钢制压力容器材料 讲义

钢制压力容器材料讲义

（压力容器制造厂产品检验员学习班用）

目录

前言

第一部分法规、标准对压力容器用钢材料的要求

压力容器用钢的基本要求

二.钢制压力容器允许使用的钢材

1.钢板

2.钢管

3.锻件

4.螺栓用钢

5.关于焊接材料

三.“容规”对材料的要求

第二部分材料标准

一.代号

二.几个机械性能指标及符号

三.尺寸、外形、检验与试验

第三部分压力容器用钢材料质量管理要求

1.采购订货

2.验收入库

3.材料代用

4.材料保管、发放及使用

、乙一

刖S

有关儿个压力容器材料方面的事故。

2003年11月国家宣布撤销原锅炉标准化技术委员会、压力容器

标准化技术委员会，其工作纳入相关的锅炉压力容器标准化技术委员

会。

近二十多年来，从1984年成立原压力容器标准化技术委员会到

后来的锅炉压力容器标准化技术委员会。对压力容器用钢的标准工作

一直十分重视，主动提出并积极协助冶金行业制修订压力容器用钢板

标准，认真规划并及时组织制修订压力容器用锻件标准。近二十多年

来，我国压力容器用钢标准的技术水平有了很大提高。如：我国的

GB6654-1996《压力容器用钢板》标准及第1号、第2号修改单，将

钢号中的硫、磷含量（熔炼分析）予以加严，对大部分的钢板冲击试

验温度由20℃改为0C,从标准的重要技术指标来看，现行的

GB6654标准的技术水平已处于国际先进水平。

GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢钢板》及第1号修改单,

从冲击功指标（Akv）与国外相近的钢号相比我国的16MnDR钢板仍存

在一定的差距。而我国的09MnNiDR钢板的主要技术指标优于国外先

进水平的相近钢号。在压力容器用低温钢板中，国外还有-100℃级

的3.5Ni钢板和-196℃级的9Ni钢板，在国内尚属空白，有待今后

开展研究工作。

为实现高参数球形储罐用钢板的国产化，上世纪80年代中期国

内有关单位联合开发屈服强度490MPa级的低焊接裂纹敏感性钢，该

钢不仅有较高的强度，同时还具有优良的焊接性能和低温韧性，首先

在氢气球形储罐上得到应用，在GB150-98根据其使用的低温温度分

别列入：07MnCrMoVR(-20℃)和07MnNiCrMoVDR(-40℃)两个钢号(屈

服极限490MPa级)。迄今为止，国外仅日本有此类钢板。长期以来我

国10万立方米原油储罐一直采用日本生产的屈服强度490MPa级的

SPV490Q钢板。上世纪末我国又研制成功了同样490MPa级的调质高

强钢板WH610D2钢板。上述三个490MPa级的调质高强钢板，已经制

定了《压力容器用调质高强钢版》标准，已经通过了标准审查，由于

是强制性国家标准，审批手续比较复杂，现该标准正在审批过程中。

我国现行的压力容器锻件标准JB4726~4728-2000,其16Mn等一

些锻件的有害元素磷与钢板的规定一致，20MnMo的硫含量比钢板还

严，上述两个钢号的冲击试验温度均为0℃o中国第一重型机械集

团公司研制生产的、对化学成分和力学性能有特殊要求的加氢反应器

(煤加氢液化工艺)用钢锻件系列2.25Cr-lMo>2.25Cr-lMo-0.25V

和3cLiMo-0.25V,在容标委对其进行安全注册工作中，经研究相应

的命名为12Cr2Mol(H)、12Cr2Mol(H)t、12Cr3MoiV(H)促进了该

系列钢锻件的标准化工作。在低温钢锻件的5个钢号除T00C级的

3.5Ni低温钢锻件和-196C级的9Ni低温钢锻件，在现行标准中尚

属空白，有待今后进一步工作外，其余5个钢号锻件能与钢板相适应

基本能满足-70C以上低温容器的使用要求。现不锈钢锻件标准中的

有害元素硫、磷含量与国外先进水平标准规定相一致，现有不锈钢锻

件能满足大部分压力容器的使用要求。

第一部分法规、标准对压力容器用钢材料的要求

一.压力容器用钢的基本要求

1.压力容器受压元件用钢应符合GB150中4.材料章的要求。非受压

元件用钢，当与受压元件用钢焊接时,也应是焊接性良好的钢材。

2.采用GB150中4.材料章以外的其他钢号的钢材,还应符合“附录A

材料的补充规定”的有关规定。

附录A作为第四章的补充，对下列钢材提出了要求：

1）已列入第4章但尚未列入材料标准（国家标准或行业标准）的钢

材；

2）选用未列入第4章的钢材；

①选用国外钢材时一，应是国外相应压力容器最新标准所允许使用的钢

材，其适用范围不应超出该标准的规定，同时也不应超出第4章中相

近成分和技术要求的钢材的规定。

②选用新研制的钢材或未列入本标准的钢材，新钢材研制的负责单位

或选用单位应将该钢材的技术资料报全国锅炉压力容器标准化技术

委员会审定，审定合格后出具允许使用的证明文件。采用该钢材的容

器制造单位报国家技术质量检检验检疫总局锅炉压力容器安全监察

机构批准后方可使用。

3）代用第4章的钢材。

3.压力容器受压元件用钢应由平炉、电炉或氧气转炉冶炼。钢材的技

术要求应符合相应的国家标准、行业标准或有关技术条件的规定。

4.容器用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书，容器制造单位应

按质量证明书对钢材进行验收，必要时尚应进行复验。如无钢材生产

单位的钢材质量证明书，则应按《压力容器安全技术监察规程》的规

定。

5.选择压力容器用钢应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、

介质特性和操作特点等）、材料的焊接性能、容器的制造工艺以及经

济合理性。

6.钢材的使用温度上限应按第4章各材料许用应力表中各钢号所对

应的上限温度。碳素钢和碳镒钢在高于425℃下长期使用时,应考虑

钢中碳化物相的石墨化倾向。奥氏体钢的使用温度高于525℃时-，钢

中含碳量应不小于0.04%0

7.钢材的使用温度下限，除奥氏体钢及本章有关条文另行规定者外，

均高于-20℃。钢材的使用温度低于或等于-20C时，应按附录C的规

定进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。奥氏体钢的使用温度高于或

等于-196℃,可免做冲击试验。

8.当对钢材有特殊要求时，（如特殊的冶炼方法、较高的冲击功指标、

附加保证高温屈服强度、提高无损检测要求、增加力学性能检验率

等），设计单位应在图样或相应技术文件中注明。

9.钢材的高温性能参考值见附录Fo

二.钢制压力容器允许使用的钢材

根据GB150-98第1号修改单：

"1.取消Q235-AF、Q235-A、15MnVNR和09Mn2VDR4个钢号及相应的

许用应力，09MnNiDR厚度上限由601nm改为100mm。(钢板)

2.列入15MnNbR及许用应力.

3.取消15MnV钢管.

4.取消15MnV、09Mn2VD、16MnMoD锻件及相应许用应力，新列入

14CrlMo(JB4726)O

5.取消09Mn2VD和16MnMoD螺柱用毛坯棒料。修改16MnD、20MnMoD

的最低冲击试验温度。”

1.钢板

1.1碳素钢板

1.1.1Q235钢板

现只剩Q235B与Q235c钢板

GB700-88碳素结构钢

>4mmGB912-89碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带

>4mmGB3274-88碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带

钢板允许设计钢板使用用于容器壳体材料

不允许盛装的介质

牌号压力MPa温度。C时钢板厚度限制mm

11'JJIlli-4A.-if]、ty*1.1.T1./><./JT

Q235=AE0~250

毒,高度或极咬危害介质

不得用于液化石油气，以及毒性程度

Q235M^-0O~350

为高咬和极度危害介质

上述两个钢号GB150第一号修改单已不允许使用

不得用于盛装毒性程度为高度

Q235-BWL60~350W20

和极度危害介质

Q235-CW2.50~400W30

1.1.220R钢板

1.1.2.1钢板标准

GB150-89（修改单）GB150-98

GB6654-86GB6654-96第2号修改单

最主要区别：

a.化学成分（熔炼分析）％钢水

C:W0.22W0.20

Mn:(厚度S>60mm,W0.24)(厚度S>60mm,0.40~l.0)

0.35~0.800.40~0.90

S:WO.035WO.030

降C提Mn除S,都是为了提高韧性一Akvt

b.室温冲击功（室温20℃标准试验平均值）一►

GB6654-86GB6654-96

Akv.JN27N31

第2号修改单：PWO.030%;SW0.020%;0℃AkvN27J。f

1.1.2.2使用状态

GB150-89GB150-98

壳体厚度大于38mm壳体厚度大于30mm

正火状态正火状态

（1.改善韧性2.稳定性能）（与16MnR一致）

1.1.2.3超声检测

GB150-89GB150-98

壳体厚度大于38mm时UT检测壳体厚度大于30mm时,UT检测

不低于IV级不低于HI级（与16MnR一致）

1.1.2.4使用温度下限

GB150-89GB150-98

2.2.6壳体温度低于0℃,厚度4.2.7壳体温度低于0℃,厚度大于

大于25nlm,作低温冲击试验。25mm,做低温冲击试验。

壳体温度低于T0C,厚度大于

12mm,做低温冲击试验。

1.1.2.5代用问题

GB150-89GB150-98

A2.6B级代20RA2.6B级不允许代20R只能代

Q235B,Q235Co

A2.720g代20RA2.720g只能代Q235c

1.2低合金高强度钢板

1.2.1钢号和钢板标准

GB150-98与GB150-89相比有三个变化：

1)GB6654-86和GB6655-86合并、GB6654-96

2)13MnNiMoNbR纳入GB6654-96

3)CF-62(-20℃)定型代号----►07MnCrMoVR

GB150-89

16MnR

15MnVRGB6654-86

15MnVNR

18MnMoNbR

16MnRCGB6655-86

15MNVRC

18MnNiMoNbR

CF-62(-20℃)/附录A

GB6654-96：第1号1998.1实行;第2号修改单2001.1.1实施。

第1号修改单：增加15MnNbR其S>0.015%,P>0.025%,交货状态正

火；-20℃冲击功为34Jo

第2号修改单：降低S,P含量;室温冲击功由20℃,改为0℃：20R

为27J,16MnR、15MnVR、18MnMoNbR均为31J、13MnNiMoNbR为34J；

冶炼方法改为氧气转炉、电炉冶炼……。取消平炉冶炼。

1.2.216MnR钢板

1.2.2.1钢板标准

GB150-89GB150-98

GB6654-86------------►GB6654-96

主要有七个变化：（主要讲四个变化）

GB6654-96：

a.钢板厚度负偏差按-0.25mm,与美、日一样了。

b.拉伸性能

随厚度增加变化：

新标准把原来厚度档次的17~25mm与26〜36mm合并成一个档次

16〜36mm。

ob的波动范围小了现为“130”（原为“145”）与国际先进标准靠拢。

c.［o］：

Os现为432565现为421

厚度大于25mm的。八。s提高了故［。］也提高了

d.室温冲击功Akv提高了N31J,现GB6654-1996第2号修改单把室

温冲击功Akv的试验温度由20℃改为0℃:

GB6654-1996原规定GB6654-1996现规定

材料牌号试验温度AkvJ试验温度AkvJ

20R20℃310℃27

16MnR20℃310℃31

15MnVR20℃310℃31

18MnMoNbR20C340℃31

1.2.313MnNiMoNbR钢板

仿德BHW35

1978舞阳试制，高压容器

250〜400℃,其［。］比16MnR高许多，单层厚壁压力容器用钢。

GB6654-96中，第2号修改单---►0℃Akv234J.

1.2.407MnCrMoVR钢板

球罐用钢,GB150-89中CF62(-20℃)

低焊接裂纹敏感性钢-20℃AkvN47J

ob610〜740MPa

osN490MPa

截止到1998年的统计，已制造安装了50多台球罐，要考虑应

力腐蚀。GB150附录AA2.1d)

1.3低温用钢板

1.3.1钢号和钢板标准

GB150-89GB150-98

16Mn2VDR、16MnDR\

09Mn2VDR)GB3531-83(87)15MnNiDR\

06MnNbDR/09Mn2VDR)GB3531-96

09MnNiDR/

Cf62(-20℃)附录A07MnNiCrMoVDR附录A

1.3.1.1GB3531-83(87)----------——aGB3531-96

取消-90℃06MnNbDR,列入15MnNiDR,09MnNiDR

1.3.1.2CF62(-40℃)定型07MnNiCrMoVDR附录A

GB3531-96第1号修改单:

①P、S含量I：

16MnDR:P皂：0.030%—0.025%,S皂：0.025%-0.015%

15MnNiDR:P音：0.030%f0.025%,S方：0.025%—0.015%

09MnNiDR:P皂：0.025%—0.020%,S至：0.020%^0.015%

②取消09Mn2VDR

③16MnDR冲击功Akv24J--------►t27J

④冶炼方法：取消平炉，钢由氧气转炉、电炉冶炼

1.3.216MnDR钢板

1.3.2.1钢板标准

GB150-89GB150-98

GB3531-83(87)GB3531-96

两个最大区别：

a.板厚负偏差

按GB709-0.25

现GB6654-96,GB3531-96负偏差均为-0.25

[GB3274-88（碳素钢铁和低合金钢）.GB4237-92（不锈钢板）按GB709]

b.低温冲击功Akv

板厚mmAkvJ板厚mmAkvJ第1号修改单

6~32-40CN216〜36-40℃N24—H27J

30~50-30C22130~100-30CN24—27J

1.3.2.2代用问题

GB150-89GB150-98

A2.816MnR代16MnDR取消

A2.16SPV36代16MnDR

1.3.309MnNiDR

1.3.3.1钢号简介

低于-45℃用Ni系低温钢

经降C,升Mn,降P,降S改进后,09MnNiDR

6~50MM-70℃,AkvN27J国际水平.

1.3.407MnNiCrMoVDR钢板

CF-62（-40℃）

12~50mm-40℃AkvN47J

乙稀球罐。国外球罐用钢：我市有用。日本JISG3115-90中的

SPV490Q钢板调质钢，现国产钢板WH610D2（490Mpa级）。

NK-HITEN610U2,钢板（锻件NK-HITEN610CF）棒韧性,焊接性能还好.

1.4中温抗氢用钢板

1.4.1钢号钢板标准

GB150-89GB150-98

15CrMoR\15CrMoR—GB6654-96

1.0Cr-0.5Mo附录A.14CrlMoR—附录A.

12Cr2MolR/

(1.25CrMolR)

(0.15Cr-1.0Mo/

12Gr2MoiR-附录H.(2.25GrMol)

1.4.215CrMoR钢板

1.4.2.1简介

现GB6654-966"100mmAkv231J.

1.5不锈钢板

1.5.1钢号钢板标准

GB150-89GB150-98

GB3280-84GB3280-92不锈钢冷轧钢板

GB4237-84GB4237-92不锈钢热轧钢板

0Crl9Ni90Crl8Ni9

(SUS304)(ISO11)

C0.08---------------------►W0.07

Cr18〜2017〜19

0Crl8NillTi0Crl8Nil0Ti节Ni

(SUS321)(美321)

0Crl9Nill00Crl9Nil0节Ni

(sus304L)(美304L)

1.5.21Crl8Ni9Ti钢板

当时苏联标准

后不推荐使用,84打()，加Ti成本高,形成

0Crl8Ni9Ti

TiN,均匀腐蚀,表面质量.C^0.12%

0Crl9Ni9(304)CW0.08%.成本降低.

1.6不锈钢复合钢板

1.6.1概况

60年代中轧制法GB8165-87不锈钢复合钢板

80年代中爆炸法JB4733-96压力容器用爆炸不锈钢复合钢板

2002年8月又发布了JB/T4748-2002压力容器用银及银基合金爆

炸复合钢板(即银铜合金)。于2003年3月实施。由于我国压力容器

产品标准与美国、日本的有所不同，安全系数存在较大差异，我国的

安全系数较低，因此对材料应有更高的要求。故本标准规定的检验项

目严于JISG3602T992和ASMESA-265(1998)标准的要求。

1.6.2钢板性能

根据上世纪标准颁布年代的统计JB4733-96比日本标准还严.

1.6.3本标准规定

GB150-89GB150-98

GB8165-87GB8165-87

JB4733-96

1.2.10仅对使用温度范围规定.4.2.12现规定明确:

「剪切强度Tb2200MPa

结合率指标及超声检测范围均

有明确规定.

一国外仅有日本能达到，

美国Tb^l40MPa

2.钢管

2.1碳素钢管、低合金钢管

10、20GB8163T999输送流体用无缝钢管

GB9948-88石油裂化用无缝钢管

20G------—GB6479-2000高压化肥设备用无缝钢管

16Mn15MnVz另外在附录A中给出了其他可代用的钢管标准。

如：GB3087、GB5310等。

2.2低温钢管

取消-70℃09Mn2V

列入-50℃09MnD

2.3列入低合金耐酸钢管

增加09MnCrCuSb附录HH4.（Sb-睇音-Ti）

2.4不锈钢无缝钢管

GB150-89GB150-98

GB2270-80不锈钢无缝钢管GB/T14976-94流体输送用无缝

钢管

GB13296-91锅炉、热交换器用

无缝钢管

2.5不锈钢焊接钢管

GB12771-91流体输送用不锈钢焊接钢管

A4.2GB12771基础上再提高

技术要求和使用规定。

3.锻件

锻件用钢应采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢。经供需双

方协商。可采用电渣重熔、炉外精炼方法（注意：低温钢锻件不允许

用平炉钢冶炼）。

3.1标准简介

GB150-89GB150-98

JB4726-2000压力容器用低合金钢锻件对

JB755-85JB4726T994进行修改，有如下变动：

1.取消了目前已不使用的15MnV；

2.增加了一个中温抗氢钢14CrlMo；

3.根据国内目前先进的冶金水平，

大幅度降低磷、硫含量，达到国际先进水平；

4.16Mn>20MnMo>20MnMoNb钢锻件用0℃

冲击试验，代替20℃冲击试验，以适应压力

容器产品标准的要求。

5.考虑到压力容器的安全性，对本标准中的

各钢号增加了附录B的规定；（安全注册）

JB4727-2000低温压力容器用低合金锻件对

JB4727T994进行修改，有如下变动；

1.取消了目前已不使用的20D及不推荐使用

的09Mn2VD,因此,本标准名称改为“低温压

力容器用低合金钢锻件”

2.将16MnMoD和20MnMoD合并成新的20MnM0D；

3.根据国内目前先进的冶金水平，降低了硫

含量，达到国际先进水平。

4.提高了16MnD和09MnNiD的低温冲击功指标。

5.考虑到压力容器的安全性，对本标准中的各

钢号增加了附录B的规定；（安全注册）

JB4728-2000压力容器用不锈钢锻件对

JB4728-1994进行修改，有如下变动；

1.取消了目前已不使用的lCrl3；

2.增加了一个奥氏体不锈钢0Crl8Nil2Mo2Ti；

3.根据国内先进的冶金水平，00Crl8Ni5Mo3Si2

的磷、硫含量降低了，达到国际先进水平；

4.考虑到压力容器的安全性，对本标准中的各

钢号增加了附录B的规定；（安全注册）

从1994标准已经开始：冲击功由U型缺口——>V型缺口

3.2锻件级别（过去也是如此）

JB4726-2000IIIIIIIV

JB4727-2000IIIIIIV

JB4728-2000IIIIIIIV

GB150-89GB150-98

4.4.2锻件级别要在图样上注明，如:

16MnII-区分了锻件与管

09MnNiDHI

4.螺柱用钢

4.1列入40CrNiMoA-大直径高压容器主螺栓。

M52"M140obN930MPaosN825MPa.

4.2增加表4-8

螺栓与钢板、钢管、锻件一样冲击功都为AkvU—»V

GB150-98:4.5.2[4.5.2.3中GB/T229（金属夏比缺口冲击试

验方法）]规定。

4.3降低30CrMoA强度指标

用于低温T00C

另外GB150中还给出了与各螺柱用钢（表4-8,表4-9）组合使

用的螺母用钢。可按表4T0选取，设计人员也可选用有使用经验的

其他螺母用钢。

5.关于焊接材料

关于焊接材料：GB150第二号修改单中颁布了JB/T4747-2002压

力容器用钢焊条订货技术条件。2002年8月发布，2003年3月实施。

由于压力容器是具有爆炸危险的特种设备，近20多年来，国家

锅炉压力容器安全监察机构颁布了《压力容器安全技术监察规程》、

《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》等法规。以及相应的

产品标准。GB150-1998中对压力容器用钢（钢板、钢管、锻件等）

作了规定。GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢板》、GB6654-1996

《压力容器用钢板》和JB4726~4728-2000《压力容器用锻件》等针

对压力容器的特点，规定了用于压力容器钢材的技术要求。

而焊接是制造压力容器的重要工艺，焊接的质量直接影响了压力

容器质量。焊条生产厂应当按照压力容器技术要求生产焊条。

而压力容器使用的焊条一直执行的标准是：GB/T983-1995《不锈

钢焊条》、GB/T5117-1995《碳钢焊条》和GB/T5n8-1995《低合金钢

焊条》。这三个焊条国家标准分别等效采用美国国家标准。标准可以

等效采用，但国家资源不能等效，中、美两国的钢材的合金体系差别

较大，特别在低合金钢焊条范围内矛盾更突出，按照我国资源特点研

制开发的若干低合金钢用焊条，按照等效采用美国体系的焊条国家标

准，许多内容，如:焊条熔敷金属硫、磷含量的规定；焊缝金属冲击韧

性值等内容不作规定，这种情况对压力容器用钢焊材来讲是绝对不允

许的。

上述所讲的国家三个焊条标准都是通用性焊条标准，适用于建

筑、农机、矿山、造船、水利等行业，其技术要求和生产规定与我国

已形成的压力容器标准体系和管理体系很不适应，难以全面满足压力

容器技术要求。因此制定压力容器用钢焊条技术条件是确保压力容器

质量的基本要求。该标准是在GB/T983-1995《不锈钢焊条》、

GB/T5117-1995《碳钢焊条》和GB/T5118-1995《低合金钢焊条》的

基础上，增加、提高和变更了若干技术要求，以确保压力容器质量的

基本要求。它规定了压力容器用钢（压力容器用碳钢焊条、低合金钢

焊条、不锈钢焊条）焊条订货技术条件。

三.“容规”对材料的要求

原“容规”本章有16条，现99版“容规”有18条条文

3.1第十条：本条以原“容规'第七条为基础，根据当前市场经济发

展和儿年来国内市场供应情况，补充了儿点要求：

1）为确保材料质量，规定生产压力容器材料的单位应经国家安全监察

机构认可批准。

2）为便于使用单位复验，规定了材料标志应至少包括的项目。（应掌

握）。

3）压力容器制造单位从其它单位获得压力容器用材料时,应同时取得

材料生产单位的质量证明书原件或加盖供材单位检验公章的复印件,

并对材料的真实性负责。

本条中的儿个名词解释：

a.材料：指压力容器用材料的统称，包括焊接材料。

b.相应的国家标准、行业标准：指压力容器用材料所涉及的国家材料

标准、行业标准。包括该压力容器所对应的产品标准中对材料的要求。

c.质量证明书的内容必须填写齐全：齐全是指质量证明书的内容符合

有关规定的内容。

d.原件：指材料生产单位出具的原始质量证明书，不能用复印件或抄

件。

3.2第11条：本条对压力容器选材提出基本要求，鉴于近儿年发生

多起由于介质腐蚀引起的爆炸事故，所以特别强调应考虑与介质的相

容性。本条还对碳素钢材料在压力容器上的应用提出限制要求，即应

符合GB150第四章的一些规定，对搪玻璃压力容器可以除外，这是由

于：

1）因为搪玻璃压力容器制造的需要，含碳量超过0.19%的钢板一般不

用于制造搪玻璃压力容器。含碳量超过此限后不易搪牢，这在搪玻璃

设备的标准中有规定。而且从搪玻璃效果上讲，沸腾钢比镇静钢好。

2）从使用角度讲，玻璃设备主要用于强腐蚀的场合，它的使用性能主

要靠搪玻璃层来保证，一旦搪玻璃层出现问题，该压力容器就要马上

更换。

碳素钢沸腾钢板和Q235A钢板不得用于直接受火焰加热的压力

容番的原因是基于我国“蒸汽锅炉安全技术监察规程”中不选用上述

钢号作为受压元件材料。（现压力容器标准已规定不再使用Q235A钢

板）

3.3第12条:本条与原“容规”基本一致，但增加了限定碳当量不

大于0.45%的要求，这样更合理。原：“容规”规定要向省级以上（含

省级）锅炉压力容器安全监察机构备案的要求，现改为由压力容器制

造单位提供材料抗裂性试验报告和焊接工艺评定报告，办理批准手

续。用户在办理使用登记手续时，办理注册登记的安全监察机构对材

料含碳量超过0.25%,但碳当量为045%的压力容器，要审查制造厂

是否向用户提供材料抗裂性试验报告和焊接工艺评定报告。这样，从

管理上，有利于设备使用地监察机构掌握在用设备情况。

3.4第13条；本条对压力容器用钢板、锻件、钢管等材料的使用状

态和冲击试验要求作出规定。一符合GB150的有关规定

3.5第14条：本条对用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢板

的超声检测提出要求。与原“容规”比较增加了两条，即；

1）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。

2）移动式压力容器。

作为检验人员应知道哪些条件，应逐张进行超声波检测。不漏检。

3.6第15条：本条内容与原“容规”相同。目前造纸行业大量使用

铸铁烘缸，所以本文是参照造纸烘缸的制造、使用经验，并参照国外

一些压力规范对铸铁压力容器的规定而提出的。由于目前生产单位的

铸造水平同国外相比有一定的差距，国内铸造压力容器标准也不完

善，尤其是在检验方面，所以本条内容规定的偏保守。

参照国外标准，结合我国实际强情况做了一些规定。

3.7第16条：本条是对压力容器用铸钢提出的要求，与原“容规”

内容相同。

3.8第17~21条：这儿条是对压力容器用有色金属材料的要求，第21

条为新增内容，其余同原“容规”。

3.9第22条：本条对压力容器受压元件采用国外材料提出要求：

1）与原“容规”比较，增加了两点内容：

⑴采用国内首次使用且抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa的材

料，应履行批准手续；

⑵国内材料生产单位生产国外牌号的材料时，应完全按国外标准规

定的各项要求进行生产。一是基于生产这类压力容器材料有一定的难

度，有一定的制造水平的单位方能生产。二是为了防止国内以往出现

的单纯采用国外钢材标准中的力学和弯曲性能，而不注意国外冶炼方

法、性能试验方法的倾向。

2）应选用国外压力容器规范允许的材料，其中包括两部分，一是压力

容器专用材料，另一部分是可以用于压力容器的非压力容器用材料。

这是选用时应遵循的基本要求。另外增加材料应有质量证明书，这是

为了方便制造厂识别和验收。质量证明书内容应符合国外相应标准的

规定，并包含国内相近材料的质量证明书的主要内容。

3）“制造单位首次使用前％应进行有关试验和验证”的要求，其目的

为制造厂了解并掌握进口材料的焊接技术。验证和试验内容由制造单

位根据本单位的技术状况，国外对该材料的要求，以及国内相近材料

的一些要求提出、实施。其中“首次使用”指使用进口材料的制造单

位首次使用，并不指在国内首次使用。如A厂用过进口材料“X”，则

B厂在首次使用”时仍应按本条2款作验证和试验。

3.10第23条：本条对采用新研制的材料或未列入GB150标准的材料

试制压力容器做出规定。研制单位送审的试验验证资料具体内容应按

全国（锅炉）压力容器标准化技术委员会的规定。

3.11第24条：本条参照IS09000系列标准，对压力容器制造单位使

用的材料提出可追踪要求，要保证符合相应标准，要对所用材料的真

实性负责。

与原“容规”相比，增加了标记移植的内容，以确保不混料。

3.12第25条：本条对压力容器主要受压件的范围作了规定,（应知

道14个主要受压件的内容）并对其复验提出要求，与原“容规”相

比，增加了两点：

1）锻件的复验要求，即对第三类压力容器用锻件提出复验要求。这是

由于近儿年来各地反映不少锻件有质量问题，导致经济损失。

2）对取得国家安全监察机构产品安全质量认证，并有免除复验标志的

材料，可免复验。以前此项工作仅在重钢试点，现在此项工作已逐步

展开并在马钢施行，各地反映良好，所以，“容规”正式列入。

哪些情况下要进行复验，应掌握。

3.13第26条：本条对用于压力容器受压元件的焊接材料做出规定，

并对使用单位提出要求。焊材的复验具体要求我局将另行确定。

3.14第27条:本条对压力容器主要受压元件的材料代用做出了规定,

与原“容规”比较,对一些常用材料，（指16MnR、20R、Q235系列钢

板、16Mn、10#、20#锻件或钢管的相互代用）为提高工作效率，作了

一些调整，即制造单位若有相应的设计资格，并有使用经验时可由其

设计部门批准代用，但应同时向原设计单位备案。

第二部分材料标准

GB150-98第4章列出了用于压力容器制造的各种材料标准，由于

一些材料标准已经修订，故下面将现行的一些材料标准列后：

儿个影响大的标准（现在的标准号）

GB3531-1996低温压力容器用低合金钢钢板——►第1号修改单

GB6654-1996压力容器用钢板——►第1号修改单、第2号修改单

JB4733-1996压力容器用爆炸不锈钢复合钢板

JB4726-2000压力容器用碳素钢和低合金钢锻件

JB4727-2000低温压力容器用低合金钢锻件

JB4728-2000压力容器用不锈钢锻件

GB/T8163-1999输送流体用无缝钢管

GB912-89碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带

GB3274-88碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带

GB3280-92不锈钢冷轧钢板

GB4237-92不锈钢热轧钢板

JB/T4747-2002压力容器用钢焊条订货技术条件

等等。

下面对儿个用的最多的钢板标准的有关内容介绍如下：

GB6654-1996压力容器用钢板

GB3531-1996低温压力容器用低合金钢钢板

GB912-89碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带

GB3274-88碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带

JB4726-4728-2000压力容器用钢锻件

另外应注意：

GB2102-88钢管的验收、包装、标志和质量证明书

GB709-88热轧钢板刚带的尺寸、外型、重量级允许偏差

GB2975-82钢材力学及工艺性能试验取样规定

等相关标准

一.代号

1.1R的含义

根据GB6654-96中3.牌号表示方法中的规定：

“本标准所列牌号后面的“R”是指压力容器“容”字的汉语拼

音第一个字母。”

1.2Q235系列的含义

根据GB700-88中3.牌号表示方法、代号和符号中的规定：

钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值（235表示屈服点

为235MPa）、质量等级符号、脱氧方法符号等四部分按顺序组成。

Q—钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母；

A、B、C、D—分别为质量等级；

F-沸腾钢“沸”字汉语首位字母；

b-半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母；

z-镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母；

TZ—特殊镇静钢“特镇”两字汉语拼音首位字母；

在牌号组成表示方法中，“z”与“TZ”符号予以省略。

二.几个机械性能指标及符号

2.1强度1是指在外力的作用下，抵抗变形和破坏的能力，应用最普

遍的强度指标是：

屈服极限。S和。。.2；强度极限。b。

2.1.1屈服极限（。，和。。,2）

材料受外力超过一定值时一,变形会突然增加，这时虽然载荷不再

增加,而仍断续发生塑性变形的现象叫屈服。开始出现屈服时的应力

叫屈服极限。含碳量较高，合金含量较高和淬火回火的钢，屈服现象

不明显,这时就将引起残余伸长相当于原试样标距长度0.2%的应力，

规定为“条件屈服应力”，以。0.2表示。

。S=PS/Fo,O0,2=Po.2/F0Ps-试样开始出现屈服时的外力。

单位MPaoPo.2-残余伸长相当于原试样标距长度0.2%的外力。

F。-试样的原始横截面积。

2.1.2强度极限。b：

材料受外载荷断续增大,在断裂前承受的最大载荷时的应力，称

为材料的抗拉强度极限。单位MPao

ob=Pb/F0.

2.1.3屈强比（os/oj:

工程上比较重视屈强比，这个值越小，表示材料屈服极限与强度

极限的差距越大，即塑性越好,从而保证了使用中的安全可靠。但无

疑也使材料在弹性变形范围内承受载荷小，相反屈强比高，说明屈服

限接近强度限。材料在断裂前塑性“储备”太少，对应力集中敏感,

耐疲劳抗力下降。在设计中必然要对应力状态有充分估计（局部应力，

应力集中,二次应力)；制造中要尽量避免加工硬化,裂纹及残余应力。

所以设计中要考虑屈强比,一般屈强比大于0.7的材料在设计中和制

造中应予以重视;大于0.8〜0.85的材料要特殊对待。

2.2塑也.金属的塑性是指在外力作用下，能引起永久变形而不发生

破裂,并在外力取消后，仍能保持变形后形状的能力。塑性值也可通过

拉伸试验测得。通常用伸长率6(延伸率)和断面收缩率中来表示。

2.1延伸率6:

6=lk-l0/10XI00%

lo—表示原标距长，

L—表示拉伸后标距长。

55,810表示试件的计算长度为其直径的5倍或10倍。

注意：88K).

从压力容器本身工作条件看,一般材料延伸率是足够的。但必须考

虑如下情况：

(a)材料由于冷作(冷卷、锤击、剪切)、焊接引起伸长率降低是不可

估量的。国内出现过因剪切边裂纹引起卷板脆断的事例。

(b)容器实际工作的受力并非单向应力，这些均会降低材料的塑性,

影响压力容器的安全储备。

2.2断面收缩率W:

表示拉断后试样在断裂处的收缩面积与原横截面积的比值。

W=F0-Fk/FoX100%.

Fo-试件原始横截面积.

Fk一试样拉断后横截面积.

2.3冲击韧性:

在冲击力作用下,抑制变形和断裂的能力。

目前以Ak表示为多，即以冲断试样消耗的冲击功(Ak)单位是焦

耳(J)。

另一种是单位缺口处断面所消耗的冲击功ak,单位是：

焦耳/cm2(J/cn)2)

目前压力容器用钢板全部改为用夏比(V)形冲击功(即Akv)作为

冲击韧性验收标准.

在低温环境下的冲击试验为低温冲击.

2.4硬度1金属材料抵抗更硬异物压入的能力。硬度表明材料的耐

磨性和切削加工的可能性。一般来说，硬度较高，材料耐磨性较好。常

用硬度有布氏硬度(HB),洛氏(HR),维氏(HV)三种。

2.5冷弯：材料抵抗弯曲断裂能力的标志,它间接反映了材料的塑性。

这个试验既可检查钢的塑性的好坏,也可以考核其加工工艺性能。也

能够暴露钢板受试面缺陷,对于焊接试板,还可以检查焊接缺陷。

2.6断裂韧性:反映材料对裂纹扩展的抵抗能力,对中低强度钢，目前

普遍采用临界裂纹张开位移(COD)值6c;对于高强度钢的脆断，则应

用材料的平面应变断裂韧性值Klco

2.7高温长期性能

对于设计温度超过某一界限(对于碳钢基低合金钢大致为400℃),

在高温下长期工作的压力容器，必须考核钢材的高温持久强度及蠕变

强度性能。

2.7.1金属的蠕变

在常温条件下，金属材料受外力作用时,如应力小于弹性极限，

则构件仅产生弹性变形；如应力达到屈服极限，则构件除产生弹性变

形外，还产生一定的塑性变形，上述变形值只要受力不变就一直保持

下去，不随时间而改变。但是，在高温条件下，会在受外力作用后所

产生变形的基础上，随时间的增长，其塑性变形会不断增加，时间越

长，累积的塑性变形量越大，直至发生破坏。

为了说明金属在某一温度下，抵抗蠕变的能力，把“强度概念与

蠕变变形联系起来，就是用条件蠕变极限来表示。通常是指在一定的

工作温度下，在规定的使用时间内，使试件发生一定量的总变形的应

力值。在用力容器设计中采用的。;就是指在温度下，经10万小

时后总变形量为1%的条件蠕变极限。

2.7.2钢的持久强度

由蠕变试验可以获得钢材在给定温度下，达到某一稳定蠕变速度

时的应力。。「，表示在t℃温度下，经10万小时（IO,小时）而断裂

的应力。

在给定的温度下，使材料经过规定时间发生断裂的应力称为钢的

持久强度。

三.尺寸、外形、检验与试验

3.1钢板厚度负偏差

在各钢板材料标准中均规定了钢板不同厚度范围的钢板厚度允

许偏差。

作为检验人员应了解钢板厚度负偏差，GB6654-96(6^120mm)和

GB3531-96(6〜100mm)中规定：钢板厚度负偏差均为-0.25mm。

GB912-89和GB3274-88(含GB4237-92)规定，钢板厚度负偏差

按GB709《热轧厚钢板》规定：[GB3280-92负偏差按GB708(-88)]

GB709-88对钢板厚度负偏差规定按该标准中的表3、表4如下表：

GB709-88表4中相关内容:

在下列宽度范围时的厚度允许偏差

公称厚度(钢600^750750^10001000"1500

板和钢带)较高轧治普通轧治较高轧治普通轧治较高轧治普通轧治

精度(A)精度(B)精度(A)精度(B)精度(A)精度(B)00

>2.5~3.0±0.17±0.19±0.18±0.20±0.19±0.21

3.0~3.5±0.18±0.20±0.19±0.21±0.20±0.22

>3.5~4.0±0.21±0.23±0.22±0.26±0.24±0.28

>4.0'5.5+0.1,-0.3+0.2,-0.4+0.15,-0.3+0.3,-0.4+0.1,-0.4+0.3,-0.5

>5.5~7.5+0.1,-0.4+0.2,-0.6+0.1,-0.6+0.2,-0.6+0.2,-0,5+0.25,-0.6

>7.5~10.0+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.2,-0.7+0.3,-0.8

>10.0^13.0+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.2,-0.7+0.3,-0.8

GB709-88表3中相关内容

公称厚度(钢板或钢带)负偏差

>13~250.8

>25~300.9

>30~341.0

3.2钢板厚度的测量

钢板厚度在距离顶角不小于100mm和距离钢板边缘不小于20mm

处测量。在任何点处测量的钢板厚度，不得超过钢板允许的厚度负偏

差。

3.3化学成分

各牌号的化学成分，一些元素的上限要求，微量元素要求，在各

标准中均有规定。化学成分的允许偏差应符合GB/T222的相关规定。

3.4冶炼方法应是平炉、电炉、氧气转炉，对于GB6654和GB3531,

还必须是镇静钢。(GB6654-1996第2号和GB3531-1996第1号修改

单现在有已不允许用平炉钢)

3.5关于交货状态

3.5.1各标准中均规定了各牌号交货的热处理状态及各种机械性能指

标与试验要求。

3.5.2GB3531要求钢板应以正火或正火加回火状态交货。

3.6钢板力学和工艺性能取样方法(GB2975-82)及合格指标

应在规定钢板端部垂直于轧制方向切取拉力、冲击及弯曲样坯。

对纵轧钢板，应在距边缘为板宽四分之一处切取试样试板。如图所示。

对横轧钢板，则可在宽度的任意位置切取试样试板。

轧制方向

b

1/44

试样试板应在外观及尺寸合格的钢材上切取。切取试样试板时，

应防止因受热、加工硬化及变形而影响其力学性能及工艺性能。用烧

割法切取试样试板时从试样试板切割线至试样边缘必须留有足够的

加工余量，一般应不少于钢材的厚度或直径，但最小不得少于20mm。

上述是根据GB2975-82钢材力学及工艺性能试验取样规定

合格标准均规定：

力学性能［钢板的拉伸、夏比（V型缺口，含低温冲击）］和冷弯

试验合格指标，均按各相关标准上的相关规定。GB6654中的钢板根

据需方特殊要求，并经供需双方协议，对厚度大于20mm的钢板可进

行高温拉伸试验，试验温度在合同中注明，高温屈服强度值应符合该

标准附录B要求。

对于厚度小于12mm的钢板的夏比（V型缺口）冲击试验应采用

辅助试样，6~8mm钢板尺寸为5X10X55mm,其试验结果应不小于标

准试样10X10X55mm试样规定值的50%,>8"11mm的钢板其尺寸为

7.5X10X55mm,其试样结果应不小于标准规定值的75%。

夏比（V型缺口）冲击功，按三个试样的算术平均值计算，允许

其中一个试样的单个值比规定值低，但不得低于规定值的70%o

当夏比（V型缺口）冲击试验不符合要求时，应从同一张钢板上

（GB6654、GB3531）再取一组三个试样进行试验，前后六个试样的平均

值不得低于规定值，但允许有两个试样低于规定值，其中低于规定值

70%的试样只允许一个。

对于GB912、GB3274的钢板冲击试验不合格时，可从同批钢材上

再取一组三个试样进行试验，其余要求都一致。

钢板检验结果有任一项不符合本标准要求，都可进行复验。除冲

击试验的复验按上述规定外，其他检验项目的复验应符合GB247的规

定。即取双倍试样复验。

对于钢管其复验与判定按GB2102规定。

3.7关于钢板验收的抽验率

各钢板标准中均规定了各自钢板成批验收的抽验率，对于GB6654

与GB3531的钢板组批原则均是：每批应由同一牌号、同一炉罐号、

同一厚度、同一热处理制度的钢板所组成。厚度616mm钢板，每批

重量不大于15t,厚度大于16mm钢板每批重量不大于25to

经双方协议并在合同中注明，厚度大于16mm钢板可逐张进行力

学性能检验。

3.8锻件试验取样规则

锻件应由供方检查部门按订货合同进行检验。

3.8.1需方可进行成品分析，分析结果与该标准的允许偏差按

GB/T222的规定。

3.8.2锻件拉伸和冲击试验

3.8.2.1锻件拉伸和冲击试验取样数量

a.热处理单件重量小于或等于3500kg的锻件取一组试样（一个拉伸、

三个冲击）。

b.热处理单件重量大于3500kg的锻件取两组试样（每组一个拉伸、

三个冲击），两组试样位置间隔180°,如锻件长度大于直径的L5

倍时，则应在锻件两端各取一组试样。

3.8.2.2取样方向

锻件（不含条形）一般取切向试样，当不能制取切向试样时，则

取纵向或径向试样。条形锻件一般取纵向试样，对截面较大、长度较

短的条形锻件可以切取切向或横向试样。

3.8.2.3取样部位

a.筒形锻件和环形锻件的试样应取自锻件的端部，从壁厚的二分之一

处取样。

b.饼形锻件的试样应取自锻件的端部，；饼形锻件直径小于或等于

350mm时在外缘切取，直径大于350mm时从距边缘等于或大于20mm

处向里取样。

c.碗形锻件的试样应在锻件的开口端，从壁厚的二分之一处取样。

d.长颈法兰锻件的试样应在锻件公称厚度部位距外缘等于或大于

20mm处向里（或从余块内表面向外）取样。

e.条形锻件的试样应取自锻件的端部。条形锻件截面为圆形时，在距

表面的三分之一半径处取样。条形锻件截面为矩形时一，试样在图所示

矩形截面图中虚线构成的矩形圈上制取。

f.除IV级锻件外，锻件的力学性能试样也可从同批号单独锻成的检

验锻环制取。检验锻坯应与锻件有相同的锻造工艺、锻造比，其公称

厚度应等于或大于锻件的公称厚度，并同炉热处理。

3.9各级别锻件的检验要求

I级：硬度逐件检查

II级：拉伸（OS、。八55）同冶炼炉号、同炉热处理的锻件组

成一批，每批抽检一件。

m级：拉伸（os、。八6j同冶炼炉号、同炉热处理的锻件组

成一批，每批抽检一件，

超声检测逐件检测。

IV级：拉伸（OS、。八85）逐件检测

超声检测逐件检测。

第三部分压力容器用材料质量管理要求

3.1采购订货

签订订货合同时,合同内容应齐全：

材料名称,牌号,材料标准，供货状态,规格,数量,价