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文档简介

《固定式压力容器安全技术监察规程》材料合肥通用机械研究院中国特种设备检测研究院中国石化工程建设公司2009年11月2023/4/201《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

《容规》修订基本原则定位为特种设备安全技术规范(与条例的统一);充分吸收事故教训;提出基本安全要求,并不涉及与产品有关的技术细节;解决《容规》中对行业影响较大的突出问题(重要内容变化有论证、调研、数据的支撑。如安全系数问题、定期检验的耐压试验问题、产品焊接试件数量问题);强化使用管理和应急救援预案;体现节能原则(换热器效率、保温保冷);安全性与经济性结合,促进生产,方便企业;吸收成熟科技成果,促进技术进步(RBI、TOFD、风险报告、合于使用评估);兼顾国际发展,具有中国特色;与技术标准协调一致。2023/4/202《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

《容规》修订的主要变化适用范围信息化要求类别划分方法新技术引用标准材料制造许可材料质量证明书材料成分、性能复合材料铸铁、有色金属应用范围材料新材料的范围复验设计资质风险评估报告节能要求设计条件液化气体压力安全系数调整焊接接头系数快开门容器容器制造许可出厂资料焊接工艺评定焊接试件(板)无损检测方法选择耐压试验泄漏试验胀接有色金属容器搪玻璃压力容器安装改造维修年度检查超使用年限容器报废过户移装容器装卸连接装置要求应急预案定期检验定期检验时的耐压试验合于使用评价基于风险的验技术安全附件2023/4/203《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化材料制造许可

将“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。材料质量证明书

针对材料质量证明书问题,对实施许可的压力容器专用钢板,要求制造单位应当取得质量证明书原件。 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;由中间商销售时,材料制造单位应当每张钢板出具一份质量证明书。此要求也是本次修订取消材料复验强制性规定的一种补充保证措施。但是,目前这个规定对于国外钢板、锻件、管子等也难以做到。2023/4/204《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化材料成分、性能

对一般压力容器用钢的硫磷含量要求不变,提高对高强钢和低温钢硫磷含量的要求。除化学成分外,增加冲击功、伸长率等基本要求。 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,P≤0.030%、S≤0.020%;

(2)标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的钢材,P≤0.025%,S≤0.015%;

(3)用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材,P≤0.025%、S≤0.012%;

(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,P≤0.020%、S≤0.010%。 明确用于焊接的碳素钢和低合金钢C≤0.25%,删除有关“在特殊条件下,如选用含碳量超过0.25%的钢材,应限定碳当量不大于0.45%”的规定。 规定碳素钢和低合金钢(钢板、钢管和钢锻件)冲击功(KV2)最小不低于20J;焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板断后伸长率(A)最小不低于17%。2023/4/205《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化复合材料增加压力容器用复合钢板的基本要求。对复合钢板复合界面的结合剪切强度、基层材料的使用状态、冲击功合格指标等进行规定。铸铁、有色金属应用范围根据目前实际应用情况及技术发展前景,适当调整铸铁、有色金属等的使用压力、温度限制范围;并增加对钽、锆、铌及其合金等材料的原则规定。国外材料压力容器受压元件采用国外牌号的材料时,分两种情况考虑: ①国外材料制造单位生产的材料应当符合相关材料标准,并且满足我国对材料的基本要求;使用前需要进行抽查复验;对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通过有关技术组织或者技术机构的技术评审,其材料方可允许使用。 ②国内材料生产单位生产的材料,除应当符合标准,满足我国对材料的基本要求外,还应当通过有关技术组织或者技术机构的技术评审。 设计者若选用境外牌号的材料,要求在设计文件中充分说明其必要性和经济性。2023/4/206《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化新材料的范围进一步明确新材料的范围,除99版“容规”规定的未列入引用标准的材料外,对已列入GB150或JB4732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,如钢材制造单位没有该钢材的制造和压力容器使用业绩,仍应当进行系统的试验研究工作,并且通过有关技术组织或者技术机构的技术评审,该钢材方可允许使用。材料复验部分取消有关钢板、钢管复验的强制性规定。 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、钢管进行大量复验,已无必要。同时,通过对100多家锅炉压力容器制造单位进行的调研表明,钢板、钢管复验不合格量只占钢板总量极小的比例,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,反映出钢板、钢管质量具有很高的稳定性。因此基本不再强制要求钢板、钢管的复验。但对进口的国外牌号材料,采购的第Ⅲ类压力容器用Ⅳ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受压元件材料,仍然要求进行材料复验。2023/4/207《容规》宣贯——第2章 材料2.1 通用要求

(1) 压力容器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;

(3) 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;

(4) 材料制造单位应当在材料的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或者采用其他方法的标志,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;

(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;对应99版“容规”第10条、第13条。本规程条款2023/4/208《容规》宣贯——第2章 材料2.1 通用要求(续) (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。对应99版“容规”第10条、第13条。本规程条款2023/4/209《容规》宣贯——第2章 材料第10条压力容器用材料的质量及规格,应符合相应的国家标准、行业标准的规定。压力容器材料的生产应经国家安全监察机构认可批准。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),并在材料上的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或其他标志,至少包括材料制造标准代号、材料牌号及规格、炉(批)号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。材料质量证明书的内容必须齐全、清晰,并加盖材料生产单位质量检验章。 压力容器制造单位从非材料生产单位获得压力容器用材料时,应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。压力容器制造单位应对所获得的压力容器用材料及材料质量证明书的真实性与一致性负责。第13条钢制压力容器用材料(钢板、锻件、钢管、螺柱等)的力学性能、弯曲性能和冲击试验要求,应符合GB150的有关规定。对应99版“容规”条款2023/4/2010《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 本条将99版“容规”第10条和第13条合并,为清晰起见,分成几个段落;

(2) 原条文第10条“材料生产单位”改为“材料制造单位”;

(3) “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。”;

(4) “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”;

(5) 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;”

(6) 对取得压力容器专用钢板制造许可的制造单位,增加(6)关于质量证明书的特殊要求;

(7) 99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。2023/4/2011《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 将99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。

99版“容规”第13条的规定有二个缺陷: ①“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。 ②原条文“……应符合GB150的有关规定。”不够全面,未包括GB151、GB12337和JB4732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。2023/4/2012《容规》宣贯——第2章 材料 (2) 99版“容规”第10条作如下修改: ①“……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。 ②“……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。2023/4/2013《容规》宣贯——第2章 材料 (3) 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),其它材料如锻件、管子等也做不到这一点。因此,保留99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。

2023/4/2014《容规》宣贯——第2章 材料 (4) 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。

(5) 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,就是在境内,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。2023/4/2015《容规》宣贯——第2章 材料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。本规程条款第11条……如选用碳素钢沸腾钢板和碳素钢镇静钢板制造压力容器(搪玻璃压力容器除外),应符合GB150《钢制压力容器》的规定。碳素钢沸腾钢板和Q235A钢板不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。对应99版“容规”条款2023/4/2016《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 99版“容规”第11条有关碳素钢沸腾钢板和碳素钢镇静钢板内容取消;

(2) 单独提出熔炼方法,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”释义:

(1) 因GB150(2002年第1号修改单)中取消了Q235AF和Q235A两个钢板牌号,99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”更为合理。

(2) 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。2023/4/2017《容规》宣贯——第2章 材料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,C≤0.25%、P≤0.035%、S≤0.035%。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,P≤0.030%、S≤0.020%;

(2) 标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材,P≤0.025%、S≤0.015%;

(3) 用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材,P≤0.025%、S≤0.012%;

(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,P≤0.020%、S≤0.010%。对应99版“容规”第11条、第12条。本规程条款2023/4/2018《容规》宣贯——第2章 材料第11条压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外,还应考虑与介质的相容性。压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%。……第12条用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢,其含碳量不应大于0.25%。在特殊条件下,如选用含碳量超过0.25%的钢材,应限定碳当量不大于0.45%,由制造单位征得用户同意,并经制造单位压力容器技术总负责人批准,提供材料抗裂性试验报告和焊接工艺评定报告,按照本规程第7条规定办理批准手续。对应99版“容规”条款2023/4/2019《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 99版“容规”第11条中“压力容器专用钢材”改为2.3.2“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;

(2) 对较高强度、较低使用温度的钢材提出了比99版“容规”第11条更为严格的规定;

(3) 取消了99版“容规”第12条中有关含碳量超过0.25%时所作出的规定。2023/4/2020《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 将99版“容规”第11条和第12条合并。

(2) 99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。

(3) 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。2023/4/2021《容规》宣贯——第2章 材料 (4) 99版“容规”第11条中“压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。

GB6654—1996和GB3531—1996两个压力容器专用钢板均按上述规定进行了修改,于2000年发布了GB6654第2号修改单和GB3531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。

JB4728《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P≤0.035%,不符合99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P≤0.045%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。

2023/4/2022《容规》宣贯——第2章 材料 (5) 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GB6654和GB3531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EN10028—2003又作了一次大的修改,大大加严了磷、硫含量的规定。 我国GB713—2008(代替GB713—1997和GB6654)和GB3531-2008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99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。2023/4/2023《容规》宣贯——第2章 材料

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:GB713—2008《锅炉和压力容器用钢板》,GB3531—2008《低温压力容器用低合金钢钢板》,GB19189—2003《压力容器用调质高强度钢板》。 钢管标准:GB9948—2006《石油裂化用无缝钢管》。 钢锻件标准:JB/T4726《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》(2009报批稿),JB/T4727《低温承压设备用低合金钢锻件》(2009报批稿)。 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。2023/4/2024表SY2-1碳素钢板标准牌号P%S%备注GB713-2008Q245R≤0.025≤0.015取代GB6654中的20REN10028-2:2003P235GH≤0.025≤0.015ASME-2007SA516Gr.60≤0.035≤0.035表SY2-2碳锰钢板标准牌号P%S%备注GB713-2008Q345R≤0.025≤0.015取代GB6654中的16MnREN10028-2:2003P355GH≤0.025≤0.015ASME-2007SA516Gr.70≤0.035≤0.035表SY2-3铬钼钢板标准牌号名义成分P%S%GB713-200815CrMoR1.0Cr-0.5Mo≤0.025≤0.010EN10028-2:200313CrMo4-51.0Cr-0.5Mo≤0.025≤0.010ASME-2007SA387Gr.121.0Cr-0.5Mo≤0.035≤0.035《容规》宣贯——第2章 材料2023/4/2025表SY2-4低温用低镍钢板标准牌号Ni%P%S%备注GB3531-200809MnNiDR0.30~0.80≤0.020≤0.012-70℃用钢EN10028-4:200313MnNi6-30.30~0.85≤0.025≤0.015-60℃用钢ASME-2007SA203Gr.A2.10~2.50≤0.035≤0.035-70℃用钢表SY2-5低温用低镍钢锻件标准牌号Ni%P%S%备注JB/T4727(报批稿)09MnNiD0.45~0.85≤0.020≤0.010-70℃用钢EN10222-3:199813MnNi6-30.30~0.85≤0.025≤0.015-60℃用钢ASME-2007SA350-LF51.0~2.0≤0.035≤0.040-60℃用钢表SY2-6低温用3.5%镍钢锻件标准牌号P%S%备注JB/T4727(报批稿)08Ni3D≤0.015≤0.010-100℃用钢EN10222-3:199812Ni14≤0.020≤0.010-100℃用钢ASME-2007SA350-LF3≤0.035≤0.040-100℃用钢《容规》宣贯——第2章 材料2023/4/2026《容规》宣贯——第2章 材料 (6) 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。2023/4/2027《容规》宣贯——第2章 材料 (7) 99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。

99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12Cr2Mo1V(2.25Cr-1.0Mo-0.3V)钢锻件和12Cr2Mo1R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EN10028-4,大大优于美国ASMESA553中Ⅰ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99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。2023/4/2028《容规》宣贯——第2章 材料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。表2-1碳素钢和低合金钢(钢板、钢管和钢锻件)冲击功(注2-1)本条为新增条款。本规程条款钢材标准抗拉强度下限值Rm(MPa)3个标准试样冲击功平均值KV2(J)≤450≥20>450~510≥24>510~570≥31>570~630≥34>630~690≥382023/4/2029《容规》宣贯——第2章 材料注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10mm),允许1个试样的冲击功数值低于表列数值,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。2023/4/2030《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 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。

(2) 我国GB150-1989(以及随后的GB150-1998)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Ⅷ卷第1篇中的相应规定。表SY2-7碳素钢和低合金钢钢材冲击功钢材标准抗拉强度下限值Rm(MPa)3个标准试样冲击功平均值KV2(J)≤450≥18>450~515≥20>515~650≥272023/4/2031《容规》宣贯——第2章 材料 (3) 上世纪80年代ASME规范第Ⅷ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GB150-1989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铁公司相继制订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JB4732标准设计对钢板的需求,因此在JB4732-1995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。表SY2-8碳素钢和低合金钢钢材冲击功钢材标准抗拉强度下限值Rm(MPa)3个标准试样冲击功平均值KV2(J)≤450≥20>450~515≥24>515~590≥27>590~650≥312023/4/2032《容规》宣贯——第2章 材料 (4) 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。

2007年8月正式启动了GB150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。表SY2-9碳素钢和低合金钢钢材冲击功钢材标准抗拉强度下限值Rm(MPa)3个标准试样冲击功平均值KV2(J)≤450≥20>450~510≥24>510~570≥31>570~630≥34>630~690≥382023/4/2033《容规》宣贯——第2章 材料 (5) 相对JB4732-1995,表SY2-9中提高了Rm下限值大于510MPa钢材的冲击功要求,且Rm下限值间距的划分为60MPa一档,比JB4732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06Ni9DR钢板,其Rm下限值为680MPa。 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。JB4732-1995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ASME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。2023/4/2034《容规》宣贯——第2章 材料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;表2-2钢板断后伸长率指标(注2-2)

注2-2:对钢板标准中断后伸长率指标高于本表规定的,则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/T17600.1《钢的伸长率换算第1部分:碳素钢和低合金钢》和GB/T17600.2《钢的伸长率换算第2部分:奥氏体钢》进行换算,换算后的指标应当符合本条规定。本条为新增条款。本规程条款钢板标准抗拉强度下限值Rm(MPa)断后伸长率A(%)≤420≥23>420~550≥20>550~680≥172023/4/2035《容规》宣贯——第2章 材料释义: 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GB713-2008、GB3531-2008和GB19189-2003中有关钢号钢板断后伸长率的指标。表SY2-10

GB713中的有关规定钢号板厚(mm)Rm下限值(MPa)断后伸长率A(%)Q245R3~60400≥25>60~150390、380≥24Q345R3~60510~490≥21>60~200490~470≥20Q370R10~60530、520≥2018MnMoNbR30~100570≥1713MnNiMoR30~150570≥182023/4/2036表SY2-11

GB3531中的有关规定钢号板厚(mm)Rm下限值(MPa)断后伸长率A(%)16MnDR6~120490~440≥2115MnNiDR6~60490~470≥2009MnNiDR6~60440~420≥23表SY2-12

GB19189中的有关规定钢号板厚(mm)Rm下限值(MPa)断后伸长率A(%)07MnCrMoVR12~60610≥1707MnNiMoVDR12~60610≥1712MnNiVR12~60610≥17《容规》宣贯——第2章 材料2023/4/2037《容规》宣贯——第2章 材料

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。表SY2-13太钢企业标准中的规定 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条中表2-2的规定。境外牌号中,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条中作出第(3)项的规定。我国的GB/T17600.1和GB/T17600.2系分别等效采用国际标准ISO2566-1和ISO2566-2。钢号板厚(mm)Rm下限值(MPa)断后伸长率A(%)06Ni9DR5~35680≥182023/4/2038《容规》宣贯——第2章 材料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腐蚀环境中使用的;

(3)设计压力大于或者等于10MPa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/T4730《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Ⅱ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。对应99版“容规”第14条。本规程条款2023/4/2039《容规》宣贯——第2章 材料第14条用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板,凡符合下列条件之一的,应逐张进行超声检测:

1. 盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器。

2. 盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器。

3. 最高工作压力大于等于10MPa的压力容器。

4. GB150第2章和附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的钢板。

5. 移动式压力容器。 钢板的超声检测应按JB4730《压力容器无损检测》规定进行。用于本条第1、第2、第5款所述压力容器的钢板的合格等级应不低于Ⅱ级;用于本条第3款所述压力容器的钢板的合格等级应不低于Ⅲ级,用于本条第4款所述压力容器的钢板,合格等级应符合GB150、GB151或GB12337的规定。 移动式压力容器罐体应每批抽2张钢板进行夏比(V形缺口)低温冲击试验,试验温度为零下20℃或按图样规定,试件取样方向为横向。低温冲击功指标应符合GB150附录C的规定。

对应99版“容规”条款2023/4/2040《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 规定了逐张进行超声检测的钢板最小厚度为12mm;

(2) 改“盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器”要求为“在湿H2S腐蚀环境中使用的”释义:

(1) 99版“容规”第14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/T4730.3适用的钢板最小厚度为6mm,而GB150和GB713-2008中钢板的最小厚度为3mm。由于钢板厚度较薄时,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GB713-2008中,技术要求最低的Q245R和Q345R钢板,化学成分中P≤0.025%、S≤0.015%,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“厚度大于或等于12mm”的规定。我国多层压力容器用层板,其厚度在6mm至16mm之间,近50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。

(2) 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检测。2023/4/2041《容规》宣贯——第2章 材料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10℃~200℃;

(2) 球墨铸铁,设计压力不大于1.6MPa,QT400-18R的设计温度范围为0℃~300℃,QT400-18L的设计温度范围为-10℃~300℃。对应99版“容规”第15条、第16条。本规程条款2023/4/2042《容规》宣贯——第2章 材料第15条压力容器用铸铁的要求如下:

1. 必须在相应的国家标准范围内选用,并应在产品质量证明书中注明铸造选用的材料牌号。

2. 设计压力和设计温度应符合下列规定:

(1) 灰铸铁制压力容器的设计压力不得大于0.8MPa,设计温度为0~250℃;

(2) 可锻铸铁和球墨铸铁制压力容器的设计压力不得大于1.6MPa,设计温度为零下10~350℃;

(3) 不得用于盛装毒性程度为极度、高度或中度危害介质,以及设计压力大于等于0.15MPa的易燃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和移动式压力容器的受压元件。第16条压力容器受压元件用铸钢材料应在相应的国家标准或行业标准中选用,并应在产品质量证明书中注明铸造选用的材料牌号。压力容器筒体、封头不宜选用铸钢材料(压力容器制造单位已有使用经验并经省级或国家安全监察机构批准的除外)。对应99版“容规”条款2023/4/2043《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 取消可锻铸铁;

(2) 规定灰铸铁选用牌号和设计压力、设计温度;

(3) 规定球墨铸铁选用牌号和设计压力、设计温度;

(4) “易燃物质”改为“易爆物质”;

(5) 取消99版“容规”第16条有关铸钢材料的规定。2023/4/2044《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 灰铸铁牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300和HT350。原条文笼统写铸铁牌号必须在相应的国家标准范围内选用不够妥当。新条文中按照造纸机械用铸铁烘缸的操作条件和选用的牌号,规定“灰铸铁允许选用的牌号为HT200、HT250、HT300和HT350,设计压力不大于0.8MPa,设计温度范围为10℃~200℃。”

(2) 可锻铸铁需经长时间的退火处理,消耗很大的热能。对压力容器受压元件用材,有了灰铸铁和球墨铸铁,可以取消可锻铸铁。

(3) 球墨铸铁牌号有QT400-18(包括QT400-18R和QT400-18L)、QT400-15、QT450-10、QT500-7、QT600-3、QT700-2、QT800-2和QT900-2。99版“容规”第15条笼统写铸铁牌号应当在相应的国家标准范围内选用不够妥当。QT400-18的标准抗拉强度下限值为400MPa,断后伸长率不低于18%,该牌号既是广泛使用的牌号,又是塑性最好的牌号,压力容器是具有危险性的设备,应当选用高塑性、高韧性的牌号,以利于使用的安全性。QT400-18R球墨铸铁进行室温冲击试验,冲击功指标3个试样平均值不小于14J,1个试样最低值不小于11J。QT400-18L球墨铸铁进行-20℃冲击试验,冲击功指标3个试样平均值不小于12J,1个试样最低值不小于9J。其余牌号的球墨铸铁均不进行冲击试验。新条文中将冲击功指标较高的QT400-18L的下限温度仍保持在原条文所规定的-10℃,将冲击功指标较低的QT400-18R的下限温度调整到0℃。2023/4/2045《容规》宣贯——第2章 材料 (4) 压力容器涉及的易燃介质包括易燃气体和易燃液体。目前尚没有严格的易燃气体定义。国内有关标准规范(如GB5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》、HG20660-2000《压力容器化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》等)中,易燃液体的定义差别也较大,难以统一。

99版“容规”易燃介质的定义:气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物,且其爆炸下限小于10%,或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。其实质是易爆介质的定义。鉴于上述情况,本次修订将易燃介质更名为易爆介质。

(5) 99版“容规”第16条的内容系有关铸钢材料的规定,现予以取消。

1970年原一机部和燃化部两部联合规范组在制定我国统一的压力容器设计、制造标准时,曾列入压力容器用铸钢材料标准的编制任务,由原一机部机械科学研究院沈阳铸造研究所任该标准编制组组长单位。后因该标准(草案)的铸钢强度指标无法与钢板匹配,而终止了该标准的编制工作。1993年全国压力容器标准化技术委员会在组织讨论GB150-1989修订内容时,在标准中是否列入铸钢材料的问题,再次被GB150和GB151两个标准编制组的全体成员所否定。30多年来也没有任何单位提出在钢制压力容器标准中列入铸钢材料的要求。2023/4/2046《容规》宣贯——第2章 材料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。对应99版“容规”第17条。本规程条款2023/4/2047《容规》宣贯——第2章 材料第17条对压力容器用有色金属(指铝、钛、铜、镍及其合金)的要求如下:

1. 用于制造压力容器的有色金属,应在相应的国家标准或行业标准范围内选用,对有色金属有特殊要求时,应在设计图样或相应的技术条件上注明。

2. 制造单位必须建立严格的保管制度,并设专门场所存放。

3. 有色金属制压力容器用材料的冲击试验要求,应符合相应标准的规定。

4. 有色金属制压力容器焊接接头的坡口应采用机械方法加工,其表面不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷。对应99版“容规”条款2023/4/2048《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 取消可锻铸铁99版“容规”第17条第1款,“应在相应的国家标准或行业标准范围内选用”,修改为“其技术要求应当符合本规程引用标准的规定”;

(2) 取消有色金属(铝、钛、铜、镍及其合金)冲击试验要求的规定;

(3) 99版“容规”第17条第4款,相关内容在本规程制造部分提出。2023/4/2049《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 99版“容规”第17条第1款,“应在相应的国家标准或行业标准范围内选用”,修改为“其技术要求应当符合本规程引用标准的规定”。99版“容规”发布后,全国压力容器标准化技术委员会和随后整合成立的全国锅炉压力容器标准化技术委员会相继编制了GB151-1999《管壳式换热器》、JB/T4734-2002《铝制焊接容器》、JB/T4745-2002《钛制焊接容器》、JB/T4755-2006《铜制压力容器》和JB/T4756-2006《镍及镍合金制压力容器》。这些压力容器产品标准中规定了所选用的上述四类有色金属材料标准,同时还规定了超出或高于材料标准的附加技术要求,这些标准已列入本规程1.10的引用标准中。鉴于上述情况,将原条文第1款作了相应的修改。

(2) 原条文第3款系关于有色金属(铝、钛、铜、镍及其合金)冲击试验要求的规定,因用于固定式压力容器受压元件的上述有色金属无需进行冲击试验,因此新条文中取消了上述内容。

(3) 原条文第4款系有色金属在压力容器制造时的相关规定,不应列入“材料”这一章,新条文予以取消。相关内容在本规程制造部分提出。2023/4/2050《容规》宣贯——第2章 材料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),其设计温度范围为-269℃~65℃,其他牌号的铝和铝合金,其设计温度范围为-269℃~200℃。本规程条款第18条 铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合下列要求:

1. 设计压力不应大于8MPa,设计温度范围为零下269~200℃。

2. 设计温度大于65℃时,一般不选用含镁量大于等于3%的铝合金。对应99版“容规”条款2023/4/2051《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 新条文中将“设计压力不大于8MPa”修改为“设计压力不大于16MPa”;

(2) 对含镁量大于等于3%的铝合金,在新条文中加以牌号示例。释义:

(1) 由于实际工程中铝合金制压力容器的最高设计压力已达12MPa,新条文中将原规定不大于8MPa修改为不大于16Mpa,今后的相应标准也要作出修改,在保证安全的前提下,适应工程需要。

(2) 对含镁量大于等于3%的铝合金,在新条文中加以牌号示例,方便于应用。2023/4/2052《容规》宣贯——第2章 材料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℃。本规程条款第19条 铜及铜合金用于压力容器受压元件时,一般应为退火状态。对应99版“容规”条款2023/4/2053《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 新条文2.7.3条中未采用99版“容规”第19条中“一般应为退火状态”的规定;

(2) 新条文2.7.3条仅对纯铜和黄铜的设计温度上限作了规定。释义:

(1) 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条中未采用99版“容规”第19条中“一般应为退火状态”的规定。

(2) 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条仅对纯铜和黄铜的设计温度上限作了规定。2023/4/2054《容规》宣贯——第2章 材料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。对应99版“容规”第20条。本规程条款2023/4/2055《容规》宣贯——第2章 材料第20条钛材(指工业纯钛、钛合金及其复合材料,下同)制造压力容器受压元件,应符合下列要求:

1. 设计温度:工业纯钛不应高于230℃,钛合金不应高于300℃,钛复合板不应高于350℃。

2. 用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用。

3. 钛材压力容器封头成形应采用热成形或冷成形后热校形。对成形的钛钢复合板封头,应做超声检测。

4. 钛材压力容器一般不要求进行热处理,对在应力腐蚀环境中使用的钛压力容器或使用中厚板制造的钛压力容器,焊后或热加工后应进行消除应力退火。钛钢复合板爆炸复合后,应做消除应力退火处理。

5. 钛材压力容器的下列焊缝应进行渗透检测:

(1) 接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝;

(2) 换热器管板与管子连接的焊缝;

(3) 钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝。对应99版“容规”条款2023/4/2056《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 新条文2.7.4第3款钛和钛合金设计温度上限扩大到300℃;

(2) 原条文第3、4、5款在本规程制造部分提出。2023/4/2057《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 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) 由于实际工程中工业纯钛的使用温度已超过99版“容规”所规定的230℃,在制定JB/T4745标准时,经各有关单位讨论、协商,一致同意将工业纯钛的设计温度上限扩大到300℃;但随着工业发展,已经出现了设计温度高于300℃的情况,这时我们就只能选择境外容器标准和相应材料了。我国钛材容器标准源于ASME标准,经试验数据对比,国产钛材料的质量与境外的材料相当,近期国家在逐步调整钛材系列标准,在牌号和化学成分以及力学性能都全面引用ASME的技术指标,因此本次修订进一步将钛材的设计温度上调到与ASME一致的315℃,以方便国产材料的工程应用。

(3) 有色金属在退火状态下的强度值比较稳定,标准提供的有色金属的强度也都是退火状态下的,所以规定了钛制造的壳体应当在退火状态下使用。

(4) 原条文第3、4、5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。2023/4/2058《容规》宣贯——第2章 材料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。对应99版“容规”第21条。本规程条款2023/4/2059《容规》宣贯——第2章 材料第21条镍材(指镍和镍基合金及其复合材料,下同)制造压力容器受压元件,应符合下列要求:

1. 设计温度:退火状态的纯镍材料不应高于650℃,镍-铜合金不应高于480℃,镍-铬-铁合金不应高于650℃,镍-铁-铬合金不应高于900℃。

2. 用于制造压力容器主要受压元件的镍材应在退火状态下使用,换热器用纯镍管应在消除应力退火状态下使用。

3. 镍材压力容器封头采用热成形时应严格控制加热温度。对成形的镍钢复合板封头,应做超声检测。

4. 镍材热成形的加热温度及加热炉气氛应严格控制,防止硫脆污染。推荐的热加工温度范围是:

(1) 工业纯镍(N6-2.5-1.5)为280~350℃;

(2) 蒙乃尔(NCU28-2.5-1.5)为350~500℃;

(3) Inconel(NS312)为470~550℃;

(4) Hastelloy(NS334)为930~1200℃。对应99版“容规”条款2023/4/2060《容规》宣贯——第2章 材料 5. 镍材压力容器一般不要求进行焊后热处理,如有特殊要求,应在图样上规定进行焊后热处理。镍钢复合板爆炸复合后,应做消除应力退火处理。

6. 镍材压力容器的下列焊缝应进行磁粉或渗透检测:

(1) 接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝;

(2) 换热器管板与管子连接的焊缝;

(3) 镍钢复合板的复层焊接接头。对应99版“容规”条款2023/4/2061《容规》宣贯——第2章 材料主要变化:

(1) 新条文中取消了原条文第1款对镍和镍合金的设计温度上限作了规定;

(2) 原条文第3、4、5、6款在本规程制造部分提出。2023/4/2062《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 新条文仅保留了原条文的第2款,同时作了适当的修改。

(2) 原条文第1款,有关镍和镍合金设计温度的规定问题较多。例如: ①原条文规定“退火状态的纯镍材料不应高于650℃”,对N5(N02201)这一规定是合适的,但对N7(N02200)就不合适,该工业纯镍的设计温度上限应为300℃。 ②原条文规定“镍-铬-铁合金不应高于650℃”,对NS312(N06600)这一规定是合适的,但对NS315(N06690)就不合适,该镍合金的设计温度上限应为450℃。 ③原条文规定“镍-铁-铬合金不应高于900℃”,这一规定对NS112(N08810)是合适的,但对NS111(N08800)就不合适,该镍合金的设计温度上限应为815℃。 ④原条文未对镍-钼合金(如NS322)和镍-钼-铬合金(如SN334)的设计温度上限作出规定。

(3) 现JB/T4756标准已对镍和镍合金的设计温度上限作了规定,为此新条文中取消了原条文第1款的内容。

(4) 镍和镍合金应当在退火或者固溶状态下使用,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。

(5) 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。2023/4/2063《容规》宣贯——第2章 材料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℃。本条为新增条款。本规程条款释义:

(1) 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。

(2) 钽、锆、铌及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。2023/4/2064《容规》宣贯——第2章 材料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-钢复合板不小于210MPa,镍-钢复合板不小于210MPa,钛-钢复合板不小于140MPa,铜-钢复合板不小于100MPa;

(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。本条为新增条款。本规程条款2023/4/2065《容规》宣贯——第2章 材料释义:

(1) 近期全国锅炉压力容器标准化技术委员会组织编制了JB/T4733《压力容器用爆炸焊接复合板》(2009报批稿),该标准分为4个部分,第1部分为不锈钢-钢复合板,第2部分为镍-钢复合板,第3部分为钛-钢复合板,第4部分为铜-钢复合板。JB/T4733(2009报批稿)的技术水平优于境外先进标准,如日本工业标准JISG3601~3604。

(2) 复合板中一个关键技术指标为复合界面的结合剪切强度τb,现将不锈钢-钢复合板和镍-钢复合板的境内外主要标准中的τb指标汇列于表SY2-14和表SY2-15。2023/4/2066《容规》宣贯——第2章 材料 (3) 新条文第(1)项的规定系根据JB/T4733.1~4733.4中的指标。

(4) 复合钢板中碳素钢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。表SY2-14不锈钢-钢复合板国家标准τb(MPa)中国JB/T4733.1(报批稿)≥210日本JISG3601-2002≥200美国ASME-2007

SA264≥140表SY2-15镍-钢复合板国家标准τb(MPa)中国JB/T4733.2(报批稿)≥210日本JISG3602-1992≥200美国ASME-2007

SA265≥1402023/4/2067《容规》宣贯——第2章 材料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。本规程条款2023/4/2068《容规》宣贯——第2章 材料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,还应当按照本规程1.9

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