API-620 大型焊接低压储罐设计与建造

1、大型焊接低压储罐设计与建造API标准6202002年2月第十版美国石油学会翻译：段 艳校对：王国平特别声明API各种出版物仅针对一般性质问题。涉及特定情况时，应查阅地方的、州的和联邦政府的法律与条例。API不为雇主、制造商或供应商承担对他们的雇员的健康、安全风险以及预防措施进行告诫、训练或设备方面的义务，也不承担他们在地方的、州的或联邦的法律下的责任。涉及到特殊材料和情况的有关安全、健康风险以及预防措施的信息应由雇主、制造商或材料供应商提供，或从材料安全数据单上得到。任何API出版物的内容不能以含蓄的或其它的方式解释为授予任何权利去制造、销售或使用任何专利证书包括的方法、设备或产品。本出版物中

2、的任何内容也不能解释为开脱任何人侵犯专利证书所授权利应负担的责任。通常，API标准至少每五年进行一次复审，并进行修订、重新认定或撤销，有时，这个复审周期可延长一次，最多两年。作为现行API标准，本出版物从出版之日起的有效期不超过五年，除非再版时授权延长其有效期。本出版物的状况可从API编辑部（电话（202）682-8000）查明。API（1220 L St.，N.W.，Washington，D.C.20005）每年出版出版物和资料目录，每季更新。本文件是在API标准程序下制订出的，这一标准程序保证了在发展过程中的适当的通知和参与，并被制订为API标准。涉及到本标准或注解的内容的释意的问题和涉及

3、到本标准发展下程序的问题应直接写信向编辑部编辑询问（标识在本文件标题页）（American Petroleum Institute，1220 L Street ，N.W.，Washington，D.C.20005）。发布美国石油协会（API）推荐作法，是为了便于已被验证的、良好的工程技术和操作方法的广泛利用。这些推荐作法无意排除对譬如应在何时何地采用这些推荐作法所需的正确判断。API推荐作法的制订和发布，无意以任何形式限止任何人采用其它的作法。任何制造者根据API推荐作法标识要求所做的设备或材料标识仅对符合这些推荐作法的所有适用要求负责。美国石油协会（API）不代表、警告或保证这样的产品实际上

4、符合API推荐作法的应用。版权所有。在无预先给与出版者的允许下，本标准中任何部分，不得被复制，被储存在一个返修系统中，或以电子、机械、相片复制、记录或其它任何方式传递。请与出版商、API出版服务社，1220L，Street，N.W.，Washington，D.C.20005版权2001美国石油协会前 言本标准是基于内压不超过15 psi表压不同尺寸和容量的焊接结构低压储油罐的制造商和卖方积累的知识和经验制定的。本标准的目的是为制造厂和选购的方便提供采购标准。如果按照本标准规范购买储罐，就要求买方指定明确的基本要求。买方可能希望修改、删除或扩充本标准的部分，但是在铭牌上或制造厂储罐制造证书上的不

5、执行最低要求或超出本标准限度的内容不可涉及本标准。强烈推荐这种修改、删除或扩充用本标准的附录增补，而不是重写或将本标准的章节合并到另一个完整的标准中。本API标准的每一版本、修订或附录自封面上的版本、修订或附录发行日期起开始使用。本API标准的每一版本、修订或附录作为制造厂根据本标准设计、制造、建造、检查和试验而出具证书，在发行六个月后生效。在版本、修订或附录的发行日期和生效日期之间的6个月里，买方和制造厂需规定设备制造依据哪一版本、修订和附录。本标准中的设计标准是最低要求。更多严格的买方或制造厂规定的设计标准在买方和制造厂双方的协议下可接受。本标准不可解释为批准、推荐或认可任何特殊设计，也不

6、限定设计或建造方法。本标准无意覆盖比本标准更严格的规范管理区域建造的储罐。当本标准用于这种储罐时，宜遵守在不与地方要求冲突的范围内。在本标准的修订版出版后，可在出版日期后完整地应用在储罐制造上。储罐铭牌上应写明储罐设计和建造使用的版本和该版本的修订版。API出版物可以被任何想要引用的人使用，学会已尽最大努力保证出版的资料准确并可靠，但是学会对出版物有关的事项不负责，担保或保证，并与此特别否认任何因使用本标准造成损失或损失或损害承担任何义务和责任，不因为出版物有矛盾而违背联邦、州或地方的法规承担任何义务和责任。我们欢迎提出修订意见，并提交给API Standards Department API

7、 1220L street, N.W, Washington, D.C.20005.目 录1 范围1.1 概述1.2 范围1.3 限制2 参考文献3 定义 3.1 应力和压力术语 3.2 容积术语3.2 罐壁 3.4 焊接术语4 材料 4.1 概述 4.2 钢板 4.3 管子、法兰、锻件和铸件 4.4 螺栓材料 4.5 结构型钢5 设计 5.1 总则 5.2 操作中使用的温度 5.3 设计中使用的压力 5.4 载荷 5.5 罐体最大允许应力 5.6 结构件与螺栓的最大许用应力值 5.7 腐蚀裕量 5.8 衬里 5.9 罐壁的设计程序 5.10圈板、顶盖和底部的设计 5.11直接安放在基础上的底

8、板的特殊考虑 5.12顶部和底部转角区域和抗风圈的设计 5.13内外结构件的设计 5.14筒体上开孔的形状、位置和最大尺寸 5.15检查孔 5.16 单孔补强 5.17 多孔补强 5.18底部、顶部中心位置圆形大开孔的设计 5.19接管颈及与储罐的连接 5.20螺栓连接的法兰连接件 5.21 盖板 5.22许用的接头形式 5.23 焊接接头系数 5.24 塞焊和槽焊 5.25 应力消除 5.26 射线照相法 5.27齐平型壳体连接6 制造 6.1 概述 6.2 工作技能 6.3 板切割 6.4 筒体和顶盖及底板的成型 6.5 尺寸公差 6.6 焊接详细要求 6.7 焊接工艺评定 6.8 焊工评

9、定 6.9 板的装配 6.10待焊表面的清理 6.11焊接的气候条件 6.12焊缝加强高 6.13板表面焊缝的结合 6.14主焊缝的对准 6.15焊缝缺陷的返修 6.16不等厚板的装配 6.17封板的装配 6.18消除应力热处理 6.19现场焊缝时锤击7 检验、检测和试验7.1 检查员的职责7.2 检查员的资格7.3 检验师的便利7.4 检验师使用的设施7.5 返修的批准7.6 材料的检验7.7 钢板的钢印7.8 材料厚度的测量7.9 制造中暴露面的检验7.10 组件的表面检验7.11 组件尺寸的检验7.12 化学成份和力学性能数据的检查7.13 制造厂完工储罐要求的数据报告7.14 消除应力

10、操作的检验7.15 检测方法和验收准则7.16 焊缝检验7.17 射线照相要求7.18 标准水压和气压试验7.19 确定许用工作压力的验证试验7.20 试验仪表8 标记 8.1 铭牌 8.2 职责范围8.3 制造厂的报告和证书8.4 多罐组装9 泄压阀和真空泄压阀9.1 范围9.2 压力限制9.3 设备结构9.4 排气方法9.5 排液阀门9.6 标记9.7 安全装置的压力调定附录A技术询问问答附录B与所列材料标准不同的的使用附录C 关于基础的推荐做法附录D支撑结构的推荐做法附录E有关连接结构件（内或外）的推荐做法附录F 各种设计问题规程应用的举例说明附录G 腐蚀裕量与氢致裂纹的考虑附录H 采用

11、预热、后热和消应力的推荐做法附录I 锤击的推荐做法附录J （留为后用）附录K 确定要求的泄压排量的推荐做法附录L 储罐的地震设计附录 M 推荐的制造厂报告的范围附录N 泄压装置的安装附录O 有关低压储罐安装的推荐作法附录P 无损检测和试验要求汇总表附录Q 储装液化碳氢气体的低压储罐附录R 储装冷冻产品的低压储罐图4-1 表示日平均气温的等温线4-2 最低许用设计金属温度4-3 管子、法兰和锻件确定冲击试验的控制厚度5-1 拉伸和挤压双轴应力，30,00038,000psi屈服应力钢5-2 储罐圈板下搭接焊底板制备的方法5-3 公称厚度大于1/2in底板双面坡口填角焊缝的详图（见）

12、5-4 对特定形状罐典型的自由体简图5-5 压缩环区域5-6 允许和不允许使用的压缩环连接结构的详图5-7 单个开孔的补强5-8 第1部分 焊接的接管和其它连接可接受的型式5-8 第2部分 焊接的接管和其它连接可接受的型式5-8 第3部分 焊接的接管和其它连接可接受的型式5-8 第4部分 焊接的接管和其它连接可接受的型式5-9 大型顶盖开孔和锥壳过渡段5-10 平封头和盖板可接受的型式5-11 带螺检法兰的球碟形钢板封头盖5-12第1部分 齐平型筒体连接5-12第2部分 齐平型筒体连接5-13 齐平型连接口的设计系数5-14 筒体连接口的回转6-1 不等厚板的对接焊接8-1 铭 牌F-1 对二

13、个方向作用双轴应力要求的许用设计应力的降低F-2 对拉伸和压缩组合双轴应力曲线使用的算例说明（3000038000lb/in2屈服强度的钢）F-3 用图解法解决双轴拉伸和压缩的表格（3000038000lb/in2屈服强度的钢）F-4 自由体简图（见F.3）F-5 开孔补强的例子（见F.5.1）F-6 开孔补强的例子（见F.5.2）F-7 开孔补强的例子（见F.5.3）L-1 地震区地图L-1 第二部分 地震区地图L-2 对比值D/H获得系数W1/WT和W2/WT的曲线L-3 对比值D/H获得系数X1/H和X2/H的曲线L-4 对于比值D/H获得系数K的曲线L-5当M/D2（wt+wL）超过0

14、.785取得b值的曲线Q-1典型的加强圈焊缝详图Q-2 圆柱形平底储罐筒体对接焊缝的射线照相要求R-1 典型的加强圈焊缝详图R-2圆柱形平底储罐筒体对接焊缝的射线照相要求表4-1 用于设计金属温度钢板标准的最低要求4-2 最大允许合金含量5-1 最大单向拉伸许用应力值5-2 最大许用弧焊接头系数5-3 结构件的最大许用应力值5-4 平底圆筒形储罐圈板与底板填角焊缝5-5 确定椭圆顶和椭圆底R1和R2值的系数（见5.10.24节）5-6 储罐半径与公称板厚值5-7 提升压力条件下的许用拉应力（见节）5-8 角焊缝的最小尺寸5-9 压缩环拉撑k值的决定系数（见节）5

15、-10 齐平型壳体连接的尺寸（英寸制）6-1 不同直径范围与对应的半径公差值6-2 焊缝加强高的最大厚度6-3 消应力温度和保温时间7-1 射线检测接头处焊缝最大加强高厚度F-1 假设厚度下的（t-c）R、Sc、St和N的计算值算例1（见F2.1.3）F-2 假设厚度下的(t-c)R、Sc、St和N的计算值算例2（见F2.2.3）F-3 标准角钢横截面积算例1（见F.4.1.3）L-1 美国国外一些区域的地震区域表列值L-2 地震区域系数（水平加速度）L-3 场地系数Q-1 用于主要受压件的ASTM材料Q-2 夏比V型缺口冲击值Q-3 最大许用应力值Q-4A环形底板的最小厚度：钢制储罐Q-4B

16、 环形底板的最小厚度：铝制储罐Q-5 内罐圆柱形筒体板的公称厚度Q-6内罐筒体的半径公差R-1 主要受压件的材料R-2 主要受压件钢板试样(横向)和包括热影响区焊缝试样的最小夏比V形缺口冲击a的要求R-3 非主要受压件的材料R-4 不进行冲击试验的非主要受压件用板的最低许用设计金属温度R-5 非主要受压件钢板试样（横向）的最小夏比V缺口冲击要求R-6 环形底板的厚度要求大型焊接低压储罐设计与建造第 1 章 范 围1.1 概述API下游部译校注API将采油分为上游部，炼油分为下游部。已编制的本标准包括了1.2节所述型式储存石油介质（气体或蒸汽）和完工产品的大型、现场安装的储罐，与各工业分支其它液

17、体产品通常的处理和储存一样。因为制造的储罐的尺寸和形状的多样性，本标准中提出的规则不可能包括所有的设计和制造细节。对特定设计没有给定完整规则的场合，制造厂的目的 得到买方授权代表的批准； 提供的设计和建造详图应与本标准的其它规定一样安全。具有API标准620铭牌的低压储罐制造厂应确保储罐的制造是按照本标准的要求进行的。本标准中提出的规则意味着确保铭牌的应用应通过检查和检验有关设计、材料、制造和完工整储罐试验的有资格的检验师的批准。1.2 范围1.2.1 本标准包括大型低压碳钢的在地面上具有一条垂直回转轴的焊接储罐（包括平底储罐）。本标准不包括筒体壁绕单个垂直轴线旋转不能产生完整的筒体形状的储罐

18、的设计规程。1.2.2 本标准中的储罐金属温度不超过250F和罐内气体或蒸汽空间不超过15lbf/in2表压的储罐设计。1.2.3 本标准中的基本规则规定了最低日平均温度为-50F区域的安装方法。附录R包括了用于温度范围在+40F到-60F的冷冻产品的低压储罐。附录Q包括用于温度不低于-270F的液化碳氢化合物气体的低压储罐。1.2.4 本标准中的规则用于（a）盛装或贮藏在液体表面上含气或蒸汽的液体，或（b）盛装或贮藏单一气体或蒸汽的储罐。这些规则不可用于提升型的气体盛装器。1.2.5 虽然本标准中的规则不包括卧式储罐，但是这些标准不排除应用相应部分卧罐设计和建造按照良好的工程经验进行设计。只

19、要储罐的形状符合本标准的范围，不属于本规程中的卧式储罐的详细设计应进行相同安全的设计和建造。1.2.6 附录A提供了与最近询问的答复一起的技术询问准备与提交的信息。1.2.7 附录B包括未完全按本标准所列材料标准识别的板和管子材料的使用。1.2.8 附录C提供地基和基础载荷条件和基础建造实践的信息。1.2.9 附录D提供储罐筒体壁外支撑件的载荷和应力的信息。1.2.10 附录E提供内部和外部结构支撑的设计考虑。1.2.11 附录F通过例子阐述在不同的设计问题上怎样运用本标准中的规则。1.2.12 附录G提供有关氢致裂纹影响被特别注明时影响腐蚀裕量选择操作条件的考虑。1.2.13 附录H包括改善

20、缺口韧性的预热和焊后消除应力的实践。1.2.14 附录I包括锤击焊接件以减少内部应力的建议方法。1.2.15 附录J保留用于以后使用。1.2.16 附录K提供决定储罐排空装置容量的考虑。1.2.17 附录L包括承受地震载荷的储罐的设计要求。1.2.18 附录M包括在制造商报告中提供的信息范围和储罐证书表格中的建议格式。1.2.19 附录N包括压力和真空泄放装置的安装方法。1.2.20 附录O提供安装储罐的含有标记、通道、现场排水、防火、排水管和储罐底部阴极保护的安全操作和维护的考虑。1.2.21 附录P通过本标准中检测方法和参考章节概括了检验的要求。本附录还提供接受的标准、检验师资格评定和程序

21、要求。本附录不是单独用于决定本标准中的检验要求。在所有情况下，每个应用章节中的特殊要求都应遵从。1.2.22 附录Q包括用于贮存液体乙烷、乙烯和甲烷的储罐的材料、设计和制造的特殊要求。1.2.23 附录R包括用于贮存冷冻产品的储罐的材料、设计和制造的特殊要求。1.3 限制1.3.1 概述本标准中的规则适用于依据API标准620规范第，F.1和F.7节中特别允许制造的立式、圆筒贮油罐。这些规则不适用于按照内压大于15lbf/ in2的非直接火压力容器制造的储罐。1.3.2 管道限制本标准中的规则不适用于超过下列管路在按照本标准建造的储罐内部或外部与筒体壁1术语壁厚是指第3.3节中定

22、义的罐顶、筒体和底部。按照附录Q和R制造的储罐可以既有内顶又有外顶、筒体和底部。在这些双壁储罐中，管路 (a) 可以用于在两个储罐之间的环向空间的冷冻产品或气体；(b) 通过外罐到第一条环向接头必须符合附录Q和R的管路规则。连接位置的储罐：a. 第一个螺栓连接法兰的法兰面；b. 螺纹管子连接的储罐壁外管子上第一个螺纹接头；c. 近储罐无法兰的焊接端部连接中第一个环向接口（所有的接管尺寸大于2in，这种接管连接外部管道，管子伸出筒体壁至少8in且接在螺栓连接的法兰端）。第 2 章 参考文献下列是本标准中引用的最新版本或修订版的标准、规则和规范：AA2铝合金协会，900 19 th street

23、,N.W., Washingtion D.C. 20006 WWW.铝结构规范许用应力设计与注释ACI3美国水泥协会，P.O.Box 19150 Redford Station, Detroit, Michigan 48219,WWW.318钢筋混凝土建造规范要求（ANSI/ACI 318）AISC4美国钢结构协会，400 North Michigan Avenue ,Chicago, Illinois 60611-4185,WWW.钢结构手册API5L规范管线管规范520 参考出版物 炼油厂减压设备的尺寸、选择和安装，第部分，“安

24、装”605 标准大直径碳钢法兰（公称管径26到60；级别75、150、300、400、600和900）650 标准钢制焊接石油储罐2000标准常压和低压储罐的通气装置（非制冷和制冷）ANSI5美国国家标准协会，1430 Boardway, New York, New York 10018,WWW.H35.2铝制品尺寸公差ASME6美国机械工程师协会，345 East 47th Street, New York, New York 10017,WWW.B1.20.1一般用管螺纹（英制）（ANSI/ASME B1.20.1）B16.5管法兰和法兰管件（ANSI/AS

25、ME B16.5）B31.1动力管道B31.3化工厂和炼油厂管道（ANSI/ASME B31.3）B36.10M 焊接和无缝轧制钢管（ANSI/ASME B36.10）B96.1焊接铝合金储罐（ANSI/ASME B96.1）锅炉和压力容器规范，第卷，“无损检测”；第V卷“压力容器，第1册”；第卷“焊接和钎焊评定”ASNT7美国无损检测协会，4153 Arlington Plaza, Columbus, Ohio 43228-0518,WWW.SNT-TC-IA推荐的实施规程无损检测人员的资格评定和证书ASTM8美国试验与材料协会，100 Barr Harbor Drive,

26、West Conshohocken, PA 19428-2959,WWW.A6结构用轧制钢板、型钢、钢板桩和棒材的一般要求A20压力容器用钢板的一般要求A27一般用途的碳素钢铸件A36结构钢A53无缝和焊接的黑钢管和热浸镀锌钢管A105用作管道构件的碳素钢锻件A106高温作业用碳素钢无缝钢管A131船舶用结构钢A134电熔（电弧）焊接钢管（NPS等于和大于16）A139电熔（电弧）焊接钢管（公称尺寸等于和大于4英寸）A181一般管道用碳素钢锻件A182高温作业管道用锻造的或轧制的合金钢管法兰及锻制的管配件阀门和部件A193高温用合金钢和不锈钢栓接材料A213锅炉、过热器和热交换

27、器用铁素体和奥氏体合金钢无缝钢管A240压力容器用耐热铬和铬镍不锈钢中厚板、薄板和钢带A283低、中抗拉强度碳素钢板A285压力容器用低、中抗拉强度碳素钢板A307 60000psi每平方英寸拉抗强度的碳素钢螺栓和螺柱A312 奥氏体不锈钢无缝和焊接钢管A320 低温作业用合金钢栓接材料A333 低温作业用无缝和焊接钢管A334 低温作业用碳素钢和合金钢无缝和焊接钢管A350 管道构件用的要求进行冲击韧性试验的碳素钢和低合金钢锻件A353 压力容器用二次正火加回火9%镍合金钢板A358 高温作业用电熔化焊奥氏体铬镍合金钢钢管A370 钢制品力学性能试验方法和定义标准A480 不锈和耐热钢轧制钢

28、板、薄板及钢带通用要求A516 中温和低温压力容器用碳素钢板A522 低温作业用含镍8%和9%的合金钢锻造或轧制的法兰、管配件、阀门和部件A524 在常温和较低温度下使用的碳素钢无缝钢管A537 压力容器用热处理碳锰硅钢板A553 压力容器用淬火和回火的8%和9%镍合金钢板A573 改进韧性的薄结构钢板A633 正火的高强度低合金结构钢A645 压力容器用特殊热处理5%镍合金钢板A662 中温和低温压力容器用碳锰钢板A671 常温和较低温度用电熔焊接钢管A673 结构钢冲击试验试样程序A678 结构用淬火和回火碳钢和低合金高强度钢板A737 压力容器用高强度低合金钢板A841 用热控制轧制工艺

29、（TMCP）生产的压力容器用钢板A992 框架建造用结构型钢B209 铝及铝合金薄板和中厚板（米制）B210 铝和铝合金拉制无缝管（米制）B211 铝和铝合金异形棒、圆棒和线材（米制）B221 铝合金挤制钢条、圆钢、钢丝、型钢和管子B241 铝和铝合金无缝管和无缝压制管B247 铝和铝合金模锻件、手工锻件和压制的环形锻件B308 6061-T6铝合金标准结构型材B444 镍-铬-钼-铌合金管子（UNS N06625）B619 镍和镍-钴合金标准尺寸焊管B622 镍和镍-钴合金无缝钢管E23 金属材料缺口冲击试验AWS9美国焊接协会，550 N.W. LeJenue Road, Miami, F

30、lorida 33135,WWW.A5.11 手工电弧焊用镍和镍合金焊条标准（ANSI/AWS A5.11）A5.14 镍和镍合金填充焊丝和焊条标准（ANSI/AWS A5.14）CSA10加拿大标准协会，178 Rexdale Boulevard, Rexdale, Ontario M9W IR3,WWW.G40.21-M 优质结构钢ISO11国际标准协会，在国家标准协会可获得ISO出版物，例如ANSI标准WWW.iso.ch结构钢第 3 章 定义3.1 应力与压力术语3.1.1 最大许用应力值：对在本标准中规定的材料种类、载荷特性和储罐元件的用途在设计公式中给出

31、或提供的允许使用的最大单位应力。（见5.5、5.6节）3.1.2 最大允许工作压力：储罐操作时，储罐顶部允许的最大正表压值，它是储罐上安全泄压阀调定压力的基础。最大允许工作压力与参考本标准的储罐公称压力意义相同（见5.3.1节）。3.2 容积术语3.2.1 公称液体容积：储罐的液体容积的总体积（除死角外）在最高设计液面高度和接近罐壁的储罐标高或其他的按照制造厂规定设计的低液位之间的距离。3.2.2 液体总容积：储罐液体总容积（除死角外）低于液柱的最高高度。3.3 罐壁罐壁是用于隔开环绕的空气与操作介质储罐的边界任一或全部位于回转表面的板，圆柱形储罐的平底包括在5.9.4的规程中。这样，罐壁包括

32、侧板（或壳体）、罐顶和罐底但不包括任何下列位于罐壁上或罐壁上的突出物：a. 接管、人孔或补强圈或盖板。b. 挡板、腹板、桁架、柱状结构或其他框架。c. 从储罐壁上突出的压环角钢、杆或梁。d. 其他的附件。3.4 焊接术语3.4.1节到3.4.15节中定义的术语是在本标准中常用的焊接术语。熔化焊接接头的描述见5.22节。3.4.1 垫板：材料金属、焊缝金属、碳钢、颗粒状焊剂等等在焊接时有利于在接头背面的根部获得良好的焊缝。3.4.2 母材：要焊接或切割的金属。3.4.3 熔合深度：焊接时从母材表面熔化延伸到母材内部的距离。3.4.4 填充金属：制作焊缝时添加的金属。3.4.5 熔合：填充金属与母

33、材一起熔化，或只是母材的熔化而产生的结合。3.4.6 热影响区：在母材上未熔化但机械性能或微观组织由于焊接或切割的热而发生了变化的区域。3.4.7 接头熔深：焊缝从表面到坡口焊缝的最小深度，不包括加强高。3.4.8 搭接焊缝：两块相搭接元件间的接头。搭接是元件重叠越过了焊缝趾部边界的接头。3.4.9 氧切割：金属通过氧在母材金属中在较高温度下的化学反应操作的一组切割工序。对于抗氧化金属采用助熔剂以利于反应。3.4.10 气孔：金属中存在气泡和空隙。3.4.11 焊缝加强高：坡口焊缝表面的焊缝金属超过了规定焊缝尺寸所必需的金属。3.4.12 夹渣：夹带在焊缝金属或在焊缝金属或母材之间的非金属固体

34、材料。3.4.13 咬边：熔化到母材相邻于焊缝的趾边未被焊缝金属填满的沟槽。3.4.14 焊接接头：应用焊接工艺使两个或两个以上的元件。3.4.15 焊缝金属：焊接时熔化的金属部分。第 4 章 材料4.1 概述4.1.1 材料技术要求建造API 620规范储罐使用的材料应符合本章规范的要求（对特殊材料要求，见附录Q和R）。按不同于本章所列的规范生产的材料，如经证实满足本标准所列材料规范的全部要求，且经买方同意后可以采用。4.1.2 不能完全符合标记要求的材料任何不能与列在本标准中的要求完全一致的现有的板材或管材，如果材料通过了附录B所述的试验，且记录满足了检验师的要求，可以用于建造符合本标准规

35、程的储罐。4.1.3 附属受压件所有附属受压件，如管件、阀门、法兰、接管、焊颈、焊帽、人孔组件和盲板盖，制造的材料应采用本标准或任何ANSI标准验收的包含特殊部分的规范的要求。这些部件应标记制造厂的名称或商标以及采用标准要求的其他标志。这种标志用于考虑制造厂保证产品符合所指定的材料规范和标准，以及适用于在规定的额定等级下操作。如果附属受压件已经有永久或临时标记，该标记对特定项目制造厂有书面的识别清单，并且该清单可以提交检验师审查。本节的目的就可以代替材料本身的详细标志。4.1.4 小部件如果小尺寸的铸铁、锻件或轧制部件（通常成批运送并且通常不提供）工厂试验报告和证书检验师认为如果适用于其用途，

36、对焊接件是可焊的材料等级，则这些部件是可以使用的。4.2 钢板4.2.1 概述 所有承受薄膜应力或对其它储罐结构完整性很重要的钢板，包括焊接到平底储罐圆筒形壳壁上的底板，应符合在最低温度下选用的规范，储罐金属壁预期在储罐安装地所记录的最低日气温条件下提供较高的抗裂性能。 在所有情况下，买方应规定设计金属温度，储罐使用的钢板应符合表4-1所列的一项或多项技术要求，作为在该温度下使用的标准。除在本节最后一句和4.2.2节中另外提出的要求，如图4-1中所示，接触非冷冻介质材料的设计金属温度应高于当地一天中最低平均温度15。对于图4-1中未包括的地点，应使用确定的气象数据。

37、在不能获得这种数据的地方，买方应根据手中最可靠的信息进行估计。例如在储罐外部保温或加热储罐的特殊方法确保储罐筒体温度决不降至日平均最低环境温度的15之内，设计金属温度可以通过计算或比较现有储罐的实际温度参数设置在比较高的水平。 除4.2.2节的豁免外，特殊设计的用板制的法兰和盖板的缺口韧性应采用表4-1中的控制厚度进行评估（见，控制厚度的定义）。4.2.2 低应力设计当在设计条件下实际应力不超过许用拉应力的1/3时，可应用与表4-1的使用相关的下述设计准则。a. 储罐部件不与储存的液体或蒸汽相接触，且设计这些部件不用于包容内储罐的物质，从表4-1中选择组成储罐的部件

38、的材料时，不需要考虑设计金属温度。（见Q.2.3及R.2.2）。b. 储罐部件与储存的液体或蒸汽相接触，且设计这些部件不用于包容内储罐的物质，从表4-1中选择组成储罐部件的材料时，设计金属温度可以增加30。c. 除焊接在平底式圆柱形储罐中的底板与侧板外，非冷冻式的平底储罐用的钢板，平衡块按5.11.2，可以选择表4-1中任何材料进行建造。图4-1 表示日平均气温的等温线根据美国气象局和加拿大交通管理部气象局至1952年的记录汇编表4-1 用于设计金属温度钢板标准的最低要求许用等级包括腐蚀裕量的板厚（in）设计金属温度（见4.2.1）特殊要求（4.2.3的补充要求）标准等级2.2.3所列的全部无

39、无注1无无无无注1无无无注1注1注1无无注2注1和22.2.3所列的全部和1级优质钢D级无无无无无无无无无注2注1和2无注3无注3无注3无无无注2和3注2和3注4注3和4注4注3和4注4注3和4注4注4无注1, 3和4注2, 3和41和2级和和和优质钢D级1级1和2级和和和1级和优质钢1和2级和和和1级优质钢D级注：1. 所有板厚大于11/2in的应进行正火处理。2. 钢板应是镇静钢并进行细晶化处理。3. 板材应是正火或淬火加回火（见）。4. 每张板应按4.2.5进行冲击试验。4.2.3 钢板标准 概述在节到节中所列的材料标准是认可使用的

40、钢板，并遵守本节及4.2.4节和表4-1的内容的修改和限制。 ASTM材料标准下列ASTM材料标准是认可的：a. A20。b. A36，下述API要求的修改（见表4-1和附录R）:Mod2要求锰元素含量在0.80-1.20范围内，供应的材料不能是沸腾钢或半镇静钢。c. A131 (仅限优质结构钢)。d. A283（仅C级和D级，最大公称厚度3/4in）。e. A285（仅C级，最大公称厚度3/4in）。f. A516，下述API要求的修改（见附录R）：Mod1要求炉前分析碳含量控制在最高0.20%；允许最大锰元素含量1.50%。Mod2要求炉前分析最小锰元素含量，最低0.70%，

41、最高1.40%。炉前分析碳含量限制在最大0.20%。钢板应正火处理。炉前分析硅最高含量0.50%。g. A537，下述修改：炉前分析最小锰元素含量0.80%。如果炉前分析最高碳含量为0.20%，则锰元素最高含量可以达到1.60%。h. A573。i. A633（仅C级和D级）。j. A662(仅B级和C级)。k. A678(仅A级和B级)。l. A737(仅B级)。m. A841(仅1级)。 CSA标准下述CSA标准是认可使用的钢板；G40.21-M (仅260W、300W和350W级；如果需要冲击试验，设计使用等级为260WT、300WT和350WT)。与CSA G40.21标

42、准相当的英制单位也可接受。应根据表4-2限制为细化晶粒添加的元素。钢板拉伸强度应高于等级规定的最低值，但不超过140Mpa(20ksi)。完全镇静钢得到细化的晶粒。表4-2 最大允许合金含量合金%注释铌0.051、2和3钒0.101、2和4添加钒元素的铌（最大含量0.05-%）0.101、2和3氮0.0151、2和4铜0.351和2镍0.501和2铬0.251和2钼0.081和2注：1. 当材料标准要求不包括时，这些合金或合金组合的使用，应由钢板制造厂决定，且需经买方批准。如果买方要求，这些元素应写进报告。2. 材料应符合产品分析的要求，并遵守标准中产品分析的公差要求。3. 当单独加入铌或钒与

43、铌元素的组合物时，应限制最大板厚至0.5in，否则应与最少0.15%硅元素组合。4. 当添加作为钒元素的补充时，氮（最大含量为0.015%）应进行报告。钒与氮元素的最小比例为4：1。 ISO出版物下述ISO出版物是认可使用的钢板：630（E275和E355仅C和D级优质钢）。对E275级钢板，炉前分析最大锰元素含量应为1.50%。细化晶粒添加的元素应按照表4-2进行限制。4.2.4 钢板制造 所有制造钢板用材料应采用平炉、电炉或脱氧工艺。不可使用普通工厂生产的钢板。所有受压件的板，除按照表5-6中要求确定生产的板厚外，应按钢板边缘厚度定购以确保工厂生产的钢板厚度超过

44、指定厚度不低于规定厚度的0.01in。如果实际测量（在钢板边缘处采用多点测量法测得）出板的最小厚度不低于设计厚度的0.01in ，这一规定不能认为禁止使用以重量为基准订购的钢板。 当要求用正火板时，得到买方的认可，可以使用控轧或热机控制工艺（TMCP）生产的钢板（采用机械热轧工艺以提高缺口韧性设计的材料）。每块轧制的钢板，应按照R.2.1.2要求进行夏比V缺口试验。4.2.5 冲击试验试样当表4-1有要求，从厚板或直接从一钢锭轧制而成的单板，每块板应进行冲击试验；应采用ASTM A370A型夏比V缺口试验。试样的纵向应与预期最大应力的方向平行。当二个方向的应力值几乎相等时，试样应

45、从最终轧制钢板的横向截取。除表R-5中的最小能量吸收值可以代替表R-2中的值外，应满足R.2.1.2中的要求。4.3 管子、法兰、锻件和铸件储罐中使用承受内压的所有管子、法兰、锻件和铸件应符合4.3.1节到4.3.5节中的适用要求。4.3.1 管子12设计金属温度低于-20，材料应符合表R-1和/或R-3中的要求。碳钢管应遵循下述要求：a. ASTM A 53b. ASTM A 106c. ASTM A 134,不包括螺旋焊管d. ASTM A 139,不包括螺旋焊管e. ASTM A 333f. ASTM A 524g. ASTM A 671（仅CA、AA、CD和CE级）h.

46、API规范5L（仅A和B级） 当使用ASTM A 134、A 139或A 671管子时，应符合下列要求：a. 管子应具有经压力试验的证书。b. 用于管子的钢板标准应满足4.2.3节、4.2.4节和4.2.5节中用于此类钢板标准的要求。c. 应按4.7.1的要求对管子的纵缝进行的焊接工艺评定应进行冲击试验。4.3.2 装配管件 当按照本标准中适用章节设计装配管件时，装配管件如弯头、三通、U型弯头可焊接制造。4-3.3 法兰平焊法兰、带颈平焊法兰和长焊颈法兰应符合ANSI/ASME B16.5锻制碳钢法兰的材料要求。板制的用于接管法兰的板材其力学性能应优于或与ANSI/

47、ASME B16.5标准法兰相当。板制法兰的材料应符合4.2.3节要求。 对大于24in的公称管，经买方批准，符合ANSI/ASME B16.47 B系列的法兰可以使用。宜特别注意确保附属的配对法兰相匹配。4.3.4 铸件和锻件 4.1.3节中不包括的大尺寸铸件和锻件（见两种材料的脚注11）如果进行焊接，应是焊接等级的材料，且应遵循下述ASTM标准：a. A 27(60-30级，仅结构部分)b. A 105c. A 181d. A 3504.3.5 韧性要求除在节中包括的韧性要求外，管子、法兰和锻件的韧性要求应符合节至节中的要求。4.3.

48、5.1 用于最低设计金属温度（不低于-20）下的铁素体ASME/ANSI B16.5法兰不要求进行冲击试验。除非作额外的冲击试验（见节），按照ASTM A 333和A 350制造的管材可以用在最低设计金属温度不低于ASTM规范材料应用等级要求的冲击温度。 其他的管子和锻件的材料应按图4-2中的材料组分级如下：a. 组API 规范5L A,B级； ASTM A 106, A,B级；ASTM A 53 A,B级；ASTM A 181和ASTM A 105b. 组ASTM A 524, 、级在无冲击试验最低设计金属温度不低于图4-2中的温度下，（见4.3.5

49、.4节），列在节中的材料可以在公称厚度，包括腐蚀裕量下使用。图4-2中使用的控制厚度（见图4-3）如下：a. 对于对接接头，公称厚度为焊缝最厚的厚度。b. 对于角焊缝（坡口或填角）或搭焊焊缝，厚度取相焊的两块板中较薄者的厚度。c. 非焊接部件（如螺栓连接法兰）厚度为平盖公称厚度的1/4。 当节或节要求冲击试验时，冲击试验应按照要求进行，包括ASTM A 333 1级管子，或ASTM A 350 LF1级的最小能量要求，对于锻件，试验温度不可高于最低设计金属温度的要求。除在4.2.3节中规定的钢板外，4.3节中规定的材料应在不高于最小设计金

50、属温度的温度下，进行的夏比V型缺口冲击试验强度为13 ft-lbs（全尺寸试样）。4.4 螺栓材料碳钢螺栓13设计金属温度低于-20，材料应符合表R-1和/或R-3中的要求。如果符合或优于下述标准要求14如果使用更好级别的螺栓，较高螺栓应力值不推荐使用全接触垫片。，可以使用：a. ASTM A 193b. ASTM A 307c. ASTM A 3204.5 结构型钢所有承受压力载荷或对储罐结构整体重要的结构型钢（见脚注11）只可采用平炉、电炉或脱氧工艺制造，且应符合下列标准之一：a. ASTM A 36和API 要求的修改（见附录R）；Mod1 要求钢材细晶化处理，炉前分析锰元素含量在0.8

51、0-1.20%范围之间。b. ASTM A 131c. ASTM A 633(仅A级)d. ASTM A 992e. CSA G40.21-M(仅260W,300W和350W级；如果要求做冲击试验，指定为260WT、300WT和350WT等级)。与CSA标准G40.21相当的英制单位也可接受。设计金属温度（）I组II组包括腐蚀裕量的厚度（in）图4-2 最低许用设计金属温度平焊法兰带颈平焊法兰长焊颈法兰焊颈法兰1. 上述示图不包括罐壁补强板。2. ts=壳体厚度；tn=接管颈厚度；Tf=法兰厚度；Tc=螺栓连接盖厚度。3. 每个构件的控制厚度应按如下规定： 构件 基本厚度（较薄者）罐壁上的接管

52、颈 tn或ts平焊法兰和接管颈tn或Tf环形法兰和接管颈tn或Tf焊颈法兰和接管颈tn长焊颈法兰 tn或ts非焊接螺栓法兰盖 Tc译者注：原文这段内容缺，估计此内容与API 650相同，故引摘API 650的内容作参考。图4-3 管子、法兰和锻件确定冲击试验的控制厚度第 5 章 设计5.1总则5.1.1规范的范围本标准中的规则意为对1.2节范围中任何形状建造的低压储罐确定认可的工程实践，且为设计和试验提供基础的规则，这一规则可作为检验师判断容器的安全性的充分基础及改进API 620铭牌的使用。规范未覆盖到的所有设计与建造的细节，获得授权检验师认可的制造厂应提供与本标准中规则同样安全的设计与建造细节。5.1.2 压力室对于由两个或两个以上压力室组成的，有顶部、底部或其他共用零件的储罐，每一受压部件的设计应能够承受规定操作条件下最苛刻压力或真空的组合条件。5.1.3 避免凹坑储罐壁的形状应避免在内部有任何当液位上升时，气体进入其中，或在外部可能雨水积留的凹坑。5.1.4 蒸汽空间的体积以公称容量为基准设计液位上方的蒸汽空间的体积应不小于总液体容积的2%（见3.2.2节）。5.1.5 新设计的试