压力容器用材料
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℃。
16mnr材料标准
16mnr材料标准16MnR是一种压力容器用钢板，属于低碳锰钢。
这种材料具有良好的综合性能，包括良好的塑性、韧性、焊接性能和耐蚀性等。
16MnR广泛应用于石油、化工、电站等行业的压力容器制造。
本文将从16MnR材料的成分、性能、应用和标准等方面进行介绍。
一、16MnR材料成分16MnR的化学成分主要包括碳、锰、硅、磷、硫等元素。
碳含量不大于0.20%，锰含量在 1.20%-1.60%之间，硅含量在0.15%-0.35%之间，磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.015%。
此外，16MnR还包含一定量的钼、铬、镍等合金元素，以提高其性能。
二、16MnR材料性能1.力学性能：16MnR具有良好的力学性能，抗拉强度、屈服强度和延伸率等指标均较高。
在常温下，16MnR的抗拉强度可达490-620MPa，屈服强度可达315-430MPa，延伸率可达21%-35%。
2.韧性：16MnR具有较好的韧性，特别是在低温下，其冲击吸收能量较高。
16MnR在-40℃时的冲击吸收能量可达200J以上。
3.焊接性能：16MnR具有良好的焊接性能，可采用氩弧焊、电弧焊等多种焊接方法。
焊接后的16MnR具有良好的力学性能和耐蚀性。
4.耐蚀性：16MnR具有一定的耐蚀性，尤其耐硫化物和氯化物腐蚀。
在一定的腐蚀环境下，16MnR可以保持较长时间的使用寿命。
三、16MnR材料应用16MnR广泛应用于石油、化工、电站等行业的压力容器制造。
主要应用于制造石油化工容器、锅炉汽包、电站高压容器、液化石油气储罐等。
此外，16MnR还可用于制造船舶、桥梁等钢结构和建筑结构。
四、16MnR材料标准16MnR材料标准主要包括我国的国家标准、行业标准以及一些国际标准。
以下是一些常用的16MnR材料标准：1.GB 6653-2007《压力容器用钢板》2.JB 4732-1995《压力容器用16MnR钢板》3.ASTM A516-2010《压力容器用碳素钢和合金钢钢板》4.EN 10028-2-2003《压力容器用钢板-第2部分：锰钢》综上所述，16MnR是一种具有良好综合性能的压力容器用钢板。
压力容器用不锈钢典型几种介绍
压力容器用不锈钢典型几种介绍表1 不同钢种的用途表2中有关各种环境条件的评述仅想起一种抛砖引玉的作用。
上面谈的各钢种一直成功地应用着，而且也值得进行试验。
表2 不同环境下钢的适用性4.7.2、在一般腐蚀环境中不锈钢的合理选用在一般腐蚀，即产生全面腐蚀的环境中，选用不锈钢主要考虑它们的耐一般腐蚀的性能。
但这并不等于说，在这些腐蚀环境中，不锈钢就不产生局部腐蚀。
有关耐局部腐蚀用不锈钢的选材问题，将在下一节讨论。
常见的一般腐蚀环境种类繁多，很难一一列举。
本书主要涉及大气、水（淡水，工业水，海水等）、酸、碱、盐等环境中不锈钢的选材问题。
有关高温下耐化学腐蚀的选材则属于耐热钢考虑的问题。
1、大气环境中的选用根据潮湿程度，大气一般分为干燥大气，潮大气和湿大气。
它们对钢的腐蚀性则随大气潮湿程度的增加而提高。
为了耐大气腐蚀，不锈钢的选材一般是按Cr13型→Cr17型→18-8型次序[1]。
最高选用18-8型Cr-Ni奥氏体钢便可满足耐蚀的要求，个别条件下才选18-14-2型不锈钢。
根据所处的环境，大气又可分为农村大气、城市（工业）大气和海洋大气。
由于农村大气除潮湿外，一般很少污染，比较干净，因而对钢的腐蚀性较弱。
故常常选用Cr13型和Cr17型钢便可满足耐腐蚀的要求。
由于城市（工业）大气除潮湿外，还常常含有SO2、H2S、NH3、NO2以及CO2、Cl2等气体杂质和悬浮的颗粒、灰尘，而一些气体杂质溶于水中，降落或吸附到钢的表面上，然后再溶于水，均可形成C1-,H2SO4等腐蚀性较强的物质；一些悬浮颗粒和灰尘，有的溶于水后本身就具有腐蚀性，有的落在钢的表面上形成缝隙加速钢的腐蚀。
因此，对城市（工业）大气，若在室内，选用不锈钢时，虽仍可考虑选择Cr13型和Cr17型钢；但在室外，Cr17型钢则成为可供选用的最低牌号。
长期使用表明，虽然Cr17型钢表面上常常落有一层灰尘，但经清除后就会显露出并未受到腐蚀的原始的光亮表面。
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。
钢制压力容器使用材料讲解
钢制压力容器材料讲义压力容器制造厂产品检验员学习班用）2000 ．6.2002 ．6.2003 ．11．5 修改2005 ．6 ．5 修改大连市锅炉压力容器检验研究所刘溢恩手稿前言第一部分法规、标准对压力容器用钢材料的要求一．压力容器用钢的基本要求二．钢制压力容器允许使用的钢材1．钢板2．钢管3．锻件4．螺栓用钢5．关于焊接材料三．“容规”对材料的要求第二部分材料标准一．代号二．几个机械性能指标及符号三．尺寸、外形、检验与试验第三部分压力容器用钢材料质量管理要求1．采购订货2．验收入库3．材料代用4．材料保管、发放及使用前言有关几个压力容器材料方面的事故。
2003年11月国家宣布撤销原锅炉标准化技术委员会、压力容器标准化技术委员会，其工作纳入相关的锅炉压力容器标准化技术委员会。
近二十多年来，从1984 年成立原压力容器标准化技术委员会到后来的锅炉压力容器标准化技术委员会。
对压力容器用钢的标准工作一直十分重视，主动提出并积极协助冶金行业制修订压力容器用钢板标准，认真规划并及时组织制修订压力容器用锻件标准。
近二十多年来，我国压力容器用钢标准的技术水平有了很大提高。
如：我国的GB6654-1996《压力容器用钢板》标准及第1 号、第2 号修改单，将钢号中的硫、磷含量（熔炼分析）予以加严，对大部分的钢板冲击试验温度由20℃ 改为0℃ ，从标准的重要技术指标来看，现行的GB6654标准的技术水平已处于国际先进水平。
GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢钢板》及第1 号修改单，从冲击功指标（Akv）与国外相近的钢号相比我国的16MnDR 钢板仍存在一定的差距。
而我国的09MnNiDR钢板的主要技术指标优于国外先进水平的相近钢号。
在压力容器用低温钢板中，国外还有-100 ℃ 级的3.5Ni 钢板和-196 ℃ 级的9 Ni 钢板，在国内尚属空白，有待今后开展研究工作。
为实现高参数球形储罐用钢板的国产化，上世纪80 年代中期国内有关单位联合开发屈服强度490MPa级的低焊接裂纹敏感性钢，该钢不仅有较高的强度，同时还具有优良的焊接性能和低温韧性，首先在氢气球形储罐上得到应用，在GB150-98 根据其使用的低温温度分别列入：07MnCrMoVR(-2℃0 ) 和07MnNiCrMoVDR(-4℃0 ) 两个钢号(屈服极限490MPa级)。
压力容器用材料对使用状态有何要求
钢 号
钢板标准
使用状态
备 注
20
NB/T 47008
正火，正火加回火
35
NB/T 47008
正火，正火加回火
16Mn
NB/T 47008
正火，正火加回火，调质
20MnMo
NB/T 47008
调质
20MnMoNb
NB/T 47008
调质
20MnNiMo
NB/T 47008
调质
35CrMo
S31603
GB/T 12771
固溶
1010℃～1150℃，快冷
S32168
GB/T 12771
固溶
920℃～1150℃，快冷
S30408
GB/T 24593
固溶
≥1040℃，急冷
S30403
GB/T 24593
固溶
≥1040℃，急冷
S31608
GB/T 24593
固溶
≥1040℃，急冷
S31603
固溶
1030℃～1180℃快冷
S31608
NB/T 47008
固溶
1010℃～1150℃快冷
S31603
NB/T 47008
固溶
1010℃～1150℃快冷
S31668
NB/T 47008
固溶
1010℃～1150℃快冷
S31703
NB/T 47008
固溶
1010℃～1150℃快冷
S32168
NB/T 47008
注：笔者注意到原不锈钢标准中对于0Cr18Ni10Ti材料，根据需方要求可进行稳定化处理，此时的热处理温度为850～930℃的要求，对应新标准数字代号为S32168，看似取消了稳定化处理的要求，实际应由设计者来确定，并在设计图样上注明。
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。
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压力容器用材料
一、压力容器选材的有关规定
（一）钢材
⏹1. GB 150-1998（含2002年第1号修改单）
⏹2. JB 4732-1995（含1999年第1号修改单）
⏹3. 《压力容器安全技术监察规程》1999年版
（二）有色金属材料
⏹1. 铝及其合金
⏹2. 钛及其合金
⏹3. 铜及其合金
⏹4. 镍及其合金
1. 铝及其合金
⏹《容规》第17、18条。
⏹JB/T 4734-2002《铝制焊接容器》。
⏹设计压力不大于8MPa. 设计温度-269℃～200℃，设计温度大于65℃时，一般不选用含镁量大于等于3%的铝合金，如5083、5086。
2. 钛及其合金
⏹《容规》第17、20条。
nJB/T 4745-2002《钛制焊接容器》。
n设计温度：工业纯钛和钛合金不应高于300℃（《容规》对工业纯钛不应高于230℃），钛复合板不应高于350℃。
n板材：TA0、TA1、TA2、TA3、TA9、TA10。