PDF《第2部分：材料》

ICS23.

020.30 中华人民共和国国家标准GBxxx.1~xxx.6―201* 代替JB 4732―2005 压力容器-分析设计 Pressure Vessels-Design by Analysis (征求意见稿) 201*-**-**发布 201*-**-**实施 中华人民共和国国家标准GB/Txxxxx.2―201* 部分代替 JB 4732―1995 压力容器―分析设计 第2部分:材料 Pressure Vessels―Design by Analysis Part 2:Materials (征求意见稿) 201*-**-**发布 201*-**-**实施 国家市场监管总局国家标准化管理委员会发布GB/T xxxxx.2―201* I 目次前言 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ I

1 范围・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

1 2 规范性引用文件・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

1 3 总则・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

2 4 钢板・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

4 5 钢管・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

8 6 钢锻件・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

9 7 螺柱(含螺栓)和螺母用钢棒・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

11 8 焊接材料・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

14 附录 A(规范性附录)钢材的补充规定 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

15 附录 B(规范性附录)钢材的许用应力 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

17 附录 C(资料性附录)钢材的高温屈服强度、高温持久强度极限平均值、 弹性模量和平均线膨胀系数 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

36 附录 D(资料性附录)高合金钢钢号近似对照 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

48 GB/T xxxxx.2―201* II 前言本标准的本部分全部技术内容为推荐性. 本标准 GB/Txxxxx 《压力容器―分析设计》分为以下

6 部分: ――第1部分:通用要求;

――第2部分:材料;

――第3部分:典型受压元件及结构;

――第4部分:应力分类方法;

――第5部分:弹-塑性分析方法;

――第6部分:制造、检验和验收. 本部分为 GB/Txxxxx 的第

2 部分:材料.本部分按照 GB/T 1.1―2009《标准化工作导则》给出 的规则起草. 本部分代替 JB 4732―1995 《钢制压力容器―分析设计标准》 的部分内容. 主要增加了以下内容. a) 增加了前言. b) 增加了焊接材料. c) 增加了附录 A:钢材的补充规定. d) 增加了附录 B:钢材的许用应力. e) 增加了附录 C:钢材的高温屈服强度、高温持久强度极限平均值、弹性模量和平均线膨胀 系数. f) 增加了附录 D:高合金钢钢号近似对照. 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)提出并归口. 本部分起草单位: 本部分主要起草人: 本标准本部分为首次制定. GB/T xxxxx.2―201*

1 压力容器―分析设计 第2部分:材料

1 范围 1.1 本标准规定了采用分析设计方法设计的钢制压力容器受压元件用钢材允许使用的钢牌号及其 标准,钢材的附加技术要求,钢材的使用范围(温度和压力)和许用应力,以及焊接材料的基本要 求. 1.2 本标准适用于设计温度-253℃~800℃、设计压力不大于 100MPa 的压力容器. 1.3 本标准不适用的范围为: a) GB/T XXXXX.1 规定的不适用范围;

b) 制冷、造纸行业的压力容器;

c) 搪玻璃容器;

d) 简单压力容器.

2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用 于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件. GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 GB/T 228.2 金属材料 拉伸试验 第2部分:高温试验方法 GB/T

229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法 GB/T

699 优质碳素结构钢 GB/T

713 锅炉和压力容器用钢板 GB/T

1220 不锈钢棒 GB/T

1221 耐热钢棒 GB/T

3077 合金结构钢 GB/T

3531 低温压力容器用钢板 GB/T

3863 工业氧 GB/T

3864 工业氮 GB/T

4226 不锈钢冷加工钢棒 GB/T

4334 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法 GB/T

4842 氩GB/T

4844 纯氦、高纯氦和超纯氦 GB/T

5310 高压锅炉用无缝钢管 GB/T

6052 工业液体二氧化碳 GB/T

6479 高压化肥设备用无缝钢管 GB/T

6803 铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法 GB/T xxxxx.2―201*

2 GB/T

9948 石油裂化用无缝钢管 GB/T

12778 金属夏比冲击断口测定方法 GB/T

13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T

14976 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T

19189 压力容器用调质高强度钢板 GB/T

20878 不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分 GB/T

21833 奥氏体―铁素体型双相不锈钢无缝钢管 GB/T

24511 承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带 GB/T XXXXX.1 压力容器―分析设计 第1部分:通用要求 NB/T 47002.1 压力容器用复合板 第1部分:不锈钢―钢复合板 NB/T 47002.2 压力容器用复合板 第2部分:镍―钢复合板 NB/T 47002.3 压力容器用复合板 第3部分:钛―钢复合板 NB/T 47002.4 压力容器用复合板 第4部分:铜―钢复合板 NB/T

47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件 NB/T

47009 低温承压设备用合金钢锻件 NB/T

47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 NB/T 47013.3 承压设备无损检测 第3部分:超声检测 NB/T 47013.4 承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测 NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测 NB/T

47014 承压设备焊接工艺评定 NB/T 47018.1 承压设备用用焊接材料订货技术条件 第1部分:采购通则 NB/T 47018.2 承压设备用用焊接材料订货技术条件 第2部分:钢焊条 NB/T 47018.3 承压设备用用焊接材料订货技术条件 第3部分:气体保护电弧焊钢焊 丝和填充丝 NB/T 47018.4 承压设备用用焊接材料订货技术条件 第4部分:埋弧焊钢焊丝和焊剂 NB/T 47018.5 承压设备用用焊接材料订货技术条件 第5部分:堆焊用不锈钢焊带和 焊剂 NB/T 47019.1 锅炉、热交换器用管订货技术条件 第1部分:通则 NB/T 47019.4 锅炉、热交换器用管订货技术条件 第4部分:低温用低合金钢

3 总则 3.1 本标准对压力容器受压元件用钢板、钢管、钢锻件、螺柱(含螺栓)用钢材和焊接材料做出 了相关规定.与受压元件相焊接的非受压元件用钢应是焊接性良好的钢材. 3.2 允许采用已列入国家标准中标准抗拉强度下限值小于或者等于 540MPa 的奥氏体钢材, 但其技 术要求(如磷、硫含量,强度指标)不应低于本标准所列入相应钢材标准中化学成分相近钢号的规 定. 3.3 采用本标准未列入钢号的钢材(符合 3.2 条规定的钢材除外)时,其技术要求均应符合附录 A (规范性附录)的有关规定. 3.4 压力容器受压元件用钢应附有钢材制造单位的钢材质量证明书,质量证明书的内容应当齐全 (包括钢材出厂的最终热处理工艺参数)清晰、并且印刷可以追溯的信息化标识,加盖材料制造单 GB/T xxxxx.2―201*

3 位质量检验章.容器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收,必要时应按 TSG 21-2016《固定式 压力容器安全技术监察规程》中2.1.4 的规定进行复验.如无钢材生产单位的钢材质量证明书原件 时,则应按 TSG 21-2016 中2.1.1 的规定. 3.5 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. 3.6 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 540MPa 的合金钢钢板和合金钢锻件、奥氏体-铁素体型不锈钢钢板,以及用于使用温度低于-20℃ 的低温钢钢板和低温钢锻件,还应当采用炉外精炼工艺. 3.7 压力容器受压元件用钢的使用温度上限 3.7.1 钢材的使用温度上限(相应受压元件的最高设计温度)为本标准各许用应力表中各钢号许 用应力所对应的最高温度.如因过程工艺要求,钢材需短时在高于使用温度上限操作时,由设计文 件规定. 3.7.2 碳素钢和碳锰钢钢材在高于 425℃温度下长期使用时,应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向. 3.7.3 奥氏体型钢材的使用温度高于 525℃时,钢中含碳量应不小于 0.04%. 3.8 压力容器受压元件用钢的使用温度下限 3.8.1 钢材(奥氏体型钢材除外)的使用温度下限(相应受压元件的最低设计温度)按第

4 章至 第7章相关条文的规定. 3.8.2 奥氏体型钢材的使用温度高于或等于-196℃时, 可免做冲击试验. 使用温度在-196℃~-253℃ 之间的,应进行钢材的低温冲击试验,3 个标准试样冲击吸收能量平均值 KV2≥38J,且侧膨胀值 LE≥0.53mm.其他要求应符合 3.9.2 的规定. 3.9 碳素钢和合金钢钢材的冲击试验要求 3.9.1 碳素钢和合金钢钢材(钢板、钢管、钢锻件及其焊接接头)的冲击吸收能量指标应按表

1 的规定.对标准抗拉强度下限值随厚度增大而降低的钢材,表中标准抗拉强度下限值是钢材最小厚 度范围的标准值. 表1碳素钢和合金钢钢材的冲击吸收能量指标 钢材标准抗拉强度下限值 Rm(MPa)

3 个标准试样冲击吸收能量平均值 KV2(J) ≤450 ≥24 >

450~510 ≥31 >

510~570 ≥34 >

570~630 ≥38 且侧膨胀值 LE≥0.53mm >

630~690 ≥47 且侧膨胀值 LE≥0.53mm >

690 ≥54 且侧膨胀值 LE≥0.64mm 3.9.2 夏比 V 型缺口冲击试样的取样部位和试样方向应符合相应钢材标准的规定.冲击试验每组 取3个标准试样(宽度为 10mm) ,允许

1 个试样的冲击吸收能量数值低于表

1 的规定值,但不得低 于表

1 规定值的 70%.当钢材尺寸无法制备标准试样时,则应依次制备宽度为 7.5mm 或5mm 的小 尺寸冲击试样,其冲击吸收能量指标分别为标准试样冲击吸收能量指标的 75%或50%.夏比冲击断 口侧膨胀值测定按 GB/T

12778 的规定. GB/T xxxxx.2―201*

4 3.9.3 钢板的冲击试验要求分别按 GB/T

713、GB/T

3531 和GB/T

19189 的规定.如需提高冲击吸 收能量指标,应在设计文件中注明.对Q245R、Q345R 和13MnNiMoR 钢板,如需规定进行-20℃ 冲击试验时,应在设计文件中注明. 3.9.4 钢管的冲击试验要求按第

5 章相关条文的规定. 3.9.5 钢锻件的冲击试验要求分别按 NB/T

47008 和NB/T

47009 的规定.如需提高冲击吸收能量 指标,应在设计文件中注明.对

20、16Mn 和20MnMo 钢锻件,如需规定进行-20℃冲击试验时,应 在设计文件中注明. 3.9.6 低合金钢螺柱的冲击试验要求按 7.1.4 和7.1.5 的规定. 3.10 根据设计文件要求,钢材可按 GB/T

4334 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应在设计文件中规定. 3.11 对钢材有特殊技术要求时(如要求特殊冶炼方法、严格的化学成分、较高的冲击吸收能量指 标、附加保证高温屈服强度、提高无损检测合格等级、增加力学性能检验率等) ,应在设计文件中规 定. 3.12 对标准抗拉强度下限值大于 540MPa 的钢材、设计温度低于-40℃的合金钢钢材(奥氏体型钢 材除外) ,如钢材制造单位无该钢材在压力容器中的应用业绩,则钢材制造单位应按 TSG 21-2016 的规定通过技术评审. 3.13 奥氏体-铁素体型钢的铁素体或奥氏体含量应在 40%~60%范围内. 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 TSG 21-2016 和GB/T XXXXX.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.各钢材的许用应力见附录 B. 3.16 钢材的高温屈服强度、高温持久强度极限平均值、弹性模量和平均线膨胀系数参考值见附录 C. 3.17 高合金钢钢号近似对照见附录 D.

4 钢板 4.1 碳素钢和合金钢钢板 4.1.1 钢板的标准、使用状态及许用应力........