1受压元件用刚才的使用要求

1.1选材的合理性是保证压力容器设计质量的关键环节,压力容器选择受压元件用钢材时,必须选用GB150. 2-2011 中规范性引用文件的标准内的钢材。当选用 GB150.2-2011 未列入的钢材时,除奥氏体型钢材外均应符合 GB150.2 附录 A 的规定。允许采用已列入国家标准中的奥氏体型钢材,但其技术要求(如磷、硫含量,强度指标)不应低于 GB150.2-2011 所列入相应钢材标准中化学成分相近钢号的规定。
1.2选择压力容器用钢应考虑的因素有:压力容器的使用条件(如设计压力、设计温度、介质特性和操作特点)、材料性能(力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能)、容器的制造工艺以及经济合理性。
1.3 压力容器用材料的化学成分要符合 TSG R0004-2009  《固定式压力容器安全技术监察规程》材料
1.4所需钢板厚度小于8mm时,在碳素钢和低合金之间尽量采用碳素钢钢板(多层容器材料除外),一般在以强度控制的情况下当壳体壁厚超过8mm时,应优先选用低合金钢。
1.5当设计压力较小时,壳体壁厚较小的压力容器时,应根据压力、温度、介质等使用限制,按照GB150.2附录D选用Q235系列。
1.6所需不锈钢厚度大于12mm时,应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式。
1.7与受压元件相焊接的非受压元件用钢应是可焊性良好的钢材。
1.8压力容器专用钢板执行以下4个标准:
    GB/T713-2008
    GB3531-2008
    GB19189-2003
    GB24511-2009
1.9材料代用,必须经过三级签名(即设计、:、审核人签名),材料代用原则:
1.9.1由于设计以外的原因产生的材料代用,事先应征得原设计单位的同意。
1.9.2材料代用应考虑的主要因素:
a.无标准的钢材不得作为受压元件的代用材料;
b.代用材料的强度、塑性、韧性、化学成分、耐蚀性对原设计条件(温度、压力、介质、结构)的适应性;
c.代用材料对制造加工工艺的适应性(焊接工艺、焊接材料、焊后热处理等);
d. 代用材料与原设计材料钢材的标准差异(化学成分、检验项目、检验率);
e.两种不同组织(铁素体、奥氏体)钢材代用引起的热应力,异种钢焊接问题。
f.代用钢材的经济性。
1.10钢板的常用厚度规格:2、3、4、4.5、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、26、28、30、32、34、36、38、40、42、45、48、50、52、55、60、65、70mm
1.11其他未尽事宜参见GB150.2及其附录。

 2     钢板材料使用规定

2.1 Q235 系列钢板:按照 GB150.2 附录 D  的规定。
2.2 碳素钢和碳锰钢在高于 425℃下常期使用时,应考虑钢中碳化物相石墨化倾向,其结果会使材料的强度及塑性均下降,冲击值下降尤其严重,钢材明显变脆。
2.3 压力容器用碳素钢和低合金钢的使用状态及许用应力规定见 GB150.2 中表 2 的规定;
2.4 下列碳素钢和低合金钢钢板,应在正火状态下使用:
a) 用于多层容器内筒的Q245R和Q345R;
b) 用于壳体的厚度大于36mm的Q245R和Q345R;
c) 用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度大于50mm 的  Q245R  和Q345R。
2.5 奥氏体钢的使用温度高于 525℃时,钢中含碳量应不小于 0.04%,因在此温度下会造成材料的强度急剧下降。
2.6 高合金钢板的标准、厚度范围及许用应力按《固容规》(2010 修正版)附件 1 中表 4的规定。
2.7用于设计温度高于200℃的Q370R钢板,以及用于设计温度高于300℃的18MnMoNbR、13MnNiMoR和12Cr2Mo1VR钢板,应在设计文件中要求钢板按批进行设计温度下的高温拉伸试验,其屈服强度值参见GB150.2附录B。
2.8受压元件用钢板,其使用温度下限按GB150.2中表4的规定,表4中Q245R 和Q345R钢板的使用状态还应符合GB150.2中第4.1.4的规定。对厚度大于100mm的壳体用钢板及其焊接接头,按照GB150.2中第4.1.11的规定。
2.9高合金钢钢板的标准、厚度范围及许用应力按GB150.2中表5的规定。
2.10受压元件用钢板的标准,使用温度下限按下列规定:

  1. 铁素体型钢板为0℃;
  2. 奥氏体-铁素体型钢板为-20℃;
  3. 奥氏体型钢板按GB150.2中第3.7.2条的规定。
2.11复合钢板应符合TSG R0004-2009第2章材料部分“2.8复合钢板”的规定;压力容器用复合钢板应当按照NB/T 47002.1~4-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》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—钢复合板不小于210MPa,镍—钢复合板不小于210 MPa,钛-钢复合板不小于140 MPa,铜—钢复合板不小于100 MPa。
(2) 复合钢板基层材料的使用状态符合有关引用标准的规定。
(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。
(4) 复合钢板执行标准:NB/T 47002.1~4-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》;其材料的冲击值指标应符合标准要求。
(5) 其他未尽事宜参见 GB150.2  。

3     钢管

3.1   碳素钢和低合金钢钢管的标准、使用状态及许用应力按  GB150.2 中表6 的规定。对壁厚大于30mm 的钢管和使用温度低于-20℃的钢管,表中的正火不允许用终轧温度符合正火温度的热轧来代替。
3.2 GB/T 8163 中 10、20 钢和 Q345D 钢管的使用执行GB150.2 中 5.1.3 条的规定。
3.3 GB 9948中各钢号钢管的使用执行 GB150.2 中 5.1. 4 条的规定。
3.4 GB 6479 中各钢号钢管的使用执行 GB150.2 中 5.1. 5 条的规定。
3.5 GB 5310 中的 12Cr1MoVG 钢管用作换热管时,应选用冷拔或冷轧钢管。
3.6 可以选用 GB/T 699中直径不大于 50mm 的10钢和20钢钢棒制造接管,其使用执行 GB150.2。
3.7 GB/T14976中的钢管不得用于换热管。
3.8 GB/T21833中的钢管如用于换热管时,应选用冷拔或冷压钢管,钢管的尺寸精度应选用高级精度。
3.9 GB/T12771中的Ⅰ类钢管允许使用,但不得用于换热管,图样上应注明所用的钢管类别。
3.10 GB/T24593中的钢管使用规定GB150.2中5.2.5条的规定。
3.11钢管的使用温度下限应按下列规定:
a)GB/T21832和GB/T21833各钢号钢管为-20℃;
b)GB 13296、GB/T14976、GB/T12771和GB/T24593各钢号钢管GB150.2中3.7.2的规定。
3.12其他未尽事宜参见GB150.2.

4. 钢锻件

4.1压力容器用钢锻件的标准和常用钢锻件为:
NB/T47008-2010《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》中的20、35和16Mn
NB/T47009-2010《低温承压设备用低合金钢锻件》中的16MnD
NB/T47010-2010《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》中的S30408、S30403和S32168.
4.2碳素钢和低合金钢钢锻件
4.2.1压力容器采用锻件可根据其尺寸、重量分为中小型锻件和大型锻件,钢锻件的标准、使用状态及需用应力按GB150.2中表9的规定,碳素钢和低合金钢钢锻件的交货状态应分别符合NB/T47008、NB/T47009的规定。
4.2.2压力容器用锻件级别的选用应按 GB150.2 标准中 6.1 规定执行,下列钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级:
a)用作容器筒体和封头的筒形、环形、碗形锻件;
b)公称厚度大于  300mm  的低合金钢锻件;
c) 标准抗拉强度下限值等于或大于 540MPa且公称厚度大于 200mm  的低合金钢锻件;
d)使用温度低于-20℃且公称厚度大于200mm的低温用钢锻件。
4.2.3  钢锻件的使用温度下限按 GB150.2 中表 10 的规定。
4.3  高合金钢钢锻件
4.3.1 高合金钢钢锻件的标准、公称厚度范围及许用应力按 GB150.2 中表 11的规定,钢锻件的交货状态应按 NB/T 47010 的规定。
4.3.2  高合金钢钢锻件均应由经炉外精炼的钢锻制而成。其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,如  S30408Ⅱ)。用作容器筒体和封头的筒形、环形、碗形锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级。
4.3.3  高合金钢钢锻件的使用温度下限应按下列规定:
a)铁素体型S11306钢锻件为0℃;
b)奥氏体—铁素体型S21593、S22253和S22053钢锻件为-20℃;
c)奥氏体型钢锻件按GB150.2中3.7.2的规定。
4.4 压力容器用钢锻件使用条件
a. Ⅰ级锻件适用于一般用途的(无毒,非易燃介质)低压容器(且锻件重量≤500Kg)和非受压元件;
b. Ⅱ级锻件适用于一般用途的中压容器(Dg≤200mm者)和要求较高的低压容器;
c. Ⅲ级锻件适用于要求较高或尺寸较大的中压容器和Dg≤500mm或锻件毛重≤500Kg的高压容器;
4.5其余未尽事宜参见GB150.2中第6节“钢锻件”的规定。

5 螺柱(含螺栓)和螺母用钢材

5.1螺栓受压零部件用紧固件材料应符合GB/T699、GB/T3077、GB/T1221标准规定。
5.2碳素钢和低合金钢钢棒的使用状态下及许用应力按照GB150.2中表12的规定。
5.3碳素钢和低合金钢螺柱的使用温度下限及相关技术要求应按下列规定:

  1. 20钢螺柱为-20℃;35、40MnB、40MnVB和40Cr钢螺柱为0℃;其他钢号螺柱为-20℃。
  2. 30CrMoA、35CrMoA和40CrNiMoA钢螺柱使用温度低于-20℃时,应进行使用温度,低温下的低温冲击试验,此时GB150.2中表13中的冲击试验温度有0℃改为使用温度,低温冲击功指按GB150.2表14的规定。
  3. 使用温度低于-40℃~-70℃的30CrMoA和35CrMoA螺柱用钢,其化学成分(熔炼分析)中磷、硫含量应为P≤0.020%、S≤0.010%;40CrNiMoA螺柱用钢和使用温度低于-70℃~-100℃的30CrMoA  螺柱用钢,其化学成分(熔炼分析)中磷、硫含量应为  P≤0.015%、S≤0.008%。
5.4 高合金钢钢棒的标准,螺柱的使用状态及许用应力按 GB150.2 中表 16 的规定;各钢号螺柱用毛坯应进行拉伸试验,试验要求和结果应符合 GB/T 1220 的规定。
5.5高合金钢螺柱的使用温度下限按下列规定:
a)S42020 钢螺柱为0℃;
b)奥氏体钢螺柱的使用温度按 GB150.2 中 3.7.2 的规定。
c)与螺柱用钢组合使用的螺母用钢可按 GB150.2 中表 17选。部裳∮糜惺褂镁榈钠渌菽赣酶。

6  焊接材料

6.1焊接材料选用执行标准
压力容器焊接材料选用是根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能,并结合压力容器的结构特点及焊接方法综合考虑选用焊接材料,必要时通过试验确定。焊接材料的采购和技术条件按照NB/T 47018.1~47018.7-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件》的规定。
6.2 各类钢材的焊接材料选用原则
6.2.1碳素钢相同钢号相焊
     选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值,或符合设计文件规定的技术条件。
6.2.2强度型低合金钢钢号相焊选用材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值,或符合设计文件规定的技术条件。
6.2.3耐热型低合金钢相同钢号相焊

  1. 选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或母材规定的限值,或符合 设计文件规定的技术条件;
  2. 焊缝金属中的Cr、Mo含量与母材规定相当,或符合设计文件规定的技术条件;
6.2.4低温型低合金钢相同号相焊
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值,或符合设计文件的而技术条件。
6.2.5高合金钢相同钢号相焊
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值。当需要时,其耐腐蚀性能不应低于母材相应要求,或力学性能和耐腐蚀性能符合  设计文件规定的技术条件。
6.2.6用生成奥氏体焊缝金属的焊接材料焊接非奥氏体母材时,应慎重考虑母材与焊接金属膨胀系数不同而产生的应力作用。
6.2.7不同钢号钢材相焊
a)不同强度等级钢号的碳素钢、低合金钢钢材之间相焊,选用焊接材料应保证焊缝金属的抗拉强度高于或等于强度较低一侧母材抗拉强度下限值,且不超过强度较高一侧母材标准规定的上限值;
b)奥氏体高合金钢与碳素钢、低合金钢之间相焊,选用焊接材料应保证焊缝金属的抗裂性能和力学性能。当设计温度不超过 370℃时,采用铬、镍含量可保证焊缝金属为奥氏体的不锈钢焊接材料;当设计温度高于 370℃时,宜采用镍基焊接材料。
6.2.8不锈钢复合钢基层相焊,
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值;覆层钢材选用焊接材料应保证焊缝金属的耐腐蚀性能,当有力学性能要求时,还应保证力学性能。

7  法兰及紧固件

7.1 压力容器法兰、配套垫片、螺栓的选用应符合标准 JB4700~4707-2000《压力容器法兰》的有关规定要求。
7.2 钢制管法兰、垫片、螺栓的选用应符合标准 HG/T20592~20635-2009《钢制管法兰、垫片、螺栓》的有关规定的要求。

  1. 钢制人孔、手孔的选用应符合标准 HG/T21514~21535《钢制人孔和手孔》的有关规定的要求。
7.4法兰选用锻件时应注明级别(如16MnⅡ) 。
7.5压力容器不允许选用强度为4.8级的紧固件,一般选用的螺母材料强度比螺柱强度低一级。

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