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1、20112011年辽宁省年辽宁省D D级压力容器级压力容器设计、审核人员培训班设计、审核人员培训班选材要求中国石油辽阳石化公司 胡丽莉2011年4月 讨论的主要内容讨论的主要内容一、选材原则一、选材原则二、材料性能二、材料性能三、常用材料三、常用材料四、材料问题讨论四、材料问题讨论2一、选材原则一、选材原则1、选材依据：、选材依据：v容器的使用条件；容器的使用条件；v材料的机械性能；材料的机械性能；v材料的耐蚀性能；材料的耐蚀性能；v材料的加工性能；材料的加工性能；v材料的价格及来源；材料的价格及来源；v同一工程设计中用材要统一。同一工程设计中用材要统一。3一、选材原则一、选材原则2、选材考虑
2、因素、选材考虑因素1）选择压力容器受压元件用钢时应以下因素：）选择压力容器受压元件用钢时应以下因素：v容器的使用条件：设计温度、设计压力、介容器的使用条件：设计温度、设计压力、介质特性和操作特点；质特性和操作特点；v材料的性能：力学性能、工艺性能、化学性材料的性能：力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能；能和物理性能；v容器的制造工艺以及经济合理性。容器的制造工艺以及经济合理性。2）优选采用压力容器规范推荐的材料及国内优选采用压力容器规范推荐的材料及国内材料标准中已有的材料。材料标准中已有的材料。4二、材料性能二、材料性能3）压力容器材料不仅要具有高的屈服极限，）压力容器材料不仅要具有高的屈服
3、极限，而且具有一定的屈强比（而且具有一定的屈强比（ReL/Rm）。屈强）。屈强比反映了材料承受外载能力的能力比反映了材料承受外载能力的能力,屈强比愈小，屈强比愈小，结构零件的可靠性愈高。压力容器用材的屈强结构零件的可靠性愈高。压力容器用材的屈强比一般为比一般为 0.60.7。碳素钢的屈强比一般为。碳素钢的屈强比一般为 0.6 左右，低合金高强度钢为左右，低合金高强度钢为 0.650.75，合金结，合金结构钢为构钢为0.85。4）要求压力容器材料具有良好的塑性，可以）要求压力容器材料具有良好的塑性，可以顺利地进行某些成型工艺，同时，良好的塑性顺利地进行某些成型工艺，同时，良好的塑性使零件在使用时
4、万一超载，能由于塑性变形使使零件在使用时万一超载，能由于塑性变形使强度提高而避免突然袭击断裂。强度提高而避免突然袭击断裂。5一、选材原则一、选材原则5）由于冲击功由于冲击功 AKV是金属材料各项机械性能是金属材料各项机械性能标中对材料的化学成分、冶金质量、组织状态标中对材料的化学成分、冶金质量、组织状态及内部缺陷等比较敏感的一个质量指标，而且及内部缺陷等比较敏感的一个质量指标，而且也是衡量材料脆性转变和断裂特性的重要指标，也是衡量材料脆性转变和断裂特性的重要指标，所以对压力容器用钢来说，尤其是低温压力容所以对压力容器用钢来说，尤其是低温压力容器冲击功是一项重要的性能指标。器冲击功是一项重要的性
5、能指标。6）钢材要有良好的冶金质量。）钢材要有良好的冶金质量。7）较好的成型性能和焊接性能。）较好的成型性能和焊接性能。8）与受压元件相焊接的非受压元件用钢应是与受压元件相焊接的非受压元件用钢应是焊接性良好的钢材。焊接性良好的钢材。6一、选材原则一、选材原则9）用于制造压力容器受压元件的焊接材料，用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材应当保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限制，当需要时，其他性能也不得低于规定的限制，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求；母材的相应要求；10）压力容器受压元件用钢材使用温度上限：）压力容器受压元件用钢材使用温度
6、上限：a)为标准各许用应力表中各钢号许用应力所对为标准各许用应力表中各钢号许用应力所对应的最高温度；应的最高温度；b)碳素钢和碳锰钢钢材在高于碳素钢和碳锰钢钢材在高于425温度下长温度下长期使用时应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向；期使用时应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向；c)奥氏体型钢材的使用温度高于奥氏体型钢材的使用温度高于525时，钢时，钢中含碳量应不小于中含碳量应不小于0.04%。7一、选材原则一、选材原则3、选材一般原则、选材一般原则1）碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压）碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，以及其它由刚性容器，壁厚不大的中压容器，以及其它由刚性
7、或结构因素决定壁厚的场合。或结构因素决定壁厚的场合。2）低合金高强钢用于介质腐蚀性不强，壁厚）低合金高强钢用于介质腐蚀性不强，壁厚大于大于8mm的受压容器。的受压容器。3）珠光体耐热钢用于抗高温氢或硫化氢腐蚀）珠光体耐热钢用于抗高温氢或硫化氢腐蚀或设计温度或设计温度350650 的压力容器。的压力容器。4）不锈钢用于介质腐蚀性较高，防铁离子污）不锈钢用于介质腐蚀性较高，防铁离子污染，或设计温度大于染，或设计温度大于500 或设计温度低于或设计温度低于-100 的容器。的容器。8一、选材原则一、选材原则5）不含稳定化元素且含碳量大于）不含稳定化元素且含碳量大于0.03%的奥的奥氏体不锈钢需要经过
8、焊接或氏体不锈钢需要经过焊接或400 以上以上热加工热加工时，不应以时，不应以上上热热加加工工时时，不不应应用于可能引起不用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。锈钢晶间腐蚀的环境。6）在强大设计为主的场合，应根据使用条件）在强大设计为主的场合，应根据使用条件依次选用依次选用Q235系列、系列、Q245R、Q345R钢板。钢板。7）所需不锈钢厚度大于）所需不锈钢厚度大于12mm时，应尽量采时，应尽量采用复合、堆焊、衬里结构。用复合、堆焊、衬里结构。9二、材料性能二、材料性能1、金属材料的性能：、金属材料的性能：包括使用性能和制造工艺性能两个方面。包括使用性能和制造工艺性能两个方面。1）使用性能）使用
9、性能金属材料在使用条件下所表金属材料在使用条件下所表现的性能。它包括材料的力学性能和物理、化现的性能。它包括材料的力学性能和物理、化学性能。学性能。a)力学性能力学性能是金属在外力作用下所显示是金属在外力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关应变关系的性能，或金属在外力作用时表现出来的性系的性能，或金属在外力作用时表现出来的性能。它是反映金属抵抗各种损伤作用能力的大能。它是反映金属抵抗各种损伤作用能力的大小，是衡量金属材料使用性能的重要指标。力小，是衡量金属材料使用性能的重要指标。力学性能指标主要包括强度、塑性、韧性、硬度学性能指标主要包括强度、塑
10、性、韧性、硬度和断裂力学等。和断裂力学等。10二、材料性能二、材料性能 b)物理、化学性能物理、化学性能密度、熔点、导热性、密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性、抗氧化性、耐腐蚀导电性、热膨胀性、磁性、抗氧化性、耐腐蚀性等。性等。2）制造工艺性能：材料承受各种冷、热加工）制造工艺性能：材料承受各种冷、热加工的能力。的能力。a)冷加工：冷成型、切削性能等。达到规定冷加工：冷成型、切削性能等。达到规定的几何形状和尺寸，公差配合，表面粗糙度等的几何形状和尺寸，公差配合，表面粗糙度等的要求。的要求。b)热加工：压力加工性能（塑性变形）热加工：压力加工性能（塑性变形）、焊、焊接性能（连接）接性能（
11、连接）、热处理（性能潜力）等。、热处理（性能潜力）等。11二、材料性能二、材料性能2、材料性能概念、材料性能概念 1）强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。）强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。常用的强度判据如屈服强度、抗拉强度。常用的强度判据如屈服强度、抗拉强度。a)抗拉强度抗拉强度(Rm):它表现材料在拉断前所能它表现材料在拉断前所能承受的最大应力值，超越此应力值材料就进入承受的最大应力值，超越此应力值材料就进入低应力破坏阶段，所以抗拉强度也表示材料抵低应力破坏阶段，所以抗拉强度也表示材料抵抗断裂的能力抗断裂的能力,通过拉伸试验获得。通过拉伸试验获得。b)屈服强度（屈服强度（ReL）：它表现
12、材料发生塑性）：它表现材料发生塑性变形的最小应力变形的最小应力,反映材料抗微量塑性变形的反映材料抗微量塑性变形的能力能力,通过拉伸试验获得通过拉伸试验获得。12二、材料性能二、材料性能2）塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形能）塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形能力。常用的塑性判据是伸长率力。常用的塑性判据是伸长率A。伸长率（伸长率（A）：试样拉断后的伸长量与原）：试样拉断后的伸长量与原长之比，表现材料被拉伸的程度，通过拉伸长之比，表现材料被拉伸的程度，通过拉伸试验获得。试验获得。3）韧性：金属在断裂前吸收变形能量的能力。）韧性：金属在断裂前吸收变形能量的能力。判据是冲击功判据是冲击功AKV。冲
13、击功冲击功(AKV)：材料在受到外加冲击负荷的：材料在受到外加冲击负荷的作用下作用下,断裂时消耗的功除以试样缺口断面面断裂时消耗的功除以试样缺口断面面积而得到的商值，即在规定温度下试样抵抗积而得到的商值，即在规定温度下试样抵抗冲击载荷时所吸收的能量。通过冲击试验获冲击载荷时所吸收的能量。通过冲击试验获得。得。13二、材料性能二、材料性能4)硬度硬度(HB):材料表面抵抗较硬物体划刻或材料表面抵抗较硬物体划刻或压入的能力。压入的能力。5)冷弯性能冷弯性能:用于衡量材料在室温时的塑性。用于衡量材料在室温时的塑性。6)蠕变蠕变:在规定温度及恒定力作用下，材料塑在规定温度及恒定力作用下，材料塑性变形随
14、时间而增加的现象。性变形随时间而增加的现象。a)蠕变极限（蠕变极限（Rn）：在规定温度下，引起试）：在规定温度下，引起试样在一定时间内蠕动总伸长率或恒定蠕变速率样在一定时间内蠕动总伸长率或恒定蠕变速率不超过规定值的最大应力。不超过规定值的最大应力。b)持久强度（持久强度（RD）：在给定的温度下在给定的温度下,使材使材料经过规定时间发生断裂的应力料经过规定时间发生断裂的应力,是材料在高是材料在高温长期负荷作用下抵抗断裂的能力。温长期负荷作用下抵抗断裂的能力。14二、材料性能二、材料性能7)疲劳：材料在循环应力和应变作用下，在一疲劳：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积性损伤
15、，经一定处或几处产生局部永久性累积性损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。程。a)高周疲劳高周疲劳:材料在低于其屈服强度的循环应力材料在低于其屈服强度的循环应力作用下，经作用下，经105以上循环次数而产生的疲劳。以上循环次数而产生的疲劳。b)低周疲劳低周疲劳:材料在接近或超过其屈服强度的循材料在接近或超过其屈服强度的循环应力作用下，经环应力作用下，经102105塑性应变循环次数塑性应变循环次数而产生的疲劳。而产生的疲劳。c)热疲劳热疲劳:温度循环变化产生的循环热应力所导温度循环变化产生的循环热应力所导致的疲劳。致的疲劳。15二、材料性能
16、二、材料性能8）脆性转变温度脆性转变温度T TC C：具有体心立方结构的具有体心立方结构的金属都有冷脆性金属都有冷脆性,随着温度的降低，断裂从随着温度的降低，断裂从韧性转变为脆性韧性转变为脆性,这一转变温度称为脆性转这一转变温度称为脆性转变温度。变温度。9 9）断裂韧性）断裂韧性KIC：第一类裂纹尖端应力强第一类裂纹尖端应力强度因子的临界值度因子的临界值,又称为平面应变条件下的又称为平面应变条件下的断裂韧性。反映材料抵抗裂纹失稳扩展，即断裂韧性。反映材料抵抗裂纹失稳扩展，即抵抗脆性断裂的能力。抵抗脆性断裂的能力。16二、材料性能二、材料性能3 3、影响金属材料性能的因素影响金属材料性能的因素1
17、）化学成分）化学成分a)含碳量增加，则强度、硬度提高，而塑性、含碳量增加，则强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。韧性下降。b)合金元素各有不同的作用：合金元素各有不同的作用：vMn增加可提高强度（但应控制增加可提高强度（但应控制1.9%vV、Ti、Nb等元素细化晶粒，提高韧性及材等元素细化晶粒，提高韧性及材料致密度。料致密度。vMo提高钢的热强性能、在高温时保持足够强提高钢的热强性能、在高温时保持足够强度、细化晶粒，防止钢的过热倾向。度、细化晶粒，防止钢的过热倾向。vCr、Ni提高钢的热强性能、高温氧化性和耐提高钢的热强性能、高温氧化性和耐腐蚀性。腐蚀性。17二、材料性能二、材料性能c)有害元素
18、：有害元素：P、S形成低熔点化学物，导致形成低熔点化学物，导致热脆性和冷脆性，使塑性、韧性下降。热脆性和冷脆性，使塑性、韧性下降。2)组织结构组织结构v奥氏体奥氏体:强度硬度不高，塑性韧性很好，无强度硬度不高，塑性韧性很好，无磁性。磁性。v铁素体铁素体:强度硬度低，塑性韧性好。强度硬度低，塑性韧性好。v珠光体珠光体:性能介于铁素体与渗碳体之间。性能介于铁素体与渗碳体之间。v马氏体马氏体:具有很高的强度和硬度，但很脆；具有很高的强度和硬度，但很脆；延展性差，易导致裂纹。延展性差，易导致裂纹。18二、材料性能二、材料性能3)晶粒度：常见晶粒度：常见18级。级。8级细小而均匀、综级细小而均匀、综合力
19、学性能好。合力学性能好。4)状态供货状态供货:热轧、调质、正火状态供货，以热轧、调质、正火状态供货，以正火状态组织性能最好。正火状态组织性能最好。5)加工工艺对组织性能影响加工工艺对组织性能影响v冷作变形会带来纤维组织、加工硬化及残冷作变形会带来纤维组织、加工硬化及残余内应力。余内应力。v热变形会提高材料塑性变形能力及降低变热变形会提高材料塑性变形能力及降低变形抗力。形抗力。19二、材料性能二、材料性能6）温度对材料机械性能的影响）温度对材料机械性能的影响 a)材料的屈服极限、强度极限和弹性模量随材料的屈服极限、强度极限和弹性模量随温度的升高而降低。如果设备的操作温度较高，温度的升高而降低。如
20、果设备的操作温度较高，则必须选用在相应温度下能保持其强度指标的则必须选用在相应温度下能保持其强度指标的材料。如果材料在高温下承受高的应力，则材材料。如果材料在高温下承受高的应力，则材料的抗蠕变性能是关键性的。料的抗蠕变性能是关键性的。b)低温情况下，通常塑性金属材料往往以脆低温情况下，通常塑性金属材料往往以脆性方式破坏。引起钢制焊接压力容器脆性破坏性方式破坏。引起钢制焊接压力容器脆性破坏的因素非常复杂。它取决于材料的晶格结构，的因素非常复杂。它取决于材料的晶格结构，板材的厚度，加工后的残余应力、结构缺陷以板材的厚度，加工后的残余应力、结构缺陷以及材料的使用温度。以夏比及材料的使用温度。以夏比
21、v 型缺口冲击试验型缺口冲击试验来检验材料对脆性破坏的敏感性。来检验材料对脆性破坏的敏感性。c)c)不同的温度对应不同的许用应力。不同的温度对应不同的许用应力。20二、材料性能二、材料性能4、金属材料耐腐蚀性能、金属材料耐腐蚀性能 耐腐蚀性能是金属材料抵抗介质腐蚀的能耐腐蚀性能是金属材料抵抗介质腐蚀的能力。压力容器中处理的介质大多数具有腐蚀性力。压力容器中处理的介质大多数具有腐蚀性的，在设计中必须根据操作介质来选择耐腐蚀的，在设计中必须根据操作介质来选择耐腐蚀材料。材料。引起材料腐蚀的因素多种多样，工程中常引起材料腐蚀的因素多种多样，工程中常将常见的腐蚀情况分为：均匀腐蚀、点蚀、应将常见的腐蚀
22、情况分为：均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、氢脆、磨蚀等。力腐蚀、晶间腐蚀、氢脆、磨蚀等。21二、材料性能二、材料性能1）均匀腐蚀均匀腐蚀 均匀腐蚀是整个金属表面均匀地发生腐蚀，均匀腐蚀是整个金属表面均匀地发生腐蚀，这种腐蚀相对其它形式的腐蚀其危害最小。这种腐蚀相对其它形式的腐蚀其危害最小。GB150 中中 C2只考虑均匀腐蚀只考虑均匀腐蚀 C2=KB其中其中 B设计寿命设计寿命(年年)K腐蚀速率腐蚀速率(mm/年年)22不腐蚀不腐蚀 轻微腐蚀轻微腐蚀腐蚀腐蚀重腐蚀重腐蚀B mm/年年 0.050.050.13 0.130.25 0.25C2 mm0123二、材料性能二、材料性能2）应力腐蚀
23、应力腐蚀 应力腐蚀是指金属在持久拉应力和腐蚀性应力腐蚀是指金属在持久拉应力和腐蚀性环境联合作用下产生腐蚀裂纹环境联合作用下产生腐蚀裂纹,并使裂纹迅速扩并使裂纹迅速扩展展,从而可能出现的早期性破坏的腐蚀形式。从而可能出现的早期性破坏的腐蚀形式。几种常见的应力腐蚀环境几种常见的应力腐蚀环境:a）碳钢及低合金钢焊制容器对）碳钢及低合金钢焊制容器对 NaOH 的应力的应力腐蚀与介质浓度、温度有关。当超过以下范围腐蚀与介质浓度、温度有关。当超过以下范围的碳钢、低合金钢材料产生应力腐蚀。的碳钢、低合金钢材料产生应力腐蚀。23NaOH 溶液溶液 重量重量%23510 15 20 30 40 50 60温度上
24、限温度上限 90 88 85 76 70 65 54 48 43 40二、材料性能二、材料性能b）湿）湿 H2S 应力腐蚀应力腐蚀 介质同时符合下列条件时，即为湿介质同时符合下列条件时，即为湿 H2S 应应力腐蚀环境：力腐蚀环境：温度小于等于（温度小于等于（60+2P）；P 为压力，为压力，MPa H2S 分压大于等于分压大于等于 0.00035MPa 即相当于即相当于常温在水中常温在水中 H2S 溶解度大于等于溶解度大于等于 10p.p.m；介质中含有液相水或处于水的露点温度以介质中含有液相水或处于水的露点温度以下；下；PH9 或有氰化物或有氰化物(HCN)存在。存在。24二、材料性能二、材
25、料性能C）液氨应力腐蚀环境）液氨应力腐蚀环境 当容器接触的液氨介质同时符合下列各项条当容器接触的液氨介质同时符合下列各项条件时，即为液氨应力腐蚀环境：件时，即为液氨应力腐蚀环境：介质为液态氨，含水量不高（介质为液态氨，含水量不高（0.2%）,且且有可能受空气有可能受空气(O2或或 CO2)污染的场合；污染的场合；使用温度高于使用温度高于5。d）奥氏体不锈钢材料在氯化物溶液、高温水、）奥氏体不锈钢材料在氯化物溶液、高温水、高浓度高浓度 NaOH 等介质往往产生应力腐蚀。等介质往往产生应力腐蚀。对于应力腐蚀环境的容器除进行焊后消除对于应力腐蚀环境的容器除进行焊后消除应力热处理，在焊接要求、焊接接头
26、硬度等方应力热处理，在焊接要求、焊接接头硬度等方面都要提出具体要求。面都要提出具体要求。25二、材料性能二、材料性能3）氢腐蚀环境）氢腐蚀环境 引起这种腐蚀有合成氨、合成甲醇、石油引起这种腐蚀有合成氨、合成甲醇、石油加氢等工业生产。设计温度大于等于加氢等工业生产。设计温度大于等于 200与与氢气氛相接触的压力容器用钢应按纳尔逊曲线氢气氛相接触的压力容器用钢应按纳尔逊曲线选材，并应留有选材，并应留有 20以上的温度安全裕度。满以上的温度安全裕度。满足于曲线的碳素钢和珠光体耐热钢在氢气氛中足于曲线的碳素钢和珠光体耐热钢在氢气氛中使用须经过焊后消除应力热处理。使用须经过焊后消除应力热处理。奥氏体不锈
27、钢在氢分压范围的氢气中使用奥氏体不锈钢在氢分压范围的氢气中使用都是满意的，焊后也无必要进行消除应力热处都是满意的，焊后也无必要进行消除应力热处理。理。26二、材料性能二、材料性能4）晶间腐蚀）晶间腐蚀 可能引起晶间腐蚀环境必须是存在电解质可能引起晶间腐蚀环境必须是存在电解质的电化学腐蚀环境，奥氏体不锈钢晶间腐蚀的的电化学腐蚀环境，奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质。如：工业醋酸、甲酸电解质主要是酸性介质。如：工业醋酸、甲酸硝酸、草酸、盐酸、硫酸、磷酸等。硝酸、草酸、盐酸、硫酸、磷酸等。防晶间腐蚀的措施：防晶间腐蚀的措施：a）固熔化处理）固熔化处理;b）降低钢中碳含量）降低钢中碳含量 c
28、）添加稳定碳化物的元素）添加稳定碳化物的元素（Nb.Ti.Ni）27二、材料性能二、材料性能5、制造工艺性能、制造工艺性能 压力容器应考虑的制造工艺性能有焊接压力容器应考虑的制造工艺性能有焊接性、锻造性、切削加工性、热处理性及冲压性性、锻造性、切削加工性、热处理性及冲压性等。等。1）对压力容器来说重要的是材料的焊接）对压力容器来说重要的是材料的焊接性性,一般控制材料的含碳量小于一般控制材料的含碳量小于 0.25%。材料。材料的含碳量越高，热影响区的硬化与脆化倾向越的含碳量越高，热影响区的硬化与脆化倾向越大，在焊接应力作用下容易产生裂纹。大，在焊接应力作用下容易产生裂纹。2 2）应变硬化：在常温
29、下钢材经过塑性变形）应变硬化：在常温下钢材经过塑性变形后，内部组织将发生变化，晶粒沿变形最大的后，内部组织将发生变化，晶粒沿变形最大的方向被伸长，晶格被扭曲，降低钢材的塑性和方向被伸长，晶格被扭曲，降低钢材的塑性和韧性，提高了钢材的抗变形能力，这种现象称韧性，提高了钢材的抗变形能力，这种现象称为应变硬化或加工硬化。为应变硬化或加工硬化。28二、材料性能二、材料性能 3 3）热处热处理理 常常用用的的热热处处理理工工艺艺：A A，退退火火；N N，正正火火；T T，回，回火火；Q Q，淬火；，淬火；Q+TQ+T，调质调质。压压力容器常用力容器常用热处热处理有理有两类两类:产产品品热处热处理理：焊
30、焊后后热处热处理理、焊焊后消后消氢处氢处理理。原原材材料料的的热热处处理理：恢恢复复材材料料力力学学性性能能热热处处理理、改改善善材材料料力力学学性性能能热热处处理理、固固溶溶处处理理。恢恢复复材材料料力力学学性性能能热热处处理理也也可可以以与与产产品品热热处理合并进行。处理合并进行。29三、常用材料三、常用材料1、压力容器材料标准、压力容器材料标准1）钢板）钢板vGB 713锅炉和压力容器用钢板锅炉和压力容器用钢板vGB 3531低温压力容器用低合金钢钢板低温压力容器用低合金钢钢板vGB 19189压力容器用调质高强度钢板压力容器用调质高强度钢板vGB 24511承压设备用不锈钢钢板及钢带承
31、压设备用不锈钢钢板及钢带vNB/T 47002.1 压力容器用爆炸焊接复合板压力容器用爆炸焊接复合板 第第 1 部分：不锈钢部分：不锈钢钢复合板钢复合板vNB/T 47002.2 压力容器用爆炸焊接复合板压力容器用爆炸焊接复合板 第第 2 部分：镍部分：镍钢复合板钢复合板30三、常用材料三、常用材料1）钢板）钢板vNB/T 47002.3 压力容器用爆炸焊接复合板压力容器用爆炸焊接复合板 第第 3 部分：钛部分：钛钢复合板钢复合板vNB/T 47002.4 压力容器用爆炸焊接复合板压力容器用爆炸焊接复合板 第第 4 部分：铜部分：铜钢复合板钢复合板2）钢管钢管vGB/T8163输送流体用无缝钢
32、管输送流体用无缝钢管vGB9948石油裂化用无缝钢管石油裂化用无缝钢管vGB6479化肥设备用高压无缝钢管化肥设备用高压无缝钢管vGB 5310高压锅炉用无缝钢管高压锅炉用无缝钢管31三、常用材料三、常用材料2）钢管）钢管vGB 13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管vGB/T 14976流体输送用不锈钢无缝钢管流体输送用不锈钢无缝钢管vGB/T 21832奥氏体奥氏体铁素体型双相不锈钢焊铁素体型双相不锈钢焊 接钢管接钢管vGB/T 21833奥氏体奥氏体铁素体型双相不锈钢无铁素体型双相不锈钢无缝钢管缝钢管vGB/T 12771流体输送用不锈钢焊接钢管流体输送用
33、不锈钢焊接钢管vGB/T 24593锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管焊接钢管32三、常用材料三、常用材料3）锻件）锻件vNB/T 47008-2010(JB/T 4726)承压设备承压设备用碳素钢和合金钢锻件用碳素钢和合金钢锻件vNB/T 47009-2010(JBIT 4727)低温承压设低温承压设备用低合金钢锻件备用低合金钢锻件vNB/T 47010-2010(JBIT 4728)承压设备承压设备用不锈钢和耐热钢锻件用不锈钢和耐热钢锻件33三、常用材料三、常用材料2、碳素钢、低合金钢材料基本要求碳素钢、低合金钢材料基本要求1 1）化学成分：）化学成分：a)a
34、)用于焊接的碳素钢、低合金钢：用于焊接的碳素钢、低合金钢：C0.25%C0.25%、P0.035%P0.035%、S0.035%S0.035%b)b)压力容器专用钢中的碳素钢、低合金钢压力容器专用钢中的碳素钢、低合金钢:P0.030%P0.030%、S0.020%S0.020%；c)c)标准抗拉强度下限值大于等于标准抗拉强度下限值大于等于540Mpa540Mpa材料：材料：P0.025%P0.025%、S0.015%S0.015%；d)d)设计温度低于设计温度低于-20-20且且标准抗拉强度下限值标准抗拉强度下限值大于等于大于等于540Mpa540Mpa材料：材料：P0.020%P0.020%
35、、S0.010%S0.010%；34三、常用材料三、常用材料2）冲击功）冲击功35标准抗拉强度下限标准抗拉强度下限值值R Rm m(Mpa(Mpa)3个标准试样冲击功个标准试样冲击功平均值平均值KV2(J）4502045051024 51057031 57063034 63069038三、常用材料三、常用材料3）断后伸长率）断后伸长率注注1 1：碳含量高影响焊接性能；磷含量高降低钢的塑：碳含量高影响焊接性能；磷含量高降低钢的塑性和韧性，尤其是低温韧性；硫含量高产生热脆，导性和韧性，尤其是低温韧性；硫含量高产生热脆，导致开裂，并使焊缝产生气孔和裂纹。致开裂，并使焊缝产生气孔和裂纹。注注2 2：为
36、防止碳素钢和低合金钢制压力容器发生脆性：为防止碳素钢和低合金钢制压力容器发生脆性破坏，规定了最低冲击功和断后伸长率的要求。破坏，规定了最低冲击功和断后伸长率的要求。36标准抗拉强度下限值标准抗拉强度下限值R Rm m(Mpa(Mpa)断后伸长率断后伸长率A（%）42023 42055020 55068017三、常用材料三、常用材料3、碳素钢和低合金钢钢板基本要求、碳素钢和低合金钢钢板基本要求1）下列碳素钢和低合金钢钢板）下列碳素钢和低合金钢钢板,应在正火状态应在正火状态下使用：下使用：a)用于多层容器内筒的用于多层容器内筒的Q245R 和和Q345R；b)用于壳体的厚度大于用于壳体的厚度大于3
37、6mm 的的Q245R 和和Q345R；c)用于其他受压元件用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等法兰、管板、平盖等)的的厚度大于厚度大于50mm 的的Q245R 和和Q345R；d)在湿在湿H2S应力腐蚀环境中使用。应力腐蚀环境中使用。37三、常用材料三、常用材料2 2）钢板超声检验：）钢板超声检验：38钢号钢号钢板厚钢板厚度度(mm)容器使容器使用条件用条件质量等级质量等级Q245R Q345R3036/不低于不低于级级36/不低于不低于级级Q370R、Mn-Mo 系系Cr-Mo 系、系、Cr-Mo-V 系系25/不低于不低于级级16MnDR、Ni 系低温钢（调质系低温钢（调质状态除外）状态
38、除外）20/不低于不低于级级三、常用材料三、常用材料2 2）钢板超声检验：）钢板超声检验：39钢号钢号钢板厚钢板厚度度mm容器使用条件容器使用条件质量质量等级等级调质状态调质状态使用的钢号使用的钢号16/级级多层容器多层容器内筒钢板内筒钢板12/级级12介质毒性程度为极度或高介质毒性程度为极度或高度危害；度危害；在湿在湿H2S 环境中使用环境中使用;设计压力大于或等于设计压力大于或等于10MPa。度危害。度危害 不低不低于于级级三、常用材料三、常用材料3）Q235 系列钢板的使用规定系列钢板的使用规定a)P0.035%、S0.035%的要求；的要求；b)厚度厚度6mm 应进行冲击试验，使用温度
39、低于应进行冲击试验，使用温度低于20至至0、厚度、厚度 6mm 的的Q235C 钢板，容器钢板，容器制造单位应附加横向试样的制造单位应附加横向试样的0冲击试验；冲击试验；c)钢板应进行冷弯试验；钢板应进行冷弯试验；d)容器的设计压力小于容器的设计压力小于1.6MPa；e)使用温度：使用温度：Q235B 钢板为钢板为20300；Q235C 钢板为钢板为0300；f)用于壳体厚度：用于壳体厚度：Q235B 和和Q235C 不大于不大于16mm。用于其他受压元件的厚度：。用于其他受压元件的厚度：Q235B 不不大于大于30mm，Q235C 不大于不大于40mm；g)不得用于毒性程度为极度或高度危害介
40、质不得用于毒性程度为极度或高度危害介质。40三、常用材料三、常用材料4、高合金钢钢板基本要求、高合金钢钢板基本要求a)钢板的交货状态应按钢板的交货状态应按GB 24511 的相应规定的相应规定:u 铁素体型钢板退火状态铁素体型钢板退火状态;u 奥氏体奥氏体铁素体型钢板固溶热处理状态铁素体型钢板固溶热处理状态;u 奥氏体型钢板固溶热处理状态奥氏体型钢板固溶热处理状态.b)GB 24511 热轧厚钢板、热轧钢板及钢带的热轧厚钢板、热轧钢板及钢带的厚度允许偏差分为普通精度和较高精度两个等厚度允许偏差分为普通精度和较高精度两个等级，压力容器一般采用普通精度，需采用较高级，压力容器一般采用普通精度，需采
41、用较高精度（代号精度（代号PT）时，应在设计文件中规定。）时，应在设计文件中规定。c)设计文件中应规定表面加工类型。压力容器设计文件中应规定表面加工类型。压力容器中热轧产品一般采用中热轧产品一般采用1D 级，冷轧产品一般采级，冷轧产品一般采用用2B 级。级。41三、常用材料三、常用材料d)受压元件用钢板使用温度下限按下列规定：受压元件用钢板使用温度下限按下列规定：u 铁素体型钢板为铁素体型钢板为0；u奥氏体奥氏体-铁素体型钢板为铁素体型钢板为-20；u奥氏体型钢材的使用温度高于或等于奥氏体型钢材的使用温度高于或等于-196时，可免做冲击试验。低于时，可免做冲击试验。低于-196-253，由，由
42、设计文件规定冲击试验要求。设计文件规定冲击试验要求。42三、常用材料三、常用材料435、不锈钢、不锈钢-钢复合板钢复合板a）技术要求应符合）技术要求应符合NB/T 47002.1 的规定。的规定。对不计入强度计算的奥氏体型不锈钢覆材，对不计入强度计算的奥氏体型不锈钢覆材，可选用可选用GB24511 以外的国家标准中的钢号，以外的国家标准中的钢号，该覆材钢号的技术要求允许低该覆材钢号的技术要求允许低GB24511 相应相应钢号的规定。钢号的规定。b)复合板的未结合率不应大于复合板的未结合率不应大于5%，设计文件，设计文件中应规定复合板的级别。中应规定复合板的级别。c）使用温度范围应同时符合标准对
43、基材和覆）使用温度范围应同时符合标准对基材和覆材使用温度范围的规定。材使用温度范围的规定。d）复合界面的结合剪切强度应不小于）复合界面的结合剪切强度应不小于 210MPa。三、常用材料三、常用材料446、碳素钢和低合金钢钢管、碳素钢和低合金钢钢管1）GB/T 8163 中中10、20 钢和钢和Q345D 钢管的钢管的使用规定如下：使用规定如下：a)不得用于换热管；不得用于换热管；b)设计压力不大于设计压力不大于4.0MPa；c)10、20 和和Q345D 钢管的使用温度下限相钢管的使用温度下限相应为应为-10、0和和-20；d)钢管壁厚不大于钢管壁厚不大于10mm；e)不得用于毒性程度为极度或
44、高度危害的介不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。质。三、常用材料三、常用材料452）GB 9948 中各钢号钢管使用规定如下：中各钢号钢管使用规定如下：a）换热管应选用冷拔或冷轧钢管，钢管的换热管应选用冷拔或冷轧钢管，钢管的尺寸精度应选用高级精度；尺寸精度应选用高级精度；b）外径不小于外径不小于70mm，且壁厚不小于，且壁厚不小于6.5mm 的的10 和和20 钢管，应分别进行钢管，应分别进行-20和和0的冲击试验。的冲击试验。C）10 和和20 钢管的使用温度下限分别为钢管的使用温度下限分别为-20和和0。3)GB5310 中的中的12Cr1MoVG 钢管用作换热钢管用作换热管时，应选用
45、冷拔或冷轧钢管。管时，应选用冷拔或冷轧钢管。三、常用材料三、常用材料464）GB6479 中各钢号钢管使用规定如下：中各钢号钢管使用规定如下：a)钢中含硫量应不大于钢中含硫量应不大于0.020%；b)换热管应选用冷拔或冷轧钢管，钢管尺寸换热管应选用冷拔或冷轧钢管，钢管尺寸精度应选用高级精度；精度应选用高级精度；c)外径不小于外径不小于70mm，且壁厚不小于，且壁厚不小于6.5mm 的的20 和和16Mn 钢管，应分别进行钢管，应分别进行0和和-20的冲击试验。的冲击试验。d)20 和和16Mn 钢管的使用温度下限分别为钢管的使用温度下限分别为0和和-20。三、常用材料三、常用材料475)使用温
46、度低于使用温度低于-20的钢管，其使用状态的钢管，其使用状态和钢管的使用温度下限见下表，表中和钢管的使用温度下限见下表，表中16Mn 钢的化学成分应符合钢的化学成分应符合P0.025%、S0.012%的规定的规定钢号钢号钢管标准钢管标准使用使用状态状态壁厚壁厚mm冲击试验冲击试验温度温度 16MnGB 6479正火正火40-4009MnDGB 150附录附录正火正火8-5009MnNiDGB 150附录附录正火正火8-70三、常用材料三、常用材料487、高合金钢钢管、高合金钢钢管1）GB/T 14976 中的钢管不得用于换热管。中的钢管不得用于换热管。2）GB/T 21833 中的钢管如用于换
47、热管时，中的钢管如用于换热管时，应选用冷拔或冷轧钢管，钢管的尺寸精度应选应选用冷拔或冷轧钢管，钢管的尺寸精度应选用高级精度。用高级精度。3）GB/T 12771 中的中的类类类钢管允许使用，类钢管允许使用，但不得用于换热管但不得用于换热管,图样上应注明所选用的钢管图样上应注明所选用的钢管类别。类别。类钢管的许用应力可选用类钢管的许用应力可选用GB/T 14976 中相应钢号无缝钢管的许用应力。中相应钢号无缝钢管的许用应力。类和类和类类钢管使用规定如下：钢管使用规定如下：a)设计压力小于设计压力小于10.0MPa；b)不得用于毒性程度为极度或高度危害介质。不得用于毒性程度为极度或高度危害介质。三
48、、常用材料三、常用材料494）GB/T 24593 中的钢管使用规定如下：中的钢管使用规定如下：a)钢管应逐根进行涡流检测；钢管应逐根进行涡流检测；b)设计压力小于设计压力小于10.0MPa；c)不得用于毒性程度为极度或高度危害的介不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。质。5）GB/T 21832 中的中的类和类和类钢管允许使类钢管允许使用，但不得用于换热管。图样应上注明所选用，但不得用于换热管。图样应上注明所选用的钢管类别。用的钢管类别。类钢管的许用应力可选用类钢管的许用应力可选用GB/T 21833 中相应钢号无缝钢管的许用应中相应钢号无缝钢管的许用应力。力。三、常用材料三、常用材料50
49、6 6）GB/T 21832 GB/T 21832 中的中的类钢管仅用于换热管。类钢管仅用于换热管。图样上应注明钢管类别（图样上应注明钢管类别（类）。钢管的外径类）。钢管的外径允许偏差应按高级精度交货。该类钢管的使用允许偏差应按高级精度交货。该类钢管的使用规定如下：规定如下：a)a)钢管应逐根进行涡流检测；钢管应逐根进行涡流检测；b)b)设计压力小于设计压力小于10.0MPa10.0MPa；c)c)不得用于毒性程度为极度或高度危害介质。不得用于毒性程度为极度或高度危害介质。7)7)钢管的使用温度下限应按下列规定：钢管的使用温度下限应按下列规定：a)GBa)GB/T 21832/T 21832
50、和和GB/T21833 GB/T21833 各钢号钢管为各钢号钢管为-20-20；b)GBb)GB 13296 13296、GB/T 14976GB/T 14976、GB/T 12771 GB/T 12771 和和GB/T 24593 GB/T 24593 各钢号钢管各钢号钢管-196。三、常用材料三、常用材料518、碳素钢和低合金钢钢锻件、碳素钢和低合金钢钢锻件1）钢锻件的级别由设计文件规定，并应在）钢锻件的级别由设计文件规定，并应在图样上注明（在钢号后附上级别符号），下图样上注明（在钢号后附上级别符号），下列钢锻件应选用列钢锻件应选用级或级或级：级：a)用作容器筒体和封头的筒形、环形、碗形