本標準的本部分中附錄 B.附錄C為推薦性的,其余為強制性。
本標準GB150《壓力容器》分為四個部分∶
———第1部分∶通用要求;
———第2部分∶材料;
———第3部分∶設計;
———第 4部分∶制造、檢驗和驗收。
本部分為GB150 的第2部分;材料。本部分按照GB/T1.1—2009《標準化工作導則》給出的規(guī)則起草。
本部分代替 GB 150—1998的材料部分(第 4 音.附錄 A、附錄F 和附錄 H)。
本部分依據(jù)GB 150--1998 實施以來我國壓力容器用鋼的技術(shù)進展成果,并按照 TSG R0004—2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定進行了修訂。與GB 150—1998 相比,主要變動內(nèi)容如下∶
第 2 章引用文件中的鋼材標準全部進行了更新。復合板增加了鎳-鋼、鈦-鋼和銅-鋼3 個標準(NB/T47002.2、NB/T47002.3和NB/T47002.4>。不銹鋼無縫鋼管增加了奧氏體-鐵素體型鋼管標準(GB/T 21833)。不銹鋼焊接鋼管增加了鍋爐和熱交換器用奧氏體不銹鋼管標準(GB/T 24593)和奧氏體-鐵素體型鋼管標準(GB/T 21832)。不銹鋼棒增加了冷加工鋼棒標準(GB/T4226)。
第 3章總則中碳素鋼和低合金鋼鋼材(鋼板、鋼管和鋼鍛件)的沖擊功最低值按 TSG R0004 的。規(guī)定提高了指標。
按 TSG R0004 所規(guī)定的安全系數(shù)重新確定了鋼板、鋼管和鋼鍛件的許用應力。
第4章鋼板中增加了 7 個低合金鋼鋼板(12Cr1MoVR、12Cr2MolVR、12MnNiVR、15MnNiNbDR、07MnNiMoDR、08Ni3DR和 06Ni9DR),6 個高合金鋼鋼板(S11972、S30409、S31008、S39042、S22253和 S22053)。
第 4章鋼板中提高了碳素鋼和低合金鋼鋼板的超聲檢測要求,將鋼板的使用溫度下限作了詳細規(guī)定。
第5 章鋼管中增加了2個低合金鋼鋼管(09MnNiD和 08Cr2AlMo),2個奧氏體型高合金鋼無縫鋼管(1Cr19Ni9和 0Cr25Ni20),4個奧氏體-鐵素體型高合金鋼無縫鋼管(S21953、S22253、S22053和 S25073),高合金鋼焊接鋼管列入5個奧氏體型鋼號(S30408、S30403、S31608、S31603和 S32168)和3個奧氏體-鐵素體型鋼號(S21953、S22253、S22053)。
第5章鋼管中列入了用鋼棒加工的接管,并做出了相關(guān)規(guī)定。
第6章鋼鍛件中增加了4 個低合金鋼鋼鍛件(20MnNiMo、12Cr2MolV、12Cr3MolV和08Ni3D),4個奧氏體型高合金鋼鋼鍛件(S30409、S31008、S31703和 S39042),2個奧氏體-鐵素體型高合金鋼鋼鍛件(S22253和 S22053)。
第7章螺柱(含螺栓)用鋼棒中調(diào)整了 35CrMoA 和 40CrNiMoA低溫用螺柱的最低沖擊試驗溫度,提高了30CrMoA,35CrMoA 和 40CrNiMoA 螺柱的低溫沖擊功指標,增加了 S31008 高溫用高合金鋼螺柱和應變強化處理的 S30408低溫用高合金鋼螺柱。
附錄 A中增加了4個低合金鋼鋼板(12Cr2MolVR、15MnNiNbDR、08Ni3DR和 06Ni9DR)的技術(shù)要求,以及 2個低合金鋼鋼管(09MnNiD 和 08Cr2AlMo)的技術(shù)要求。
附錄 B中列入了新增鋼號的相關(guān)性能數(shù)據(jù)參考值。
附錄C中列出了高合金鋼統(tǒng)一數(shù)字代號和牌號的對照表。
附錄 D中列出了Q235系列鋼板的使用規(guī)定。
本部分由全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會(SAC/TC 262)提出并歸口。
本部分起草單位;合肥通用機械研究院、中國通用機械工程總公司、中國特種設備檢測研究院、合肥市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、中國石化工程建設公司、國家質(zhì)檢總局特種設備安全監(jiān)察局、江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院。
本部分主要起草人;秦曉鐘、章小滸、張勇、楊國義、顧先山、段瑞、常彥衍、繆春生、尹立軍。
本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為∶ GB 150 --1989、GB 150 --1998。
壓力容器 第2部分:材料
一、范圍
GB 150 的本部分規(guī)定了壓力容器受壓元件用鋼材允許使用的鋼號及其標準,鋼材的附加技術(shù)要求,鋼材的使用范圍(溫度和壓力)和許用應力。
本部分適用于設計溫度-253 ℃~800 ℃、設計壓力不大于35 MPa的壓力容器。
本部分不適用的范圍為;G150.1規(guī)定的不適用范圍;制冷、造紙行業(yè)的容器,越坡璃容器和簡單壓力容器;TSG R0004中1.4條所規(guī)定的范圍。
二、規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注目期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB 150.1-2011 壓力容器 第1部分∶通用要求
GB 150.3—2011 壓力容器 第3部分∶設計
GB/T228 金屬材料 室溫拉伸試驗方法
GB/T229 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法
GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
GB713 鍋爐和壓力容器用鋼板
GB/T 1220 不銹鋼棒
GB/T 1221 耐熱鋼棒
GB/T3077 合金結(jié)構(gòu)鋼
GB 3531 低溫壓力容器用低合金鋼鋼板
GB/T4226 不銹鋼冷加工鋼棒
GB/T 4334 金屬和合金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕試驗方法
GB5310 高壓鍋爐用無縫鋼管
GB6479—2000 高壓化肥設備用無縫鋼管
GB/T 6803 鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗方法
GB/T7735 鋼管渦流探傷檢驗方法
GB/T8163 輸送流體用無縫鋼管
GB9948 石油裂化用無縫鋼管
GB/T12771 流體輸送用不銹鋼焊接鋼管
GB 13296 鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管
GB 19189 壓力容器用調(diào)質(zhì)高強度鋼板
GB/T 20878 不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分
GB/T 21832 奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼焊接鋼管
GB24511 承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶
GB/T24593 鍋爐和熱交換器用奧氏體不銹鋼焊接鋼管
NB/T 47002.1 壓力容器用爆炸焊接復合板 第1部分∶不銹鋼-鋼復合板
NB/T 47002.2 壓力容器用爆炸焊接復合板 第2部分∶鎳-鋼復合板
NB/T 47002.3 壓力容器用爆炸焊接復合板 第3部分∶鈦-鋼復合板
NB/T 47002.4 壓力容器用爆炸焊接復合板 第4部分∶銅-鋼復合板
NB/T 47008 承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件
NB/T 47009 低溫承壓設備用低合金鋼鍛件
NB/T 47010 承壓設備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件
JB/T 4730.3 承壓設備無損檢測 第3部分∶超聲檢測
JB/T4756 鎳及鎳合金制壓力容器
TSG R0004 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程
ISO9328-2∶2004 承壓設備用鋼板及鋼帶 供貨技術(shù)條件 第2部分∶規(guī)定高溫性能的非合金鋼和合金鋼(Steel flat products for pressure purposes—Technical delivery conditions—Part 2∶Non-alloy and alloy steels with specified elevated temperature properties)
三、總則
3.1 本標準對壓力容器受壓元件所采用的鋼板、鋼管、鋼鍛件和螺柱(含螺栓)用鋼材做出了相關(guān)規(guī)定。與受壓元件相焊接的非受壓元件用鋼應是焊接性良好的鋼材。
3.2 采用本標準未列入鋼號的鋼材時,除奧氏體型鋼材外均應符合附錄 A 的有關(guān)規(guī)定。允許采用已列入 國家標準中的奧氏體型鋼材,但其技術(shù)要求(如磷、硫含量,強度指標)不應低干本標準所列入相應鋼材標準中化學成分相近鋼號的規(guī)定。
3.3 壓力容器受壓元件用鋼應附有鋼材生產(chǎn)單位的鋼材質(zhì)量證明書原件,容器制造單位應按質(zhì)量證明書對鋼材進行驗收。如無鋼材生產(chǎn)單位的鋼材質(zhì)量證明書原件時,則應按 TSG R0004中2.1的規(guī)定。對符合TSG R0004中2.11所規(guī)定的情況,壓力容器制造單位應對鋼材進行復驗。
3.4 選擇壓力容器受壓元件用鋼時應考慮容器的使用條件(如設計溫度,設計壓力、介質(zhì)特性和操作特點等)、材料的性能(力學性能、工藝性能、化學性能和物理性能)、容器的制造工藝以及經(jīng)濟合理性。
3.5 壓力容器受壓元件用鋼應當是氧氣轉(zhuǎn)爐或者電爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。對標準抗拉強度下限值大于或者等于540 MPa 的低合金鋼鋼板和奧氏體-鐵素體型不銹鋼鋼板,以及用于使用溫度低于一20 ℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件,還應當采用爐外精煉工藝。
3.6 壓力容器受壓元件用鋼材的使用溫度上限
3.6.1 鋼材的使用溫度上限(相應受壓元件的最高設計溫度)為本標準各許用應力表中各鋼號許用應力所對應的最高溫度。如在工藝過程中,鋼材需短時在高干使用溫度上限操作時,由設計文件規(guī)定。許用應力表中粗線右側(cè)的許用應力系由鋼材10萬小時的高溫持久強度極限所確定。
3.6.2 碳素鋼和碳錳鋼鋼材在高于425 ℃溫度下長期使用時,應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。
3.6.3 奧氏體型鋼材的使用溫度高于 525℃時,鋼中含碳量應不小于0.04%。
3.7 壓力容器受壓元件用鋼材的使用溫度下限
3.7.1 鋼材(奧氏體型鋼材除外)的使用溫度下限(相應受壓元件的最低設計溫度)按第4章至第7章相關(guān)條文的規(guī)定。
3.7.2奧氏體型鋼材的使用溫度高干或等干—196℃時,可免做沖擊試驗。低干—196℃~一253℃,由設計文件規(guī)定沖擊試驗要求。
3.7.3 對用于低溫低應力工況的鋼材,其使用溫度下限按 GB150.3—2011附錄 E的規(guī)定。
3.8 碳素鋼和低合金鋼鋼材的沖擊試驗要求
3.8.1 碳素鋼和低合金鋼鋼材(鋼板、鋼管、鋼鍛件及其焊接接頭)的沖擊功最低值按表1的規(guī)定。
3.8.2 夏比。V 型缺口沖擊試樣的取樣部位和試樣方向應符合相應鋼材標準的規(guī)定。沖擊試驗每組取3個標準試樣,允許1個試樣的沖擊功數(shù)值低于表1的規(guī)定值,但不得低于表1規(guī)定值的70%。當鋼材尺寸無法制備標準試樣時,則應依次制備寬度為7.5mm或5 mm的小尺寸沖擊試樣,其沖擊功指標分別為標準試樣沖擊功指標的75%或 50%。
3.8.3 鋼板的沖擊試驗要求分別按GB713、GB3531和 GB19189的規(guī)定。如需提高沖擊功指標,應在設計文件中注明。對Q245R、Q345R和 13MnNiMoR鋼板,如需規(guī)定進行一20 ℃沖擊試驗時,應在設計文件中注明。
3.8.4 鋼管的沖擊試驗要求按第5章相關(guān)條文的規(guī)定。
3.8.5 鋼鍛件的沖擊試驗要求分別按 NB/T 47008 和 NB/T47009 的規(guī)定。如需提高沖擊功指標,應在設計文件中注明。對 20、16Mn 和20MnMo鋼鍛件,如需規(guī)定進行一20 ℃沖擊試驗時,應在設計文件中注明。
3.8.6 低合金鋼螺柱的沖擊試驗要求按 7.1.3和7.1.4的規(guī)定。
3.9 根據(jù)設計文件要求,鋼材可按 GB/T 4334進行晶間腐蝕試驗,也可按有關(guān)標準進行應力腐蝕試驗、點腐蝕試驗,具體試驗方法和合格指標在設計文件中規(guī)定。
3.10 對鋼材有特殊技術(shù)要求時(如特殊冶煉方法、嚴格的化學成分、較高的沖擊功指標、附加保證高溫屈服強度、提高無損檢測合格等級、增加力學性能檢驗率等),應在設計文件中規(guī)定。
3.11 對已列入本標準的標準抗拉強度下限值大干或等于540 MPa 的和用于壓力容器設計溫度低干—40 ℃的低合金鋼鋼板,如鋼板制造單位無該鋼板在壓力容器中的應用業(yè)績,則鋼板制造單位仍應按TSG R0004的規(guī)定通過技術(shù)評審。
3.12 鋼材的高溫屈服強度、持久強度極限、彈性模量和平均線膨脹系數(shù)參考值參見附錄B。
3.13 高合金鋼鋼號近似對照參見附錄C。
3.14 壓力容器制造或現(xiàn)場組焊單位對受壓元件用鋼材的代用,應事先取得原設計單位的書面批準,并在竣工圖上做詳細記錄。
3.15 本標準中各鋼材的許用應力按 GB 150.1的原則確定,各鋼材許用應力表中中間溫度的許用應力可用內(nèi)插法求得。
四、鋼板
4.1 碳素鋼和低合金鋼鋼板
4.1.1 鋼板的標準、使用狀態(tài)及許用應力按表2的規(guī)定。
4.1.2 表2中所有用連鑄坯軋制的鋼板,壓縮比應不小于3。
4.1.3 對容器制造過程中需進行正火、正火加回火或調(diào)質(zhì)熱處理的碳素鋼和低合金鋼鋼板,鋼板制造單位的交貨狀態(tài)可不同于表2中的使用狀態(tài)。鋼板制造單位出廠檢驗和容器制造單位復驗鋼板力學性能時,應從熱處理的樣坯上取樣進行試驗。樣坯厚度為鋼板厚度,樣坯長度和寬度均不小于3倍鋼板厚度。試樣的軸線應位于離樣壞表面1/4 厚度處,試樣所處的位置離樣壞各個側(cè)面的距離應不小于樣壞厚度,但拉伸試樣的頭部(或夾持部位)不受此限制。
4.1.4 下列碳素鋼和低合金鋼鋼板,應在正火狀態(tài)下使用∶
a. 用于多層容器內(nèi)筒的Q245R 和 Q345R;
b. 用于殼體的厚度大于36 mm 的 Q245R和 Q345R;
c. 用于其他受壓元件(法蘭、管板、平蓋等)的厚度大于 50 mm的Q245R和Q345R。
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GB 150.2-2011 壓力容器 第二部分:材料.pdf