压力容器材料
压力容器常用材料的基本知识
压力容器常用(chánɡ yònɡ)材料(cáiliào)的基本(jīběn)知识(zhī shi)1、压力容器用钢板(gāngbǎn)选用时应考虑：①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。
2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。
3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。
因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。
如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。
4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。
5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。
6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。
需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。
（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。
7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，质地均匀等。
因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。
且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。
材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。
8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，其中最常用的是：Q345R。
它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。
因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。
板厚为3～200mm。
是应用很广的材料。
9、Q345R(GB713-2008)代替原16MnR)的使用说明：①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。
GBT150.2
型（ S1××××）钢板以退火状态交货，奥氏体—铁素 体型（ S2××××）钢板和奥氏体型（S3××××）钢 板以固溶热处理状态交货。 ▪ 4.2.4 GB/T24511标准中热轧厚钢板、热轧钢板及钢带的厚 度允许偏差分为普通精度和较高精度两个等级，压力容器 一般采用普通精度，如需采用较高精度（代号PT）时，应 在设计文件中规定。
GB/T150.2《压力容器—材料》
▪ 4.1.9公称容积大于或等于50m3的球形储罐，其球壳板厚度 不宜大于50mm。
▪ 4.1.10用于设计温度高于200℃的Q370R钢板，以及用于设 计温度高于300℃的18MnMoNbR、13MnNiMoR和 12Cr2Mo1VR 钢板，要求钢板按批进行设计温度下的高温 拉伸试验，其屈服强度值参见附录B。（金属材料高温拉伸 试验方法GB/T 228.2-2015)
▪ „3.8.6低合金钢螺柱的冲击试验要求按7.1.3和7.1.4的规定。
GB/T150.2《压力容器—材料》
▪ 3.9 根据设计文件要求，钢材可按GB/T4334进行 晶间腐蚀试验，也可按有关标准进行应力腐蚀试 验、点腐蚀试验，具体试验方法和合格指标在设 计文件中规定。
▪ 3.11对已列入本标准的标准抗拉强度下限值大于 或等于540MPa 的和用于压力容器设计温度低于 -40℃的低合金钢钢板，如钢板制造单位无该钢 板在压力容器中的应用业绩，则钢板制造单位仍 应按TSG 21的规定通过技术评审。
GB/T150.2《压力容器—材料》
▪ 4.2.5 GB/T24511标准中钢板的表面加工类型，热轧产品
分为1E级（热轧、热处理、机械除氧化皮）和1D级（热
压力容器的综合分类
压力容器的综合分类压力容器是应用于各种工业领域的重要设备，用于储存和运输含压介质。
根据不同的设计和用途，压力容器可以分为多种类型。
本文将对压力容器进行综合分类，包括材料分类、结构分类、用途分类和制造方法分类等。
一、材料分类根据压力容器所采用的材料性质和特点，可以将其分为金属压力容器和非金属压力容器两大类。
1. 金属压力容器金属压力容器是应用最广泛的一类压力容器，主要由金属材料构成，包括钢制、铜制、铝制、钛制、镍制、合金制等不同材质的容器。
- 钢制压力容器：钢是最常用的金属材料之一，广泛应用于各种压力容器中。
根据不同的钢材特性和使用条件，可以分为普通碳钢、低合金钢、高合金钢等不同类型。
- 铜制压力容器：铜具有优异的导热性和导电性，同时具备良好的可塑性和韧性，适用于需要抗腐蚀和导热性能的压力容器。
- 铝制压力容器：铝材质轻、强度高、抗腐蚀性好，适用于要求轻质高强度和抗氧化性的压力容器。
- 钛制压力容器：钛具有优异的耐腐蚀性能、高强度、低密度等优点，适用于耐腐蚀性要求较高的特殊环境下。
- 镍制压力容器：镍在高温和强腐蚀环境下具有出色的耐腐蚀性能，适用于高温高压的工作环境。
- 合金制压力容器：合金结构可以融合不同金属的特点和性能，适用于一些特殊的工作条件，如高温、高压等。
2. 非金属压力容器非金属压力容器主要由塑料、玻璃钢（FRP）和橡胶等材料构成。
它们具有良好的化学稳定性和绝缘性能，适用于一些特殊的工艺要求或特殊介质的储存和运输。
- 塑料压力容器：塑料具有良好的耐腐蚀性和低密度，适用于一些介质要求耐腐蚀、轻量化的场合。
- 玻璃钢压力容器：玻璃钢是一种复合材料，具有高强度、良好的耐腐蚀性能、良好的绝缘性和低温热收缩性等特点，适用于需要耐腐蚀和绝缘的工况。
- 橡胶压力容器：橡胶具有良好的弹性和耐腐蚀性能，适用于要求密封性能较好的压力容器。
二、结构分类根据压力容器的结构形式和特点，可以将其分为以下几类。
1. 钢制容器钢制容器是最常见的一类压力容器，它们的结构主要包括筒体、底盖、法兰和焊接缝等组成。
第二章、压力容器的基本结构及材料
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第二章 压力容器的基本结构及材料 第三节 压力容器的材料
二、对压力容器选材的主要要求
1. 2.
3.
4.
压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和 工艺性能。 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。 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。 钢材的化学性能、力学性能应符合《固定容规》有关规定。选用碳 素钢和合金钢制造的压力容器应符合GB150-2011《压力容器》的有 关规定，Q235B钢板不得用于直接受火焰加热的压力容器。用于焊接 结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其碳含量不应大 于0.25%。钢制压力容器材料的力学性能、弯曲性能和冲击试验要求， 应符合GB150-2011《压力容器》中相关规定。 30
第一章 压力容器的基本结构及材料 第三节 压力容器的材料
一、压力容器材料性能 2. 工艺性能
良好的冷塑性变形能力：在加工时容易成形且不会产生裂 纹等缺陷。 具有较好的可焊性：以保证材料在规定的焊接工艺条件下 获得质量优良的焊接接头。第三，要求材料具有适宜的热 处理性能，容易消除加工过程中产生的残余应力，而且对 焊后热抗氧化性能处理裂纹不敏感。
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第二章 压力容器的基本结构及材料 第二节 常见压力容器结构
二、列管式换热器
3. U形管式换热器 其结构特点是只有一个管板，管子成U形，管子 两端固定在同一管板上。管束可以自由伸缩，当壳体与管子有温差时， 不会产生温差应力。U形管式换热器的优点是结构简单，只有一个管板， 密封面少，运行可靠，造价低，管间清洗较方便。其缺点是管内清洗较 困难，可排管子数目较少，管束最内层管间距大，壳程易短路。U形管式 换热器适用于管、壳程温差较大或壳程介质是易结垢而管程介质不易结 垢的场合。
压力容器材料
压力容器材料压力容器是一种用于承受内部压力的设备，它通常用于工业生产中的化工、石油、制药、食品等领域。
压力容器材料的选择对于容器的安全性和性能至关重要。
在选择压力容器材料时，需要考虑材料的强度、耐腐蚀性、成本以及加工性能等因素。
首先，压力容器材料需要具有足够的强度来承受内部的压力。
常见的压力容器材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等。
碳钢是一种常用的材料，具有良好的强度和韧性，适用于一般的压力容器。
而对于高压、高温或者腐蚀性较强的工况，通常会选择合金钢或不锈钢作为材料，因为它们具有更好的耐腐蚀性和高温强度。
其次，压力容器材料的耐腐蚀性也是一个重要的考量因素。
在化工、石油等领域，容器内部通常会接触到各种腐蚀性介质，因此材料需要具有良好的耐腐蚀性。
不锈钢是一种常用的耐腐蚀材料，它具有优良的耐腐蚀性能，能够抵御酸碱介质的侵蚀。
此外，合金钢和钛合金等材料也具有较好的耐腐蚀性能，适用于各种恶劣的工作环境。
除了强度和耐腐蚀性之外，材料的成本也是一个需要考虑的因素。
不同材料的成本差异较大，因此在选择压力容器材料时需要综合考虑成本和性能。
在一般的工况下，碳钢是一种性价比较高的材料，具有良好的强度和耐腐蚀性，并且成本较低。
而在一些特殊的工况下，可能需要选择成本较高的不锈钢或合金钢，以满足特定的工艺要求。
最后，压力容器材料的加工性能也是需要考虑的因素之一。
材料的加工性能直接影响到容器的制造工艺和成本。
一些特殊材料可能需要特殊的加工工艺，成本较高。
因此在选择材料时，需要考虑材料的加工性能，以确保容器的制造过程能够顺利进行。
总的来说，压力容器材料的选择需要综合考虑强度、耐腐蚀性、成本和加工性能等因素。
不同的工况和要求可能需要选择不同的材料，以确保容器能够安全、可靠地工作。
在实际应用中，需要根据具体的工艺要求和经济成本进行合理的选择，以满足工艺要求和经济效益的双重考量。
压力容器用材料基础知识
压力容器用材料基础知识
▪ 6、《固容规》对压力容器用焊接材料有什么要求 （1）用于压力容器受压元件焊接的材料，应当保证焊缝金 属的拉伸性能满足母材标准规定的下限值，冲击吸收能量满 足TSG21-2016表2-1的规定；当需要时，其他性能也不得低 于母材的相应要求。 （2）焊接材料应当满足相应焊材标准和产品标准的要求， 并且附有质量证明书和清晰、牢固的标志。 （3）压力容器制造、改造、修理单位应当建立并且严格执 行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。
压力容器用材料基础知识
▪ 1、《固容规》对压力容器用材的通用要求 （1）压力容器选材应当考虑材料的力学性能、物理性能、 工艺性能与介质相容性； （2）压力容器用材料的性能、质量、规格与标志，应符合 相应材料的国家标准或者行业标准的规定； （3）压力容器材料制造单位应当在材料的明显的部位作出 清晰、牢固的出厂钢印标志或采用其他可以追溯的标志； （4）压力容器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，并且印制 可以追溯的信息化标识，加盖材料制造单位质量检验章；
压力容器用材料基础知识
▪ 16、何谓“尿素级”不锈钢？ 尿素及其中间产物—氨基甲酸胺具有很强的腐蚀性，不
论是溶液全循环法、二氧化碳汽提法，还是氨汽提法工艺流 程都对尿素用钢有极苛刻的要求。对尿素技术有丰富经验的 荷兰斯太米卡邦公司认为，衡量不锈钢耐尿素腐蚀性的指标 主要有3个： （1）晶间腐蚀程度（以休氏方法试验）
测定，都必须严格按斯太米卡邦公司提出的标准来进行。 由于以往用于尿素的 316L不锈钢情况不理想，为了获
得更佳的耐蚀性，斯太米卡邦公司提出对C、Cr、Ni、Mo四 个元素作进一步的限制，具体为：C≤0.030%、Cr≥17.0%、 Ni≥13.0%、Mo≥2.2%。
压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板
压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板压力容器是一种用于封闭和承受高压气体或液体的设备。
在设计和制造压力容器时，选择适当的材料对于保证容器的安全性和可靠性至关重要。
碳素钢和低合金钢是两种常用的材料，在厚钢板领域有着广泛的应用。
碳素钢是指含有碳元素的钢材，其碳含量在0.08%-2.0%之间。
由于碳素钢具有良好的可焊接性、可加工性和低成本等优点，因此在一些低压和中压容器的制造中广泛应用。
碳素钢具有较高的强度和硬度，并且能够承受一定的压力和温度。
同时，碳素钢还能够抵抗一些腐蚀性介质的侵蚀，具有较好的耐久性。
因此，在一些常规应用场景中，碳素钢是一种性价比很高的材料选择。
低合金钢是指含有一定数量的合金元素（如铬、镍、钼等）的钢材。
这些合金元素能够提高钢材的硬度、强度和耐腐蚀性能，从而使钢材具备更高的承压能力和耐久性。
低合金钢通常具有较高的强度和韧性，因此在一些高压容器和要求较高承压能力的容器中被广泛应用。
与碳素钢相比，低合金钢的成本较高，但在一些特殊工况和需求较高的领域，低合金钢具有不可替代的优势。
无论是碳素钢还是低合金钢，对于压力容器的生产和使用来说，关键在于正确的材料选择和合理的设计。
在实际应用中，需要根据容器所承受的压力、温度和介质性质等因素来选择合适的材料。
同时，还需要根据设计标准和规范进行合理的计算和选择，以确保容器的安全运行。
总之，碳素钢和低合金钢是压力容器材料的常见选择。
碳素钢具有良好的可焊接性和可加工性，适用于一些低压和中压容器的制造；低合金钢则能够提供更高的承压能力和耐久性，适用于一些高压容器和特殊工况的需求。
在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择，并按照标准和规范进行设计和制造，以确保容器的安全性和可靠性。
压力容器是在工业生产中广泛使用的一种设备，承载着重要的作用，可用于贮存和输送各种液体、气体或者气液两相的物质。
由于其工作环境特殊，容器内部所受的压力远大于常压，因此压力容器的制造材料对于其的安全性和可靠性至关重要。
压力容器材料培训课件
06
压力容器材料的新技术与展望
压力容器材料的新工艺与新技术
01
新型焊接工艺
02
高强度材料制备技术
如激光焊接、电子束焊接等，提高焊 接质量和效率。
如超临界流体萃取、等离子体处理等 ，改善材料性能。
03
3D打印技术
应用3D打印技术制备压力容器，实现 个性化生产。
压力容器材料的发展趋势与前景
01
02
低温冲击韧性
良好的加工成型性能
足够的耐腐蚀性能
压力容器材料的拉伸性能
屈服强度
断面收缩率
抗拉强度
伸长率
硬度
压力容器材料的冲击性能
冲击韧性 抗疲劳性能
低温冲击韧性 耐高温蠕变性能
03
压力容器材料的物理性能
压力容器材料的密度、比热容和热导率
密度
指单位体积的压力容器材料的 质量，通常以千克/立方米（ kg/m³）为单位。
03
高性能材料
如钛合金、高强度不锈钢 等，提高压力容器设备的 耐腐蚀性和机械强度。
复合材料
如金属基复合材料、陶瓷 基复合材料等，改善材料 的综合性能。
智能化技术
应用物联网、传感器等技 术，实现压力容器设备的 远程监控和预警。
压力容器材料的未来研究方向与挑战
新材料研发
针对极端环境下使用的压力容器 ，需要研发新的材料。
2023
压力容器材料培训课件
目录
• 压力容器材料简介 • 压力容器材料的力学性能 • 压力容器材料的物理性能 • 压力容器材料的腐蚀性能 • 压力容器材料的选择与使用 • 压力容器材料的新技术与展望
01
压力容器材料简介
压力容器材料的分类与特点
按材料成分分类
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压力容器材料 Prepared on 22 November 2020
1.主题内容与适用范围
本制度对材料订货、验收、保管、发放等管理和检验做出规定，本制度的所有要求，都应有书面记录和交接手续，并具有可追踪性。
本制度适用于压力容器制造所使用的板材，管材、焊接材料、锻件和型材等。
2.材料订货
.技术部负责材料的订购，保证材料订货合同与预算、材料标准和材料特殊订货技术条件要求的一致性。
.外购件由技术部员提出，并经材料检验质控责任人审核，作为订货依据。
.由技术部门根据订货图样编制材料概算，作为材料订货的依据。
.用于压力容器的焊接材料复验、发放管理见企标Q/—2005《压力容器焊接材料管理制度》。
.调拨的材料，必须取得原材料制造厂质量证明书或加盖供材单位检验专用章和经办人印章的有效复印件。
3.材料进厂验收
.质量证明书验收与实物验收
3.1.1.材料及质量证明书到达后，由生产技术部门采购员核实质量证明书是否与订货合同、协议要求相符。
当发现与要求不符时，应向材料制造厂或材料供货单位联系处理。
3.1.2.实物验收
材料进厂后，由保管员、采购员会同材料员根据订货合同、质量证明书、发票及入库单规定的名称、规格、材质、型号、数量、尺寸公差、炉批号、热处理状态、材料原始标记、表面质量等及其它技术要求进行验收，确认无误后可办理入库。
3.1.3.材料库保管员将质量证明书转材料检验质控责任人验收，由材料检验质控责任人按材料炉批号编写材料检验号。
3.1.
4.材料检验质控责任人负责审核材料质量证明书和核实其检验项目、数据是否符合验收标准。
.材料不合格品的判定
3.2.1.对于实物有明确清晰标记，而质量证明书不对号或缺项、差错、含糊不清的材料，视为不合格品。
3.2.2不合格材料按照《不合格品质量控制程序》及《不合格品管理制度》执行。
4.材料保管
.合格的材料，按品种、型号、规格、炉批号、复验号堆放，合格材料，待检材料、不合格材料应分区存放，并应有明显标志。
.保管员根据材料质量证明书，查验实物标记和数量；复查几何尺寸及外观质量。
对板材逐张进行编号标记，并按企标Q/—2005《压力容器标记管理制度》进行材料标记，经材料员确定后，打上钢印或标记存放在合格区。
5.材料发放
.工艺技术人员根据《材料概算表》、《材料代用通知单》、《技术联系单》开具《领料单》、保管员按《领料单》，及《材质证明书》，核对发料。
.领料人员必须持有《领料单》和《零部件制造工艺流程卡》方可领料。
保管员发料后应立即在《领料单》上签字，同时在《零部件制造工艺流程卡》上加注材检编号办理发料签字手续。
.材料需要划线切割成几块时，材料标记移植须经检查员验收认可后，才予以分割，下料时应尽量保留原有材料标记。
.剩余材料和制造厂返库材料由下料者进行标记移植，由保管员核实，检验员确认方能退库。