PDF《中国承压设备材料的国际化趋势》

14 徐彤寿比南 桂乐乐 尹立军 张雪涛 孙超(中国特种设备检测研究院 北京 100029) 摘要:本文围绕中国承压设备材料国际化,阐明了中外承压设备材料相互认可的必要性,概述了国 外标准规范认可和接受我国材料牌号的状况,回顾总结了 ASME 锅炉压力容器规范材料卷中国国际工作组自 成立以来的工作成果,提出了中国承压设备材料进入国际标准的步骤和途径,展望了我国材料国际化的未 来发展趋势.

文章认为:中国的材料标准被国际上的承压设备标准承认,是我国承压设备产业国际化的努 力方向,不仅将带动我国钢铁产品走向世界,同时也是我国承压设备标准成为国际认可标准的前提条件. 关键词:ASME 中国国际工作组 承压设备 材料 标准互认 The internationalization of China pressure equipment materials Xu Tong Shou Binan Gui Lele Yin Lijun Zhang Xuetao Sun Chao (China Special Equipment Inspection and Research Institute Beijing 100029) Abstract This paper focuses on the internationalization of Chinese pressure equipment materials, illustrates the necessity of mutual recognition of domestic and foreign pressure equipment materials, and an overview of Chinese material grades recognized and accepted by foreign standards, reviews the achievements of ASME Boiler and Pressure Vessel Code (II) Chinese International Work Group since establishment, proposed pathway of Chinese pressure equipment material cooperated into the international standards, and looks up the future of material internationalization. It points out that Chinese material standards incorporated into international pressure equipment standards is the first step for the internationalization of Chinese pressure equipment industries. Also it can facilitate China'

s iron and steel products to the world market, and is the prerequisite of China'

s pressure equipment standards becoming internationally recognized. Keywords ASME China International Working Group Pressure equipment Material Material recognition 中图分类号 : X923 文献标识码:B 文章编号:1673-257X(2015)06-14-05 DOI: 10.3969/j.issn.1673-257X.2015.06.004 中国 承 压设 备材料的国际化趋势作者简介:徐彤 (1967 ~ ),女,硕士,高工,副主任,主要从事金属材料性能评价和微 试样试验方法研究工作. (收稿日期 :2015-05-15)

1 必要性 我国是承压设备生产大国.截至

2013 年底,我国 境内有锅炉 64.12 万台,压力容器 301.12 万台,气瓶 1.4387 亿只,压力管道 89.83 万公里 [1] ,这些承压设 备大多是我国自行生产制造的.我国现有境内锅炉制 造企业

1047 家,压力容器制造企业

4596 家,气瓶生 产企业

158 家,压力管道制造企业

5620 家[1] .随着近 年来我国经济的迅猛发展, 节能减排的要求日趋严峻, 承压设备技术向着高参数、大型化、复杂化的方向发 展, 其中, 大型化包括新材料的使用、 设计方法的变革、 制造装备的要求、检验工艺的复杂、对运输和安装的 要求;

高参数化指的是承压设备趋向于高温、高压、 强腐蚀性的使用环境;

复杂化指的是设备的结构日趋 复杂、操作复杂、破坏机理复杂,各种破坏机理交互 作用. 同时还要考虑设备的制造、 维护和使用经济性, 保证安全性、环境保护和经济性的和谐统一.这些技 术进步均涉及到设备的材料必须具有更加良好的力学

15 性能以及极端环境的使用性能(耐高温、深冷、抗强 腐蚀、中子辐射等),促进了承压设备材料研发向高 等级的方向发展. 随着经济发展的全球化以及中国制造的国际化扩 展, 中国承压设备的国际化趋势也逐渐显现. 这包括, 我国的大型工程公司承揽境外石化、电力工程建造项 目,部分承压设备的制造由境内设备制造商完成;

境 外跨国公司在全球范围内的工程项目,均将我国作为 重要的设备采购地,也就是说,有相当部分的设备由 我国企业建造.这意味着我国制造企业需要按照国外 标准生产承压设备产品,因而必须采用国外标准认可 的材料, 通常也就是国外牌号材料, 从事承压设备建造. 为了承担这些订单,中国有大量的承压设备制造企业 拥有国外锅炉压力容器制造的证书.我国现有

680 余 家锅炉压力容器制造企业拥有 ASME 证书,其中核电 设备制造商

29 家.换而言之.有680 余家企业可按 照ASME 规范的要求生产锅炉压力容器的设备,其按 ASME 要求制造用材也必须是 ASME 规范所认可的材 料.由于历史原因,出口产品采用中国承压设备材料 制造的只占很小的比例,造成了我国承压设备出口产 品技术含量和经济附加值偏低. 另外,由于我国安全法规和技术标准发展的不平 衡,法规标准体系仍在逐步完善,部分即使是我国自 行设计建造的承压设备产品仍然不得不或多或少应用 国外先进技术、国外标准,这使得在国内制造的产品 采用国外材料不可避免. 众所周知,境外采购成本高,供货周期长,采用 国外材料经常是不得已而为之.解决这个问题有两个 途径,一是国家加大对材料研究的投入,尽快将国外 新材料进行国产化,保障新材料研究开发的可持续性 和足够的资金强度和时间力度;

一是开展国内外材料 标准互认的工作,通过材料标准互认,使得我国标准 中的材料可用于国外产品的建造.而后者是更为快捷 经济的手段,并且能够保持我国技术的自主地位,保 证可持续的发展. 国内外标准互认不仅是行业的需求, 也是经济和制造水平发展到一定阶段的必然结果.若 能正常发展,必将带来巨大的经济效益,促进中国材 料走向世界,也促进中国承压设备标准走向世界. 钢铁产业是不可替代的产业,钢铁材料是无可替 代的材料,国民经济高速发展的需求拉动了钢铁产业 飞速发展,钢铁产业的飞速发展又支持了国民经济的 高速发展.据统计,去年我国粗钢产量达到 7.17 亿吨,

80 家重点大中型钢铁企业

2012 年吨钢利润是 2.6 元(包括非钢收入在内 ),而上缴的利税和缴纳银行的财 务费用却是吨钢

200 多元.随着我国企业外包服务能 力的提高,在涉外工程总包中可以大幅提高使用自有 钢材的份额,在装备出口方面增加钢材二次出口,也 可以消化不少钢铁产能. 标准互认可以加强钢材出口, 促进钢产品走出国门. 近年来钢铁产业快速发展,中国钢铁材料生产能 力已经跃居世界前列,不锈钢产能已位居世界第一;

装备和技术的不断进步使得我国金属材料的质量和水 平大幅度提高,一些牌号的技术性能指标已经达到或 接近国际先进水平,承压设备用金属材料的质量、性 能和稳定性等均有了很大提高,实现中美承压设备材 料互认的时机和条件已经基本成熟.以Q345R 为例, 现在钢厂的 S、P 等有害杂质含量已经降到很低,而 力学性能指标却保持在较稳定的水平, 详见图

1 ~图4. 图1Q345R 牌号 S 含量分布情况 图2我国 Q345R 牌号 P 含量分布情况

16 图3Q345R 牌号 36-60mm 规格板材抗拉强度分布 图4Q345R 牌号 36-60mm 规格板材断后伸长率分布

2 承压设备材料的发展状况 随着承压设备行业的技术要求变化,材料工业的 技术进展, 例如通过热模拟、 装备更新等, 展现出更高、 更快、更强的特点. 材料具有更高的纯净度,和更高的质量要求、以 及适应更高的极限使用温度.这包括夹杂物减少、偏 析度减弱;

并且在 EN 10028《Flat products made of steels for pressure purposes (承压用钢板)》、 GB/T 713-2014《 锅炉和压力容器用钢板》、GB 19189-2011《压力容器用调质高强度钢板》等材料标 准以及制造的订货技术条件中对材料规定了有更高的 质量要求,例如 S、P 含量上限值更低等;

而对晶粒度、 各向同性、气体含量、J 系数、X 系数等的要求也更 为详尽.同时,材料现在比

一、二十年前更可适用于 更高的极限条件, 这些极限条件包........