压力容器材料选用

九天揽月 · 发表于 2010-10-8 20:18:42

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新版容规对材料选用提出可以采用压力容器专用板材GB713-2008，也可以采用符合相关材料国家或者行业标准的材料，那么，什么情况下选用GB713-2008标准的板材？什么情况下可以选用符合现行材料相关国家标准的板材？二种标准的板材成本是不一样的。

qilupzh · 发表于 2010-10-10 13:31:11

SH 3075 石油化工钢制压力容器材料选用标准

qilupzh · 发表于 2010-10-10 13:33:29

材料的选用
　　1．一般原则
　　①选择压力容器用钢材必须考虑设备的操作条件(如设计压力、设计温度、介质的特性)、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构等。
　　②选择压力容器用钢材必须在满足第①条的前提下，考虑经济合理性。一般情况下，下列规定是经济合理的。
　　a．所需钢板厚度小于8mm时，在碳素钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳素钢钢板(多层容器用材除外)。
　　b．在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235A、Q235B、20R(当20R供应有困难时，可采用20g)、16MnR等钢板。
　　c．所需不锈钢厚度大于12mm时，应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式。
　　d．不锈钢应尽量不用作设计温度小于等于500℃的耐热用钢。
　　e．珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于等于350℃的耐热用钢。在必须使用珠光体耐热钢作耐热或抗氢用途时，应尽量减少、合并钢材的品种、规格。
　　③本条所列的各类钢材选用对象是设计的指导准则，通常情况下应予执行。
　　a．碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件、承压钢管、非受压元件以及其他由刚性或结构因素决定壁厚的场合。
　　b．低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大(不小于8mm)的受压容器。
　　c．珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度在350～650℃的压力容器用耐热钢。
　　d．不锈钢用于介质腐蚀性较高(电化学腐蚀、化学腐蚀)、防铁离子污染、设计温度大于500℃或设计温度小于～100℃的耐热或低温用钢。
　　e．不含稳定化元素，且含碳量大于0．03％的奥氏体不锈钢需经焊接或400℃以上热加工时，不应使用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。
　　④钢材应符合有关标准要求。
　　⑤用作设备法兰、管法兰、管件、人手孔、液面计等化工设备标准零部件的钢材，应符合有关零部件的国家标准、行业标准对钢材的技术要求。
　　2．碳素钢
　　压力容器用碳素钢一般是含磷、硫杂质少，塑性好，焊接性能优异，抗冷脆性能高，时效倾向小的镇静钢。碳素钢是压力容器常用的材料，供应方便，价格低廉。
　　压力容器用碳素钢包括普通碳素钢和优质碳素钢，常用于制造压力容器的普通碳素钢钢板有Q235-A•F、Q235-A、Q235-C、20R、20HP；优质普通碳素钢板有10、20、25、35、45；制造钢管的有10、20；用于锻件的材料有20、25、35、45；碳钢螺栓材料有Q235-A、35。
　　3．低合金钢
　　低合金钢具有较好的力学性能，强度高，塑性、韧性好，而且焊接性能及其他工艺性能也较好，由于钢中含有一定量的合金元素，所以耐蚀性远比碳素钢强。由于低合金钢的力学性能好，用它制造的压力容器重量比碳钢制造的轻20％～30％，成本也降低许多。
　　常用的低合金钢钢板有16MnR、15MnVR、15MnVNR等；钢管有16Mn、15MnV、09Mn2V、16Mo等；锻件有16Mn、15MnV、10MnMo等；螺栓有16Mn、40MnB、40MnVB、40Cr等。
　　4．高合金钢钢板
　　高合金钢钢板在空气、水、酸、碱及其他化学侵蚀性介质中具有高度的稳定性。
　　常用的高合金钢钢板有0Cr13、0Cr18Ni9、0Crl8Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、OCr19Ni10等；钢管有0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti等；锻件有0Cr13、1Cr18Ni9Ti等；螺栓有2Cr13、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Ni12Mo2Ti等。
　　5．复合钢板
　　复合钢板是由碳钢或普通低合金钢为基层、不锈钢为复层组成的钢板。一般复层厚度为基层厚度的1／3～1／10。基层的作用是承受强度，复层则用作防腐层，与介质接触。应用不锈钢复合板，不仅节约了不锈钢，而且其热导率为单一不锈钢的1．5～2倍。因此，它特别适用于制造既要耐腐蚀又要传热效率高的设备。
　　6．低温容器与高温容器用钢
　　(1)低温容器我国将设计温度小于或等于－20℃的压力容器定为低温容器。低温容器破坏的主要原因是由于承压部件在低温和应力作用下发生脆性断裂，所以，GB
150—1998《钢制压力容器》中规定“低温容器受压元件用钢必须是镇静钢”。
　　(2)高温容器
在较高温度下承受载荷的金属材料，各种性能都与在常温下的性能有明显的区别。除了力学性能会随着温度的升高发生明显变化(一般表现为强度降低而塑性升高)外，钢材在高温下还会出现蠕变、松弛(最主要的是会产生蠕变)等异常现象。因此，对于高温承压部件材料的强度，不仅要考虑它的短期高温强度指标，更主要是考虑它的抗蠕变性能，即蠕变极限和持久强度。蠕变极限是材料在一定温度下，在规定的使用时间内，使试件产生一定量总变形的应力值。持久强度是指在给定温度下，使材料经过规定时间发生断裂的应力值。蠕变极限反映的是材料在高温下工作的变形量，持久强度反映的是材料在高温下长期工作的断裂抗力，它更好地反映了高温元件的失效特点，所以特别适用于高温承压部件。
　　用于制造高温承压部件的材料，应具有足够高的强度和持久塑性、良好的组织稳定性、高的松弛稳定性、良好的抗氧化性等性能。目前，高压锅炉和高温压力容器所用的耐热钢一般都是低合金耐热钢，常用的有钼钢Mo、铬钼钢Cr-Mo及铬钼钒钢Cr-Mo-V三大类。它们的合金元素含量少、工艺性能好，广泛用于制造使用温度在600℃以下的承压部件。
　　常用的高温用钢有16Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。一些承压部件工作温度可能更高些，则采用高合金镍铬钢，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等。

九天揽月 · 发表于 2010-10-10 18:52:33

谢谢楼上的解答，还有问题是容器板材的钢号选定后，是选用压力容器专用板材的材料标准还是选用其他标准的板材？压力容器专用板材价格高，容器制造成本高，影响制造企业效益。

九天揽月 · 发表于 2010-10-10 19:29:57

比如：GB/T3274-2007中的板材也有选用在压力容器上的，GB713-2008是锅炉压力容器专用板材，设计时，如何选用这二个标准呢？GB713板材价格要比GB/T3274的价格要高。新容规也没有说压力容器用板材除了GB713外，不能选用其他标准。

qilupzh · 发表于 2010-10-11 16:31:20

本帖最后由 qilupzh 于 2010-10-11 16:32 编辑

新容规把压力容器用钢分为：一、压力容器专用钢；二、用于焊接的碳素钢和低合金钢钢材。

GB713-2008只是GB6654和GB713和在一起，合成锅炉容器板。

qilupzh · 发表于 2010-10-11 16:31:52

GB/T3274-2007标准是有，而且GB150材料(14页)也执行GB3274，只不过GB/3274-2007后来更新，在GB150-1998第一页张2项说，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列最新版本的可能性，其中包括GB3274。只要GB150不出修订，应能执行。

九天揽月 · 发表于 2010-10-11 19:15:15

既然二个标准都能执行，设计上为了节省成本，可以选用GB/T3247作为压力容器用板，那GB713标准板材没有人用了，这个标准钢板能推广开吗？

groccui · 发表于 2010-10-12 11:09:07

3楼回答的很专业，不过好像太泛泛了一点。
压力容器行业作为国内选材最严格，要求最高的行业，材料的选择是最基本的问题。

muyi8512 · 发表于 2010-10-19 16:28:01

学习了，我也想说点啥，可是还没组织好，先看看大家的意见。

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[讨论] 压力容器材料选用

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