压力容器用材料

压力容器用材料第1页，共43页，2023年，2月20日，星期五

压力容器用钢材(一)、一般要求1、机械性能：σs、σb、δ5、Akv、KⅠc（δc）、足够高的强度、良好的韧性和塑性δ5、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（δ5）、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，共43页，2023年，2月20日，星期五压力容器用钢材的分类：1、

碳素钢：C≤0.25％2、

低合金钢；3、

低温压力容器用钢；4、不锈钢和调质钢；第3页，共43页，2023年，2月20日，星期五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，共43页，2023年，2月20日，星期五B6654-1996《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，共43页，2023年，2月20日，星期五化学成分

CMnSiSP

≤0.200.40~0.900.15~0.30≤0.020≤0.0301.20R第6页，共43页，2023年，2月20日，星期五力学性能、工艺性能

交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率冲击试验J冷弯试验mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥

热轧6~1640024525027

热轧＞16~36~23525027d=2a正火＞36~6062022525027

＞60~100390~51020524027

第7页，共43页，2023年，2月20日，星期五。

技术要求和检验规则：

①厚度大于60mm的20R锰含量可以提高到1.00%；②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；③为改善其性能，可添加微量元素；④成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；⑤钢由氧气转炉、电炉冶炼；⑥钢板的成批验收，厚度6~16mm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；⑦超声波合格级别由双方协商，合同中注明。第8页，共43页，2023年，2月20日，星期五钢板的适用范围和要求：

①用于壳体厚度大于30mm时，正火状态下使用；②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；③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；④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；⑤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;⑥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;⑦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Ⅲ级；⑧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Ⅱ级；⑨《容规》第14条的规定。第9页，共43页，2023年，2月20日，星期五16MnR：

化学成分（熔炼分析）

CMnSiSP

≤0.201.20~1.600.20~0.55≤0.020≤0.030

第10页，共43页，2023年，2月20日，星期五机械性能、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mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥热轧6~16510~64034521031d=2a

热轧＞16~36490~62032521031d=3a

正火＞36~60470~60030521031d=3a

＞60~100460~59028520031d=3a

＞100~120450~58027520031d=3a第11页，共43页，2023年，2月20日，星期五技术要求和检验规则：

①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；②为改善其性能，可添加微量元素；③成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；④钢由氧气转炉、电炉冶炼；⑤钢板的成批验收，厚度6~16mm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；⑥超声波合格级别由双方协商，合同中注明；⑦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，共43页，2023年，2月20日，星期五

适用范围和要求：

①用于壳体厚度大于30mm时，正火状态下使用；②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；③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；④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；⑤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;⑥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;⑦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Ⅲ级；⑧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Ⅱ级；⑨《容规》第14条的规定。第13页，共43页，2023年，2月20日，星期五15MnNbR

化学成分（熔炼分析）

CMnSiSP

≤0.181.20~1.600.20~0.55≤0.015≤0.025

第14页，共43页，2023年，2月20日，星期五机械性能、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mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥正火6~16530~650≥37020034

正火＞16~36530~650≥36020034d=3a

正火＞36~60520~640≥35020034

第15页，共43页，2023年，2月20日，星期五15MnVR

⑴化学成分（熔炼分析）：

CMnSiVSP

≤0.181.20~1.600.20~0.550.04~0.12≤0.200.30≤第16页，共43页，2023年，2月20日，星期五机械性能、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mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥

热轧6~16530~66539019031

控轧＞16~36510~64537019031d=3a

正火＞36~60490~62535019031

第17页，共43页，2023年，2月20日，星期五

技术要求和检验规则：

①成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；②钢由氧气转炉、电炉冶炼；③钢板的成批验收，厚度6~16mm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；④超声波合格级别由双方协商，合同中注明；第18页，共43页，2023年，2月20日，星期五适用范围和要求：

①用于壳体厚度大于16mm时，正火状态下使用；②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；③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；④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;⑤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;⑥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Ⅲ级；⑦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Ⅱ级；⑧《容规》第14条的规定。第19页，共43页，2023年，2月20日，星期五GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢板》：

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，共43页，2023年，2月20日，星期五

16MnDR

化学成分（熔炼分析）：

CMnSiSPALs

≤0.201.20~1.600.15~0.50≤0.015≤0.025≥0.015第21页，共43页，2023年，2月20日，星期五机械性能、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mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥

正火6~16490~620≥315≥21－4027d=2a正火＞16~36470~600≥295≥21－4027d=3a

＋回火＞36~60450~580≥275≥21－3027d=3a

＞60~100450~580≥255≥21－3027d=3a

第22页，共43页，2023年，2月20日，星期五15MnNiDR

化学成分（熔炼分析）：

CMnSiSPNiVAl

≤0.181.20~1.600.15~0.50≤0.015≤0.0250.20～0.60≤0.06≥0.015

第23页，共43页，2023年，2月20日，星期五

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mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥正火6~16490~630≥325≥20－4527d=2a

正火＞16~36470~600≥305≥20－4527d=3a＋回火＞36~60460~600≥290≥20－4527d=3a

第24页，共43页，2023年，2月20日，星期五

09MnNiDR

化学成分（熔炼分析）：

CMnSiSPNiNb Al

≤0.121.20~1.600.15~0.50≤0.015≤0.0200.30～0.80≤0.04≥0.015

第25页，共43页，2023年，2月20日，星期五机械性能、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mmσbMPaσsMPaδ5%温度℃Akvb=2a180°≥正火6~16440~570≥300≥23－7027d=2a

正火＞16~36430~560≥280≥23－7027d=2a＋回火＞36~100430~560≥260≥23－7027d=2a第26页，共43页，2023年，2月20日，星期五GB××××－2003《压力容器用调质高强度钢板》:

共有3个钢号：－20℃用钢07MnCrMoVR－40℃用钢07MnNiCrMoDR－20℃用钢12MnNiVR第27页，共43页，2023年，2月20日，星期五07MnCrMoVR

化学成分（熔炼分析）：

CMnSiSP

≤0.091.20~1.600.15~0.40≤0.010≤0.025

NiMoCrVBPm

≤0.30≤0.30≤0.300.02~0.06≤0.0030≤0.20第28页，共43页，2023年，2月20日，星期五机械性能、工艺性能

交货状态钢板厚度抗拉强度屈服点伸长率mmσbMPaσsMPaδ5%

调质12~60610~730≥490≥17

第29页，共43页，2023年，2月20日，星期五07MnNiCrMoDR

⑴化学成分（熔炼分析）：

CMnSiSP

≤0.091.20~1.600.15~0.40≤0.010≤0.025

NiMoCrVBPm

0.02～0.50≤0.30≤0.300.02~0.06≤0.0030≤0.21第30页，共43页，2023年，2月20日，星期五12MnNiVR

化学成分（熔炼分析）：

CMnSPNi

≤0.151.20~1.60≤0.010≤0.0250.15～0.40

MoCrVBPm

0.10～0.300.10～0.300.02~0.06≤0.0030≤0.26第31页，共43页，2023年，2月20日，星期五

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mmσbMPaσsMPa温度℃Akv%b=2a180°≥≤调质6~16≥610≥490－2047≤0.450.26d=3a

－1054

第32页，共43页，2023年，2月20日，星期五压力容器用钢锻件

压力容器用钢锻件标准：JB4726－2000《压力容器用碳素钢低合金钢锻件》JB4727－2000《低温压力容器用低合金钢锻件》JB4728－2000《压力容器用不锈钢钢锻件》第33页，共43页，2023年，2月20日，星期五锻件级别

锻件分为四个级别：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。级别取样数量检验项目检验数量选用规定Ⅰ

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Ⅱ级或Ⅱ级以上要求；设计压力≥1.6MPa的锻件，应符合Ⅱ级或Ⅱ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Ⅲ级或Ⅳ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Ⅲ级；设计压力≥10.0MPa的中小型锻件应符合Ⅲ级要求；大型锻件应符合Ⅲ级或Ⅳ级要求。Ⅱ拉伸和冲击（σb、σs、δ5、Akv）同炉批号、同炉热处理的锻件抽检一件Ⅲ3.5t以下1组

3.5t以上为2组拉伸和冲击（σb、σs、δ5、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Ⅳ拉伸和冲击（σb、σs、δ5、Akv）逐件检验超声波检测逐件检验第34页，共43页，2023年，2月20日，星期五锻件的定义：

筒形锻件环形锻件饼型锻件碗形锻件长颈法兰条形锻件L＞DL＜Dt≤DH＜DL＞D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＝max{t1t2}＝max{t1t2}D为公称厚t为厚度公称厚度厚度度＝min{L、t}

第35页，共43页，2023年，2月20日，星期五JB4726－2000《压力容器用碳素钢低合金钢锻件》：

使用温度t≤－20℃，设计压力p≤35Mpa。共有11个钢号：20、35、16Mn、20MnMo、20MnMoNb、15CrMo、35C