钛制焊接容器

钛制焊接容器

1范围

1.1本文件规定了钛制压力容器的材料、设计、制造、检验和验收要求，适用于壳体全部采用钛材制

造的单层板焊（含管制筒体）压力容器、锻焊压力容器。钛制常压容器的材料、设计、制造、检验和验

收要求可参照本文件。

1.2本文件适用于设计压力不大于35MPa的钛制压力容器。

1.3本文件适用的钛材，设计温度上限为315℃。

1.4本文件所列的设计、计算方法适用于全部采用钛材制造的受压元件。钛制压力容器中采用非钛材

制造的部分应按相应材料的产品标准进行设计、计算。

1.5本文件不适用于下列压力容器：

a)设计压力低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa的容器；

b)《移动式压力容器安全技术监察规程》管辖的容器；

c)军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及矿山井下使用的压力容器；

d)旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压器室（如泵壳、压缩机外壳、

涡轮机外壳、液压缸、造纸轧辊等）；

e)直接用火焰加热的容器；

f)板式热交换器、螺旋板热交换器、空冷式热交换器、冷却排管；

g)容积（扣除永久内件的几何容积）小于0.03m3或内直径（非圆形截面指截面内边界最大几何

尺寸）大于或者等于150mm的容器；

h)做疲劳分析的容器。

1.6容器范围的界定

1.6.1容器与外部管道连接：

a)焊接连接的第一道环向接头坡口端面；

b)螺纹连接的第一个螺纹接头端面；

c)法兰连接的第一个法兰密封面；

d)专用连接件或管件连接的第一个密封面。

1.6.2接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。

1.6.3非受压元件与受压元件的连接焊缝。

1.6.4直接连接在容器上的非受压元件，如支座、裙座等。

1.6.5容器的超压泄放装置。

1.7对不能按本文件确定结构尺寸的容器或受压元件，可以采用以下方法进行设计：

a)采用验证性实验（如实验应力分析、验证性液压试验）分析设计，并符合GB/T150.1的规定；

b)利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计，并符合GB/T150.1的规定；

c)采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定方法设计，并符合GB/T150.1的规定。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

1

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求

GB/T150.3压力容器第3部分：设计

GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收

GB/T151热交换器

GB/T196普通螺纹基本尺寸

GB/T197普通螺纹纹公差与配合

GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T2965-2007钛及钛合金棒材

GB/T3620.1-2016钛及钛合金牌号和化学成分

GB/T3620.2钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差

GB/T3621-2007钛及钛合金板材

GB/T3624-2010钛及钛合金无缝管

GB/T3625-2007换热器及冷凝器用钛及钛合金管

GB/T4842氩

GB/T4844纯氦、高纯氦和超纯氦

GB/T5193钛及钛合金加工产品超声检验方法

GB/T12337钢制球形储罐

GB/T12969.1钛及钛合金管材超声波探伤方法

GB/T12969.2钛及钛合金管材涡流探伤方法

GB/T16598-2013钛及钛合金饼和环

GB/T16749压力容器波形膨胀节

GB/T25198压力容器封头

GB/T31908电弧焊和等离子焊接、切割用钨电极

HG/T20592～20635钢制管法兰、垫片、紧固件

JB/T4736补强圈

NB/T10558压力容器涂敷与运输包装

NB/T47002.3压力容器用复合板第3部分：钛-钢复合板

NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分：射线检测

NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分：超声检测

NB/T47013.5承压设备无损检测第5部分：渗透检测

NB/T47013.7承压设备无损检测第7部分：目视检测

NB/T47013.8承压设备无损检测第8部分：泄漏检测

NB/T47014承压设备焊接工艺评定

NB/T47016承压设备产品焊接试件的力学性能检验

NB/T47018.7承压设备用焊接材料订货技术条件第7部分：钛及钛合金焊丝和

填充丝

NB/T47019.8锅炉、热交换器用管订货技术条件第8部分：钛和钛合金

2

NB/T47020～47027压力容器法兰、垫片、紧固件

NB/T47041塔式容器

NB/T47042卧式容器

TSG21固定式压力容器安全技术监察规程

TSGR0005移动式压力容器安全技术监察规程

TSGZ6002特种设备焊接操作人员考核细则

3术语和定义

GB/T150.1、GB/T151、GB/T25198界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

钛制压力容器titaniumpressurevessels

壳体全部采用钛材制造的压力容器。

3.2

垫板insertedstrip

嵌入复合板或衬里容器壳体的加工槽内，使之与相邻覆层或衬里平齐的金属件。

3.3

盖板stripcover

覆盖在复合板覆层或衬里容器的衬里之上，并与之采用角焊连接的耐腐蚀金属件。

3.4

压力加工pressworking

利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛

坯或成品的生产方法。

3.5

成形温度formingtemperature

工件发生塑性变形时的温度。

4通用要求

4.1容器的设计、制造、检验和验收除符合本文件的规定外，还应遵守国家颁布的有关法律、法

规、规章和安全技术规范的要求。

4.2TSG21管辖范围内压力容器的设计和制造应接受特种设备安全监察机构的监察。

4.3容器的设计、制造单位应具备健全的质量管理体系并有效运行。

4.4资格与职责

4.4.1资格

a)对于TSG21管辖范围内压力容器的设计，设计单位应持有相应的特种设备（压力容器）

设计许可证；

b)对于TSG21管辖范围内压力容器的制造，制造单位应持有相应的特种设备（压力容器）

制造许可证。

4.4.2职责

4.4.2.1用户或设计委托单位的职责

3

容器的用户或设计委托单位应以正式书面形式向设计单位提出容器设计条件，并应对设计条件

的正确性和完整性负责。容器设计条件应至少包含以下内容：

a)容器设计所依据的主要标准和规范；

b)操作参数（包括工作压力、工作温度、液位高度、接管载荷等）；

c)容器使用地及其自然条件（包括环境温度、抗震设防烈度、风载荷和雪载荷等）；

d)介质组分与特性；

e)预期使用年限；

f)几何参数和管口方位；

g)设计需要的其他必要条件。

4.4.2.2设计单位的职责

4.4.2.2.1设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。

4.4.2.2.2容器的设计文件至少应包括强度计算书或者应力分析报告、设计图样、制造技术条件、

风险评估报告（相关法规或设计委托方要求时），必要时还应当包括安装和使用维修说明。

4.4.2.2.3TSG21管辖范围内压力容器的设计总图应盖有相应的特种设备（压力容器）设计专用

印章。

4.4.2.2.4设计单位出具的风险评估报告应符合GB/T150.1的要求。

4.4.2.2.5设计单位应在容器设计使用年限内保存全部容器设计文件。

4.4.2.3制造单位的职责

4.4.2.3.1制造单位应按照设计文件要求进行制造，如需要对原设计进行修改，应取得原设计单

位同意修改的书面文件，并且对改动部位作出详细记载。

4.4.2.3.2制造单位在容器制造前应制订完善的质量计划，其内容至少应包括容器或受压元件的

制造工艺控制点、检验项目和合格指标。

4.4.2.3.3制造单位的检查部门在容器制造过程中和完工后，应按本文件、设计图样和质量计划

的规定对容器进行各项检验和试验，出具相应报告，并对报告的正确性和完整性负责。

4.4.2.3.4制造单位在容器检验合格后，应出具产品质量合格证。

4.4.2.3.5制造单位对其制造的每台容器产品应在容器设计使用年限内至少保存下列技术文件备

查：

a)质量计划；

b)制造工艺图或制造工艺卡；

c)产品质量证明文件；

d)容器的焊接工艺和热处理工艺文件；

e)标准中允许制造厂选择的检验、试验项目记录；

f)容器制造过程中及完工后的检查、检验、试验记录；

g)容器的原设计图和竣工图。

4.5设计的一般规定

4.5.1容器设计单位（设计人员）应严格依据用户或设计委托单位所提供的容器设计条件进行设计，

应考虑容器在使用中可能出现的所有失效模式，提出防止失效的措施。容器受压元件的强度、刚度和稳

定性计算应符合GB/T150.3和本标准的相关规定。

4.5.2载荷

4

设计时应考虑以下载荷：

a)内压、外压或最大压差；

b)液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计；

需要时，还应考虑下列载荷：

c)容器自重(包括内件和填料等)，以及正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力

载荷；

d)附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；

e)风载荷、地震载荷、雪载荷；

f)支座、底座圈、支耳及其他型式支撑件的反作用力；

g)连接管道和其他部件的作用力；

h)温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；

i)冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力等；

j)运输或吊装时的作用力。

4.5.3确定设计压力或计算压力时，应考虑：

a)容器上装有超压泄放装置时，应按GB/T150.1的规定确定设计压力；

b)确定外压容器的设计压力时，应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差；

c)确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压的容器考虑。当装有安全控制装置(如真空

泄放阀)时，设计压力取1.25倍最大内外压力差以及0.1MPa两者中的低值；当无安全控制装

置时，取0.1MPa；

d)由2室或2个以上压力室组成的容器，如夹套容器，应分别确定各压力室的设计压力；确定公

用元件的计算压力时，应考虑相邻室之间的最大压力差。

4.5.4确定设计温度时，应考虑：

a)设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度，设计

温度不得高于元件金属可能达到的最低温度；

b)容器各部分在工作状态下的金属温度不同时，可分别设定每部分的设计温度；

c)元件的金属温度可用传热计算求得，或在已使用的同种工况容器上测定，或根据容器内部介质

温度并结合外部条件确定；

d)在确定最低设计金属温度时，应当充分考虑在运行过程中，大气环境低温条件对容器壳体金属

温度的影响。大气环境低温条件系指历年来月平均最低气温（指当月各天的最低气温值之和除

以当月天数）的最低值。

4.5.5对有不同工况的容器，应按最苛刻的工况设计，必要时还需考虑不同工况的组合，并在图样或

相应技术文件中注明各工况操作条件和设计条件下的压力和温度值。

4.5.6厚度附加量

厚度附加量按式(4-1)确定：

C=C1+C2（4-1）

式中：

C——厚度附加量，mm；

C1——钛材厚度负偏差，按4.5.6.1,mn；

C2——腐蚀裕量，按4.5.6.2，mm。

5

4.5.6.1钛材厚度负偏差

钛板或钛管的厚度负偏差按钛材标准的规定。当规定的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义

厚度的6%时，负偏差可忽略不计。

4.5.6.2腐蚀裕量

为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，应考虑腐蚀裕量，具体规定如下:

a)对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率（或

磨蚀速率）确定腐蚀裕量；

b)容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量。

4.5.7壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度为2mm。

4.5.8容器受压元件的名义厚度和最小成形厚度一般应标注在设计图样上。

4.5.9容器壳体的A、B类焊接接头应采用全截面焊透的对接接头形式。

4.5.10钛换热管与钢（尤其是奥氏体不锈钢）管板的胀接应考虑温度升高后对胀接力的影响。

4.6许用应力

4.6.1钛材的许用应力按第5章选取。确定钛材许用应力的依据按表4-1。

表4-1确定许用应力的依据

许用应力，MPa

（取下列各值中的最小值）

RtRRtRtRt

mRmp0.2p0.2Dn

2.72.71.51.51.51.0

注：

Rm——钛材在室温下的标准抗拉强度下限值，MPa;

t

Rm——钛材在设计温度下的抗拉强度，MPa;

Rp0.2——钛材在室温下的标准规定非比例延伸强度，MPa;

t

Rp0.2——钛材在设计温度下的规定非比例延伸强度，MPa;

t

RD——钛材在设计温度下经10万小时断裂的持久强度的平均值，MPa;

t

Rn——钛材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的蠕变极限，MPa。

4.6.2设计温度低于20℃时，取20℃时的许用应力。

4.6.3许用轴向压缩应力

t

圆筒或管子的许用轴向压缩应力[σ]cr取在设计温度下材料的许用应力值（见第5章）及按本

条a）和b）的规定方法求取的B值两者中的较小值。B值按下列步骤求取：

a）根据圆筒或管子的外半径和有效厚度，按式（4-2）计算系数A：

0.094

Ae„„„„„„„„„„（4-2）

Ro

式中：

A——外压应变系数；

Ro——圆筒或管子的外半径，mm；

δe——圆筒或管子的有效厚度，mm。

b）按圆筒材料选用相应的外压应力系数曲线图（图5-1～图5-7），根据其温度线得到B值。

在弹性范围内（图中的直线段或其左侧），可用式（4-3）计算B值：

6

2

BAE„„„„„„„„„„（4-3）

3

式中：

B——外压应力系数，MPa；

E——设计温度下材料的弹性模量，MPa；

A——外压应变系数。

4.7焊接接头分类和焊接接头系数

4.7.1容器上的焊接接头按GB/T150.1的规定进行分类。

4.7.2焊接接头系数应根据受压元件的焊接接头型式及进行射线或超声检测的长度比例确定。

a）双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头，100%射线或超声检测，=；

b）单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：

100%射线或超声检测，=0.9；

局部射线或超声检测，=0.8；

无法进行射线或超声检测，=0.65；

c）无垫板的单面焊环向对接接头，无法进行射线或超声检测，=0.6。

注：若条件许可，钛制压力容器A、B类焊接接头宜选择进行100%射线或超声检测。

4.8耐压试验

4.8.1通用要求

4.8.1.1耐压试验包括：液压试验、气压试验和气液组合压力试验。

4.8.1.2容器制成后应经耐压试验，试验的种类、要求和试验压力值应在图样上注明。

4.8.1.3耐压试验一般采用液压试验。对于不适宜进行液压试验的容器，可采用气压试验或气液组合

压力试验。

4.8.1.4采用气液组合压力试验时，试验压力按气压试验的规定。

4.8.1.5外压容器以内压进行耐压试验，试验压力按4.8.2.3的规定。

4.8.1.6对于由2个或2个以上压力室组成的多腔容器，每个压力室的试验压力按其设计压力确定，

各压力室分别进行耐压试验。

a)校核公用元件在试验压力下的稳定性；

b)如不能满足稳定要求，则应先进行泄漏检查，合格后再进行耐压试验。在进行耐压试验时，相

邻压力室内应保持一定压力，以使整个试验过程（包括升压、保压和卸压）中的任一时刻，各压力室的

压力差不超过允许压差，图样上应注明这一要求和允许压差值；

c)如需提高某压力室试验压力，应满足4.8.3的规定。

4.8.2耐压试验压力

4.8.2.1耐压试验压力的最低值按4.8.2.2和4.8.2.3的规定，并考虑：

a）对于立式容器采用卧置进行液压试验时，试验压力应计入立置试验时的液柱静压力；

b）工作条件下内装介质的液柱静压力大于液压试验的液柱静压力时，应适当考虑相应增加试验

压力。

4.8.2.2内压容器

液压试验：

7

[]

pp1.25„„„„„„„„„（4-4）

T[]t

气压试验或气液组合压力试验：

[]

pp1.1„„„„„„„„„„„„（4-5）

T[]t

式中：

——试验压力；

——设计压力；

[σ]——容器元件材料在试验温度下的许用应力；

[σ]t——容器元件材料在设计温度下的许用应力。

注1：设计文件中规定最高允许工作压力时，公式中应以最高允许工作压力代替设计压力p；

注2：容器各主要受压元件（如筒体、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料或设计温度不同时，应取各元件材料比值中

最小者。

4.8.2.3外压容器

液压试验：

ppT1.25„„„„„„„„„„„„（4-6）

气压试验或气液组合压力试验：

ppT1.1„„„„„„„„„„„„（4-7）

式中：

——试验压力；

——设计压力。

4.8.3耐压试验应力校核

如采用大于4.8.2.2和4.8.2.3所规定的试验压力，在耐压试验前，应校核各受压元件在试验条件

下的应力水平，例如对壳体元件应校核最大总体薄膜应力σT：

a）液压试验时，σT≤0.9Rp0.2Φ；

b）气压试验或气液组合压力试验时，σT≤0.8Rp0.2Φ。

式中：

Rp0.2——壳体材料在试验温度下的0.2%非比例延伸强度，MPa；

Φ——圆筒的焊接接头系数。

4.8.4不能按上述规定进行耐压试验的容器，设计单位应提出在确保容器安全运行的前提下免除耐压

试验所应采取的安全措施，经设计单位技术负责人批准后在图样上注明。

4.9泄漏试验

4.9.1泄漏试验包括气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验等。

4.9.2介质毒性程度为极度、高度危害或者不允许有微量泄漏的容器，应在耐压试验合格后进行泄漏

试验。

注：介质毒性程度按TSG21的相关规定确定。

4.9.3设计单位应当提出容器泄漏试验的方法和技术要求。

4.9.4需进行泄漏试验时，试验压力、试验介质和相应的检验要求应在图样上和设计文件中注明。

4.9.5气密性试验压力为设计压力。

8

5材料

5.1通用要求

5.1.1钛制压力容器中使用的钛材应符合本文件的规定，使用的非钛材料应符合相应材料压力容器产

品标准的要求。

5.1.2容器用钛材的化学成分、力学性能、耐腐蚀性能、工艺性能、物理性能等应满足制造与使用要

求。

5.1.3容器用钛材牌号为TA0、TA1、TA1G、TA2、TA2G、TA3、TA3G、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、

TA10，其化学成分应分别满足GB/T3620.1的规定，压力加工钛材成品化学成分分析的取样、分析

方法、化学成分的允许偏差应符合GB/T3620.2的规定。

5.1.4当钛材符合本文件中所列的钛材类型、牌号和状态，仅尺寸超出所列的范围时，同时满足下列

要求的钛材可以选用：

a）TA3、TA10(A类)的断后伸长率(A)不小于15%，其他牌号钛材的断后伸长率(A)不小于18%；

b）除断后伸长率(A)之外的其他力学性能符合本文件的要求。

5.1.5容器用钛材均应为退火状态。

5.1.6当容器设计温度不高于-60℃时，应对钛材不高于设计温度下的断后伸长率进行检验，其中

TA3、TA10(A类)的断后伸长率不得小于15%，其他牌号钛材的断后伸长率不得小于18%。

5.1.7选用本文件未列入的钛材或境外牌号钛材时，应符合TSG21的规定。

5.2钛板

5.2.1容器用TA1G、TA2G、TA3G、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10钛板应分别符合GB/T3621中TA1、

TA2、TA3、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10钛板的规定；容器用TA0、TA1、TA2、TA3钛板的室温力学

性能应符合表5-1的规定，其他要求应符合GB/T3621的规定。

表5-1TA0、TA1、TA2、TA3钛板的室温力学性能

材料厚度抗拉强度规定非比例延伸强度断后伸长率

状态弯曲试验

牌号mmRm/MPaRp0.2/MPaA/%

TA0退火0.3～25.028017030厚度：0.3～5.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：140°。

厚度：0.3～2.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：140°；

TA1退火0.3～25.037025030

厚度：>2.0～5.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：130°。

厚度：0.3～2.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：100°；

TA2退火0.3～25.044032025

厚度：>2.0～5.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：90°。

厚度：0.3～2.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：90°；

TA3退火0.3～25.054041020

厚度：>2.0～5.0mm，弯芯直径：3T，弯曲角：80°。

5.2.2当选用厚度超过20mm的钛板制造受压元件时，应按GB/T5193对钛板进行逐张超声检测，

并符合A级要求。

5.2.3需要进行耐腐蚀性能检验的钛板，应在材料订货时提出试验方法和合格指标。

5.2.4钛板的许用应力按表5-6选取。

5.3钛管

5.3.1容器用TA1G、TA2G、TA3G、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10非换热钛管应符合GB/T3624中

TA1、TA2、TA3、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10钛管的规定；容器用TA0、TA1、TA2非换热钛管的室

温力学性能应符合表5-2的规定，其他要求应符合GB/T3624的规定。

9

5.3.2热交换器用TA1G、TA2G、TA3G、TA9、TA10换热钛管应符合NB/T47019.8的规定；热交换器用

TA9-1换热钛管的室温力学性能应符合GB/T3625的规定，其他要求应符合NB/T47019的规定；热交

换器用TA0、TA1、TA2换热钛管的化学成份应符合GB/T3620.1规定，室温力学性能应符合表5-2的规

定，其他要求应符合NB/T47019的规定。

表5-2TA0、TA1、TA2钛管的室温力学性能

抗拉强度规定非比例延伸强度断后伸长率

材料牌号状态

Rm/MPaRp0.2/MPaA/%

TA0退火28017024

TA1退火37025020

TA2退火44032018

5.3.3当选用GB/T3624中的钛管制造受压元件时，钛管应逐根进行水压（气压）试验；设计压力超

过10MPa，还应对钛管进行超声或涡流检测，并符合GB/T12969.1或GB/T12969.2的规定。

5.3.4需要进行耐腐蚀性能检验的钛管，应在材料订货时提出试验方法和合格指标。

5.3.5钛管的许用应力按表5-7选取。

5.4钛锻件

5.4.1TA1G、TA2G、TA3G、TA9、TA10钛锻件应分别对应符合GB/T16598中TA1、TA2、TA3、TA9、

TA10钛锻件的规定；TA0、TA1、TA2、TA3钛锻件的室温力学性能应符合表5-3的规定，其他要求

应符合GB/T16598的规定。

表5-3TA0、TA1、TA2、TA3钛锻件的室温力学性能

截面积抗拉强度规定非比例延伸强度断后伸长率断面收缩率

材料牌号状态

2

mmRm/MPaRp0.2/MPaA/%A/%

TA0退火≤1002801703035

TA1退火≤1003702503035

TA2退火≤1004403202035

TA3退火≤1005404102030

5.4.2制造受压元件的钛锻件，应按NB/T47013.5逐件进行100%表面检测，I级合格；是否进行

超声检测由设计单位根据使用要求确定。

5.4.3需要进行耐腐蚀性能检验的钛锻件，应在材料订货时提出试验方法和合格指标。

5.4.4钛锻件的许用应力按表5-8选取。

5.5钛棒

5.5.1TA1G、TA2G、TA3G、TA9、TA10钛棒材应分别对应符合GB/T2965中TA1、TA2、TA3、TA9、

TA10钛棒材的规定；TA0、TA1、TA2、TA3钛棒材的化学成份应符合GB/T3620.1规定，室温力学

性能应符合表5-4的规定，其他要求应符合GB/T2965的规定。

表5-4TA0、TA1、TA2、TA3钛棒材的室温力学性能

截面积抗拉强度规定非比例延伸强度断后伸长率断面收缩率

材料牌号状态

2

cmRm/MPaRp0.2/MPaA/%A/%

TA0退火≤652801702430

TA1退火≤653702502030

TA2退火≤654403201830

10

TA3退火≤655404101525

5.5.2制造受压元件的钛棒，应按NB/T47013.5逐根进行100%表面检测，I级合格；是否进行超

声检测由设计单位根据使用要求确定。

5.5.3需要进行耐腐蚀性能检验的钛棒，应在材料订货时提出试验方法和合格指标。

5.5.4钛棒的许用应力按表5-9选取。

5.6焊接材料

5.6.1钛焊丝和填充丝

5.6.1.1TA0、TA1、TA1G、TA2、TA2G、TA3、TA3G、TA9、TA10用焊丝和填充丝应符合NB/T47019.7

的规定。

5.6.1.2TA8、TA8-1、TA9-1用焊丝和填充丝的化学成分（熔炼分析）推荐于表5-5，其他要求应符合

NB/T47019.7的规定。

5.6.2焊接保护气体

焊接钛材可使用纯氩气、纯氦气或以氩气为主的混合气体保护。其中，选用的氩气应符合GB/T

4842中纯氩（99.99%）的要求，露点不得高于－50℃；选用的氦气应符合GB/T4844中纯氦（99.99%）

的要求，露点不得高于－50℃。

表5-5TA8、TA8-1、TA9-1用焊丝和填充丝的化学成分（质量分数）%

主要成分杂质元素残余元素≤

材料牌号

TiPdFeCNHO单个总和

ERTA8余0.04~0.08≤0.12≤0.03≤0.015≤0.0080.08~0.16≤0.05≤0.20

ERTA8-1余0.04~0.08≤0.08≤0.03≤0.012≤0.0050.03~0.10≤0.05≤0.20

ERTA9-1余0.12~0.25≤0.08≤0.03≤0.012≤0.0050.03~0.10≤0.05≤0.20

注：1、当订货未特别指明时，残余元素包括Al、V、Sn、Mo、Cr、Mn、Zr、Ni、Cu、Si、Y。

2、当订货未注明时，不提供残余元素的分析结果。

5.7钛复合板

用于制造管板的钛复合板，贴合质量应达到NB/T47002.3中1级质量要求；用于制造法兰盖

的钛复合板，贴合质量应不低于NB/T47002.3中2级质量要求。

5.8钛材的使用

5.8.1压力容器用钛材的许用应力见表5-6～表5-9。

5.8.2钛材的许用设计温度

5.8.2.1钛压力加工材及其焊接接头在压力容器中的许用设计温度上限为315℃，许用设计温度下

限为-269℃。设计温度从-269℃到20℃时的许用应力一律取20℃时的值。

5.8.2.2钛压力加工材及其焊接接头在设计温度高于－60℃时，对钛材及其焊接接头的力学性能

没有附加要求；当设计温度不高于－60℃时，应检验不高于设计温度下母材及焊缝金属的断后伸长

率，并符合5.1.6中对断后伸长率的要求。

5.8.3TA3、TA3G只用于制造不进行冷变形或冷变形量较小的构件，一般不用于制造筒体、封头等。

5.8.4除非对开平板进行恢复性能热处理，否则不应选用TA3、TA3G、TA10(A类)开平板制造受

压元件。

5.8.5当选用TA10板制造受压元件时，应选用TA10的A类。

11

表5-6压力容器用钛板的许用应力

RmRp0.2下列温度（℃）下的许用应力MPa

厚度外压应力系数B

牌号标准状态MPaMPa

mm曲线图号

≥≥204075100125150175200225250275300315

TA0——退火0.3~25.02801701041048978696255484338353129

TA1——退火0.3~25.03702501371371251171089992807162555148

TA2——退火0.3~25.0440320163163146134123111101928477726764

TA3——退火0.3~25.054041020020017916515013612411310495898278

TA1G退火0.3~25.024014089897162554943383430272524

TA2G退火0.3~25.0400275148148135126116107100938171635855

TA3G退火0.3~25.05003801851841661531401261151059687827673

TA8退火0.3~25.0400275148148135126116107100938171635855

GB/T3621-2007

TA8-1退火0.3~25.024014089897162554943383430272524

TA9退火0.3~25.0400275148148135126116107100938171635855

TA9-1退火0.3~25.024014089897162554943383430272524

TA10(A类)退火0.3~25.0485345180180168160150140130120118116113105101

12

表5-7压力容器用钛管的许用应力

外压应力

厚度或外径RmRp0.2下列温度（℃）下的许用应力MPa

牌号标准与产品状态MPaMPa系数B曲线

mm

≥≥204075100125150175200225250275300315图号

TA0无缝管退火0.2~5.52801701041048978696255484338353129

TA0焊接管退火0.2~5.528017088887666595347413732302625

TA1无缝管退火0.2~5.53702501371371251171089992807162555148

TA1焊接管退火0.2~5.537025011611610699928478686053474341

TA2无缝管退火0.2~5.5440320163163146134123111101928477726764

TA2焊接管退火0.2~5.54403201391391241141059486787165615754

TA1G退火0.2~5.524014089897162554943383430272524

TA2G退火0.2~5.5400275148148135126116107100938171635855

TA8退火0.2~5.5400275148148135126116107100938171635855

GB/T3624-2010

TA8-1退火0.2~5.524014089897162554943383430272524

无缝管

TA9退火0.2~5.5400275148148135126116107100938171635855

TA9-1退火0.2~5.524014089897162554943383430272524

TA10退火0.2~5.5460300170170159151142133123114109105999288

TA1G退火0.2~5.524014076766053474237322926232120

TA2G退火0.2~5.5400275126126115107999185796960544947

TA8退火0.