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1压力容器设计审批人培训（二）二〇一二年二月2材料GB150.2-2011（压力容器第2部分）一、主要变化二、范围三、总则四、钢板五、钢管六、锻件七、螺柱（含螺栓）和螺母用钢棒八、材料的补充性、指导性规定3一、主要变化1）第1章范围中规定了适用温度为-253℃~800℃；42）第2章引用文件中的钢材标准全部进行了更新。复合板增加了镍-钢、钛-钢和铜-钢3个标准（NB/T47002.2、NB/T47002.3和NB/T47002.4）。不锈钢无缝钢管增加了奥氏体-铁素体型钢管标准（GB/T21833）。不锈钢焊接钢管增加了锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢管标准（GB/T24593）和奥氏体-铁素体型钢管标准（GB/T21832）。不锈钢棒增加了冷加工钢棒标准（GB/T4226）；53）第3章总则中碳素钢和低合金钢钢材（钢板、钢管和钢锻件）的冲击功最低值按TSGR0004的规定提高了指标；64）按TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》所规定的安全系数重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力；75）第4章钢板中增加了7个低合金钢钢板（12Cr1MoVR、12Cr2Mo1VR、12MnNiVR、15MnNiNbDR、07MnNiMoDR、08Ni3DR和06Ni9DR），6个高合金钢钢板（S11972、S30409、S31008、S39042、S22253和S22053）；86）第4章钢板中提高了碳素钢和低合金钢钢板的超声检测要求，将钢板的使用温度下限作了详细规定；9表3壳体用钢板超声检测要求钢号钢板厚度mm容器使用条件质量等级Q245RQ345R＞30~36——————不低于Ⅲ级＞36不低于Ⅱ级Q370RMn-Mo系Cr-Mo系Cr-Mo-V系＞25——————不低于Ⅱ级16MnDRNi系低温钢（调质状态除外）＞20——————不低于Ⅱ级调质状态使用的钢号＞16——————Ⅰ级多层容器内筒钢板≥12——————Ⅰ级——————≥12介质毒性程度为极度或高度危害；在湿H2S环境中使用；设计压力大于或等于10MP。不低于Ⅱ级107）第5章钢管中增加了2个低合金钢钢管（09MnNiD和08Cr2AlMo），2个奥氏体型高合金钢无缝钢管（1Cr19Ni9和0Cr25Ni20），4个奥氏体-铁素体型高合金钢无缝钢管（S21953、S22253、S22053和S25073），高合金钢焊接钢管列入5个奥氏体型钢号（S30408、S30403、S31608、S31603和S32168）和3个奥氏体-铁素体型钢号（S21953、S22253、S22053）；118）第5章钢管中列入了用钢棒加工的接管，并做出了相关规定；129）第6章钢锻件中增加了4个低合金钢钢锻件（20MnNiMo、12Cr2Mo1V、12Cr3Mo1V和08Ni3D），4个奥氏体型高合金钢钢锻件（S30409、S31008、S31703和S39042），2个奥氏体-铁素体型高合金钢钢锻件（S22253和S22053）；1310）第7章螺柱（含螺栓）用钢棒中调整了35CrMoA和40CrNiMoA低温用螺柱的最低冲击试验温度，提高了30CrMoA、35CrMoA和40CrNiMoA螺柱的低温冲击功指标，增加了S31008高温用高合金钢螺柱和应变强化处理的S30408低温用高合金钢螺柱；1411）附录附录A中增加了4个低合金钢钢板（12Cr2Mo1VR、15MnNiNbDR、08Ni3DR和06Ni9DR）的技术要求，以及2个低合金钢钢管（09MnNiD和08Cr2AlMo）的技术要求；附录B中列入了新增钢号的相关性能数据参考值；附录C中列出了高合金钢统一数字代号和牌号的对照表；附录D中列出了Q235系列钢板的使用规定。15二、范围1.适用范围GB150的本部分规定了压力容器受压元件用钢材允许使用的钢号及其标准，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。本部分适用于设计温度-253℃~800℃、设计压力不大于35MPa的压力容器。本部分不适用的范围为：GB150.1规定的不适用范围；制冷、造纸行业的容器，搪玻璃容器和简单压力容器；TSGR0004中1.4条所规定的范围。16制冷压力容器执行的标准：NB/T47012-2011《制冷装置用压力容器》代替JB/T4750；简单压力容器执行的标准：TSGR0003《简单压力容器安全技术监察规程》17三、总则3.1本标准对压力容器受压元件所采用的钢板、钢管、钢锻件和螺柱（含螺栓）用钢材做出了相关规定。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。压力容器受压元件是：包括容器直接承受工作压力的受力部件。压力容器非受压元件是：如支座附板、塔式容器的裙座、加劲板等。183.2采用本标准未列入钢号的钢材时，除奥氏体型钢材外均应符合附录A的有关规定。允许采用已列入国家标准中的奥氏体型钢材，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压力容器受压元件用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书原件，容器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收。如无钢材生产单位的钢材质量证明书原件时，则应按TSGR0004中2.1的规定。对符合TSGR0004中2.11所规定的情况，压力容器制造单位应对钢材进行复验。193.4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。3.5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或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体－铁素体型不锈钢钢板，以及用于使用温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺（二次精炼）。203.6压力容器受压元件用钢材的使用温度上限规定3.6.1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。如在工艺过程中，钢材需短时在高于使用温度上限操作时，由设计文件规定。许用应力表中粗线右侧的许用应力系由钢材10万小时的高温持久强度极限所确定。3.6.2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。3.6.3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%。213.7压力容器受压元件用钢材的使用温度下限3.7.1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。3.7.2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。低于-196℃~-253℃，由设计文件规定冲击试验要求。3.7.3对用于低温低应力工况的钢材，其使用温度下限按GB150.3附录E的规定。223.8.3钢板的冲击试验要求分别按GB713、GB3531和GB19189的规定。如需提高冲击功指标，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。23GB/T4334标准核心内容：设计文件有晶间腐蚀倾向试验要求的不锈钢材料，产品质量证明书应注明晶间腐蚀试验的结果，否则应按现行国家标准GB/T4334的有关规定进行补项试验。24GB/T4334-2008《金属和合金的腐蚀不锈钢材料晶间腐蚀试验方法》简介本标准适用于检验不锈钢晶间腐蚀，包括以下试验方法：方法A不锈钢10%草酸浸蚀试验方法：适用于奥氏体不锈钢晶间腐蚀的筛选试验，试样在10%草酸溶液中电解浸后，在显微镜下观察被浸蚀表面的金相组织，以判定是否需要进行方法B、方法C、方法D、方法E等长时间热酸试验。在不允许破坏被测结构件和设备的情况下，也可以作为独立的晶间试验方法。方法B不锈钢硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法：适用于将奥氏体不锈钢在硫酸-硫酸铁溶液中煮沸试验后，以腐蚀速率评定晶间腐蚀倾向。方法C不锈钢65%硝酸铁腐蚀试验方法：适用于将奥氏体不锈钢在65%硝酸溶液中煮沸试验后，以腐蚀速率评定晶间腐蚀倾向。25方法D不锈钢硝酸-氢氟酸腐蚀试验方法：适用于检验含钼奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向。用温度为70℃的10%硝酸和3%氢氟酸溶液中的腐蚀速率，同基准试样腐蚀速率的比值来判定晶间腐蚀倾向。方法E不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法：适用于检验奥氏体、奥氏体-铁素体不锈钢在加有铜屑的硫酸-硫酸铜溶液中煮沸试验后，由弯曲或金相判定晶间腐蚀倾向。263.10对钢材有特殊技术要求时（如特殊冶炼方法、严格的化学成分、较高的冲击功指标、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。273.14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。28四、钢板4.1.1钢板的标准、使用状态及许用应力按表2的规定。4.1.3对容器制造过程中需进行正火、正火加回火或调质热处理的碳素钢和低合金钢钢板,钢板制造单位的交货状态可不同于表2中的使用状态。钢板制造单位出厂检验和容器制造单位复验钢板力学性能时,应从热处理的样坯上取样进行试验。样坯厚度为钢板厚度,样坯长度和宽度均不小于3倍钢板厚度。试样的轴线应位于离样坯表面1/4厚度处,试样所处的位置离样坯各个侧面的距离应不小于样坯厚度,但拉伸试样的头部(或夹持部位)不受此限制。294.1.4下列碳素钢和低合金钢钢板,应在正火状态下使用：a)用于多层容器内筒的Q245R和Q345R；b)用于壳体的厚度大于36mm的Q245R和Q345R；c)用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度大于50mm的Q245R和Q345R。30表2：碳素钢和低合金钢钢板许用应力314.1.11受压元件用钢板，其使用温度下限按表4的规定，表4中Q245R和Q345R钢板的使用状态还应符合4.1.4的规定。对厚度大于100mm的壳体用钢板及其焊接接头，应规定较严格的冲击试验要求，设计单位可选用下列方法：a)冲击试验温度按最低设计温度，但冲击功指标高于表1的规定；b)冲击试验温度低于最低设计温度，冲击功指标按表1的规定。32表3壳体用钢板超声检测要求33钢号钢板厚度mm使用状态冲击试验要求使用温度下限℃中常温用钢板＜6免做冲击-20Q245R6~12热轧、控轧、正火0℃冲击-20＞12~16-10＞16~1500＞12~20热轧、控轧-20℃冲击（协议）-20＞12~150正火-20＜6免做冲击-20Q345R6~20热轧、控轧、正火0℃冲击-20＞20~25-10＞25~2000＞20~30热轧、控轧-20℃冲击（协议）-20＞30~200正火-20Q370R10~60正火-20℃冲击-2018MnMoNbR30~100正火加回火0℃冲击0-10℃冲击（协议）-1013MnNiMoR30~150正火加回火0℃冲击0-20℃冲击（协议）-2007MnMoVR10~60调质-20℃冲击-2012MnNiVR10~60调质-20℃冲击-20表4钢板的使用温度下限34钢号钢板厚度mm使用状态冲击试验要求使用温度下限℃低温用钢板16MnDR6~60正火,正火加回火-40℃冲击-40＞60~120-30℃冲击-3015MnNiDR6~60正火,正火加回火-45℃冲击-4515MnNiNbDR10~60正火,正火加回火-50℃冲击-5009MnNiDR6~120正火,正火加回火-70℃冲击-7008Ni3DR6~100正火,正火加回火,调质-100℃冲击-10006Ni9DR6~40(6~12)调质（或两次正火加回火）-196℃冲击-19607MnNiVDR10~60调质-40℃冲击-4007MnNiMoDR10~50调质-50℃冲击-50354.1.13Q235系列的使用(