的情況還有，S31609(07Cr17Ni12Mo2),含碳量為0.04%～0.10%,雙牌號不銹鋼S3160910.鋼號問題化工容器的設(shè)計條件十分繁雜，本標準中只能把經(jīng)常使用的鋼號及標壓力容器標準以外的鋼材標準及代用問題。為此，本標準第4.0.6條和本標準第4.0.7條規(guī)定的作11.專用檢驗項目管工藝性能試驗，并非為每臺化工容器用鋼所必需，但在某些設(shè)的項目。根據(jù)各工程項目的設(shè)計經(jīng)驗，本標準第6.1.2條、第6.1.4條、第6.2.1條、第66.3.5條中分別作了具體的規(guī)定。12.鑄鋼《鋼制壓力容器》GB150的修訂中未包括鑄鋼。品種。為此，參照日本JISB8270和美國ASME鍋爐壓力容器規(guī)范第Ⅲ卷編制了本標準的第6.513.商品緊固件件又是不可缺少的承載零件。近年來，國標緊固件標準參照ISO標準的前提下作了大幅度的修訂，為此，在本標準中選擇了一些常用商品緊固件標準及級別，規(guī)定了適6.6.2的使用范圍為參考德國AD壓力容器規(guī)范而確定的，表6.6.4的高溫屈服強度