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1、(5)材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书,材料质量证明书的内容应当齐全、清晰,并且盖有材料制造单位质量检验章;(6)对于压力容器专用钢板,由材料制造单位直接向压力容器制造单位供货时,双方商定钢板质量证明书的份数;由非材料制造单位供货时,材料制造单位应当分别为每张钢板出具质量证明书;(7)压力容器制造单位从非材料制造单位取得压力容器用材料时,应当取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件(压力容器专用钢板除外);压力容器制造单位应当对所取得的压力容器用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。2 材 料第1页/共57页2 材 料第2页/共57页释
2、义:将1999版容规第10条和第13条合并,为清晰起见,分成几个段落。同时,将习惯称谓“材料生产单位”改为“材料制造单位”,与条例统一。根据条例第三条,“生产”是一个大概念,包括设计、制造、安装维修改造等过程,因此改为材料制造单位更恰当。1999版容规第13条的规定有两个缺陷:“弯曲性能”仅限于对钢板而言,对锻件、钢管、螺柱等材料不适用。仅要求力学性能、弯曲性能和冲击试验不全面,还应当考虑化学性能、物理性能和工艺性能。原条文“应符合GB 150的有关规定。”不够全面,未包括GB 151、GB 12337和JB 4732等压力容器产品标准。现将该条文合并到对材料的通用要求中,写成“(1)压力容器
3、的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能;(2)压力容器用材料的质量、规格与标志,应当符合相应材料的国家标准或者行业标准的规定,其使用方面的要求应当符合本规程引用标准的规定;”做为通用要求,新的内容既合理,也更为全面。2 材 料第3页/共57页1999版容规第10条作如下修改:“压力容器材料的生产应经国家安全监察机构认可批准。”改为“压力容器专用钢板(带)的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证。”目前,国家质检总局已决定将压力容器专用钢板的原生产许可证改为特种设备制造许可证,已开始实施,并且要求对压力容器专用钢板进行型式试验。对所有压力容器用材料(包括钢材、有色金属、非金
4、属等)的制造许可实际上很难也没必要全面实施,重要的且已经实施的仅限于压力容器专用钢板(带)的制造。而钢管和法兰锻件目前按压力管道元件进行许可管理。“材料生产单位应按相应标准的规定向用户提供质量证明书(原件),”改为“材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书原件,”。提供材料质量证明书是法规的强制性要求,而不管相应标准中是否规定,必须提供。2 材 料第4页/共57页在材料标志中增加“实施制造许可的压力容器专用材料,质量证明书和材料上的标志内容还应当包括制造许可标志和许可证编号;”对取得压力容器专用钢板制造许可的制造单位,增加“(6)对于压力容器专用钢板,由材料制造单位直接向压力容器制造单位供
5、货时,双方商定钢板质量证明书的份数;由非材料制造单位供货时,材料制造单位应当分别为每张钢板出具质量证明书;”要求,以便更好地实施本条(5)关于材质证明书(原件)的要求。但是,对国外进口材料(钢板),其他材料如锻件、管子等也做不到这一点。因此,保留1999版容规第10条对材料质量证明书复印件的原则要求,变成本条(7),去掉复印件前的“有效”字样,只是要求在复印件上加盖材料供应单位检验公章和经办人章,其有效性不是本规程规定的范围,此规定旨在要求材料供应单位和经办人对所提供的材料质量证明文件的真实性负责。2 材 料第5页/共57页按条例规定,目前特种设备安全监察工作不涉及流通经营环节,无法对材料供应
6、商进行监督管理,因此只能增加容器制造单位对进货材料的责任。如果因使用的材料有问题而造成特种设备安全事故,从特种设备安全监察的角度,压力容器制造单位应当负主要责任;至于材料供应商的责任,容器制造单位因此的损失等,应当由司法诉讼解决。制造过程中应当特别注意压力容器材料订货时附加要求的重要性,尤其是向境外材料制造单位订货时,一定要要求其满足本规程的基本安全要求,并满足所制造压力容器的特殊要求,这样才不会造成材料的误用与浪费。目前,即使在境内,也常出现设计者没有充分考虑特定工况对材料的特殊要求;或者设计提出了要求,采购环节和材料制造单位忽略了这些要求,造成材料的误用和浪费。就目前材料的制造水平和供应状
7、况,已经具备了可以详细订货、按合同供货的条件,一定要充分重视压力容器用材料订货时的附加要求,而不仅仅是满足材料标准中的基本要求。2 材 料第6页/共57页2.2熔炼方法压力容器受压元件用钢,应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体铁素体不锈钢钢板,以及用于设计温度低于-20的低温钢板和低温钢锻件,还应当采用炉外精炼工艺。释义:因GB 150(2002年第1号修改单)中取消了Q235AF和Q235A两个钢板牌号,1999版容规第11条相关内容可以取消。现将熔炼方法单独提出,写成“压力容器受压元件用钢应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢”
8、更为合理。取消碳素钢沸腾钢板,经调研,目前已对搪玻璃压力容器制造行业没有影响。2 材 料第7页/共57页2.3 化学成分(熔炼分析)2.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素钢和低合金钢钢材,C0.25%、P0.035%、S0.035%。2.3.2 压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材(钢板、钢管和钢锻件),其磷、硫含量应当符合以下要求:(1)碳素钢和低合金钢钢材基本要求,P0.030%、S0.020%;(2)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材,P0.025%、S0.015%;(3)用于设计温度低于-20并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的
9、钢材,P0.025%、S0.012%;(4)用于设计温度低于-20并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材,P0.020%、SO.Ol0%。2 材 料第8页/共57页释义:将1999版容规第11条和第12条合并。1999版容规第11条中对钢中磷、硫含量作了规定,第12条中对钢中碳含量作了规定。现将压力容器受压元件用钢在化学成分方面的规定合并成一条,更为合理。而镇静钢方面的冶炼要求放在前面2.2中单独提出。本规程2.3.1条是对压力容器受压元件所有用于焊接的碳素钢和低合金钢(包括通用钢材和专用钢材)在碳、磷、硫方面的最低技术要求。2 材 料第9页/共57页1999版容规第11条中“压
10、力容器专用钢材的磷含量(熔炼分析,下同)不应大于0.030%,硫含量不应大于0.020%”的规定,对提高我国压力容器用钢标准的水平起了很大作用。GB 6654-1996和GB 3531-1996两个压力容器专用钢板均按上述规定进行了修改,于2 000年发布了GB 6654第2号修改单和GB 3531第1号修改单。钢中磷、硫含量的降低,提高了容器板和低温容器板冲击功的实物水平,从而也提高了压力容器的安全性。但该条文中也存在一定的缺陷,“压力容器专用钢材”不仅包括钢板,同时也包括钢管、钢锻件。JB 4728压力容器用不锈钢锻件系压力容器专用钢材标准,该标准中奥氏体不锈钢锻件P0.035%,不符合1
11、999版容规第11条的规定,但这已是一个高水平的指标了,优于境外相应锻件标准P0.045%的规定。现2.3.2改为“压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢钢材”,不再包括高合金元素的不锈钢和耐热钢,是合理的改进。2 材 料第10页/共57页从国际上承压设备用碳素钢和低合金钢钢材标准的发展趋势来看,随着冶金水平的提高,钢中磷、硫含量限制得越来越严格。近10多年来,国际上承压设备用碳素钢和低合金钢钢材标准中,磷、硫含量限制得最严的是欧洲标准。2000年我国GB 6654和GB 3531标准发布了修改单,其磷、硫含量的规定与欧洲标准处于同一水平。欧洲承压设备用钢板标准EN 10028-2003又作了一次大
12、的修改,大大加严了磷、硫含量的规定。我国GB 713-2008(代替GB 713-1997和GB 6654)和GB 3531-2008也大幅度地提高了对磷、硫含量的技术要求,境内相关制造单位均能满足这些新要求。本规程中有关磷、硫含量的规定反映了我国承压设备用钢材标准的技术进步,对较高强度、较低使用温度的钢材提出了比1999版容规第11条更为严格的规定。这些新指标与确定钢材许用应力的安全系数Nb由3.0降低到2.7相适应。现规定的磷、硫含量指标,下述承压设备用钢材专用标准完全能满足,甚至更优。钢板标准:GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板,GB 3531-2008低温压力容器用低合金钢钢板
13、,GB 19189-2003压力容器用调质高强度钢板。2 材 料第11页/共57页钢管标准:GB 9948-2006石油裂化用无缝钢管。钢锻件标准:JB/T 4726承压设备用碳素钢和低合金钢锻件(2009年报批),JB/T 4727低温承压设备用低合金钢锻件(2009年报批)。下面列举上述部分标准中一些牌号钢材磷、硫含量指标的实例,并且与国际上影响较大的欧洲标准及美国ASME标准中相近牌号钢材的有关规定进行对比。2 材 料第12页/共57页2 材 料第13页/共57页2 材 料第14页/共57页综合分析各相关标准中的数据可以看出,美国ASME标准在磷、硫含量的规定一直延续多年前的指标不变。我
14、国正在或即将实施的一些标准,其钢中磷、硫含量的规定不仅能符合欧洲标准所规定的指标,在低温用钢板和钢锻件的标准中,其磷、硫含量的指标还优于相应欧洲标准的规定。2 材 料第15页/共57页1999版容规第12条对用于焊接的碳素钢和低合金钢,作出了其含碳量不应大于0.25%的规定。这一规定是合理的,降低钢中含碳量对改善钢材的焊接性能和提高钢材的韧性均是有利的,从而也就提高了钢材使用的可靠性。1999版容规第12条中对特殊条件下选用含碳量超过0.25%的钢材作出了规定,这在当时的历史条件下也是恰当的。近10年来,我国钢铁工业发展很快,2008年我国粗钢产量超过5亿吨,彻底扭转了长期以来我国钢材产品供不
15、应求的局面。在新材料的研制方面同样取得很大进展。高压加氢反应器用12Cr2MolV(2.25Cr-l.0Mo-0.3V)钢锻件和12Cr2MolR钢板已正常生产,批量制造了临氢设备。-196低温用9%镍钢板在太原钢铁公司和鞍山钢铁公司相继研制成功,其技术指标优于境外先进标准EN 10028-4,大大优于美国ASME SA553中型(9%Ni)钢板。现在我国承压设备用钢材除了极少数高技术难度的钢材尚需部分进口外,其余绝大部分钢材均可立足于境内。在我国用于焊接的承压设备用碳素钢和低合金钢钢材中,所有的牌号其含碳量均不大于0.25%。境外牌号中,主要是美国ASME SA516 Gr.70钢板不符合上
16、述规定,但我国设计人员在选用ASME SA516 Gr.70钢板时,一般均规定了其含碳量不大于0.25%的附加技术要求。综合上述情况,本条取消了1999版容规第12条中有关含碳量超过0.25%时所作出的规定,使条文趋于简练。2 材 料第16页/共57页2.4 力学性能2.4.1 冲击功厚度不小于6mm的钢板、直径和厚度可以制备宽度为5mm小尺寸冲击试样的钢管、任何尺寸的钢锻件,按照设计要求的冲击试验温度下的V型缺口试样冲击功(KV2)指标应当符合表2-1的规定。注2-1:(1)试样取样部位和方法应当符合相应钢材标准的规定;(2)冲击试验每组取3个标准试样(宽度为lOmm),允许1个试样的冲击功
17、数值低于表列数值,但不得低于表列数值的70%;(3)当钢材尺寸无法制备标准试样时,则应当依次制备宽度为7.5mm和5mm的小尺寸冲击试样,其冲击功指标分别为标准试样冲击功指标的75%和50%;(4)钢材标准中冲击功指标高于表2-1规定的钢材,还需要符合相应钢材标准的规定。2 材 料第17页/共57页释义:为预防碳素钢和低合金钢制压力容器发生脆性破坏,对上述钢材规定了最低冲击功要求。我国GB 150-1989(以及随后的GB 150-1998)对压力容器用碳素钢和低合金钢材(钢板、钢管和钢锻件)及其焊接接头的冲击功指标规定如表SY2-7,该指标系参照当时的ASME规范第卷第1篇中的相应规定。2
18、材 料第18页/共57页上世纪80年代ASME规范第V卷第1篇中确定碳素钢和低合金钢(钢板、钢管和钢锻件)许用应力的安全系数nb为4.0,而我国GB 150-1989中nb为3.0。一般来讲,较低的安全系数应规定较高的冲击功指标,但限于当时我国压力容器用钢材的实际质量水平,只能规定表SY2-7的冲击功指标。根据全国压力容器标准化技术委员会的建议,重庆钢铁公司、武汉钢铁公司和舞阳钢铁公司相继制定了压力容器用钢板的企业标准,这些企业标准中钢板的冲击功指标均高于相应国家标准的规定。考虑到上述3家钢板生产企业压力容器用钢板的产量远高于按JB 4732标准设计对钢板的需求,因此在JB 4732-1995
19、标准中提高了钢材的冲击功指标,如表SY2-8所示。与表SY2-7相比较,表SY2-8有两大变化,其一为提高了大部分钢材的冲击功指标,其二为对钢材标准抗拉强度下限值的分档细化了。2 材 料第19页/共57页近年来,我国压力容器用钢材的质量水平有了明显提高,为提高压力容器的使用安全性,很多设计单位提高了钢材及其焊接接头的冲击功要求。2 007年8月正式启动了GB 150材料部分的修订工作,根据我国压力容器用钢材的生产和使用情况,提高了钢板的冲击功指标,如表SY2-9所示。现2.4.1条采用了上述要求。2 材 料第20页/共57页相对JB 4732-1995,表SY2-9中提高了Rm下限值大于510
20、MPa钢材的冲击功要求,且Rm下限值间距的划分为60MPa 一档,比JB 4732的规定更为合理。表SY2-9中Rm下限值的范围也有所扩大,由650MPa扩大为690MPa,这一变动系根据我国现有压力容器用钢材的实际情况而定的,如9%Ni的06N19DR钢板,其Rm下限值为680 MPa。2 材 料第21页/共57页这里还需说明的是,对标准抗拉强度下限值随厚度增加而降低的钢材,应按标准中最小厚度范围的Rm下限值来确定该钢材的冲击功指标。JB 4732-1995中已对上述情况作出了规定。在我国用于压力容器所有材料牌号的钢材其冲击功均能满足表2-1的要求。境外牌号中,一些牌号材料的标准值(如ASM
21、E标准中很多牌号的材料)不能满足上述规定,设计人员在选用时应当予以注意。2.4.2 断后伸长率(1)压力容器受压元件用钢板、钢管和钢锻件的断后伸长率应当符合本规程引用标准以及相应钢材标准的规定;(2)焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板,其断后伸长率(A)指标应当符合表2-2的规定;2 材 料第22页/共57页注2-2:钢板标准中断后仲长率指标高于本表规定的,还应当符合相应钢板标准的规定。(3)采用不同尺寸试样的断后伸长率指标,应当按照GB/T 17600.1钢的伸长率换算第1部分:碳素钢和低合金钢和GB/T 17600.2钢的伸长率换算 第2部分:奥氏体钢进行换算,换算后的指标
22、应当符合本条规定。释义:有关焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板的断后伸长率最低值,系根据我国现行压力容器专用钢板标准而确定的。表SY2-10、表SY2-11和表SY2-12分别为GB 713-2008、GB 3531-2008和GB 19189-2003中有关钢号钢板断后伸长率的指标。2 材 料第23页/共57页2 材 料第24页/共57页抗拉强度更高的钢板为06Ni9DR,表SY2-13为太原钢铁公司企业标准中的有关规定。综合表SY2-10至表SY2-13中的数据可以看出,我国现有碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板的断后伸长率指标均能满足2.4.2中表2-2的规定。境外
23、牌号中,一些牌号材料的标准值不能满足上述规定,设计人员在选用时应当予以注意。由于目前各国压力容器用钢板标准中拉伸试验用试样的尺寸不完全相同,对断后伸长率的数据有所影响,因此2.4.2中作出第(3)项的规定。我国的GB/T 17600.1和GB/T 17600.2系分别等效采用国际标准IS0 2566-1和IS0 2566-2。2 材 料第25页/共57页2.5 钢板超声检测2.5.1 检测要求厚度大于或者等于12mm的碳素钢和低合金钢钢板(不包括多层压力容器的层板)用于制造压力容器壳体时,凡符合下列条件之一的,应当逐张进行超声检测:(1)盛装介质毒性程度为极度、高度危害的;(2)在湿H2S腐蚀
24、环境中使用的;(3)设计压力大于或者等于lOMPa的;(4)本规程引用标准中要求逐张进行超声检测的。2.5.2 检测合格标准钢板超声检测应当按照JB/T 4730承压设备无损检测的规定进行。符合本规程2.5.1第(1)项至第(3)项的钢板,合格等级不低于级;符合本规程2.5.1第(4)项的钢板,合格等级应当符合本规程引用标准的规定。2 材 料第26页/共57页2 材 料第27页/共57页释义:1999版容规第1 4条中未注明应当逐张进行超声检测的钢板最小厚度。钢板超声检测标准JB/T 4730.3适用的钢板最小厚度为6mm,而GB 150和GB 713-2008中钢板的最小厚度为3mm。由于钢
25、板厚度较薄时,由板坯轧制成钢板的压缩比很大,钢板总体质量较好。加之近年来承压设备用钢板标准的技术水平有了很大提高,在GB 713-2008中,技术要求最低的Q245R和Q345R钢板,化学成分中P0.025%、S0.015%,为获得高质量的钢板奠定了基础。再结合我国中厚板厂的实际生产情况,新条文中增加了“厚度大于或者等于12mm”的规定。我国多层压力容器用层板,其厚度在6mm16mm之间,近5 0年来,从未要求进行超声检测。因此,在新条文中注明超声检测不包括多层压力容器的层板。压力容器设计时,有时设计委托单位不能确切提供介质中硫化氢含量,为保险起见,设计者可以在设计文件中要求对钢板逐张进行超声
26、检测。2 材 料第28页/共57页2.6 压力容器用铸铁2.6.1 铸铁材料的应用限制铸铁不得用于盛装毒性程度为极度、高度或者中度危害介质,以及设计压力大于或者等于0.15MPa的易爆介质压力容器的受压元件,也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件。除上述压力容器之外,允许选用以下铸铁材料:(1)灰铸铁,牌号为HT200、HT250、HT300和HT350;(2)球墨铸铁,牌号为QT400-18R和QT400-18L。2.6.2 设计压力、温度限制(1)灰铸铁,设计压力不大于0.8MPa,设计温度范围为10200:(2)球墨铸铁,设计压力不大于1.6MPa,QT400-18R的设计温度范围为0300
27、,QT400-18L的设计温度范围为-lO-300。2 材 料第29页/共57页2.7 压力容器用有色金属2.7.1 通用要求压力容器用有色金属(铝、钛、铜、镍及其合金等)应当符合以下要求:(1)用于制造压力容器的有色金属,其技术要求符合本规程引用标准的规定,如有特殊要求,需要在设计图样或者相应的技术文件中注明;(2)压力容器制造单位建立严格的保管制度,并且设专门场所,与碳钢、低合金钢分开存放。2 材 料第30页/共57页2.7.2 铝和铝合金铝和铝合金用于压力容器受压元件时,应当符合以下要求:(1)设计压力不大于16MPa;(2)含镁量大于或者等于3%的铝合金(如5083、5086),其设计
28、温度范围为-26965,其他牌号的铝和铝合金,其设计温度范围为-269200。2 材 料第31页/共57页2.7.3 铜和铜合金纯铜和黄铜用于压力容器受压元件时,其设计温度不高于200。释义:由于铜和铜合金材料的使用状态除退火状态外,还有热成形状态、轻软状态、半硬状态等,因此2.7.3中未采用1999版容规第1 9条中“一般应为退火状态”的规定。在设计温度上限方面,纯铜为200,黄铜中所有牌号均不高于200,而青铜和白铜中不同牌号的设计温度上限差别较大,因此2.7.3仅对纯铜和黄铜的设计温度上限作了规定。2 材 料第32页/共57页2.7.4钛和钛合金钛和钛合金用于压力容器受压元件时,应当符合
29、以下要求:(1)钛和钛合金的设计温度不高于315,钛钢复合板的设计温度不高于350;(2)用于制造压力容器壳体的钛和钛合金在退火状态下使用。释义:钛所以大量用于压力容器,是因为它有良好的塑性,较高的强度,很好的抗腐蚀性能,但温度达到一定值时,它的强度和抗腐蚀性能都明显下降,所以要规定它的最高设计温度,这些数据是根据国内目前已有的一些行业标准和使用经验提出来的。2 材 料第33页/共57页2.7.5 镍和镍合金镍和镍合金用于压力容器受压元件时,应当在退火或者固溶状态下使用。释义:新条文仅保留了原条文的第2款,同时作了适当的修改。镍和镍合金应当在退火或者固溶状态下使用,如果因特殊情况需要在其他热处
30、理状态下使用,需要进行技术评审。原条文第3、4、5、6款系压力容器制造和检验方面的要求,列在“材料”这一章不妥当,故予以取消,相应内容在本规程制造部分提出。2 材 料第34页/共57页2.7.6 钽、锆、铌及其合金钽、锆、铌及其合金用于压力容器受压元件时,应当在退火状态下使用。钽和钽合金设计温度不高于250,锆和锆合金设计温度不高于375,铌和铌合金设计温度不高于220。释义:近年来,钽、锆、铌及其合金在压力容器上逐步得到应用,但均没有相应的技术标准,为此本规程中增加了这三类有色金属压力容器的规定。由于没有积累足够的经验,本规程仅从安全角度考虑,规定了它们的使用状态和最高设计温度。钽、锆、铌及
31、其合金应当在退火状态下使用,如果特殊情况需要在其他热处理状态下使用,需要进行技术评审。2 材 料第35页/共57页2.8 复合钢板压力容器用复合钢板应当按照本规程引用标准的规定选用,并且符合以下要求:(1)复合钢板复合界面的结合剪切强度,不锈钢一钢复合板不小于210MPa,镍一钢复合板不小于210MPa,钛一钢复合板不小于140MPa,铜一钢复合板不小于lOOMPa;(2)复合钢板基层材料的使用状态符合本规程引用标准的规定;(3)碳素钢和低合金钢基层材料(包括钢板和钢锻件)按照基层材料标准的规定进行冲击试验,冲击功合格指标符合基层材料标准或者订货合同的规定。2 材 料第36页/共57页释义:近
32、期全国锅炉压力容器标准化技术委员会组织编制了JB/T 4733压力容器用爆炸焊接复合板(2 009年报批),该标准分为4个部分,第1部分为不锈钢一钢复合板,第2部分为镍一钢复合板,第3部分为钛一钢复合板,第4部分为铜一钢复合板。JB/T 4733(2009年报批)的技术水平优于境外先进标准,如日本工业标准JIS G36013604。复合板中一个关键技术指标为复合界面的结合剪切强度b,现将不锈钢一钢复合板和镍一钢复合板的境内外主要标准中的b指标汇列于表SY2-14和表SY2-15。2 材 料第37页/共57页新条文第(1)项的规定系根据JB/T 4733.14733.4中的指标。复合钢板中碳素钢
33、和低合金钢基材的使用状态和冲击功数值是影响复合钢板安全使用的两个重要因素,新条文第(2)项和第(3)项分别作出了规定。2 材 料第38页/共57页2.9 境外牌号材料的使用2.9.1 境外材料制造单位制造的材料(1)境外牌号材料应当是境外压力容器现行标准规范允许使用并且境外已经有使用实例的材料,其使用范围应当符合境外相应产品标准的规定,如本规程引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时,其使用范围还应当符合本规程引用标准的规定;(2)境外牌号材料的技术要求不得低于境内相近牌号材料的技术要求(如磷、硫含量,冲击试样的取样部位、取样方向和冲击功指标,断后伸长率等);(3)材料质量证明书和材料标志应
34、当符合本规程2.1的规定;(4)压力容器制造单位应当对进厂材料与材料质量证明书进行审核,并且对材料的化学成分和力学性能进行验证性复验,符合相关要求后才能投料使用;(5)用于焊接结构压力容器受压元件的材料,压力容器制造单位在首次使用前,应当掌握材料的焊接性能并且进行焊接工艺评定:(6)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材,以及用于压力容器设计温度低于-40的低合金钢钢材,材料制造单位还应当按照本规程1.9的规定通过技术评审,其材料方可允许使用。2 材 料第39页/共57页2.9.2境内材料制造单位制造的材料境内材料制造单位制造的境外牌号材料,除应当符合本规程2.9.1的各项要求外,还
35、应当按照本规程1.9的规定通过技术评审,评审内容包括材料制造单位的相关条件和材料的试制技术文件。2 材 料第40页/共57页2.9.3 境外牌号材料的选用设计单位若选用境外牌号的材料,应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性。2 材 料第41页/共57页释义:新条文将采用境外牌号的材料分为境外材料制造单位生产的材料和境内材料制造单位生产的材料两大类别,分别予以相应的规定。修改后的条文对境外牌号的材料使用问题作了详细、全面的规定。相对于原条文第1款,在本规程2.9.1第(1)项中增加了“如本规程引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时,其使用范围还应当符合本规程引用标准的规定”。这样使境外牌号
36、材料的使用范围规定得更为合理。如美国ASME SA516 Gr.70钢板,系美国压力容器中最广泛使用的一个碳锰钢板,在ASME锅炉和压力容器标准-1中,其使用温度上限为538。而我国压力容器中最广泛使用的碳锰钢板16MnR,在GB 150中该钢板的使用温度上限为475。因此,如选用ASME SA516 Gr.70钢板制造在境内使用的压力容器时,正常操作工况条件下其使用温度上限也只能为475。根据工艺条件的要求,对于非正常操作工况条件时(也是设计工况之一),如反应容器的触媒再生时,要求容器在短时间的高温(如超过475而不大于538,同时较低压力)条件下运行,选用SA516 Gr.70还是允许的。
37、2 材 料第42页/共57页相对于原条文第3款,在本规程2.9.1第(2)项中增列了材料技术指标的主要项目(磷、硫含量,冲击功、断后伸长率的有关规定),使条文内容更为明确,便于各有关单位贯彻实施,该要求也是本规程2.9.1第(4)项材料复验的合格指标要求。本规程2.9.1第(6)项中所规定的两大类钢材,其技术要求均较高,用于制造的压力容器的重要性也大,从压力容器使用的安全性考虑,应对上述钢材进行技术评审。我国从1998年2月首次对原日本钢管公司(现已重组为JFE公司)生产的球形储罐用钢板NK-HITEN610U2进行技术评审以来,至今已对日本JFE公司、新日本制铁公司、住友金属公司和神户制钢公
38、司生产的11个牌号、Rm下限值为610MPa的高强度钢板(其中包括-50-60的低温高强度钢板3个牌号)、德国蒂森克虏伯公司生产的-120低温钢板和萨尔茨吉特公司生产的-50低温高强度钢板,总计1 3个牌号的钢板进行了技术评审,加严了这些钢板中的磷、硫含量要求,提高了钢板的冲击功指标,为确保相关压力容器的产品质量起到了良好的效果。2 材 料第43页/共57页本次修订新增加要求“2.9.3设计单位若选用境外牌号的材料,应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性。”该规定主要针对境内设计单位(制造单位)所设计的在中华人民共和国境内使用的压力容器,鼓励使用中国标准中规定的材料,严格控制境外牌号材料的选
39、用,如果必须选用,则应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性,如国产材料的牌号、规格和性能难以满足工程要求、性能价格比较结果、特殊客户(国外客户)的特殊要求等。2 材 料第44页/共57页2.10 新材料的使用2.10.1 未列入本规程引用标准的材料压力容器主要受压元件采用未列入本规程引用标准的材料,试制前材料的研制单位应当进行系统的试验研究工作,并且应当按照本规程1.9的规定通过技术评审,该材料方可允许使用。2.10.2 已列入本规程引用标准的材料对已列入GB 150或者JB 4732的标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材,以及用于压力容器设计温度低于-40的低合金钢钢材,如果钢
40、材制造单位没有该钢材的制造或者压力容器应用业绩,则应当进行系统的试验研究工作,并且按照本规程1.9的规定通过技术评审,该钢材方可允许使用。2 材 料第45页/共57页释义:该条将新材料划分为未列入本规程引用标准的材料和已列入本规程引用标准的材料两大类型。对未列入本规程引用标准的材料,现条文相对原文取消了“包括国外没有应用实例的进口材料”,此规定与本规程2.9.1第(1)项不符,没有应用实例的进口材料是不允许在我国进行首次试用的。2 材 料第46页/共57页对已列入本规程引用标准的2.10.2所规定的两类钢材,根据我国的实践经验,这些钢材的制造工艺较复杂,钢材的技术要求也较高,其所制造的压力容器
41、的重要性也较大。钢材制造单位除应当进行系统的化学成分、冶炼、浇注、轧制、热处理工艺的试验研究外,还应当就压力容器制造工艺参数(冷热成形、焊接、热处理)对钢材性能的影响进行试验研究。我国压力容器用新钢材的应用实践中,由于一些钢材制造单位的试验研究工作不够深入,多次导致虽然钢材性能可以满足有关标准的规定,但其制造的压力容器产品质量(特别是焊接热影响区冲击功)不能满足压力容器产品标准的技术要求。因此,对于上述两类钢材,如钢材制造单位没有制造经验和在压力容器上的使用业绩,仍应按新材料对待。以抗拉强度下限值为610MPa的07MnCrMoVR和07MnNIMoVDR钢板为例,该系列钢板由原一机部通用机械
42、研究所提出研究任务,原冶金部于1980年正式列题,由武汉钢铁公司负责钢板的研制工作。该系列钢板于1985年通过了原冶金部组织的技术鉴定,1986年开始试用于制造200 m3的氧气球罐,随后逐步推广应用。该系列钢板于1989年列入了GB 150,1995年列入了JB 4732,2003年列入了GB 19189压力容器用调质高强度钢板。很显然,除了武汉钢铁公司外,其他钢板制造厂如制造该系列钢板,仍应按新材料对待。2006年6月至2 009年5月宝山钢铁股份有限公司、舞阳钢铁有限责任公司和湖南华菱湘潭钢铁有限公司相继通过了由全国锅炉压力容器标准化技术委员会组织的上述系列钢板的技术评审。2 材 料第4
43、7页/共57页2.11 材料投用和标志移植(1)压力容器制造单位应当通过对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方法,确保所使用的压力容器材料符合本规程的要求,并且在材料进厂时审核材料质量证明书和材料标志;(2)对于采购的第类压力容器用级锻件,以及不能确定质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料,压力容器制造单位应当进行复验,符合本规程的规定后方可投料使用;(3)用于制造压力容器受压元件的材料在分割前应当进行标志移植。2 材 料第48页/共57页释义:原条文中“确保所用的压力容器材料符合相应标准”修改为“确保所使用的压力容器材料符合本规程的要求”,更为合理。2 材 料第49页
44、/共57页2 材 料第50页/共57页释义:取消有关钢板复验的强制性规定。钢材的复验问题,原规定有修改的必要。一方面,近年来我国冶金行业装备条件大为改善,钢材质量得到很大提高;另一方面,压力容器专用钢板、钢管(压力管道元件)的制造已经由工业生产许可转化为特种设备制造许可。基于上述原因,对于压力容器用钢板进行大量复验,已无必要。同时,本条规定“压力容器制造单位应当通过对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方法,确保所使用妁压力容器材料符合本规程的要求”,这一内容规定了确保压力容器材料质量的责任是容器制造单位,如果因材料问题发生压力容器事故,压力容器制造单位要负特种设备事故的主要责任。至于压力容器制
45、造单位与材料供货单位之间的责任,不在本规程中界定,可通过司法程序解决。2 材 料第51页/共57页在国家“十五”重大科技专项重要技术标准研制的“特种设备安全科技成果转化为标准法规试点”子课题中,开展了“国内外承压设备材料比较研究与我国承压设备材料状况评价”研究工作,内容包括“国内外承压设备材料标准比较研究”、“锅炉压力容器常用材料状况量化评价”和“锅炉压力容器常用材料基本性能数据库”。在研究过程中,对9 3家锅炉压力容器制造进行了调查表普查,对21家锅炉压力容器制造单位进行了走访抽查。调查时间段为2004至2006年期间的材料复验情况。经统计,钢板复验量占总量的百分比2004年为75.15%、
46、2005年69.53%、2006年65.67%;复验不合格量占钢板总量的百分比2004年为0.037%、2005年0.02%、2006年0.06%,三年钢板复验的不合格率仅占极小的比例,反映出钢板质量具有很高的稳定性。调研结果表明,材料复验数据与材质证明书及相关标准的符合性好,复验材料的合格率总体在99%以上;有些材料性能指标已超过同类美国牌号,部分接近于欧洲牌号,各牌号的磷、硫含量和个别牌号的冲击功值甚至超过了欧洲标准的规定。研究结果表明,我国承压设备用钢板的实物质量水平及其稳定性已经有了显著提高,具备了适当降低安全系数和适当放宽承压设备用钢板复验技术要求的基本条件。2 材 料第52页/共5
47、7页以某球罐专业制造单位使用的15MnNiR为例,该公司一年采购了1000张平均规格为8000mm2800mm40mm的材料,总重量7000吨,总价值近4900万;如果逐张截取200mm长试板,则总重量175吨,总价值近123万,扣除回收利用以及试验所需的人工和设备费用,总费用仍需要约120万,约占材料总费用的2.4%。考虑到全国的承压设备制造单位和承压设备用钢板、钢管的使用量,一年全国用于复验的总费用十分惊人。在法规中基本免除钢板、钢管复验,可以节省大量的材料和试验费用,降低产品成本,提高产品国际竞争力。上述调研主要是针对钢板进行的,应当注意,对于采购的第类压力容器用级锻件(目前其质量并不稳
48、定),以及不能确定质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料,或者设计者、使用单位有材料复验要求时,本规程原则规定仍需要对材料进行复验。另外,注意本规程2.9.1第(4)项的规定,对进口材料仍然需要复验。材料复验的内容包括:逐张检查钢板表面质量和材料标志;按炉复验钢板的化学成分;按批复验钢板的力学性能、冷弯性能;当钢厂未提供钢板超声检测保证书时,应按本规程2.5条的要求进行超声检测复验。2 材 料第53页/共57页2.12 焊接材料(1)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者等于母材规定的限值,当需要时,其他性能也不得低于母材的相应要求;(2
49、)焊接材料应当满足相应焊材标准和本规程引用标准的要求,并且附有质量证明书和清晰、牢固的标志;(3)压力容器制造单位应当建立并且严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。释义:基本保持1999版容规对焊接材料的原则要求。增加“(1)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者等于母材规定的限值,当需要时,其他性能也不得低于母材的相应要求;”这样一个原则要求。JB/T 4747承压设备用焊接材料技术条件已制定,正在报批过程中。2 材 料第54页/共57页2.13 材料代用压力容器制造或者现场组焊单位对主要受压元件的材料代用,应当事先取得原设计单位的书面批准,
50、并且在竣工图上做详细记录。2 材 料第55页/共57页释义:原条文中“对制造单位有使用经验且代用材料性能优于被代用材料原设计单位有异议时,应及时向制造单位反馈意见”。在1999版容规制定时的历史条件下,由于受材料供应条件的限制,材料代用的情况很多,上述规定有着积极意义,方便了材料代用工作。材料选择是设计过程中的重要组成部分,应作为设计风格的体现始终贯穿于压力容器建造过程。尽管材料代用解决了一些压力容器制造过程中的问题,但也引发了诸如职责不清、代用不当等现象的发生,现在材料供应情况大为改善,通讯联络极为方便,因此取消了上述这一段文字。在压力容器的建造中,有必要详细地论证材料代用的可行性,慎重考虑