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1、压力容器用材料第1页，本讲稿共43页压力容器用钢材压力容器用钢材(一)、一般要求1、机械性能：s、b、5、Akv、Kc（c）、足够高的强度、良好的韧性和塑性5、足够的断裂韧性、低的脆性转变温度和无塑性转变温度（NDT）。2、制造工艺性能：良好的塑性（5）、可焊性（C、Ceq、Pcm、焊接接头硬度），国际焊接协会推荐的碳当量计算式为：日本JIS标准推荐的碳当量计算式为：焊接冷裂纹敏感性指数：3、特殊性能：耐高温、耐低温和耐腐蚀性第2页，本讲稿共43页压力容器用钢材的分类：压力容器用钢材的分类：1、碳素钢：C0.252、低合金钢；3、低温压力容器用钢；4、不锈钢和调质钢；第3页，本讲稿共43页压力
2、容器用钢材的选择原则：压力容器用钢材的选择原则：1、符合现行标准、规范的规定2、经济合理3、充分发挥材料的特长第4页，本讲稿共43页B6654-1996压力容器用钢板压力容器用钢板共有七个钢号：一个碳素钢，为20R，六个低合金钢，分别是：16MnR，15MnVR，15MnVNR，18MnMoNbR，13MnNiMoNbR和15CrMoR。取消了15MnVNR，增加15MnNbR。第5页，本讲稿共43页化学成分化学成分CMnSiSP0.200.400.900.150.300.0200.0301.20R第6页，本讲稿共43页力学性能、工艺性能力学性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲
3、击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180热轧61640024525027热轧163623525027d=2a正火3660620225250276010039051020524027第7页，本讲稿共43页。技术要求和检验规则：技术要求和检验规则：厚度大于60mm的20R锰含量可以提高到1.00%；铬、镍、铜含量当作为残余元素时应各不大于0.30%，其总含量不大于0.60%，供方如能保证，可不做分析；为改善其性能，可添加微量元素；成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；钢由氧气转炉、电炉冶炼；钢板的成批验收，厚度616mm的每批重量不大于15吨，钢板厚度大于
4、16mm的每批重量不大于25吨；超声波合格级别由双方协商，合同中注明。第8页，本讲稿共43页钢板的适用范围和要求：钢板的适用范围和要求：用于壳体厚度大于30mm时，正火状态下使用；用于其他受压元件（法兰、管板、平盖等），厚度大于50mm时，应在正火状态下使用；用于多层包扎容器的内筒时，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；用于壳体厚度大于60mm的钢板，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；使用温度低于0时，厚度大于25mm,应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验;使用温度低于-10时，厚度大于12mm,应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验;厚度大于30mm的钢板，应逐张进行超探检测，标准为JB4730，质量不
5、低于级；任意厚度多层包扎容器的内筒钢板，应逐张进行超探检测，标准为JB4730，质量不低于级；容规第14条的规定。第9页，本讲稿共43页16MnR：化学成分（熔炼分析）化学成分（熔炼分析）CMnSiSP0.201.201.600.200.550.0200.030第10页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180热轧61651064034521031d=2a热轧163649062032521031d=3a正火366047060030521031d=3a60100460590285200
6、31d=3a10012045058027520031d=3a第11页，本讲稿共43页技术要求和检验规则：技术要求和检验规则：铬、镍、铜含量当作为残余元素时应各不大于0.30%，其总含量不大于0.60%，供方如能保证，可不做分析；为改善其性能，可添加微量元素；成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；钢由氧气转炉、电炉冶炼；钢板的成批验收，厚度616mm的每批重量不大于15吨，钢板厚度大于16mm的每批重量不大于25吨；超声波合格级别由双方协商，合同中注明；经双方协商，进行-20的V型缺口冲击试验，冲击功不小于24J。第12页，本讲稿共43页适用范围和要求：适用范围和要求：用于壳体
7、厚度大于30mm时，正火状态下使用；用于其他受压元件（法兰、管板、平盖等），厚度大于50mm时，应在正火状态下使用；用于多层包扎容器的内筒时，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；用于壳体厚度大于60mm的钢板，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；使用温度低于0时，厚度大于38mm,应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验;使用温度低于-10时，厚度大于20mm,应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验;厚度大于30mm的钢板，应逐张进行超探检测，标准为JB4730，质量不低于级；任意厚度多层包扎容器的内筒钢板，应逐张进行超探检测，标准为JB4730，质量不低于级；容规第14条的规定。第13页，本讲稿共43页15M
8、nNbR化学成分（熔炼分析）化学成分（熔炼分析）CMnSiSP0.181.201.600.200.550.0150.025第14页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能：交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180正火61653065037020034正火163653065036020034d=3a正火366052064035020034第15页，本讲稿共43页15MnVR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSiVSP0.181.201.600.200.550.040.120.200.30第16页，本讲稿共4
9、3页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能：交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180热轧61653066539019031控轧163651064537019031d=3a正火366049062535019031第17页，本讲稿共43页技术要求和检验规则：技术要求和检验规则：成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；钢由氧气转炉、电炉冶炼；钢板的成批验收，厚度616mm的每批重量不大于15吨，钢板厚度大于16mm的每批重量不大于25吨；超声波合格级别由双方协商，合同中注明；第18页，本讲稿共43页适用范围和要求：适用范围和
10、要求：用于壳体厚度大于16mm时，正火状态下使用；用于多层包扎容器的内筒时，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；用于壳体厚度大于60mm的钢板，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；使用温度低于0时，厚度大于38mm,应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验;使用温度低于-10时，厚度大于20mm,应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验;厚度大于25mm的钢板，应逐张进行超探检测，标准为JB4730，质量不低于级；任意厚度多层包扎容器的内筒钢板，应逐张进行超探检测，标准为JB4730，质量不低于级；容规第14条的规定。第19页，本讲稿共43页GB3531-1996低温压力容器用低合金钢板：低温压力容器用低合金钢板
11、：共有3个钢号，原有4个，02年修改单取消09Mn2VDR。低温40用钢16MnDR低温45用钢15MnNiDR低温70用钢09MnNiDR第20页，本讲稿共43页16MnDR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSiSPALs0.201.201.600.150.500.0150.0250.015第21页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180正火616490620315214027d=2a正火1636470600295214027d=3a回火3660450580275
12、213027d=3a60100450580255213027d=3a第22页，本讲稿共43页15MnNiDR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSiSPNiVAl0.181.201.600.150.500.0150.0250.200.600.060.015第23页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180正火616490630325204527d=2a正火1636470600305204527d=3a回火3660460600290204527d=3a第24页，本讲稿共4
13、3页09MnNiDR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSiSPNiNbAl0.121.201.600.150.500.0150.0200.300.800.040.015第25页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmbMPasMPa5%温度Akvb=2a180正火616440570300237027d=2a正火1636430560280237027d=2a回火36100430560260237027d=2a第26页，本讲稿共43页GB2003压力容器用调质高强度钢板压力容器用调质高强度钢板:共有3个钢号：20
14、用钢07MnCrMoVR40用钢07MnNiCrMoDR20用钢12MnNiVR第27页，本讲稿共43页07MnCrMoVR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSiSP0.091.201.600.150.400.0100.025NiMoCrVBPm0.300.300.300.020.060.00300.20第28页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率mmbMPasMPa5%调质126061073049017第29页，本讲稿共43页07MnNiCrMoDR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSiSP0.091.201
15、.600.150.400.0100.025NiMoCrVBPm0.020.500.300.300.020.060.00300.21第30页，本讲稿共43页12MnNiVR化学成分（熔炼分析）：化学成分（熔炼分析）：CMnSPNi0.151.201.600.0100.0250.150.40MoCrVBPm0.100.300.100.300.020.060.00300.26第31页，本讲稿共43页机械性能、工艺性能机械性能、工艺性能交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点冲击试验JCeqPcm冷弯试验mmbMPasMPa温度Akv%b=2a180调质61661049020470.450.26d=3a1054
16、第32页，本讲稿共43页压力容器用钢锻件压力容器用钢锻件压力容器用钢锻件标准：JB47262000压力容器用碳素钢低合金钢锻件JB47272000低温压力容器用低合金钢锻件JB47282000压力容器用不锈钢钢锻件第33页，本讲稿共43页锻件级别锻件级别锻件分为四个级别：、。级别取样数量检验项目检验数量选用规定硬度HB逐件检验设计压力10.0MPa的法兰及几何尺寸类似的锻件，应符合级或级以上要求；设计压力1.6MPa的锻件，应符合级或级以上要求；用作圆筒和封头的筒形或碗形锻件其公称厚度300mm的低合金钢锻件应选用级或级；毒性程度为极度或高度危害介质，当截面尺寸300mm时，应不低于级；设计压
17、力10.0MPa的中小型锻件应符合级要求；大型锻件应符合级或级要求。拉伸和冲击（b、s、5、Akv）同炉批号、同炉热处理的锻件抽检一件3.5t以下1组3.5t以上为2组拉伸和冲击（b、s、5、Akv）同炉批号、同炉热处理的锻件抽检一件超声波检测逐件检验拉伸和冲击（b、s、5、Akv）逐件检验超声波检测逐件检验第34页，本讲稿共43页锻件的定义：锻件的定义：筒形锻件环形锻件饼型锻件碗形锻件长颈法兰条形锻件LDLDtDHDLD轴对称空轴对称空轴对称公称厚度公称厚度实心锻件心锻件心锻件t为公称maxt1t2maxt1t2D为公称厚t为厚度公称厚度厚度度minL、t第35页，本讲稿共43页JB4726
18、2000压力容器用碳素钢低合金钢锻件：压力容器用碳素钢低合金钢锻件：使用温度t20，设计压力p35Mpa。共有11个钢号：20、35、16Mn、20MnMo、20MnMoNb、15CrMo、35CrMo、12Cr1MoV、14Cr1Mo、12Cr1Mo1、1Cr5Mo。取消了15MnV增加了中温抗氢钢12Cr1Mo1。20MnMo、20MnMoNb、14Cr1Mo、12Cr1Mo1硫磷含量下降；生产企业必须进行压力容器锻件的生产注册；需方要求，20号钢20冲击韧性可改为0进行冲击试验；20号钢锰含量可提高到0.601.0。第36页，本讲稿共43页JB47272000低温压力容器用低合金钢锻件低
19、温压力容器用低合金钢锻件使用温度t20，设计压力p35Mpa。共有5个钢号：16MnD、20MnMoD、08MnNiCrMoVD、10Ni3MoVD、09MnNiD第37页，本讲稿共43页JB47282000压力容器用不锈钢钢锻件压力容器用不锈钢钢锻件共有9个钢号，铁素体1个：0Cr13，奥氏体型7个，双相钢1个。相对于1994标准，取消了GB150中未采用的马氏体型的1Cr13,增加了00Cr18Ni5Mo3Si2，00Cr18Ni2Mo2Ti。第38页，本讲稿共43页JB/T4734铝质焊接容器铝质焊接容器关于铝材的规定 铝材选用规定 1 容器用铝及铝合金材料应当具有良好的耐蚀性能、力学性
20、能、焊接性能、成形性能及其他工艺性 能和物理性能，能满足容器的使用、制造与检验要求，并考虑经济合理性。2 容器用铝及铝合金应选用本章规定的材料，且应符合表41表49中所列铝材标准、牌号、状态。在国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌号两种体系牌号中应优先选用国际四位数字体系牌号。铝及铝合金牌号、状态表示方法见附录G。第39页，本讲稿共43页 3 如铝及铝合会材料符合表41表49中所列铝材标准、牌号和状态，仅尺寸超出所列范围，当 力学性能仍能符合表中要求或其他规定要求时，也可选用。4 采用与表4l表49中相应牌号的国外铝材时，应按压力容器安全技术监察规程第22条 规定的要求处理。当所用国外牌号与表41表49中的国际四位数字体系牌号相同时，可按同内牌号对待，但力学性能等技术要求应按国外相应标准。5 采用本标准未列的铝材时，应按压力容器安全技术监察规程第23条规定的要求处理。第40页，本讲稿共43页第41页，本讲稿共43页HG20531铸钢、铸铁容器中规定的铸铁材料及使用范围：第42页，本讲稿共43页QB/T2551-2002造纸用铸铁烘缸技术条件中规定烘缸的缸体和缸盖的材质应符合GBT94391988的规定。a)设计压力为0.3MPa时，不低于HT200；b)设计压力为0.5MPa时，不低于HT250：c)设计压力为0.8MPa时，不低于HT300；第43页，本讲稿共43页