新GB150材料要求

1、新版GB150中关于压力容器用材料的问题压力容器用材料1. 总则1.1通用要求(1) 压力容器选材时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)、材料的性能(力学性能、工艺性能、化学性能和物 理性能)、容器的制造工艺以及经济合理性，并尽可能选用国产牌号的材料。(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 或行业标准的规定。(3) 压力容器专用钢板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。(5) 压力容器制造单位从非材料制造单位

2、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。(6) 对于采购的第m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主要受压元件材料，压力容器制造单位应当进行复验，符合相应材料标准的要求方可投料使用。1.2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 一铁素体 型不锈钢钢板，以及使用温度低于 -20 C的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。1.3化学成分1.3.1用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素

3、钢和低合金钢钢材，CM 0.25% PV 0.035% SV 0.035%1.3.2压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢钢材，其硫、磷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，PV 0.030% SV 0.020%(2) 标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，PV 0.02%、SV 0.015%(3) 用于设计温度低于-20C并且标准抗拉强度下限值小于 540MPa的钢材,PV 0.025% Sv 0.012%。(4) 用于设计温度低于-20 C并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa 的钢材，PV 0.020% SV 0.010%1.4力学性能碳素钢和低合金钢

4、钢材的冲击功最低值按表1的规定。表1碳素钢和低合金钢钢材的冲击功最低值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> 450510> 24> 510570> 31> 570630> 34> 630690> 381.5压力容器受压元件使用钢材的使用温度上限1.5.1钢材的使用温度上限(相应受压元件的最高设计温度)为GB150.2-2011 标准中许用应力表中各钢号许用应力所对应的最高温度。1.5.2碳素钢和碳锭钢钢材在高于 425C温度下长期使用时，应考虑钢中碳化 物相的石墨化倾向。1

5、.5.3奥氏体型钢材的使用温度高于 525C时，钢中含碳量应不小于 0.04%。1.6压力容器受压元件使用钢材的使用温度下限1.6.1钢材(奥氏体型钢材除外)的使用温度下限(相应受压元件的最低设计温度)按GB150.2-2011的有关规定。1.6.2奥氏体型钢材的使用温度高于或等于 -196C时，可免做冲击试验，低 于-196C-253C ,由设计文件规定冲击试验要求。1.6.3对用于低温低应力工况的钢材，其使用温度下限值按GB150.3附录E的规定。1.7压力容器钢材的代用。1.7.1钢材代用的原则(1) 不得变更原有设计。(2) 代用钢材性能优于原始设计钢材时，不得减少代用钢材的厚度；略差

6、 于原始设计钢材时，也不得任意增加代用的厚度，而应重新进行强度或刚度 校核。(3) 钢材代用应考虑与相邻钢材的兼容性，还要考虑由此引发的制造、检 验等变化。(4) 中外钢材代用，代用材料应采用与原设计钢材相对照牌号的钢材，其技术要求不得低于原设计钢材(如S、P含量、冲击功指标、断后延长率等)，材料应经复验合格后才能使用(应复验化学成分和力学性能)。(5) 钢材代用应事先征得原设计单位的书面批准，并在竣工图上做详细记录。1.7.2钢材代用时应考虑的因素(1) 代用钢材的强度、塑性、韧性、化学成分、导热系数、线膨胀系数等 对设计条件(温度、压力、介质、结构等)的适应性。(2) 代用钢材对制造加工工

7、艺的适应性(尤其是焊接工艺、焊接材料、焊 后热处理等)。(3) 代用钢材对均匀腐蚀和多种局部腐蚀(应力腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、冲刷腐蚀等)的适用性。(4) 代用钢材与原设计钢材在钢材标准上的差异(如化学成分、检验项目、 检验率等)。(5) 两种不同组织(如铁素体、奥氏体)的钢材互相代用因热膨胀系数差 异所引起的热应力，异种钢焊接问题。(6) 代用钢材的经济性。1.8压力容器钢材的许用应力按 GB150.1的原则确定，各钢材的许用应力值按GB150.2选用，表中中间温度的许用应力可用内插法求得。2. 压力容器用钢板2.1碳素钢和低合金钢板 2.1.1钢号及钢板标准(1) GB713-2008锅

8、炉和压力容器用钢板中所列钢号：Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、 12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR。(2) GB3531-2008低温压力容器用低合金钢板中所列钢号：16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR。2.1.2下列碳素钢和低合金钢钢板，应在正火状态下使用：(1) 用于多层容器内筒的 Q245R和Q345R。(2) 用于壳体的厚度大于 36mm的Q245R和Q345R。(3) 用于其它受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度大于50mm的Q245R 和 Q345R。2.1.3下列碳素钢和低合金钢钢板，应

9、每张热处理钢板进行拉伸和V型缺口冲击试验：(1) 调质热处理钢板。(2) 多层容器的内筒钢板。(3) 壳体厚度大于60mm的钢板。2.1.4壳体用钢板应按表2的规定逐张进行超声检测，钢板超声检测方法和 质量等级按JB/T4730.3的规定。表2壳体用钢板超声检测要求钢号钢板厚度(mm)容器使用条件质量等级Q245R> 3036用作容器的壳体不低于m级Q345R> 36用作容器的壳体不低于n级Q370RMn-Mo 系Cr-Mo 系Cr-Mo-V 系> 25用作容器的壳体不低于n级16MnDRNi系低温钢(调质状态除外)> 20用作容器的壳体不低于n级调质状态使用的钢号&g

10、t; 16用作容器的壳体I级多层容器内筒钢板> 12多层容器内筒壳体I级碳素钢和低合金钢> 12介质毒性程度为极度或高度危害，在湿H2S环境中使用，设计压力大于或等于10MPa不低于n级2.1.5 Q235系列钢板(Q235B及Q235C)的使用规定钢板标准按GB/T3274-2007碳素结构钢及低合金结构钢热轧厚钢板及钢带。钢板的化学成分应符合 GB/T700-2006碳素结构钢的规定，但钢 板质量证明书中的磷、硫含量应符合 PV 0.035% SV 0.035%勺要求。(2) 钢板应进行冲击试验和冷弯试验，试验结果应符合GB/T700的规定。(3) 容器设计压力小于1.6MPa

11、。(4) 钢板的使用温度：Q235B钢板为20C300C ; Q235C钢板为0C300 C。(5) 用于容器壳体的钢板厚度：Q235B和Q235C不大于16mm;用于其它受压元件的钢板厚度：Q235B不大于30mm, Q235C不大于40mm。(6) 不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。(7) Q245R可替代Q235C钢板。2.2高合金钢板2.2.1钢号及钢板标准(1) 钢板标准按GB24511-2009承压设备用不锈钢钢板及钢带。(2) 钢号奥氏体型钢号：06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、07Cr19Ni19、06Cr25Ni20、06Cr17Ni12Mo2、022Cr1

12、7Ni12Mo2、 06Cr17Ni12Mo2Ti 、015Cr21Ni26Mn5Cu2、06Cr19Ni13Mo3、022Cr19Ni13Mo3、06Cr18Ni11Ti。奥氏体-铁 素体型钢号：022Cr19Ni5Mo3Si2N、022Cr22Ni5Mo3N、022Cr23Ni5Mo3N。铁素体型钢号：06Cr13Al、019Cr19Mo2NbTi、06Cr13。(3) 交货状态奥氏体型钢板以固溶热处理状态交货，奥氏体-铁素体型钢板以固溶热处理状态交货，铁素体型以退火状态交货。2.2.2受压元件用钢板，使用温度下限按下列规定：(1) 铁素体型钢板为0C;(2) 奥氏体-铁素体型钢板为-20

13、 C ;(3) 奥氏体型钢板为-196C (如低于-196C-253C，应作冲击试验)。2.2.3奥氏体型钢板使用温度上限:奥氏体型钢板使用温度上限为 700C （钢中含碳量不小于0.04%）超低碳不锈钢的使用温度一般为 400 450 C o新旧牌号不锈钢对照表类型铁素体中国统一数字代号新牌号旧牌号美国牌号S1130606Cr130Cr13410S铁素体S1134806Cr13Al0Cr13Al405奥氏体+铁素体奥氏体S20953022Cr19Ni5Mo3Si2N00Cr18Ni5Mo3Si2S31500S3040806Cr19Ni100Cr18Ni9304奥氏体S30403022Cr19

14、Ni1000Cr19Ni10304L奥氏体S3100806Cr25Ni200Cr25Ni20310S奥氏体S3160806Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2316奥氏体S31603022Cr17Ni12Mo200Cr17Ni14Mo2316L奥氏体S3166806Cr17Ni12Mo2Ti0Cr18Ni12Mo2Ti316Ti奥氏体奥氏体S3170806Cr19Ni13Mo30Cr19Ni13Mo3317S31703022Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo3317L奥氏体S3216806Cr18Ni11Ti0Cr18Ni10Ti321奥氏体S3040907Cr19Ni1

15、0304H2.3复合钢板2.3.1不锈钢-钢复合板(1) 不锈钢-钢复合板的技术要求应符合 NB/T47002.1-2009的规定，对不计入强度计算的奥氏体型不锈钢覆材，可选用GB24511以外的国家标准中钢号，该覆材钢号的技术要求(如磷、硫含量，强度指标等)允许低于GB24511 相应钢号的要求。(2) 复合界面的结合剪切强度应不小于 210MPa。(3) 复合板均需进行100%超声检测，复层和基层间面积结合率分别为：B1板 100%, B2 板 A98% B3 板 A95%(4) 不锈钢-钢复合板的使用温度范围应同时符合基材和覆材使用温度范围的规定。(5) 以锻件为基材时，应采用m级或iv

16、级锻件。2.3.2镣-钢复合板(1) 镣-钢复合板的技术要求应符合 NB/T47002.2-2009的规定。(2) 复合界面的结合剪切强度应不小于 210MPa(3) 复合板均需进行100%超声检测，复层和基层间面积结合率分别为：B1板 100%, B2 板 A98% B3 板 A95%(4) 镣-钢复合板的使用温度范围应同时符合基材和覆材的使用温度范围的 规定。(5) 以锻件为基材时，应采用m或iv级锻件。2.3.3钛-钢复合板(1)钛-钢复合板的技术要求应符合 NB/T47002.3-2009的规定。(2)复合界面的结合剪切强度应不小于 140MPa。(3) 复合板均需进行100%超声检测

17、，复层和基层间面积结合率分别为：B1板 100%, B2 板 A98% B3 板 A95%(4) 钛-钢复合板的使用温度下限按基材标准的规定，使用温度上限为350 Co(5) 以锻件为基材时，应采用m或iv级锻件。2.3.4铜-钢复合板(1) 铜-钢复合板的技术要求应符合 JB/T47002.4的规定。(2) 复合界面的结合剪切强度应不小于 100MPa。(3) 复合板均需进行100%超声检测，复层和基层间面积结合率分别为：B1板 100%, B2 板 A98% B3 板 A95%(4) 铜-钢复合板的使用温度下限按基材标准的规定，使用温度上限为200 Co(5) 以锻件为基材时，应采用m或i

18、v级锻件。3. 压力容器用钢管3.1碳素钢和低合金钢钢管3.1.1 GB/T8163-2008输送流体用无缝钢管中 10、20钢和Q345D钢管的使用规定如下：(1) 不得用于换热管。(2) 设计压力不大于4.0MPa。(3) 10、20和Q345D钢管的使用温度下限相应为-10C、0C和-20C。(4) 钢管壁厚不大于10mm,(5) 不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。3.12 GB9948-2006石油裂化用无缝钢管中各钢号钢管的使用规定如下:(1) 换热管应选用冷拔或热轧钢管，钢管的尺寸精度应选用高级精度。(2) 10和20钢管的使用温度下限分别为-20C和0C。3.1.3 GB6

19、479-200O«高压化肥设备用无缝钢管中各钢号钢管的使用规定如 下：(1) 钢中含硫量应不大于0.020%。(2) 换热管应选用冷拔或热轧钢管，钢管尺寸精度应选用高级精度。(3) 20和16Mn钢管的使用温度下限分别为 0C和-20C。3.1.4使用温度低于-20 C的钢管，其钢号、使用状态和冲击试验温度(即钢 管的使用温度下限)按表4规定。表4低温用钢管的使用温度下限钢号钢管标准使用状态壁厚mm冲击试验温度，C16MnGB6479正火< 40-4009MnDGB150.2.附录A正火<8-5009MnNiDGB150.2.附录A正火<8-703.1.5允许选用G

20、B/T699-1999优质碳素结构钢中直径不大于 50mm的10钢和20钢钢棒制造接管，其使用规定如下：(1) 接管壁厚不大于8mm,且应经正火热处理后使用。(2) 10钢和20钢接管的使用温度下限相应为-10C和0C,当10钢接管的PV 0.030% SV 0.020制，其使用温度下限为-20Co(3)接管免做冲击试验。3.2高合金钢管3.2.1常用不锈钢钢管的钢号和钢管标准见表5表5常用不锈钢钢管新钢号旧钢号交货状态钢管标准及允许壁厚06Cr19Ni100Cr18Ni9固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 2806Cr18Ni11Ti0Cr18Ni10Ti

21、固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 2806Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 280617Cr17Ni12Mo2Ti0Cr18Ni12Mo2Ti固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 2806Cr19Ni13Mo30Cr19Ni13Mo3固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 28022Cr19Ni1000Cr19Ni10固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 28022Cr17N

22、i12Mo200Cr17Ni14Mo2固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 28022Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo3固溶GB13296,5 < 14GB/T14976,5 < 283.2.2 GB13296-2007锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管、GB/T14976-2002流体输送用不锈钢无缝钢管、GB/T12771-2008流体输送用不锈钢焊接 钢管中各钢号钢管使用温宿下限为-253C。3.2.3 GB/T14976中的钢管不得用于换热管。3.2.4 GB/T12771中的I类W类允许使用，但不得用于换热管，图样上应注 明所选

23、用的钢管类别。I类钢管的许用应力可选用 GB/T14976中相应钢号无 缝钢管的许用应力。HI类和IV类钢管使用规定如下：(1) 设计压力小于10.0MPa。(2) 不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。3.2.5允许选用GB/T1220中直径不大于50mm的奥氏体不锈钢钢棒制造接 管，其使用规定如下：(1) 接管壁厚不大于8mm,且应在固溶状态下使用。(2) 各钢号接管的使用温度下限为-253C。4. 压力容器用钢锻件三项锻件新标准已于2010年12月15日实施，旧标准相应废止，新标 准按TSGR0004-2009的相关要求进行修订，并应用了国内新钢号锻件的科 研成果。增加了一些新牌号，提

24、高了一些牌号的技术要求，且部分牌号的技 术要求严于ASME标准中相近牌号的技术要求。4.1碳素钢和低合金钢锻件4.1.1钢锻件的标准和使用状态按 NB/T47008-2010 (JB/T4726)承压设备 用碳素钢和合金钢锻件和 NB/T47009-2010 (JB/T4727)低温承压设备用 低合金钢锻件的有关规定。设计压力提高为小于 100MPa。4.1.2 20MnNiMo、12Cr2Mo1V 和 12Cr3Mo1V 钢锻件及 NB/T47009 中所有低温用钢锻件，均应经由炉外精炼的钢锻制而成。4.1.3钢锻件的级别由设计文件规定，并应在图样上注明，NB/T47008中锻件级别分I、&

25、quot;、山、W级，I级锻件只适用于公称厚度小于或等于100mm的20、35、和16Mn等3个钢号。NB/T47009中锻件级别分H、m、IV级。下列钢锻件应选用HI级或IV级：(1) 用作容器筒体和封头的筒形、环形、碗形锻件。(2) 公称厚度大于300mm的低合金钢锻件。(3) 标准抗拉强度下限值等于或大于 540MPa且公称厚度大于200mm的低 合金钢锻件。(4) 使用温度低于-20C且公称厚度大于200mm的低温用钢锻件。4.2高合金钢钢锻件4.2.1锻件标准和使用状态按 NB/T47010-2010 (JB/T4728)承压设备用不锈钢和耐热钢锻件的有关规定。设计压力提高为小于 1

26、00MPa4.2.2高合金钢钢锻件均应由经炉外精炼的钢锻制而成。4.2.3钢锻件的级别由设计文件规定，并应在图样上注明，锻件级别分为I、II> m> IV级，I级锻件仅适用于公称厚度小于或等于150mm的0Cr13和0Cr18Ni9等2个钢号。用作容器筒体和封头的筒形、 环形、碗形锻件应选用 m级或iv级。4.2.4钢锻件的使用温度下限应按下列规定：(1) 铁素体型钢锻件为0C。(2) 奥氏体-铁素体型钢锻件为-20 Co(3)奥氏体型钢锻件为-253C4.3压力容器用钢锻件安全注册压力容器用钢锻件生产单位必须取得制造许可证，方可生产压力容器用钢锻件。5. 压力容器螺柱（含螺栓）和

27、螺母用钢棒5.1碳素钢和低合金钢钢棒5.1.1钢棒的标准和使用状态见表 6表6碳素钢和低合金钢螺柱、螺母用钢螺柱用钢螺母用钢使用温度C钢号钢材标准使用状态钢号钢材标准使用状态20GB/T699正火10、15GB/T699正火-20 35035GB/T699正火20、25GB/T699正火0 35040MnBGB/T3077调质40Mn、45GB/T699正火0 40040MnVBGB/T3077调质40Mn、45GB/T699正火0 40040CrGB/T3077调质40Mn、45GB/T699正火0 40030CrMoAGB/T3077调质40Mn、45GB/T699正火-10 40030C

28、rMoAGB/T3077调质-100 50035CrMoAGB/T3077调质40Mn、45GB/T699正火-10 40030CrMoAGB/T3077调质-7050035CrMoVAGB/T3077调质35CrMoAGB/T3077调质-2042525Cr2MoVAGB/T3077调质30CrMoAGB/T3077调质-2050025Cr2MoVAGB/T3077调质-2055040CrNiMoAGB/T3077调质35CrMoAGB/T3077调质-503501Cr5MoGB/T1221调质1Cr5MoGB/T1221调质-206005.1.2碳素钢螺柱和螺母用毛坯应进正火热处理，低合金

29、钢螺柱和螺母用毛坯进行调质处理。5.1.3碳素钢和低合金钢螺柱用毛坯经热处理后进行力学性能试验5.2高合金钢钢棒5.2.1钢棒的标准和使用状态见表7表7高合金钢螺柱和螺母用钢螺柱用钢螺母用钢使用温度C钢号钢材标准使用状态钢号钢材标准使用状态20Cr13GB/T1220调质20Cr13GB/T1220调质0 40006Cr19Ni10GB/T1220固溶06Cr19Ni10GB/T1220固溶-253 70006Cr25Ni20GB/T1220固溶06Cr25Ni20GB/T1220固溶-253 80006Cr17Ni12Mo2GB/T1220固溶06Cr17Ni12Mo2GB/T1220固溶-

30、253 70006Cr18Ni11TiGB/T1220固溶06Cr18Ni11TiGB/T1220固溶-253 7005.2.2各钢号螺柱用毛坯应进行拉伸试验，试验要求和结果应符合 GB/T1220的规定6. 压力容器用有色金属6.1通用要求压力容器用有色金属(铝、钛、铜、镣及其合金)应符合下列要求：(1) 用于制造压力容器的有色金属，其技术要求应符合制造标准的规定；(2) 压力容器制造单位应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。6.2铝和铝合金6.2.1牌号(1) 工业纯铝1060 (代L2)(2) 铝锭合金3003 (代LF21)，即为防锈铝；(3) 铝镁合金508

31、3 (代LF4 )。6.2.2使用规定(1) 设计压力不大于16MPa;(2) 含镁量大于或等于3%的铝合金(如508& 5086),其设计温度范围为-269C65C (大于65C时，易产生应力腐蚀)，其他牌号的铝和铝合金，其设计温度范围为-269C200C;(3) 制造标准：JB/T4734-2002铝制焊接容器。6.3铜和铜合金6.3.1牌号(1) 工业纯铜：T2、T3;(2) 黄铜(Cu-Zn 合金)：H62、H68;(3) 白铜(Cu-Ni 合金)：BFe30-1-1 (Ni30Fe1Mn1 )。6.3.2使用规定(1) 纯铜和黄铜用于压力容器受压元件时，其设计温度不高于200C;(2) 一般应在退货状态下使用；(3) GB151-1999选用铜及铜合金作换热管；(4) 制造标准：JB/T4755铜制压力容器。6.4钛和钛合金6.4