钢制压力容器使用材料讲解
最新压力容器常用材料的基本知识
压力容器常用材料的基本知识压力容器常用材料的基本知识1、压力容器用钢板选用时应考虑：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℃。
②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。
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。
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%。
GB 150压力容器讲解
GB150-1998《钢制压力容器》讲解一、概述1、标准适用的压力范围GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa ；真空度：≥0.02 MPaJB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～100 MPa真空度：≥0.02 MPaJB／T4735－1997《钢制焊接常压容器》设计压力P：圆筒形容器：-0.02 MPa≤P≤0.1 MPa立式圆筒形储罐、圆筒形料仓 -500Pa≤P≤0.2000 Pa矩形容器：连通大气JB4710－2000《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa(对工作压力<0.1MPa内压塔器,P取 0.1MPa)高度范围 h>10m 且h/D(直径)>52.设计时应考虑的载荷1) 内压、外压或最大压差；2) 液体静压力(≥5%P)；需要时，还应考虑以下载荷3) 容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷；4) 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；5) 风载荷、地震力、雪载荷；6) 支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；7) 连接管道和其他部件的作用力；8) 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；9) 包括压力急剧波动的冲击载荷；10) 冲击反力,如流体冲击引起的反力等；11) 运输或吊装时的作用力。
3、设计单位的职责1) 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。
2) 压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。
3) 压力容器的设计总图应盖有压力容器设计资格印章。
4．容器范围GB150管辖的容器范围是指壳体及其连为整体的受压零部件1) 容器与外部管道连接2) 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件3) 非受压元件与受压元件的焊接接头。
接头以外的元件，如加强圈、支座、裙座等4) 连接在容器上的仪表等附件。
直接连接在容器上的超压泄放装置。
GB150钢制压力容器基础知识
GB150 钢制压力容器基本解析一、压力容器类别及制造许可证级别划分二、压力容器分类《容规》中压力容器分类原则：✓符合第2条适用范围的压力容器；✓根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险程度进行划分。
压力容器的压力等级：根据压力容器的设计压力（p）划分为四个压力等级低压（代号L）0.1Mpa≤p＜1.6Mpa中压（代号M）1.6Mpa≤p＜10Mpa高压（代号H）10Mpa≤p＜100Mpa超高压（代号U）p≥100Mpa压力容器的品种：✓按生产工艺过程中的作用原理，分为：反应压力容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器；换热压力容器（代号E）：主要用于完成介质的热量交换的压力容器；分离压力容器（代号S）：主要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离的压力容器；储存压力容器（代号C）：主要用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器。
✓按压力容器的结构特点、材料等，分为◆固定式压力容器、移动式压力容器；◆管壳式余热锅炉；◆球形储罐；◆低温存储容器；◆高强度级别材料制造的容器；◆搪玻璃压力容器等。
压力容器中化学介质的毒性程度的分级和爆炸危险程度的划分：✓按照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》中表1～4、附表1～2中所列介质的分类确定。
✓HG20660中未列入的，可查找《化学危险品手册》中的参数，按以下原则确定其毒性程度极度毒性（Ⅰ）最高允许浓度< 0.1mg/m3；高度毒性（Ⅱ）最高允许浓度0.1～<1.0 mg/m3；中度毒性（Ⅲ）最高允许浓度1.0～<10 mg/m3；轻度毒性（Ⅳ）最高允许浓度≥ 10 mg/m3。
✓爆炸危险介质的确定：气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，其爆炸下限小于10％，或其爆炸下限与上限的差值大于、等于20％的介质。
《容规》中压力容器类别的划分：根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险程度划分为三类.1)下列情况之一的，为第三类压力容器：◆高压容器；◆中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；◆中压储存容器(仅限易娥或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于10Mpa.m3)；◆中压反应容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.5Mpa.m3)；◆低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2Mpa.;m3)；◆高压、中压管壳式余热锅炉；◆中压搪玻璃压力容器；◆使用强度级别较高(指相应标准中抗立强度规定值下限大于等于540MPh)的材料制造的压力容器◆移动式压力容器，包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车[液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等；◆球形储罐(容积大于等于50m3)；◆低温液体储存容器(容积大于5m3)。
压力容器培训讲义 之 压力管道用钢
碳钢的分类——按冶金方法分类
沸腾钢：在钢的冶炼过程中，如果仅加入弱脱氧剂 (锰铁)脱氧，则在钢液中将保留较多数量的FeO，在 浇注与凝固时，由于碳和FeO发生反应，钢液中会不 断析出CO，产生沸腾现象，这样的钢称为沸腾钢。 镇静钢：钢液在浇注之前经过完全脱氧，在凝固时就 不会有沸腾现象，这样的钢称为镇静钢。镇静钢的钢 锭成材率低，但钢锭内气泡、疏松较少，质量较高。 半镇静钢则介于镇静钢与沸腾钢之间。
钢材的组成与组织——残留元素
钢中的残留元素是在它的冶炼过程中残留下来的。 残留元素除锰、硅，硫、磷以外，还有微量的氧、 氮、氢等元素。 有利元素，它的存在可以提高钢的品质或改善钢的 某些性能，如锰、硅等，因此冶炼时应保证其有一 定的含量。 有害元素，如氧、氢、磷、硫等，所以应尽量清除 或严格限制其含量。
合金元素在钢中的存在形式(一）
(a)与钢中的碳化合成碳化物 合金元素中有些可以形成碳化物，称为碳化 物形成元素，如锰、铬、钼、钨、钒、铌、 钛、钽、锆等。
其中钒、铌、钛与碳的结合力最强，是强碳化 物形成元素； 铬、钼、钨等次之，称中强碳化物形成元素； 锰等则属于弱碳化物形成元素。
合金元素在钢中的存在形式(二）
压力管道材料
华东理工大学化工机械研究所 施哲雄
钢材的组成与组织——钢的主要元素
钢材的化学元素按照它的作用可以分为
基本元素 Fe C 残留元素 Mn Si S P O N H … 添加元素 Mn Si Cr Ni Mo Ti …
钢材的组成与组织——基本元素
铁元素 碳元素 铁是一种金属元素，是构成钢的基础。铁加上其它 金属或非金属元素，经过熔炼，获得具有各种性能 的合金碳是构成钢的一种非金属基本元素。 常用碳钢是含碳量在0.02 %～2.06%的铁碳合金。 含碳量小于0.02％的，一般称为纯铁，而含碳量 高于2.06％的铁碳合金则为铸铁。
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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。