钢制压力容器用材料(最终)
压力容器用钢
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七、常用钢材焊接材料的选用(JB/T4709-2000)
1. 同种钢的焊接
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2. 异种钢的焊接
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Than， bye-bye钢
Steel For Pressure Vessels
李国成
主要内容
一、压力容器用钢的分类 二、压力容器用钢的一般要求 三、压力容器用钢的选择原则 四、压力容器用钢板的使用范围 五、压力容器用钢管的使用范围
六、压力容器用锻件的使用范围
七、常用钢材焊接材料的选用
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一、压力容器用钢的分类
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6. 无缝钢管直径与壁厚偏差
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(续 )
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(续 )
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六、压力容器用锻件的使用范围
1. 压力容器用碳素钢低合金钢锻件（JB4726－2000）
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(续 )
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2. 低温压力容器用低合金钢锻件（JB4727－2000）
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3. 压力容器用不锈钢锻件（JB4728－2000）
t1 ——复层钢板的厚度，mm； t 2 ——基层钢板的厚度，mm。
GB150.2材料部分
3.总则
3.4 选择压力容器受压元件用钢时应考虑容器的使 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。 3.5 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－铁素体型 不锈钢钢板，以及用于使用温度低于-20℃的低温钢 板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。
3.总则
3.7.3 对用于低温低应力工况的钢材，其使用温度下限按 GB150.3附录 E的规定。 E.1.4 对于碳素钢和低合金钢制容器，当壳体或其受压 元件使用在“低温低应力工况”下，若其设计温度加50℃ （对于不要求焊后热处理的容器，加40℃）后不低于-20℃， 除另有规定外不必遵循关于低温容器的规定。 “低温低应力工况”：系指壳体或其受压元件的设计温 度虽然低于-20℃，但设计应力（在该设计条件下，元件实际 承受的最大一次总体薄膜应力和弯曲应力）小于或等于钢材 标准常温屈服强度的1/6，且不大于50MPa时的工况。
3.总则
《固容规》2.1（6）压力容器制造单位从非材料制 造单位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。 《固容规》2.11（2）对于采购的第Ⅲ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，符合本规程及其 相应材料标准的要求后方可投料使用。
3.总则
3.12 钢材的高温屈服强度、持久强度极限、弹性 模量和平均线膨胀系数参考值参见附录 B。 3.13 高合金钢钢号近似对照参见附录 C。 3.14 压力容器制造或现场组焊单位对受压元件用 钢材的代用，应事先取得原设计单位的书面批准， 并在竣工图上做详细记录。 3.15 本标准中各钢材的许用应力按 GB 150.1的原 则确定，各钢材许用应力表中中间温度的许用应力 可用内插法求得。
压力容器材料选择
Q235-A钢号已于2002年7月1日取消。
Q235-B按照GB150-1998的规定。
压力等级，材质的腐蚀性，当然参照GB150，或者GB713,能，但要指出S, P含量，现在是Q235B 了，不是Q235-BQ235B为镇静钢，常温冲击功＞27J断后延伸率＞26%分别满足固容规第 2.2条（冶炼方法）、第2.4.1条（＞20J） 2.4.2条（＞23%的要求。
只要将容规2.3.1条对P、S成分的要求作为附加采购要求，或复验后P、S成分能满足新容规要求，这样的Q235-B钢板是可以使用的。
a）Q235-A钢板的适用范围：1•容器设计压力小于等于 1.0MPa。
2•钢板使用温度0-350摄氏度。
用于壳体时，钢板厚度不大于16mm。
3•不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。
b）Q235-B钢板的适用范围：1•容器设计压力小于等于 1.6MPa2•钢板使用温度0-350摄氏度。
用于壳体时，钢板厚度不大于20mm。
3•不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。
GB 713-2008标准中有提到，16MnR、16Mng、19Mng合并为Q345R, 16Mn只是普通合金钢，16MnR是压力容器用钢，成分没有打的变化，只是力学性能的要求相比16Mn更细化而已，就是你要买容器板（一般指压力容器）就是Q345R（市场也有叫16MnR）,普通用途就叫16Mn。
至于Q235-B的取消，在GB 713-2008 中就没有Q235-B 了，所以压力容器的选材不能用Q235-B,而常压容器却可以继续用。
另GB 150的新版还没有出，现在有的设计院可能还是会使用Q235-B作为容器非受压元件主材（支座、吊耳），但是作为承压元件的原材我现在是没见到有用Q235-B的。
Q345R取带了16MnR和16Mn 现在钢厂都不轧制16MnR 了你可以察看一下GB713-2008说明的很清楚！ Q235-B可以使用在压力容器中GB150-1998中第423说明的很清楚！！压力容器设计时还能选用Q235-B吗？听说取消了？为什么要取消？看到有的设计中使用了该材料。
压力容器常用钢材
压力容器常用钢材Word文档：苏成功黄橙PPT制作：汪斌傅斌杰(1)钢材分类钢材的形状包括板、管、棒、丝、锻件、铸件等。
压力容器本体主要采用板材、管材和锻件。
钢板钢板是压力容器中最常用的材料，如圆筒、封头的制作钢管接管、换热管一般由无缝钢管制成锻件高压容器的平盖、端部法兰、接管法兰等锻件(2)钢材类型压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢1、碳素钢压力容器常用碳素结构钢有Q235B、Q235C;常用优质碳素结构钢有20g、20R、10G;压力容器专用钢板有Q245R、HP245、HP265、HP295。
①Q235B钢的应用举例：Q235B级钢主要用于建筑、桥梁工程上制造质量要求较高的焊接结构。
其技术标准为:②20g钢20g钢是制造锅炉的常用碳素钢板。
是用于制造压力小于6MPa ,壁温低于450C的船舶锅炉、蒸汽锅炉以及其他锅炉构件。
20厚壁钢管。
主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构管等。
其技术标准为：③10G是GB/5310国标钢号（国外对应牌号：德国st45.&日本STB41、美国SA106B），为最常用锅炉钢管用钢10G钢管主要用于制造高压和更高参数锅炉管件，低温段过热器、再热器，省煤器及水冷壁等；如小口径管做壁温＜50CC受热面管子、以及水冷壁管、省煤器管等，大口径管做壁温＜45©蒸汽管道、集箱（省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱），介质温度＜45©管路附件等。
由于碳钢在450 ©以上长期运行将产生石墨化，因此作为受热面管子长期最高使用温度最好限制到450©以下。
该钢在这一温度范围，其强度能满足过热器和蒸汽管道要求、且具有良好抗氧化性能，塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好，应用较广。
此钢在伊朗炉（指单台）上所使用部位为下水引入管（数量为18吨）、汽水引入管（10吨）、蒸汽连接管（16吨）、省煤器集箱（8吨）、减温水系统（5吨），其余作为扁钢、吊杆材料使用（约86吨）。
压力容器对材料选用要求
压力容器对材料选用要求1）压力容器用材料的质量及规格应符合TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》材料的规定材料生产单位应按相应标准的规定向用户提供质量证明书（原件），并在材料上的明显部位做出清晰、牢固的钢印标志或其他标志，至少包括材料制造标准代号、材料牌号及规格、炉（批）号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。
2）压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应考虑与介质的相容性。
压力容器专用钢材磷的质量分数（熔炼分析，下同）不应大于0.030%，硫的质量分数不应大于0.020%。
1）压力容器用材料的质量及规格应符合TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》材料的规定材料生产单位应按相应标准的规定向用户提供质量证明书（原件），并在材料上的明显部位做出清晰、牢固的钢印标志或其他标志，至少包括材料制造标准代号、材料牌号及规格、炉（批）号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。
2）压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应考虑与介质的相容性。
压力容器专用钢材磷的质量分数（熔炼分析，下同）不应大于0.030%，硫的质量分数不应大于0.020%。
如选用碳素钢沸腾钢板和碳素钢镇静钢板制造压力容器（搪玻璃压力容器除外），应符合GB150.2-2011《压力容器第2部分：材料》的规定。
碳素钢沸腾钢板和Q235A钢板不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。
3）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，其碳的质量分数不应大于0.25%。
4）钢制压力容器用材料（钢板、锻件、钢管、螺柱等）的力学性能、弯曲性能和冲击试验要求，应符合国家的有关规定。
5）用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，按照TSG21-2016中《固定式压力容器安全技术监察规程》，2.2.1.4钢板超声检测的要求执行。
凡符合下列条件之一的，应逐张进行超声检测：a.盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器；b.盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器；c.最高工作压力大于等于10MPa的压力容器；d.对GB151-2014《热换热器》、GB12337-2014《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的钢板。
压力容器用钢材
压力容器用钢材的选用 在压力容器设计中，正确地选择钢材，对保证容器的使用安全、结构合理和降低制造成本是至关重要的。 一般规定 压力容器用材料的质量及规格，应符合相应的国家标准、行业标准的规定。 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。 压力容器专用钢材的磷含量不应大于0.03%,硫含量不应大于0.02%;用于焊接压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢,其含碳量不应大于0.25%
*
材料的屈服极限、强度极限和弹性模量随温度的升高而降低,如果材料在高温下承受高的应力，则材料的抗蠕变性能是关键性的。
*
耐腐蚀性能 耐腐蚀性能是金属材料抵抗介质腐蚀的能力。压力容器中处理的介质大多数具有腐蚀性的，在设计中必须根据操作介质来选择耐腐蚀材料. 如果腐蚀发生在整个金属表面上，则称为金属的全面腐蚀；如果腐蚀均匀地分布在整个金属表面，则称为均匀腐蚀；如果腐蚀只发生在金属表面的局部区域，其余大部分表面不腐蚀，称之为局部腐蚀。 均匀腐蚀 均匀腐蚀是在整个金属表面均匀地发生腐蚀，这种腐蚀相对其它形式的腐蚀其危害最小。GB150中C2只考虑均匀腐蚀 . C2=KB 其中B—设计寿命(年) K—腐蚀速率(mm/ 年 )
式中各元素的符号代表钢中含量的百分数.
*
一般认为: 当Ceq<0.4%时,钢材的淬硬倾向不大,可焊性优良,焊接时不必预热.
当Ceq=0.4%-0.6%时,钢材的淬硬倾向增大,可焊性有限,焊接时需要预热.控制焊接线能量等工艺措施.
单击此处添加小标题
当Ceq>0.6%时, 淬硬倾向严重,属于较难焊接的钢材,需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施.
*
磷（P）--磷可以固溶在钢的铁素体中，降低了钢的延伸率及断面收缩率。磷对钢最有害的影响是降低冲击韧性，随着钢中磷含量的增加，钢发生脆化，最终甚至引起常温脆化。例如：钢中含0.25%的磷(P)其冲击值为零.在一般钢中,随着磷含量增加,其脆性转变温度(NDT)也显著地增加.磷含量不高也容易引起偏析,而且其扩展速度很慢,不易用热处理方法消除偏析.另外,磷和氧亲和力较强,会恶化可焊性和可锻性.所以,磷也是有害杂质, “容规”中对容器用钢中对P含量的限制有明确的规定。 氢—氢原子半径极小,在钢中扩散速度比其它元素大得多,很容易透过晶格.氢可引起钢的1)氢脆；2)韧性下降；3）产生延迟裂纹；4）产生白点；5）焊接时产生凹裂纹等，为了克服这些问题，可采取真空熔炼等办法进行脱氢。另外，焊接时，焊条、焊剂要烘干。焊缝处消氢处理也是有效方法之一。
GB150-1998钢制压力容器
钢制压力容器Steel pressure vessels自1998-10-1 起执行标准圆筒和内压球壳圆筒和外压球壳和开孔补强、检验与验收（标准的附录）材料的补充规定（标准的附录）超压泄放装置（标准的附录）低温压力容器（标准的附录）非圆形截面容器（标准的附录）产品焊接试板的力学性能检验（提示的附录）钢材高温性能（提示的附录）密封结构（提示的附录）材料的指导性规定（提示的附录）焊接结构对GB150-89进行修订。
依据GB150-89实施以来所取得的经验，参照近期国际同类标准进行了下列变动：GB150-89中第8章“卧式容器”、第9章“直立容器”、附录E“U形膨胀节”、附录F“直立容器高振型计算”、附录H“钢制压录L“例题”。
其中，除附录L外，其余已另有国家标准或行业标准。
“前言”、“引用标准”和“附录H”。
0-89中1.1内容列为第1章“范围”；1.2“组成”撤消，其他内容列为第3章“总论。
”章（GB150-89中第1章）中增加了“计算压力”的定义；对最小厚度和计算厚度的定义进行了修订；对腐蚀裕量选取给予明确的规述与JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》一致；压力试验中取消了（p+0.1）的限制，并对大型容器的压力试验给予了规定。
章（GB150-89中第2章）根据钢材标准的变动，相应的增加和撤消了一些钢号；增加了不锈钢复合钢板的技术要求；加严了钢板逐章（GB150-89中第3章）取消了“圆筒和球壳的组合应力计算”。
章（GB150-89中第4章）外压圆筒和外压管子计算中，其条件D o/δe≥10改为D o/δe≥20；D o/δe<10改为D o/δe<20。
章（GB150-89中第5章）补充了7.2.5“受外压锥壳”的计算。
章（GB150-89中第6章）修订了“不另行补强的开孔直径”的规定；撤消“开孔补强设计的另一方法”。
10章增加了锻焊压力容器和焊后热处理工艺的要求。
录C补充了对奥氏体不锈钢制低温容器的规定。
钢制压力容器使用材料讲解
钢制压力容器使用材料讲解
钢制压力容器是目前工业中常用的一种设备，具有承受在高温，高压等极限条件下的贮存，运输和使用的能力。
在选择和设计钢制压力容器时，其材料的选择至关重要。
本文将就钢制压力容器主要使用的材料进行讲解，并分析其优缺点。
1. 碳钢
碳钢是目前使用最为广泛的包括造船，电站和炼油厂在内的钢制压力容器的材料之一。
碳钢价格较低，同时也具有强度高，硬度好等优点，因此适合在一般的温度和压力环境下工作。
不过，碳钢的耐腐蚀性较低，且易受到化学污染物的影响，因此在一些需要高耐腐蚀性能的场景下需谨慎应用。
2. 合金钢
合金钢相较于碳钢更为坚固，同时也具有较高的耐腐蚀性，因此在一些特殊的场景下使用较为普遍。
合金钢的另一个优点是其具有良好的耐高温性，可以在高温条件下安全运行。
但是，合金钢的价格相对较高，因此适用范围较为有限。
3. 不锈钢
不锈钢的耐腐蚀性非常好，且同样适用于在高温和低温场景下工作。
不锈钢具有良好的抗氧化性和耐磨损性，可以在一些特殊场合下承受更高的压力。
不过，不锈钢价格较高，不适用于所有的场景。
总体来说，钢制压力容器不同材料间有各自明显的优缺点，是否选用则应依据所需的贮存，运输和使用要求而定。
为保证钢制压力容器的安全性，应按照相应规范和标准进行选择和设计，在使用过程中也要保持良好的维护，定期检波和保养。
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AKV
J
AKV
J
-40
≥ 27
≥34
-30
≥ 27
≥34
一 压力容器用材料
3.2.2 使用状态 正火. 3.2.3 超声检测 壳体厚度大于20mm,不低于Ⅲ级。
一 压力容器用材料
3.3 15MnNiDR钢板 3.3.1 钢板标准
GB3531-1996 第 1 号修改单
GB3531 （报批稿）
第 2 号修改单 20R P（%） S（%） 冲击试验（横向） AKV J ≤0.030 ≤0.020 0℃，≥27 GB713-2008 Q245R ≤0.035 ≤0.035 0℃，≥31
一 压力容器用材料
1.3.2 使用状态 壳体厚度大于30mm，其他受压元件（法兰、管板、平盖等） 厚度大于50mm，应在正火状态下使用。
≤0.025 ≤0.020
≤0.020 ≤0.010
0℃，≥34 AKV J
0℃，≥41
一 压力容器用材料
2.5.2 使用状态 正火加回火 2.5.3 超声检测
壳体厚度大于25mm，不低于Ⅲ级
一 压力容器用材料
2.6 07MnCrMoVR钢板 2.6.1 技术条件
GB150-1998 P.S.含量 P(%) ≤0.030 ≤0.020 GB19189-2003 ≤0.025 ≤0.010
1.2.2 许用应力
以16mm厚钢板为例，室温下的许用应力
钢 号
Rm
MPa
ReL
235 235
MPa
Rm 3.0
MPa
ReL 1 .6
147 147
〔σ 〕MPa MPa
Q235-B Q235-C
375 375
125 125
113 (0.9) 125
一 压力容器用材料
1.3 Q245R钢板 1.3.1 钢板标准
一 压力容器用材料
2.4.2 使用状态 正火加回火。 2.4.3超声检测
壳体厚度大于25mm，不低于Ⅲ级。
一 压力容器用材料
2.5 13MnNiMoR (13MnNiMoNbR)钢板 2.5.1 钢板标准
GB6654-1996 第 2 号修改单 GB713-2008
P(%) S(%) 冲击试验（横向）
S% ≤0.045 ≤0.040
一 压力容器用材料
b. 冲击试验 钢 号 Q235-B Q235-C c. 组批规定 Q235-B, 用公称容量不大于30t的炼钢炉冶炼的钢，允许6炉组 成混合批。 试验温度℃ 20 0 纵向AKV J(注) ≥27 ≥27
Q235-C, 同一炉号。
一 压力容器用材料
GB6654-1996 第 2 号修改 单 16MnR P(%) ≤0.030 GB713-2008 Q345R
≤0.025
S(%)
≤0.020
≤0.015
冲击试验（横向） 0℃，≥31 AKV ，J 0℃，≥34
一 压力容器用材料
2.2.2 使用状态 壳体厚度大于30mm，其他受压元件（法兰、管板、平盖等） 厚度大于50mm，应在正火状态下使用。 2.2.3 超声检测 壳体厚度大于30mm，不低于Ⅲ级。多层包扎容器的内筒钢 板，不低于Ⅱ级。
P(%)
≤0.025
一 压力容器用材料
2.3 15MnVR钢 现已很少使用 2.4 18MnMoNbR钢板 2.4.1 钢板标准
GB6654-1996 第 2 号修改单 P(%) S(%) 冲击试验（横向） AKV J ≤0.025 ≤0.020 0℃，≥31
GB713-2008 ≤0.020 ≤0.010 0℃，≥41
一 压力容器用材料
2 低合金高强度钢板
2.1.钢号及钢板标准
Q345R(16MnR) Q370R(15MnNbR) GB713-2008 18MnMoNbR (13MnNiMoR)13MnNiMoNbR
07MnCrMoVR GB 19189-2003
一 压力容器用材料
2.2 Q345R（16MnR）钢板 2.2.1 钢板标准
1.3.3 超声检测
壳体厚度大于30mm,不低于Ⅲ级。
一 压力容器用材料
1.3.4 使用温度下限（正常应力水平） 正火状态，6mm～36mm,-20℃。 热轧状态及厚度大于36mm正火状态，-19℃。 用于壳体的Q245R钢板，使用温度低于0℃,厚度大于25mm， 使用温度低于-10℃，厚度大于12mm，钢板应进行使用温度下 或图样规定的温度下低温冲击试验 1.3.5 生产情况 正火供应，且保证-20℃低温冲击试验: 舞阳、重庆、武汉。
钢制压力专业知识
主要内容
一、压力容器用材料 二、压力容器制造—焊接 三、常用材料的焊接工艺
一 压力容器用材料
1. 碳素结构钢板
1.1 钢号及钢板标准 Q235-B GB/T912-1989 Q235-C GB/T3274-1988 Q345R GB713-2008 1.2 Q235-B和Q235-C镇静钢板 1.2.1 技术条件 a.化学成分 （熔炼分析） 钢 号 P% Q235-B ≤0.045 Q235-C ≤0.040
GB3531-1996
07MnNiCrMoVDR
GB19189-2003
注意问题。
一 压力容器用材料
3.2 16MnDR钢板 3.2.1 钢板标准
GB3531-1996 第 1 号修改单
GB3531 （报批稿）
P(%)
≤0.025
≤0.025
S(%) 试验温度 ℃
≤0.015
≤0.012
板厚 mm 冲击试 验 （横向） >36～100 6～36
一 压力容器用材料
2.2.4使用温度下限 热轧6mm～25mm,正火6mm～120mm, -20℃。 热轧状态厚度大于25mm，-19℃。 用于壳体的16MnR钢板，使用温度低于0℃，厚度大于 38mm，使用温度低于-10℃，厚度大于20mm,钢板应进行 使用温度下或图样规定的温度下低温冲击试验。 2.2.5 生产情况 保证-20℃低温冲击试验：舞阳、武汉、重庆。
a .
（熔炼分析） S(%) b . 冲击试验（横向）
-20℃，≥47 AKV J
-20℃，≥47
一 压力容器用材料
2.6.2 使用状态
调质
2.6.3 超声检测
用于壳体、调质状态供货的钢板，不低于Ⅱ级。
一 压力容器用材料
3.低温钢板 3.1 钢号及钢板标准
16MnDR 15MnNiDR 09MnNiDR