(4)用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540mpa的钢材,p≤0.020%、s≤0.010%。
1.4 力学性能。
碳素钢和低合金钢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。
1.5 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 碳素钢和碳锰钢钢材在高于425℃温度下长期使用时,应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。
1.5.3 奥氏体型钢材的使用温度高于525℃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-196℃时,可免做冲击试验,低于-196℃~-253℃,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。
2.1.5 q235系列钢板(q235b及q235c)的使用规定。
1) 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p≤0.035%,s≤0.
035%的要求。
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。
4)钢板的使用温度:q235b钢板为20℃~300℃;q235c钢板为0℃~300℃。
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:06cr19nicr19nicr19nicr25nicr17ni12mocr17ni12mocr17ni12mo2ti、015cr21ni26mn5cucr19ni13mocr19ni13mocr18ni11ti。
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0℃;
2)奥氏体-铁素体型钢板为-20℃;
3)奥氏体型钢板为-196℃(如低于-196℃~-253℃,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700℃(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℃。
新旧牌号不锈钢对照表。
2.3 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≥98%,b3板≥95%。
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ⅲ级或ⅳ级锻件。
2.3.2 镍-钢复合板。
1)镍-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≥98%,b3板≥95%。
4)镍-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ⅲ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,复层和基层间面积结合率分别为:b1板100%,b2板≥98%,b3板≥95%。
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℃。
5)以锻件为基材时,应采用ⅲ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≥98%,b3板≥95%。
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℃。