16MnDR制压力容器制造技术条件
低温压力容器板16MnDR的开发试制
足 常温条 件下 钢板 的性 能要 求 ， 这 类 钢板 的低 温 但 性 能较差 ， 其是钢 板 的低 温 冲击 韧 性 不 能适 应 低 尤
温 恶劣 的工作 环境 ．
通过 加入微 量合 金 Ｎ 、 ｂＶ元 素来 改 善钢 板 的低
温 塑韧性 ， 用强 碳 化 物 形 成 元 素 Ｎ 、 利 ｂ Ｖ所 形 成 碳
市场 的需要 ， ２ ０ 于 ０ ９年 ５月成 功 试制 了 １ Ｍｎ Ｒ钢 ６ Ｄ
该 钢种 成分设计 的关 键是 钢板 在低 温条件 下应 具 有足 够 的强度 和塑 韧 性 ， 通过 加 入 常 规合 金 强 化
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中 图 分 类 号 ： Ｆ ６ ． Ｔ ７２ ３ 文 献标 识码 ： Ｂ
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板， 现就生 产工 艺介绍 如下 ．
氮 化物 的弥散 析 出相 （ 二 相 ） 使 原始 奥 氏体 晶粒 第 ，
１ 试 制 工 艺
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关于16MnDR低温设备生产过程中的技术探讨
第35卷第1期2021年1月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.35No.1Jan.2021关于16MnDR低温设备生产过程中的技术探讨牛春龙（天津市月鸣'属结构有限公司，天津300353）摘要:16MnDR材质低温设备应用范围的越来越广，低温设备生产压力容器过程中应对设计、制造、检验等对各个环节质量进行严格控制，才能保证设备的质量满足要求叫关键词:低温设备;焊条复验;封头热处理；无损检测doi:10.3969/j.issn.l008-1267.2021.01.025中图分类号:TQ053.2文献标志码:A文章编号:1008-1267（2021）01-0074-03随着我国近年经济的飞速发展和科学技术的进步，工业生产范围的扩大,我国东北和西北地区冬季平均气温在-20!以下，主要用于安装在室外受环境温度影响的空气储罐、氮气储罐以及液态二氧化碳储罐等设备在低温低应力条件下使用,的力设备用Q345R 使用要，生产和生存在较大的安全隐患，16MnDR在此时设备使用条件，因工作温度在-20—40!工条件下，设备的主要受件用低温，，使得16MnDR在-20~-40!温度范围的叫1材料选择1.1板材我设温度在-20~40!低温以16MnDR低温设备压力的使用，于16MnDR设备温设备，应的要。
GB3531-2014低温力用，16MnDR碳、、、、、、、等化学，碳、、的化学，的，碳、、的，低的低温，因16MnDR的主要，以的，因的，以的，要求碳含量分别！0.2%、0.01%、0.02%。
16MnDR钢板中、、以的低温韧性，，低温度，的学，以16MnDR要格碳、、的超叫的厚度也的影响，厚度越大越低，6~60mm厚的：要进行-40!试验，60~120mm厚进行-30!试验，以60~120mm厚设温度下限值-30!。
CB3531-2014要，16MnDR的交货状态为正火或正火回火，减少由于热轧温度和冷却速度同而引起的显微组织均匀，一般用都要正火处理，正火处理的以细晶粒，以降低无塑温度。
16MnDR钢制低温压力容器焊接工艺
16MnDR钢制低温压力容器焊接工艺2020年我公司为某公司生产的两台液氨储罐，设备规格：φ2800×9736×25；主要受压元件材质：16MnDR；介质特性：中度危害；设计压力：2.5MPa；设计温度：-33.4/60℃；采用焊后热处理；容器类别：Ⅲ类压力容器。
为了公司今后生产同类材质的容器设备积累经验，现将16MnDR焊接工艺进行了总结。
1. 16MnDR钢的焊接性分析1.1 16MnDR钢的化学成分及力学性能我司采用了新余钢铁生产的16MnDR钢，化学成分及力学性能见表1表1 16MnDR钢的化学成分（质量分数）（%）和力学性能1.2 焊接性分析由表1可知，16MnDR钢的碳当量为0.47%，淬硬倾向不大，室温下焊接一般不会产生冷裂纹，16MnDR钢在正火状态下交货，其S、P含量控制的极低，也不易产生热裂纹。
16MnDR钢对于中厚板在焊接刚性拘束较大或环境温度过低时，在焊前应进行预热，焊后采取消应热处理。
16MnDR钢的组织的晶格类型属于体心立方点阵晶格，有低温转脆倾向，尤其是铁素体钢，其晶粒越细小，钢的脆性转变温度越向低温方向移动，低温冲击韧性值也越高。
因此，采取细化焊缝组织晶粒、降低填充金属的杂质、减少焊接接头的拘束度是制定16MnDR厚钢板焊接工艺的要点。
2. 焊接工艺评定试验2.1 焊接工艺评定试验的选材16MnDR为我公司首次使用材料，需进行焊接试验和焊接工艺评定。
NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》中对16MnDR材料，推荐了焊条电弧焊的焊材（J507RH），氩弧焊和埋弧焊焊材均没有推荐。
我公司在联系有制作经验的单位和国内知名的焊材制造商等单位，确定本批设备焊材按照焊条电弧焊（SMAW）选用J507RH（E5015-G符合GB/T5117-2012和NB/T47018.2-2017标准要求，要求焊条进行焊条扩散氢复验）、氩弧焊（GTAW）选用ER55-Ni1（符合GB/T39280-2020和NB/T47018.3-2017标准要求）、埋弧焊（SAW）选用H09MnDR+SJ209DR（符合NB/T47018.4-2017标准要求，要求焊材在夏比（V型缺口）低温冲击吸收功-40℃时，不低于47J）。
16mndr国标标准
16MnDR 是一种中国国家标准GB 3531-2014《低温压力容器用钢板及钢带》中规定的材料，通常用于制造低温压力容器的钢材。
这种钢材具有良好的低温韧性和耐腐蚀性能，适用于储存和输送低温液体，如液化天然气（LNG）等。
以下是关于16MnDR 钢材的一些主要特点和标准：
1. 化学成分：16MnDR 钢材的化学成分通常包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铌（Nb）、钒（V）等元素。
具体的成分要求将根据标准的不同版本而有所不同。
2. 机械性能：16MnDR 钢材的机械性能要求包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等。
这些性能要求旨在确保材料在低温和高压条件下的可靠性。
3. 低温韧性：由于主要用于低温压力容器，16MnDR 钢材需要具有出色的低温韧性，以确保在极端低温下不会发生脆性断裂。
4. 耐腐蚀性：16MnDR 钢材通常需要具有一定的耐腐蚀性能，以应对储存和输送液体时可能存在的腐蚀环境。
5. 热处理：标准通常规定了16MnDR 钢材的热处理要求，以获得适当的组织结构和性能。
6. 标准：16MnDR 钢材的国家标准是GB 3531-2014，《低温压力容器用钢板及钢带》，该标准规定了16MnDR 钢材的化学成分、机械性能、热处理、检测方法等方面的要求。
请注意，16MnDR 钢材通常用于制造低温压力容器，例如储罐、反应器、分离器等。
在使用这种钢材时，应严格遵守相关的国家和地区的安全规定和标准，以确保设备的安全运行。
此外，16MnDR 钢材的具体性能要求可能会根据具体项目和应用而有所不同，因此在选择和使用时，应根据项目需求和规格要求进行合适的选择。
低温压力容器技术要求汇总
当壳体或受压元件使用在“低温低应力工况”下，可以按设计温度加50℃（对于不要求焊后热处理的容器，加40℃）后的温度值选择材料，但不适用于Q235系列的钢板。
“低温低应力工况”不适用于钢材标准抗拉强度下限值Rm≥540Mpa的材料。“低温低应力工况”不适用于螺栓材料；螺栓材料的选用应计及螺栓和壳体设计温度间的差异。（GB150-2011）
c.钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540Mpa的高强度钢容器上的全部焊接接头及热影响区表面。
d.受压壳体上工装卡具、拉筋板等临时附件拆除的焊痕表面，焊补前的坡口及焊补的表面以及电弧擦伤处。
设计压力大于或等于1.60Mpa，且设计温度低于-40℃的设备法兰用紧固件材料为铁素体钢时，应逐件进行磁粉检测。（HG/T20585-2011）
低温压力容器技术要求汇总
1.钢板逐张超声检测
板厚大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外），逐张检查，不低于Ⅱ级合格。（GB150-2011）
用于制造低温压力容器筒体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测，且不低于Ⅲ级。(HG/T20585-2011)
5.逐台制备产品焊接试件
(1)低温容器应逐台制备产品焊接试件（GB150-2011）
6.锻件级别
使用温度低于-20℃且公称厚度大于200mm的低温用钢锻件,应选用Ⅲ级或Ⅳ级。（GB150-2011）
低温压力容器用锻件按《低温承压设备用低合金钢锻件》NB/T 47009和《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB/T 47010，应不低于Ⅱ级要求，设计压力大于或等于1.60Mpa时，应不低于Ⅲ级。（HG/T20585-2011）
焊接接头的超声检测按《承压设备无损检测》的规定进行，无论100%检测及局部检测均应不低于Ⅰ级要求。
16mndr低温钢标准
16mndr低温钢标准16MnDR是一种低温钢，其中的“16Mn”表示钢材的平均含碳量为0.16%，而“DR”是英文“低合金度结构钢”的缩写。
这种钢材是一种专门为低温压力容器和管道等工程领域设计的低合金结构钢，具有较好的低温韧性、焊接性和加工性能。
以下是关于16MnDR低温钢标准的详细说明。
一、16MnDR低温钢的化学成分16MnDR低温钢的化学成分应符合GB/T 3098的规定。
其主要合金元素包括碳、硅、锰、磷、硫等，其中碳含量为0.16%0.22%，硅含量为0.15%0.40%，锰含量为1.20%~1.60%，磷含量不大于0.030%，硫含量不大于0.030%。
此外，根据需要，还可加入一定量的钛、硼等元素以改善钢材的焊接性和韧性。
二、16MnDR低温钢的力学性能16MnDR低温钢的力学性能应符合GB/T 1898的规定。
在常温下，其抗拉强度不小于470MPa，屈服点不小于345MPa，断后伸长率不小于22%。
在低温下，其冲击功不小于27J（0℃），34J（-20℃）。
此外，16MnDR低温钢还具有良好的低温韧性，可在-40℃~40℃的温度范围内使用。
三、16MnDR低温钢的制造工艺16MnDR低温钢的制造工艺主要包括冶炼、连铸、轧制和热处理等环节。
在冶炼过程中，应采用电炉或氧气转炉加炉外精炼的冶炼方法，以获得纯净的钢液。
在连铸过程中，应控制冷却速度和温度，以获得良好的铸坯质量。
在轧制过程中，应进行多道次轧制和调整温度，以获得良好的组织和性能。
在热处理过程中，应根据不同的使用要求进行相应的处理，以获得所需的力学性能和韧性。
四、16MnDR低温钢的应用领域16MnDR低温钢主要应用于低温压力容器、管道、储罐等工程领域。
例如，在石油化工、能源、环保等领域中使用的低温压力容器、管道等设备就需要使用16MnDR低温钢等具有良好低温性能的材料。
此外，在建筑、船舶、航空航天等领域中也有广泛的应用。
五、16MnDR低温钢的焊接和成型加工性能16MnDR低温钢具有良好的焊接性能和成型加工性能。
低温压力容器技术要求汇总
低温压力容器技术要求汇总1. 钢板逐张超声检测板厚大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外），逐张检查，不低于Ⅱ级合格。
（GB150-2011）用于制造低温压力容器筒体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测，且不低于Ⅲ级。
(HG/T20585-2011)板厚大于16~20mm的钢板，每批抽检20%，最少1张。
板厚大于20mm的钢板，逐张检查。
(GB150规定质量等级不低于Ⅱ级)用作低温压力容器筒体的无缝钢管应逐根按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测检查。
2. 焊后热处理球壳板厚度≥16mm的低温球罐应进行焊后整体热处理。
（GB12337-1998附录A）受压元件焊接接头厚度超过16mm时，低温压力容器或部件全部施焊工作完成后，应进行消除应力热处理。
热处理工艺应与焊接工艺评定的热处理制度（温度曲线）一致。
（HG/T20585-2011）3. 100%射线或超声检测设计温度低于-40℃的或者焊接接头厚度大于25mm的低温容器。
（GB150-2011）低温压力容器的对接接头符合下列情况之一者，应经100%射线或超声检测：（HG/T20585-2011）盛装易爆介质的容器，且设计压力大于0.6MPa者设计压力大于等于1.6MPa者壳体板厚大于25mm者钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540MPa或合金元素含量大于3%的低合金钢。
设计温度低于-40℃者。
C.无损检验方法和评定标准应符合下列要求对接接头的射线检测按《承压设备无损检测》的规定进行。
射线照相的质量应不低于AB级，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）焊接接头的超声检测按《承压设备无损检测》的规定进行，无论100%检测及局部检测均应不低于Ⅰ级要求。
焊接接头的TOFD检测《承压设备无损检测》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）。
16mndr材料标准
16mndr材料标准16MnDR是一种常用的耐热压力容器板材材料，其常见的国内标准包括GB/T 3531-2014和GB 713-2014。
这两个标准分别规定了16MnDR材料的化学成分、力学性能、制造方法和耐热性能等要求。
下面是对这两个标准的详细解读和参考内容。
GB/T 3531-2014《压力容器用质量碳钢和低合金钢板》是针对常温下制造压力容器的材料，其中也包括16MnDR材料。
该标准对16MnDR的化学成分和机械性能有详细的要求。
化学成分的要求包括碳(C)含量不超过0.20%、锰(Mn)含量在0.90%-1.60%之间、硅(Si)含量不超过0.25%、磷(P)和硫(S)含量各不超过0.03%等。
机械性能的要求包括抗拉强度(Rm)不低于510-640MPa、屈服强度(ReL)不低于335-440MPa、断后伸长率(A%)不低于21%等。
这些化学成分和机械性能的要求可以作为16MnDR材料的参考内容。
GB 713-2014《压力容器用碳素钢和低合金钢板》也是一种常见的标准，适用于制造低温容器和低温压力容器的材料，其中也包括16MnDR材料。
该标准对16MnDR的化学成分和机械性能有类似于GB/T 3531-2014的要求。
化学成分的要求与GB/T 3531-2014的要求相似，机械性能的要求也类似，但略有不同。
抗拉强度(Rm)和屈服强度(ReL)的要求分为三种不同的分类，分别是510-610MPa和335-440MPa、620-740MPa和440-600MPa、725-880MPa和510-650MPa。
此外，还对16MnDR材料制造的压力容器在低温下的要求进行了详细规定。
这些化学成分、机械性能和低温性能的要求也是16MnDR材料的参考内容。
此外，还可以参考16MnDR材料的制造方法和耐热性能。
根据上述两个标准的要求，16MnDR材料的制造方法包括钢锭的熔炼、钢锭的连铸、轧制和热处理等步骤，可以参考标准上的具体要求。
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施工规定
SCEQ 0031-2002
实施日期2003年1月7日
中国石化工程建设公司
16MnDR制压力容器制造
技术条件
第 1 页共 3 页1 总则
1.1 范围
本技术条件适用于材料为16MnDR、设计温度不低于 –30℃的钢制低温压力容器的制造、检验和验收。
1.2 说明
容器的制造、检验和验收，除要满足本技术条件外，还应满足图样、相关技术文件以及GB150附录C的要求。
1.3 规范性引用文件
GB 150 《钢制压力容器》
GB 3531 《低温压力容器用低合金钢钢板》
GB/T 5118 《低合金钢焊条》
GB 6479 《高压化肥设备用无缝钢管》
GB/T 8163 《输送流体用无缝钢管》
JB 4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》
JB 4727-2000 《低温压力容器用低合金钢锻件》
JB 4730 《压力容器无损检测》
JB 4744-2000 《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》
2 材料
材料类型钢号标准号使用状态冲击温度(℃)冲击功 *(J)板材16MnDR GB3531正火-40≥34 10GB/T8163正火-30≥27管材
16Mn GB6479正火-40≥34锻件16MnD JB4727-2000淬火加回火-40≥34焊条J506RH GB/T5118-40≥34
* 注：考虑到低温材料的焊接会使焊缝金属和热影响区的冲击功较母材实物有明显的降低，为确保容器产品焊接接头的低温冲击性能，容器制造厂在材料定货技术要求中对其低温冲击功指标
应留有足够的裕量。
3 材料要求
3.1 板材
1）超声波探伤，按JB4730-94标准进行，且不低于标准中的Ⅲ级要求；
2）探伤范围：
——当板厚δ＞16~20 mm，每批抽检20%，至少一张；
——当板厚δ＞20 mm，逐张检查。
3.2 锻件
1）当设计压力≥1.6MPa时，按JB4727中III级锻件要求；
2）其余的一般锻件按II级要求。
4 制造和检验
4.1 受压元件用的板材和管材，制造厂应复验低温冲击性能。
4.2 不得在受压元件上刻划或敲打材料标记及焊工钢印。
4.3 对不作焊后消除应力热处理的容器，不得用锤击等强制手段进行成形或组装。
4.4 低温容器施焊前，应按JB4708-2000进行焊接工艺评定试验。
其中冲击试验的试验温度应符合第2条表中规定，焊缝和热影响区的V形缺口试件的冲击功不得低于对母材的要求。
4.5 对焊缝的要求：
1）所有焊缝必须采用全焊透工艺；
2）对接焊缝的余高，不得大于焊件板厚的10%，且不大于3 mm，超高部分应予磨平；
3）接管与壳体内表面应齐平，端部尖角应磨成R=3~5mm的圆角；
4）焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷，表面不应有急剧的形状变化，应平滑过渡。
4.6 修磨与补焊
1）在机械加工、焊接、组装过程中引起的容器表面损伤（如：划痕、焊疤、弧坑等缺陷）都应磨平；
2）修磨后的厚度，不得小于计算厚度加腐蚀余量；
3）修磨的深度不得大于容器名义厚度的5%，且不大于2 mm；
4）补焊：
——需要补焊的部位，焊前应进行磁粉或渗透检测；
——补焊部位的加强高度应大于1.6mm，然后磨平至母材表面；
——补焊后，所有补焊部位都应进行磁粉或渗透检测；
——已热处理过的部位补焊后，应按原热处理工艺进行热处理；
——补焊次数不应超过2次；
——补焊要求按GB150的规定。
4.7 焊接试板
1）每台低温容器都应制备产品焊接试板；
2）焊接试板的制取、检验项目和试验方法按 JB4744-2000的规定；
3）试板必须做焊缝金属及其热影响区的低温夏比（V型缺口）冲击试验，其冲击功均不得低于母材。