FC55《压力容器用新材料试验验证导则》-征求意见稿

ICSXX.XXX.XX

XXX

团体标准

T/CSTMXXXXX-202X

压力容器用材料型式试验规范

Specificationofmaterialtypetestforpressurevessel

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟

T/CSTMXXXXX—2022

引言

为规范压力容器用材料的型式试验工作，保证压力容器的服役安全，根据TSG21-2016《固定式压

力容器安全技术监察规程》及其第1号修改单、TSGR0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》

(2017年1月第2次修改)及其第3号修改单中对型式试验的基本安全要求，制订本文件。

II

T/CSTMXXXXX—2022

压力容器用材料型式试验规范

1.范围

本文件规定了压力容器用材料（包括钢板、锻件）型式试验的通用规定、试验程序以及压力容器用

钢板和锻件型式试验的具体要求。

本文件适用于TSG21-2016及第1号修改单、TSGR0005-2011及第3号修改单中所界定的应当经

过国家市场监管总局核准的压力容器型式试验机构进行试验验证的材料范围。

注：符合TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》及其第1号修改单或者符合TSG

R0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》及其第3号修改单中规定应进行型式试验的材料，应

当按照本文件规定进行型式试验。

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，

仅该日期对应的版本适应于本文件；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/T222钢的成品化学成分允许偏差

GB/T223钢铁及合金化学分析方法

GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法

GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法

GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T247钢板和钢带包装、标志及质量证明书的一般规定

GB/T2039金属材料单轴拉伸蠕变试验方法

GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备

GB/T3075金属材料疲劳试验轴向力控制方法

GB/T3651金属高温导热系数测量方法

GB/T4336碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)

GB/T4339金属材料热膨胀特征参数的测定

GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T6398金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T10623金属材料力学性能试验术语

GB/T11170不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）

GB/T13239金属材料低温拉伸试验方法

GB/T13305不锈钢中α-相面积含量金相测定法

GB/T15248金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法

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GB/T17505钢及钢产品交货一般技术要求

GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法

GB/T20123钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）

GB/T20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法(常规方法)

GB/T21143金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法

GB/T24176金属材料疲劳试验数据统计方案与分析方法

GB/T24511承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带

GB/T26077金属材料疲劳试验轴向应变控制方法

GB/T713锅炉和压力容器用钢板

GB/T3531低温压力容器用低合金钢钢板

GB/T6653焊接气瓶用钢板和钢带

GB/T24511承压设备用不锈钢钢板及钢带

GB/T19189压力容器用调质高强度钢板

GB/T14164石油天然气输送管用热轧宽钢带

GB/T21237石油天然气输送管用宽厚钢板

GB/T22315金属材料弹性模量和泊松比试验方法

GB/T22588闪光法测量热扩散系数或导热系数

GB/T38897无损检测弹性模量和泊松比的超声测量方法术语和定义

JB/T4726压力容器用碳素钢和低合金钢锻件

JB/T4727低温压力容器用低合金钢锻件

NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件

NB/T47009低温承压设备用低合金钢锻件

NB/T47010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件

3.术语和定义

GB/T26929-2011压力容器术语界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.型式试验typetest

为验证压力容器用材料的性能是否满足基本安全技术要求而进行的文件审查、制造条件检查、样品

检验检测和材料性能评价。

[来源：《压力管道元件型式试验规则》（TSGD7002-2006）第二条及《气瓶型式试验规则》（TSG

R7002-2009）第二条，有修改]

3.2.型式试验机构typetestinstitution

经市场监管总局核准的特种设备型式试验机构，且核准项目含RCX。

3.3.申请单位applicant

申请型式试验的单位，可为材料制造单位、材料使用单位、材料研发单位或代理机构等。

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3.4.新材料newmaterial

未列入TSG21-2016协调标准或TSGR0005-2011协调标准，也未列入压力容器或者承压设备专用

钢板、锻件国家标准或者行业标准的材料。

3.5.专用材料specialmaterial

未列入TSG21-2016协调标准或TSGR0005协调标准，但已列入压力容器或者承压设备专用钢板、

或锻件国家标准或者行业标准的材料，以及材料制造单位首次制造的抗拉强度下限值大于540MPa或者

用于设计温度低于－40℃的钢板及锻件。

4.通用规定

4.1.型式试验机构

4.1.1.压力容器用材料型式试验应由国家市场监管总局核准的型式试验机构进行。型式试验机构应当

取得相应资质，并且按照核准的范围从事型式试验工作。

4.1.2.型式试验机构应当建立满足型式试验所要求的装备条件和质量体系，保持有效实施，并对型式

试验结果的真实性、准确性和有效性负责（注4-1）。

注4-1：真实性表示报告以客观事实为基础，不出具虚假结论和数据；准确性表示报告所涉及的检测数

据精度符合相关要求；有效性表示型式试验机构的资质、型式试验人员的资格符合要求，型式试验时测

量用仪器设备和工具在检定校准有效期内，型式试验依据合法，报告审批程序符合要求。

4.1.3.材料型式试验机构在接到型式试验申请（或者合同）后，应当按照本文件相关要求编制型式试

验方案，按程序审核后，提供给申请单位。

4.1.4.型式试验宜在型式试验机构的试验检验场所内进行，在制造现场进行的检验和试验项目除外。

4.1.5.型式试验机构在完成型式试验后应汇总数据，出具型式试验报告，对试验的结论负责，且应长

期保存型式试验的相关原始记录和型式试验报告。

4.1.6.型式试验机构应保守申请单位的商业秘密、技术秘密，以及双方约定的事项。

4.1.7.型式试验机构不得对其参与研发的材料开展型式试验。

4.2.申请单位

4.2.1.型式试验申请单位分为材料制造单位、委托单位。委托单位包含材料使用单位、材料研发单位

或代理机构等。材料使用单位、材料研发单位应与材料制造单位签署相关合作协议；代理机构及其他单

位应与材料制造单位签署委托代理型式试验申请的相关协议。

4.2.2.申请单位信息

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1）当材料制造单位申请型式试验时，应提供本单位的基本信息，包括但不限于名称、地址、法

人、营业执照；

2）当委托单位申请型式试验时，除应提供第4.2.2(1)条中相关信息外，还应同时提供委托单位的

上述信息；

4.2.3.应向型式试验机构提供与型式试验钢板或锻件的有关质量保证体系文件、技术文件、检验记录

和试验报告等资料以及规定批量抽样钢板或锻件，并对真实性和有效性负责；

4.2.4.应进行型式试验而未经型式试验合格的钢板或锻件制品或者超过型式试验证书覆盖范围的钢

板或锻件制品不得出厂或者交付使用。

5.型式试验程序

5.1.基本步骤

1）申请单位向型式试验机构提出书面申请，且声明未向任何其他型式试验机构提出过相同申请；

2）型式试验机构对申请单位提供的资料进行技术文件审查（必要时，可补充进行材料的制造现

场检查）；

3）型式试验机构根据型式试验钢板或锻件所应用的压力容器建造要求（压力容器主要参数，使

用条件等），结合申请单位所提供的技术资料，制定型式试验方案。

4）申请单位与型式试验机构商签委托型式试验的合同；

5）申请单位应按型式试验机构的要求提供试验样品（试件、试样）；

6）型式试验机构完成型式试验；

7）型式试验机构出具型式试验报告。

5.1.1.技术文件审查

5.1.2.基本要求

型式试验人员应依据产品标准及其制造技术要求，综合考虑型式试验产品制造过程对安全性能的影

响程度，确定技术文件审查的项目及内容，审查项目和内容不应少于第5.2.2条的规定。

5.1.3.技术资料包括以下内容：

1）申请进行型式试验材料的名称、规格范围、产品主要技术参数、使用条件及拟针对的主要压

力容器产品参数（如预期应用的最高压力、温度范围、介质类型、规格尺寸，以及是否有循

环、外压等载荷的服役环境）；

2）新材料的型式试验申请应提供其研制报告（详见附录A），以及材料制造单位的企业标准或内

控技术条件；

3）专用材料的型式试验申请除提供材料制造单位的企业标准外，还应提供所参考标准；

4）材料的生产工艺流程、制造方法（冶炼、轧制、锻造、热处理等）、交货状态；

5）焊接性试验结果，参照NB/T47014承压设备焊接工艺评定等压力容器焊接标准，列出新材料

或专用材料的推荐材料分类和组别号；

6）加工性（如热切割、机加工、焊接、冷或热压制、冷或热卷曲等）试验研究结果；

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7）材料用于压力容器（承压设备）建造时，相关安全技术规范中或相关材料标准、施工或建造

规范等中规定要进行焊后消除应力热处理的，则应提供该材料模拟焊后消除应力热处理的试

验结果和推荐的消除应力热处理制度。

8）根据材料用于压力容器产品建造时，该产品使用场景需要的其它试验研究结果（如耐腐蚀性

能、抗氢性能、Z向拉伸性能、高温持久蠕变性能、断裂性能、疲劳性能等)。

9）进行型式试验需要的其他资料。

5.1.4.审查结果处理

按第5.2.2条规定完成技术文件审查后，型式试验机构应当及时与申请单位沟通。当技术资料不符合

相关规定时，型式试验机构应当向申请单位提出书面整改意见。

申请单位完成整改后提交的技术资料，型式试验机构应确认申请单位的整改情况。

5.2.试验方案制定

5.2.1.基本原则

型式试验机构应当针对钢板、锻件所应用的压力容器等承压设备及承压部件的制造工艺、结构型式、

以及服役环境、预期寿命和预期失效模式，结合材料制造单位提供的材料名称、规格范围、产品技术参

数以及所采用的标准，制定型式试验方案。

5.2.2.主要内容

型式试验方案至少应包括以下内容：

1）型式试验的依据（安全技术规范及依据的产品标准）；

2）抽样方案，含抽样方式、抽样基数和抽样数等；

3）试料的检验与试验项目及其要求；

4）主要试验项目的检验与试验方法，依据标准或规程，以及主要检测仪器、试验装备。

5.2.3.抽样方案

1）型式试验机构应当综合考虑依据的材料标准、制造工艺对承压部件安全性能的影响和材料样

品覆盖的材料范围，确定抽样样品的名称和规格；

2）钢板、锻件的每一检验与试验项目的抽样规格和数量应符合附录C的要求。

3）除本文件附录D和附录E另有规定外，每一检验与试验项目应当在同一炉批号，同一热处理号

（即相同化学成分，同炉热处理，相同规格尺寸）的材料中随机抽取2件进行型式试验，样品

的抽样基数一般不少于5件(制造成本昂贵且不能形成批量生产的除外)；

5.2.4.样品检验与试验项目、方法和要求

样品检验与试验应当符合以下要求：

1）钢板、锻件样品的检验与试验项目应分别不得少于附录D和附录E的规定；

2）检验与试验方法和要求应符合样品依据的产品标准规定；

3）对于专用材料，其制造成本昂贵且不能形成批量生产时，报核准机关备案后型式试验机构可

以采取适当的试验分析方法替代破坏性试验。

5.2.5.型式试验机构应与申请单位协商确认型式试验方案，且型式试验方案应作为委托型式试验合同

的附件之一。

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5.2.6.型式试验机构应按照型式试验方案开展实验工作。若在试验过程中有变更方案的需求，变更前

应告知申请单位，并协商一致。若需更新，则更新内容应以书面形式记录。

5.3.抽样

5.3.1.抽样方式

1）型式试验用样品由型式试验机构抽样人员在材料制造单位检验合格的制成品中按第5.2.3条型

式试验方案规定的抽样方法选定抽样产品，该抽样产品应能覆盖申请材料的规格范围；

2）抽样人员应当熟悉所抽样品的结构与制造工艺，抽样人员不少于2名，并且应当与承担检验与

试验的人员分离(必须在抽样现场进行检验的项目除外)；

3）抽样时，申请单位应当提供型式试验抽样产品的制造工艺文件、检验记录及报告，并且确认

样品与文件的一致性；

4）抽样人员应核实型式抽样产品的相关检验资料，确认其一致性。

5）样品封样

5.3.2.样品封样

抽样后，应当进行封样，并且满足以下要求：

1）应填写《特种设备型式试验抽样单》（见附录D），经抽样人员、制造单位和委托单位（如果

有）相关方签字确认；

2）抽取的样品应当进行标记和封样。

3）样品需要运送时，应当在抽样单上注明送样的日期、地点、接收人员及联络方式等。

5.4.样品的检验与试验

5.4.1.基本要求

样品的检验与试验应当符合以下要求：

1）型式试验机构应当按照型式试验方案对样品进行检验与试验。

2）型式试验机构可以认可申请单位提供的化学成分、力学性能、无损检测等的检验和试验结果，

并在此基础上开展必要的验证性试验。当有疑问时，应对其进行进一步检验和试验。

5.4.2.样品（试样）标识

试验过程中，应当保证每个试样有适当、唯一性标识，即样品（试样）号，以实现试验数据的可追

溯性。检验与试验人员应按样品（试样）号进行传递、检测与试验、记录。

5.4.3.试验人员

型式试验机构应当保证操作设备的试验与检验人员具有相应的能力和资格，不得有影响型式试验公

正性的行为。

5.4.4.试验设备及场所

1）型式试验机构需要编制专用试验装置的检定、校准程序，确保在试验过程中，型式试验用仪

器、装置经过检定、校准并且在有效期内；

2）对影响检验与试验质量的场所进行控制，并且制定安全防护措施。确保环境条件不会使试验

结果无效或者对试验结果产生不良影响；

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3）特殊情况下，需要借助其他专业试验设备时，型式试验人员应当对试验设备进行确认，并且

在试验现场确认试验过程和试验数据。

5.4.5.试验记录

检验与试验人员应做好各项试验记录，试验记录应具有可追溯性，以满足相应的质量体系相关管理

要求。

5.4.6.专业设备试验的监督

型式试验宜在型式试验机构场地内进行。当试验在其他场所完成时，应派员监督试验过程，保证试

验的公正、客观和准确。

5.4.7.需要重新进行型式试验的情况

有下列情况之一的，应重新进行型式试验：

1）影响钢板、锻件安全性能的导致主要制造工序的工艺发生改变且需要对其制造工艺进行验证

2）主要生产设备发生变更；

3）型式试验报告超过有效期；

4）钢板、锻件的制造地址变更；

5）相关安全技术规范中提出新的要求。

5.5.样品管理

5.5.1.样品保管

1）试验过程中，应当保证试验样品有唯一标识的样品编号，检验与试验人员应当按照样品编号

进行检验与试验和记录；

2）型式试验机构在约定期限内，应妥善保管申请单位提供的试样或样品。保存期一般不少于6个

月。

5.5.2.样品（试样）处置

1）出具型式试验报告后，超过约定保存期的样品或试样由型式试验机构处理。若申请单位需要

收回试验后样品或试样，应提前与型式试验机构协商；

2）超过型式试验报告申诉期后，型式试验机构可对申请单位提供的试样或样品进行处置，处置

前应告知申请单位。

5.5.3.检验与试验结果判定

1）型式试验样品（试样）的检验与试验项目均符合相关安全技术规范及其相应标准的要求时，

则该样品（试样）判定为合格。否则，判定为不合格。

2）同一检验与试验项目有一件样品（试样）不合格时，允许进行该检验与试验项目的复验；当

该项目的样品（试样）复验结果均合格时，则判定该项目的样品检验与试验合格；否则该项

目的样品（试样）检验与试验不合格。对试验项目复验贵州按其相应标准的具体要求执行。

5.5.4.型式试验报告

5.5.5.型式试验报告内容

型式试验报告包括的信息至少应有（不限于）：

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3）产品类别

4）产品品种

5）产品名称

6）牌号规格

7）制造单位名称、地址

8）主要制造设备

9）生产工艺流程

10）型式试验目的

11）型式试验结论

a)样品主要参数

b)综合结论

c)型式试验报告附页

i.钢板或锻件型式试验外观、尺寸检验报告

ii.金属室温拉伸试验报告

iii.金属弯曲试验报告

iv.金属夏比缺口冲击试验报告

v.硬度检测报告

vi.化学成分分析报告

vii.显微组织检测报告

viii.晶粒度检测报告（必要时）

ix.非金属夹杂物检测报告

x.晶间腐蚀试验报告（必要时）

xi.低倍组织检测报告（必要时）

xii.现场超声检测报告（必要时）

xiii.应用推荐的工艺条件（包括成型，焊接，热处理等）

xiv.模拟热处理试件拉伸报告、冲击试验报告、显微组织报告（必要时）

xv.按照承压设备焊接工艺评定等压力容器焊接标准，确认的型式试验新材料或专用材

料的推荐材料分类和组别号

5.5.6.有效期限

1）当未发生制造工艺变化、生产设备变化、或制造地址变更等重大变化时，型式试验报告自签

发日期起，有效期为4年。

2）在型式试验报告有效期内，型式试验机构应当妥善保存型式试验的相关原始记录和型式试验

报告。

5.5.7.报告申诉

申请单位若对型式试验机构出具的型式试验报告有异议，则应在自收到报告当日起的15个有效工

作日内，向型式试验机构提出书面申诉。

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附录A压力容器用材料（含钢板、锻件）研制报告要求

A.1.研制报告基本内容：

1）基本技术数据；

2）适用范围（耐蚀、耐热、高强、深冷等）、参考资料、冶炼方法、制造方法、热处理、交货

状态、常规力学性能、成型性能（如弯曲试验、筒体冷成形、筒体热成形、椭圆封头冷成形、

椭圆封头热成型试验等）、试验方法标准和要求、工艺质量、表面质量、标记、检验和拒收

标准、企业标准或内控技术条件等；

3）材料的主要应用领域和使用条件，预期服役温度范围，以及相应的材料性能数据；

4）材料的所有形式，尺寸范围和需要批准的材料的技术要求。如果可能，申请单位应提供材料

在申请的服役温度范围内的运行经验的资料信息。

A.2.数据量

对于A.3~A.4中技术数据要求，提供不少于3个炉号（至少1个炉号为工业化生产的材料）能满足

对应企业标准或内控技术条件对应温度下的材料性能数据。所提供的数据应能够代表成分、厚度、机加

工和热处理等关键参量的影响范围，且应提供可能影响材料性能(如抗拉强度、韧性和持久断裂行为)的

热处理参数范围的测试数据。通过热处理、成形或其组合提高力学性能的材料，以及力学性能与厚度高

相关的材料，应额外提供一组规格不小于最大厚度75%的材料性能数据。

A.3.基本数据要求

A.3.1.材料的化学成分设计（熔炼分析值，成品分析值）

A.3.1.1.应列出详细的化学成分，且说明化学成分上下限规定的意义和理由，以及与金相组织的关

系（例如，组织种类、沉淀相及其形态、对析出物及其形貌、晶粒度和相组成的影响）、热处理效果（例

如，强化机制及其稳定性）、力学性能等的影响。应明确在使用条件下显著影响材料强度、延展性、韧

性、可焊性和服役行为的元素及其含量。

A.3.1.2.若参考了已有标准，则应明确型式试验材料对其适用参考标准中规定的化学成分是否针对

预期应用已加以限制，或专门添加了某些元素。如果申请纳标材料的化学成分中增加了特定元素从而对

材料性能有较大影响时，申请机构应提供与相应性能有关的试验数据。

A.3.2.金相组织和热处理

A.3.2.1.应说明为满足力学性能要求而需达到的预期金相组织。同时，应完整描述能够获得该金相

组织，并满足力学性能要求及使用条件下预期行为的热处理参数要求（包括最高加热温度范围、加热速

率范围、保温时间范围，以及冷却速率范围）。

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A.3.2.2.应提供所建议的热处理关键参数的理由。包括提供材料的连续冷却组织转变（CCT）曲线

或等温（TTP）时间-温度析出图、相变点信息、主要相出现条件等。

A.3.3.力学性能

对于影响材料性能的的成分、规格、轧制或锻造加工、以及热处理等关键变量，应提供这些关键变

量变化后所对应的材料性能数据。从指导材料实际使用角度考虑，还应提供改变热处理主要参数后，对

材料的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击性能、断裂韧度、持久蠕变行为等性能等试验数据。

A.3.3.1.常规力学性能

包括屈服强度(ReH、ReL/Rp0.2)、抗拉强度（Rm）、断后伸长率（A）、断面收缩率（Z）、硬度、弹性

模量（E）、剪切强度（τ）、夏比冲击吸收能量（KV2）和侧膨胀值（LE）等。除非最高预期使用温度不

超过40℃，否则，应提供屈服强度、抗拉强度、夏比冲击吸收能量数据的试验温度范围为：

1）钢、镍合金、钴合金和铝合金：从室温开始，至最高预期使用温度以上50℃，试验温度间隔

50℃或25℃。

2）铜合金、钛合金和锆合金：室温、65℃和100℃，以及以50℃为间隔，从150℃至最高预期

使用温度以上50℃的数据。

A.3.3.2.高温持久蠕变性能

当型式试验材料预期的适用场景包括持久蠕变性能作为设计的控制因素时，应提供下列时间相关数

据，温度区间从比时间相关特性可能控制和扩展的温度低约25℃的温度开始，直至至少比最大预期使

用温度高50℃。

1）对于持久蠕变试验，对于连续温度之间的间隔，应选择能够使得在所有情况下都能准确估计

持久断裂曲线的斜率的温度间隔。

2）对于金相组织稳定的材料（例如固溶强化材料），测试温度的间隔应不大于50℃。对于可能

存在金相组织不稳定性、在预期服役温度范围内强度随温度下降明显的材料（例如沉淀强化

材料），测试温度间隔应不大于25℃。

3）对于某些类型的钢或合金，可能需要选择不同的温度区间，以充分反映长时持久蠕变性能的

演变。在这种情况下，连续试验温度之间间隔，应选择使得在两个相邻温度的任何给定应力

下，断裂寿命的差异不超过10倍。要报告的试验数据包括施加应力、试验温度、断裂时间，

以及伸长率和面积缩小率之一或两者（如果有）。提供测试后试样的外观描述和照片（例如

氧化、颈缩、晶间断裂等），以及试样断口的宏观和微观形貌、断口附近的照片和显微照片

等，有益于对材料持久蠕变性能的认知。

4）除非另有规定，每炉号的每个试验温度的最长断裂时间应不少于30000小时。对每个炉号的

每个试验温度，应至少进行3个试验，不同的应力选择可获得更短的断裂时间，但至少应大于

1000小时（例如，1000小时、5000小时和16000小时）。

5）对于高温持久强度预测，应进行持续时间长于1000小时的试验。更长的时间和额外的测试数

据有益于更准确地确定持久强度。在连续的温度下，应选择两个或多个测试应力以优选相同

或相近的范围。

6）与时间相关的持久试验、蠕变试验数据应由型式试验机构书面认可的试验机构提供。

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7）对于强度控制微观结构的合理稳定性预期不确定或可疑的新材料，以及将更熟悉的合金类别

的许用应力扩展到可能对这种稳定性产生疑问的更高温度应用中，无论是蠕变断裂数据需要

持续时间超过30000小时或具有同等服务经验。规范案例可能会根据较短持续时间的测试数

据获得批准，但将材料纳入BPV规范的其中一个部分可能会推迟到获得更长期的蠕变破裂数

据或获得足够的服务经验以提供信心之前从现有数据库的推断合理地描述了材料的长期行为。

8）对于至少两个炉次，应提供每个测试温度下至少两个测试应力的应变-时间图或最小蠕变速率

(MCR)数据，包括每种材料的至少一个应力导致MCR值低于3×10-4％/H。如果可以最终

证明蠕变速率不能控制设计应力，则蠕变速率数据可能与上述要求有关。在持久试验过程中

可以获得蠕变速率数据

A.3.3.3.低温性能

如果型式试验材料的预期使用温度低于室温，则应提供室温、0℃温度下，以及至最低预期使用温

度的试验数据。包括系列低温拉伸试验、系列温度冲击试验、韧脆转变温度DBTT、FATT等试验结果。

A.3.3.4.韧性数据

型式试验材料应符合对应的压力容器（承压设备）设计、施工或建造规范或标准中的对结构的韧性

规定。试验条件和试验结果均应符合对应的设计、施工或建造规范的要求。韧性数据应包括预期的最

低使用金属温度和所需材料厚度范围的测试结果。

A.3.3.5.应力应变曲线

应力应变曲线应覆盖预期使用温度范围，从室温到高于所需最高温度50℃，以50℃为温度间隔，

提供三个炉批的应力-应变数据（拉伸或压缩应力应变曲线）。应以图形和数字化表格数据的形式提供，最

大应变不小于1.2%，采样间隔应不大于0.01%应变。同时，还应提供每个温度下的最低屈服强度、弹性

模量和比例极限。应通过高精度引伸计获得应力-应变数据，而不是通过测量载荷-位移获得。

A.3.3.6.疲劳数据

如果型式试验材料预期用于循环载荷工况条件，则应提供材料在压力容器设计温度范围内的疲劳设

计（如S-N或ε-N曲线）与裂纹扩展速率曲线。其中疲劳曲线应覆盖103周次到不低于106周次循环的

数据，裂纹扩展速率曲线应覆盖10-5到10-3mm/周次的试验数据，并给出Paris公式拟合及裂纹扩展速

率门槛值。

A.3.4.物理性能数据（用于材料的设计、加工或服役）

应提供型式试验材料热膨胀系数（瞬时、平均和线性）、导热系数和扩散系数、弹性模量、泊松比

和密度等数据，数据应覆盖材料的预期使用温度范围，且各数据点温度间隔应不大于50℃。

A.4.焊接性相关数据

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包括型式试验材料的焊接性试验结果。与时间无关的焊接接头强度和韧性数据，与时间相关的焊接

接头高温强度数据。对材料用于压力容器（承压设备）在安全技术规范中或材料标准、施工或建造规范

等中规定要进行焊后消除应力热处理，还应提供本条中规定相应试验结果。

A.4.1.适用性、匹配性和选择性

包括型式试验材料对焊接方法和焊接位置的适用性、对应焊接方法和焊接位置所用焊接材料及其焊

接参数的匹配性，典型规格材料所焊接的焊接接头的性能数据。

A.4.1.1.当所匹配的焊材包含在现有承压设备焊材标准中，并且此类焊材/工艺组合在预期使用温

度范围内可以产生具有良好焊接性和更高强度的焊缝和焊件时，作为母材的强度，则不需要提供时间相

关的试验数据，则应提供此焊材化学成分相匹配的母材的随时间变化的许用应力与新材料（母材）的许

用应力进行比较的表格或图表。

A.4.1.2.当现有承压设备焊接材料（简称为“焊材”）标准没有合适的焊材，或者当有必要或需要

使用新的、名义上可匹配的焊接材料时，应提供以下信息：

1）给出焊材熔敷金属规定的每种化学元素的范围。如果用于不同工艺的熔敷金属的化学成分范

围不同，则应提供适用于每个工艺的熔敷金属化学成分范围。

2）其中1批焊材与型式试验材料（母材）制造焊接的试板或模拟焊件的持久强度数据

a)温度间隔不超过100°C；

b)温度范围为：从高于时间相关特性控制新母材的许用应力温度的第1个温度到高于该母材

的许用应力的最高温度约50℃；

c)至少4个应力，预期产生的断裂时间约为1000、5000、16000小时，以及超过30000小时

d)每个试验，应记录试验温度、应力、断裂时间；试样尺寸和配置（包括焊接位置）、失

效位置（母材、焊缝金属或热影响区）；

e)焊接接头的蠕变断裂数据与型式试验材料（母材）对于试验数据的分布情况的比较。

A.4.2.高温长时性能的稳定性

对于型式试验材料，特别是那些蠕变断裂特性受热处理或变形过程或这些过程组合影响的新材料，

了解结构稳定性特征和长期暴露在温度下的特性保持程度非常重要。

如果服役条件或制造过程热处理的特定温度范围、冷却速率以及制造加工和热处理的组合导致蠕变

断裂性能所依赖的显微组织发生显著变化，则应引起注意。

A.5.文件清单

1）申请型式试验材料与相关的现有国家标准、行业标准或国外成熟标准或规范涵盖关系，以及

相应文本

2）产品形式、尺寸范围和适用规格

3）温度应用的范围（最大/最小）

4）化学成分

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5）金相组织和热处理要求

6）力学性能数据（以50℃为间隔的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率，从室温

到高于最大预期使用温度50℃，适用于产品形式的3个炉次和规格尺寸）

7）当压力容器设计要求的覆盖温度高于随时间变化的特性开始支配设计值的温度，适当的母材

和焊件随时间变化的持久蠕变数据

8）当在室温以下使用的材料具有更高的许用应力，室温以下力学性能数据

9）当压力容器设计的服役条件有韧性因素要求时，相应的韧性数据

10）当压力容器设计要求外压曲线的应力-应变曲线

11）当压力容器设计要求考虑循环载荷服役时，相应的疲劳数据

12）物理性能数据（热膨胀系数、热导率和扩散率、弹性模量、泊松比和密度）

13）焊接要求，以及焊接试验和焊件数据

14）制造工艺（成形、焊接、热处理等）对材料性能的影响

15）焊接接头力学性能数据（含焊缝和热影响区）

A.5.1.1.应按材料的不同厚度要求的焊接项目提供试验数据。

A.5.1.2.焊接结构的母材，需焊接性试验数据、常规力学性能数据、典型温度下的冲击韧性数据，

以及必要时可能需要的高温持久蠕变试验、室温或高温疲劳寿命等数据。

1）若现有焊材标准中有与该型式试验材料（焊接中常称为“母材”）相匹配的焊材，该焊材与母材

有良好的焊接性，且在母材使用温度以上其焊接接头具有更高的强度，则可不提供焊材的蠕

变或持久性能数据或疲劳数据。否则，申请人需提交该新材料使用相匹配的焊材时的母材许

用应力对照图表，以便参考。

2）若现有标准中没有适合的匹配焊材而必须使用新的焊材时，则应提供如下资料：

a)焊材熔敷金属的每个化学元素的成分范围。如果不同焊接工艺下的化学成分范围有变化，

则须按每种焊接工艺分别提出焊材熔敷金属的成分范围。

b)采用一个批次焊材，通过不同工艺焊接的焊件的蠕变持久、疲劳寿命数据等；

1.蠕变持久数据要求

1)数据点的温度间隔不超过100℃；

2)数据点的温度范围覆盖从新材料母材的许用应力受蠕变控制的温度开始至母材

要求的许用应力的最高温度以上100℃；

3)导致持久断裂时间为1000、5000和16000小时，以及高于30000小时的四个应

力计算值中的最小值；

4)测试温度、应力、持久断裂时间、试样尺寸和外形结构，包括焊接位置、断裂位

置（母材、焊缝、热影响区）等信息；

5)蠕变持久数据应与母材的数据分散带作比较

2.疲劳性能数据要求

1)设计温度下的性能：疲劳设计曲线与裂纹扩展速率曲线，疲劳寿命曲线与裂纹扩

展速率曲线的获取应当与容器所承受的载荷状态（如：应力或应变）、循环载荷

频率、设计温度以上50℃相一致；

2)室温下的性能：疲劳设计曲线与裂纹扩展速率曲线，疲劳寿命曲线与裂纹扩展速

率曲线的获取应当与容器所承受的载荷状态（如：应力或应变）、循环载荷频率

一致。

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3）其他试验数据

如，步冷试验、腐蚀试验、氧化试验的实验结果等。

A.6.专用材料的长时试验免除规定

对于成熟材料转化，已具有足够的长时数据（即高温蠕变持久数据、疲劳性能数据），或具备长期

的工程实践经验，申请单位在提供足够资料的基础上，型式试验机构可免除A.3、A.4、A.5所规定的试

验。

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附录B压力容器用材料型式试验机构的基本资源条件要求

B.1.人员

型式试验机构的人员12人以上，并且满足以下要求：

1）具有型式试验资格的检验检测和试验人员8人，其中具有机械类相关专业高级技术职称或高级

检验师2人；

2）具有金属材料专业本科(或者中级技术职称)技术人员2人；

3）具有超声Ⅱ级及以上资格的无损检测人员2人

B.2.仪器设备

B2.1理化检验设备

1）常温、低温冲击试验装置，能力不小于450J，最低温度达到-196℃；

2）万能材料试验机，能力不小于50t，并且能够实现全程计算机控制与记录；

3）材料试验机，能力不小于25t，并且能够实现全程计算机控制与记录，最高温度达到900℃，最

低温度达到－196℃；

4）直读光谱仪，能够满足对包括C、S、P、O、N、H在内的非金属元素与32种金属元素进行分析；

5）光学金相显微镜，具有50倍至1000倍的放大功能，并且配有数据传输系统及图像采集处理系

统；

6）数显硬度计，含布氏、洛氏、维氏；

7）显微维氏硬度计；

8）耐腐蚀性能试验(晶间腐蚀试验、应力腐蚀试验)设施；

9）高温蠕变、持久强度试验机，数量不少于70台，具有计算机控制与记录；

10）疲劳试验机，具有计算机控制与记录，高周疲劳、低周疲劳各1台。

B2.2无损检测设备

1）数字式超声波探伤机。

1

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附录C压力容器用材料型式试验抽样单

编号：

申请单位

申请单位地址

材料制造单位

材料制造单位地址

申请单位邮政编码材料制造单位邮政编码

申请单位电话材料制造单位电话

申请单位联系人材料制造单位联系人

申请单位传真材料制造单位传真

产品名称型号规格

产品标准

材料制造关键装备名称（含

冶炼、坯料、坯料处理、轧

制或锻造、热处理、精整等）

材料制造工艺流程概述

样品材料牌号

情况炉批号

交货状态

规格

抽样基数

抽样日期抽样地点

抽样方式样品数量

封样方式送样方式

试样加工单位

送达地点

拟定送达日期

保密声明

备注：

抽/封样人:日期：型式试验机构（章）

年月日

制造单位代表：日期：制造单位（章）

年月日

注：本抽样单一式二份或三份，型式试验机构、制造单位、申请单位（当申请单位非制造单位时）各保留一份。

2

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附录D压力容器用钢板型式试验要求

D.1取样

D.2取样数量

供抽样的钢板的规格和数量，根据材料制造单位的申请型式试验的钢板每个交货状态下的厚度，按

照表C-1准备。抽样钢板最小长度不小于5m。

表C-1钢板样品每个交货状态规格和数量

产品最大厚度mm样品规格和样品数量备注

≤100产品最大厚度和最小厚度各1个批次2个批次

>100产品最大厚度、最小厚度、以及厚度80mm以3个批次

上厚度各1个批次

D.3取样方向

应在钢板宽度1/4处切取横向样坯。当钢板宽度不足以在1/4宽度切取横向拉伸试样时，试样中心

可内移但应尽可能接近1/4宽度处。

D.4试验方案

D.4.1型式试验机构应当根据安全技术规范以及产品的相关标准、制造单位申请的产品范围确定型式

试验项目，形成型式试验方案（包括型式试验的抽样方法和抽样数量、试验方法等）。

D.4.2型式试验的检验与试验方法及技术要求按照相关钢板产品标准、企业标准的有关规定执行。标

准中未规定的试验方法和技术要求，由型式试验单位和申请单位协商确认。

D.4.3型式试验项目

钢板检查及试验包含通用要求和容器性能要求（应用所要求的性能）等。

D.4.3.1通用要求

1）尺寸、规格范围；

2）化学成分；

3）冶炼和制造方法；

4）交货状态；

5）力学性能；

6）工艺性能（弯曲试验）；

7）超声检测；

8）表面质量；

9）低倍组织；

10）显微组织；

11）焊接性试验；

12）钢板产品标准规定的其他性能；

13）无损检测；

14）其它必要的检查及试验。

D.4.3.2容器性能要求（根据材料特性和压力容器的建造要求选择试验项目，可选择下列各类试验，但

不限于）

1）系列温度拉伸试验

2）系列温度冲击试验

3）疲劳试验

4）步冷试验

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5）蠕变持久试验

6）断裂试验

7）腐蚀试验

8）焊接工艺试验（含最低预热温度、母材的治金焊接性、最大线能量等）

9）氧化试验

D.4.3.3复合钢板附加要求

1）沿厚度方向硬度试验

2）Z向拉伸试验（粘结试验）

3）剪切试验或结合度试验

4）弯曲试验

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附录E压力容器用锻件型式试验要求

E.1取样

E.1.1取样数量

当在相同的材料牌号、相同交货状态、相同制造加工工艺、相同的规格尺寸的产品中随机抽取2

件进行型式试验,样品的抽样基数一般不少于5件。

供抽样的锻件样品规格和数量，根据材料制造单位的申请型式试验的锻件形状、规格、交货状态，

按照表E-1准备。

表E-1锻件样品规格和数量

热处理单件重量kg形状规格样品数量备注

≤35001组

>35002组两组位置间隔180°

>3500锻件长度>1.5倍直径2组锻件两端各取1组，且两组位置间隔180

E.1.2取样方向

锻件(不含条形)宜取切向试样，当不能制取切向试样时，则取纵向或径向试样。条形锻件宜取纵向

试样。

E.1.3取样部位

表E-2锻件样品取样部位

锻件分类描述

筒形锻件的端部从壁厚的1/2处取样

饼形锻件的端部

直径≤350mm，在外缘取样，

直径>350mm，从距边缘≥等20mm处

向里取样

环形锻件的端部从壁厚的1/2处取样

碗形开口端，从壁厚的112处取样

长颈法兰公称厚度部位距外缘等≥20mm处向里(或

从余块内表面向外)取样

条形端部，从距表面1/4公称厚度处取样

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E.2试验方案

型式试验机构应当根据安全技术规范以及产品的相关标准、制造单位申请的产品范围确定型式试验

项目，形成型式试验方案（包括型式试验的抽样方法、试验方法等）。

E.2.1型式试验内容

锻件检验及试验包含通用要求和容器性能要求（应用所要求的性能）等。

E.2.1.1通用要求包括

1）尺寸、外形；

2）化学成分；

3）制造方法；

4）交货状态；

5）力学性能；

6）工艺性能（弯曲试验）；

7）超声检测；

8）表面质量；

9）低倍组织；

10）显微组织；

11）锻件产品标准规定的其他性能指标；

12）无损检测；

13）其它必要的检查及试验。

E.2.1.2容器性能要求（根据锻件特性和压力容器的建造要求选择试验项目，可选择下列各类试验，但

不限于）

1）系列温度拉伸试验

2）系列温度冲击试验

3）疲劳试验

4）步冷试验

5）焊接性试验（含最低预热温度、母材的治金焊接性、最大线能量等）

6）热处理适应性试验？

7）其它选择性试验：如蠕变断裂、腐蚀、氧化等

E.2.2型式试验方法与技术要求

型式试验的检验与试验方法及技术要求按照相关锻件产品标准、企业标准的有关规定执行。标准中

未规定的试验方法和技术要求，由型式试验单位和申请单位协商确认。

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参考文献：

1.TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》（含第1号修改单）

2.TSGR0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》(2017年1月第2次修改，含第3号修改单)

3.TSGR7002-2009《气瓶型式试验规则》

4.TSGD7002-2006《压力管道元件型式试验规则》

5.SGZ7004-2011《特种设备型式试验机构核