鋼制壓力容器材料講義

鋼制壓力容器材料講義

（壓力容器制造廠產品檢驗員學習班用）

2000.6.

2002.6.

2003.11.5修改

2005.6.5修改

大連市鍋爐壓力容器檢驗研究所

劉溢思手稿

目錄

前言

第一部分法規(guī)、標準對壓力容器用鋼材料的要求

--壓力容器用鋼的基本要求

--鋼制壓力容器允許使用的鋼材

1.鋼板

2.鋼管

3.鍛件

4.螺栓用鋼

5.關于焊接材料

三.“容規(guī)”對材料的要求

第二部分材料標準

代號

幾個機械性能指標及符號

=.尺寸、外形、檢驗與試驗

第三部分壓力容器用鋼材料質量管理要求

1.采購訂貨

2.驗收入庫

3.材料代用

4.材料保管、發(fā)放及使用

刖三

有關幾個壓力容器材料方面的事故。

2003年11月國家宣布撤銷原鍋爐標準化技術委員會、壓力容器

標準化技術委員會，其工作納入相關的鍋爐壓力容器標準化技術委員

4

TAO

近二十多年來，從1984年成立原壓力容器標準化技術委員會到

后來的鍋爐壓力容器標準化技術委員會。對壓力容器用鋼的標準工作

一直十分重視，主動提出并積極協(xié)助冶金行業(yè)制修訂壓力容器用鋼板

標準，認真規(guī)劃并及時組織制修訂壓力容器用鍛件標準。近二十多年

來，我國壓力容器用鋼標）隹的技術水平有了很大提高。如：我國的

GB6654-1996《壓力容器用鋼板》標）隹及第1號、第2號修改單，將

鋼號中的硫、磷含量（熔煉分析）予以加嚴，對大部分的鋼板沖擊試

驗溫度由20℃改為0C,從標）隹的重要技術指標來看，現(xiàn)行的GB6654

標準的技術水平已處于國際先進水平。

GB3531-1996《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》及第1號修改單,

從沖擊功指標（Akv）與國外相近的鋼號相比我國的16MnDR鋼板仍存

在一定的差距。而我國的09MnNiDR鋼板的主要技術指標優(yōu)于國外先

進水平的相近鋼號。在壓力容器用低溫鋼板中，國外還有T00℃級的

3.5Ni鋼板和-196C級的9Ni鋼板，在國內尚屬空白，有待今后開

展研究工作。

為實現(xiàn)高參數(shù)球形儲罐用鋼板的國產化，上世紀80年代中期國

內有關單位聯(lián)合開發(fā)屈服強度490MPa級的低焊接裂紋敏感性鋼，該

鋼不僅有較高的強度，同時還具有優(yōu)良的焊接性能和低溫韌性，首先

在氫氣球形儲罐上得到應用，在GB150-98根據(jù)其使用的低溫溫度分

別列入：07MnCrMoVR(-20℃)和07MnNiCrMoVDR(-40℃)兩個鋼號(屈

服極限490MPa級)。迄今為止，國外僅日本有此類鋼板。長期以來我

國10萬立方米原油儲罐一直采用日本生產的屈服強度490MPa級的

SPV490Q鋼板。上世紀末我國又研制成功了同樣490MPa級的調質高

強鋼板WH610D2鋼板。上述三個490MPa級的調質高強鋼板，已經(jīng)制

定了《壓力容器用調質高強鋼版》標)隹，已經(jīng)通過了標準審查，由于

是強制性國家標準，審批手續(xù)比較復雜，現(xiàn)該標準正在審批過程中。

我國現(xiàn)行的壓力容器鍛件標準JB4726~4728-2000,其16Mn等一

些鍛件的有害元素磷與鋼板的規(guī)定一致，20MnMo的硫含量比鋼板還

嚴，上述兩個鋼號的沖擊試驗溫度均為0℃。中國第一重型機械集團

公同研制生產的、對化學成分和力學性能有特殊要求的加氫反應器

(煤加氫液化工藝)用鋼鍛件系列2.25Cr-lMo,2.25Cr-lMo-0.25V

和3cLiMo-0.25V,在容標委對其進行安全注冊工作中，經(jīng)研究相應

的命名為12Cr2Mol(H)、12Cr2Mol(H)t、12Cr3MolV(H)促進了該

系列鋼鍛件的標準化工作。在低溫鋼鍛件的5個鋼號除-100C級的

3.5Ni低溫鋼鍛件和-196c級的9Ni低溫鋼鍛件，在現(xiàn)行標準中尚

屬空白，有待今后進一步工作外，其余5個鋼號鍛件能與鋼板相適應

基本能滿足-70C以上低溫容器的使用要求。現(xiàn)不銹鋼鍛件標準中的

有害元素硫、磷含量與國外先進水平標準規(guī)定相一致，現(xiàn)有不銹鋼鍛

件能滿足大部分壓力容器的使用要求。

第一部分法規(guī)、標準對壓力容器用鋼材料的要求

壓力容器用鋼的基本要求

1.壓力容器受壓元件用鋼應符合GB150中4.材料章的要求。非受壓

元件用鋼，當與受壓元件用鋼焊接時,也應是焊接性良好的鋼材。

2.采用GB150中4.材料章以外的其他鋼號的鋼材,還應符合“附錄A

材料的補充規(guī)定”的有關規(guī)定。

附錄A作為第四章的補充，對下列鋼材提出了要求：

1）已列入第4章但尚未列入材料標準（國家標準或行業(yè)標準）的鋼

材；

2）選用未列入第4章的鋼材；

①選用國外鋼材時，應是國外相應壓力容器最新標準所允許使用的鋼

材，其適用范圍不應超出該標準的規(guī)定，同時也不應超出第4章中相

近成分和技術要求的鋼材的規(guī)定。

②選用新研制的鋼材或未列入本標準的鋼材，新鋼材研制的負責單位

或選用單位應將該鋼材的技術資料報全國鍋爐壓力容器標）隹化技術

委員會審定，審定合格后出具允許使用的證明文件。采用該鋼材的容

器制造單位報國家技術質量檢檢驗檢疫總局鍋爐壓力容器安全監(jiān)察

機構批準后方可使用。

3）代用第4章的鋼材。

3.壓力容器受壓元件用鋼應由平爐、電爐或氧氣轉爐冶煉。鋼材的

技術要求應符合相應的國家標準、行業(yè)標準或有關技術條件的規(guī)定。

4.容器用鋼應附有鋼材生產單位的鋼材質量證明書，容器制造單位

應按質量證明書對鋼材進行驗收，必要時尚應進行復驗。如無鋼材生

產單位的鋼材質量證明書，則應按《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的

規(guī)定。

5.選擇壓力容器用鋼應考慮容器的使用條件（如設計溫度、設計壓

力、介質特性和操作特點等）、材料的焊接性能、容器的制造工藝以

及經(jīng)濟合理性。

6.鋼材的使用溫度上限應按第4章各材料許用應力表中各鋼號所對

應的上限溫度。碳素鋼和碳鎰鋼在高于425C下長期使用時，應考慮

鋼中碳化物相的石墨化傾向。奧氏體鋼的使用溫度高于525C時，鋼

中含碳量應不小于0.04%。

7.鋼材的使用溫度下限，除奧氏體鋼及本章有關條文另行規(guī)定者外,

均高于-20匕。鋼材的使用溫度低于或等于-20C時，應按附錄C的規(guī)

定進行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗。奧氏體鋼的使用溫度高于或

等于-196C,可免做沖擊試驗。

8.當對鋼材有特殊要求時，（如特殊的冶煉方法、較高的沖擊功指標、

附加保證高溫屈服強度、提高無損檢測要求、增加力學性能檢驗率

等），設計單位應在圖樣或相應技術文件中注明。

9.鋼材的高溫性能參考值見附錄F。

二.鋼制壓力容器允許使用的鋼材

根據(jù)GB150-98第1號修改單：

“L取消Q235-AF、Q235-A、15MnVNR和09Mn2VDR4個鋼號及相應的

許用應力，09MnNiDR厚度上限由60mm改為100mm。(鋼板)

2.列入15MnNbR及許用應力.

3.取消15MnV鋼管.

4.取消15MnV、09Mn2VD,16MnMoD鍛件及相應許用應力，新列入

14CrlMo(JB4726)O

5.取消09Mn2VD和16MnMoD螺柱用毛坯棒料。修改16MnD、20MnMoD

的最低沖擊試驗溫度/

1.鋼板

1.1碳素鋼板

1.1.1Q235鋼板

現(xiàn)只剩Q235B與Q235C鋼板

GB700-88碳素結構鋼

A4nlmGB912-89碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶

>4mmGB3274-88碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶

鋼板允許設計鋼板使用用于容器殼體材料

不允許盛裝的介質

牌號壓力MPa溫度6時鋼板厚度限制mm

不得用工感鴕易燃冷帕■程帝為由

Q235-AF<0^60~250<12

毒、高度或極度危害介質

不得用于液化石油氣k以及毒性程度

Q235=A0?350

為高度和極度危害介質

上述兩個鋼號GB150第一號修改單已不允許使用

不得用于盛裝毒性程度為高度

Q235-B<1.60~350<20

和極度危害介質

Q235-C<2.50?400<30

1.1.220R鋼板

1.1.2.1鋼板標準

GB150-89（修改單）GB150-98

GB6654-86GB6654-96第2號修改單

最主要區(qū)別：

a.化學成分（熔煉分析）％鋼水

C:<0.22<0.20

Mn:(厚度S>60mm,40.24)(厚度S>60mm,0.40~l.0)

0.35?0.800.40~0.90

S:<0.035<0.030

降C提Mn除S,都是為了提禺韌性一?Akvf

b.室溫沖擊功（室溫20C標）隹試驗平均值）一?

GB6654-86GB6654-96

Akv.J>27>31

第2號修改單：P<0.030%;S<0.020%;OVAkv>27JOf

1.1.2.2使用狀態(tài)

GB150-89GB150-98

殼體厚度大于38mm殼體厚度大于30mm

正火狀態(tài)正火狀態(tài)

（1.改善韌性2.穩(wěn)定性能）（與16MnR一致）

1.1.2.3超聲檢測

GB150-89GB150-98

殼體厚度大于38mm時UT檢測殼體厚度大于30mm時，UT檢測

不低于IV級不低于HI級（與16MnR一致）

1.1.2.4使用溫度下限

GB150-89GB150-98

2.2.6殼體溫度低于0C,厚度4.2.7殼體溫度低于0C,厚度大于

大于25mm，作低溫沖擊試驗。25mm,做低溫沖擊試驗。

殼體溫度低于T0C,厚度大于

12mm,做低溫沖擊試驗。

1.1.2.5代用問題

GB150-89GB150-98

A2.6B級代20RA2.6B級不允許代20R只能代

Q235B,Q235CO

A2.720g代20RA2.720g只能代Q235c

L2低合金演強度鋼板

1.2.1鋼號和鋼板標準

GB150-98與GB150-89相比有三個變化：

1)GB6654-86和GB6655-86合并.GB6654-96

2)13MnNiMoNbR納入GB6654-96

3)CF-62(-20七)定型代號----?07MnCrMoVR

GB150-89

16MnR、

15MnVR\GB6654-86

15MnVNR'

18MnMoNbR

16MnRCGB6655-86

15MNVRC；/

18MnNiMoNbR\

CF-62(-20C))附錄A

GB6654-96:第1號1998.1實行;第2號修改單2001.1.1實施。

第1號修改單:增加15MnNbR其S>0.015%,P>0,025%,交貨狀態(tài)正

火；-20匕沖擊功為34Jo

第2號修改單：降低S,P含量;室溫沖擊功由20C,改為0C:20R

為27J,16MnR、15MnVR、18MnMoNbR均為31J、13MnNiMoNbR為34J;

冶煉方法改為氧氣轉爐、電爐冶煉……。取消平爐冶煉。

1.2.216MnR鋼板

1.2.2.1鋼板標）隹

GB150-89GB150-98

GB6654-86------------?GB6654-96

主要有七個變化：（主要講四個變化）

GB6654-96:

a.鋼板厚度負偏差按-0.25mm,與美、日一樣了。

b.拉伸性能

隨厚度增加變化：

新標準把原來厚度檔次的17?25mm與26?36mm合并成一個檔次

16?36mm°

6的波動范圍小了現(xiàn)為“130”（糜）“145”）與國際先進標準靠攏。

C.［<7］：

戢現(xiàn)為4325旌現(xiàn)為?21

厚度大于25mm的a八s提高了故［。］也提高了

d.室溫沖擊功Akv提高了〉31J,現(xiàn)GB6654-1996第2號修改單把室

溫沖擊功Akv的試驗溫度由20C改為0C:

GB66547996原規(guī)定GB6654-1996現(xiàn)規(guī)定

材料牌號試驗溫度AkvJ試驗溫度AkvJ

20R20℃310℃27

16MnR20℃310C31

15MnVR20℃310℃31

18MnMoNbR20℃340℃31

1.2.313MnNiMoNbR鋼板

仿德BHW35

1978舞陽試制，高壓容器

250~400c,其［o］比16MnR高許多，單層厚壁壓力容器用鋼。

GB6654-96中，第2號修改單----?0CAkv>34J.

1.2.407MnCrMoVR鋼板

球罐用鋼，GB150-89中CF62（-20匕）

低焊接裂紋敏感性鋼-20七Akv>47J

(Tb610?740MPa

crs>490MPa

截止到1998年的統(tǒng)計，已制造安裝了50多臺球罐，要考慮應

力腐蝕。GB150附錄AA2.1d)

L3低溫用鋼板

1.3.1鋼號和鋼板標)隹

GB150-89GB150-98

16Mn2VDR、16MnDR\

09Mn2VDR〉GB3531-83(87)15MnNiDR\

06MnNbDR/09Mn2VDR，GB3531-96

09MnNiDR/

Cf62(-20V)附錄A07MnNiCrMoVDR附錄A

1.3.1.1GB3531-83(87)aGB3531-96

取消-90C06MnNbDR,列入15MnNiDR,09MnNiDR

1.3.1.2CF62(-401)定型07MnNiCrMoVDR附錄A

GB3531-96第1號修改單:

①P、S含量匕

16MnDR:P占：0.030%—0.025%,SM：0.025%—0.015%

15MnNiDR:PM：0.030%—0.025%,SM：0.025%—0.015%

09MnNiDR:PM：0.025%0.020%,SM：0.020%—0.015%

②取消09Mn2VDR

③16MnDR沖擊功Akv24J--------?t27J

④冶煉方法：取消平爐，鋼由氧氣轉爐、電爐冶煉

1.3.216MnDR鋼板

1.3.2.1鋼板標)隹

GB150-89GB150-98

GB3531-83(87)GB3531-96

兩個最大區(qū)別：

a.板厚負偏差

按GB709-0.25

現(xiàn)GB6654-96,GB3531-96負偏差均為-0.25

[GB3274-88（碳素鋼鐵和低合金鋼）.GB4237-92（不銹鋼板）按GB709]

b.低溫沖擊功Akv

板厚mmAkvJ板厚mmAkvJ第1號修改單

6?32-40t：＞216?36-40024—27J

30?50-3002130^100-30C〉24—M27J

1.3.2.2代用問題

GB150-89GB150-98

A2.816MnR代16MnDR取消

A2.16SPV36代16MnDR

1.3.309MnNiDR

1.3.3.1鋼號簡介

低于-45《用Ni系低溫鋼

經(jīng)降C,升Mn,降P,降S改進后,09MnNiDR

6?50MM-70C,Akv〉27J國際水平.

1.3.407MnNiCrMoVDR鋼板

CF-62(-40V)

12?50mm-40VAkv>47J

乙稀球罐。國外球罐用鋼：我市有用。日本JISG3115-90中的

SPV490Q鋼板調質鋼，現(xiàn)國產鋼板WH610D2（490Mpa級）。

NK-HITEN610U2,鋼板（鍛件NK-HITEN610CF）棒韌性,焊接性能還好.

L4中溫抗氫用鋼板

1.4.1鋼號鋼板標準

GB150-89GB150-98

15CrMoR\15CrMoR—GB6654-96

1.0Cr-0.5Mo附錄A.14CrlMoR一附錄A.

12Cr2MolR/

(1.25CrMolR)

(0.15Cr-l.OMo/

12Gr2MolR-附錄H.(2.25GrMol)

1.4.215CrMoR鋼板

1.4.2.1簡介

現(xiàn)GB6654-966?100mmAkv>31J.

1.5不銹鋼板

1.5.1鋼號鋼板標）隹

GB150-89GB150-98

GB3280-84GB3280-92不銹鋼冷軋鋼板

GB4237-84GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板

0Crl9Ni90Crl8Ni9

(SUS304)(ISO11)

C<0.08-----------------------?<0.07

Cr18-2017—19

0Crl8NillTi0Crl8Nil0Ti節(jié)Ni

(SUS321)(美321)

0Crl9Nill00Crl9Nil0節(jié)Ni

(sus304L)(美304L)

1.5.21Crl8Ni9Ti鋼板

當時蘇聯(lián)標準

--------------后不推薦使用,84打()，加Ti成本高,形成

0Crl8Ni9Ti

TiN,均勻腐蝕,表面質量.C<0.12%

0Crl9Ni9(304)C<0.08%,成本降低.

1.6不銹鋼復合鋼板

1.6.1概況

60年代中軋制法GB8165-87不銹鋼復合鋼板

80年代中爆炸法JB4733-96壓力容器用爆炸不銹鋼復合鋼板

2002年8月又發(fā)布了JB/T4748-2002壓力容器用鎂及?；辖鸨?/p>

炸復合鋼板（即銀銅合金）。于2003年3月實施。由于我國壓力容器

產品標準與美國、日本的有所不同，安全系數(shù)存在較大差異，我國的

安全系數(shù)較低，因此對材料應有更高的要求。故本標準規(guī)定的檢驗項

目嚴于JISG3602-1992和ASMESA-265（1998）標準的要求。

1.6.2鋼板性能

根據(jù)上世紀標準頒布年代的統(tǒng)計JB4733-96比日本標準還嚴.

1.6.3本標準規(guī)定

GB150-89GB150-98

GB8165-87GB8165-87

JB4733-96

1.2.10僅對使用溫度范圍規(guī)定.4.2.12現(xiàn)規(guī)定明確：

-剪切強度Tb>200MPa

結合率指標及超聲檢測范圍均

有明確規(guī)定.

一國外僅有日本能達到，

美國zb>140MPa

2.鋼管

2.1碳素鋼管、低合金鋼管

10、20GB8163-1999輸送流體用無縫鋼管

GB9948-88石油裂化用無縫鋼管

20G------—GB6479-2000高壓化肥設備用無縫鋼管

16Mn15MnV/另外在附錄A中給出了其他可代用的鋼管標）隹。

如：GB3087、GB5310等。

2.2低溫鋼官

取消-70c09Mn2V

列入-50109MnD

2.3列入低合金耐酸鋼管

增加09MnCrCuSb附錄HH4.（Sb-睇音-Ti）

2.4不銹鋼無縫鋼管

GB150-89GB150-98

GB2270-80不銹鋼無縫鋼管GB/T14976-94流體輸送用無縫

鋼管

GB13296-91鍋爐、熱交換器用

無縫鋼管

2.5不銹鋼焊接鋼管

GB12771-91流體輸送用不銹鋼焊接鋼管

A4.2GB12771基礎上再提高

技術要求和使用規(guī)定。

3.鍛件

鍛件用鋼應采用平爐、電爐或氧氣轉爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。經(jīng)供需雙

方協(xié)商?？刹捎秒娫厝?、爐外精煉方法（注意：低溫鋼鍛件不允許

用平爐鋼冶煉）。

3.1標準簡介

GB150-89GB150-98

JB4726-2000壓力容器用低合金鋼鍛件對

JB755-85JB4726T994進行修改，有如下變動：

1.取消了目前已不使用的15MnV;

2,增加了一個中溫抗氫鋼14CrlMo;

3.根據(jù)國內目前先進的冶金水平，

大幅度降低磷、硫含量，達到國際先進水平；

4.16Mn、20MnMo、20MnMoNb鋼鍛件用0℃

沖擊試驗，代替20C沖擊試驗，以適應壓力

容器產品標準的要求。

5.考慮到壓力容器的安全性，對本標準中的

各鋼號增加了附錄B的規(guī)定；（安全注冊）

JB4727-2000低溫壓力容器用低合金鍛件對

JB4727T994進行修改，有如卜變動;

1.取消了目前已不使用的20D及不推薦使用

的09Mn2VD,因此，本標準名稱改為“低溫壓

力容器用低合金鋼鍛件”

2.將16MnMoD和20MnMoD合并成新的20MnM0D;

3.根據(jù)國內目前先進的冶金水平，降低了硫

含量，達到國際先進水平。

4.提高了16MnD和09MnNiD的低溫沖擊功指標。

5.考慮到壓力容器的安全性，對本標準中的各

鋼號增加了附錄B的規(guī)定；（安全注冊）

JB4728-2000壓力容器用不銹鋼鍛件對

JB4728-1994進行修改，有如下變動；

1.取消了目前已不使用的1113;

2.增加了一個奧氏體不銹鋼0Crl8Nil2Mo2Ti;

3.根據(jù)國內先進的冶金水平，00Crl8Ni5Mo3Si2

的磷、硫含量降低了，達到國際先進水平；

4.考慮到壓力容器的安全性，對本標準中的各

鋼號增加了附錄B的規(guī)定；（安全注冊）

從1994標）隹已經(jīng)開始：沖擊功由U型缺口一?V型缺口

3.2鍛件級別（過去也是如此）

JB4726-2000IIIIIIIV

JB4727-2000IIIIIIV

JB4728-2000IIIIIIIV

GB150-89GB150-98

4.4.2鍛件級別要在圖樣上注明，如:

16MnII-區(qū)分了鍛件與管

09MnNiDIII

4.螺柱用鋼

4.1列入40CrNiMoA-大直徑高壓容器主螺栓。

M52?M140ab>930MPaas>825MPa.

4.2增加表4-8

螺栓與鋼板、鋼管、鍛件一樣沖擊功都為AkvU-V

GB150-98:4.5.2[4.5.2.3中GB/T229（金屬夏比缺口沖擊試

驗方法）]規(guī)定。

4.3降低30CrMoA強度指標

用于低溫TOOC

另外GB150中還給出了與各螺柱用鋼（表4-8,表4-9）組合使

用的螺母用鋼?？砂幢?-10選取，設計人員也可選用有使用經(jīng)驗的

其他螺母用鋼。

5.關于焊接材料

關于焊接材料：GB150第二號修改單中頒布了JB/T4747-2002壓

力容器用鋼焊條訂貨技術條件。2002年8月發(fā)布，2003年3月實施。

由于壓力容器是具有爆炸危險的特種設備，近20多年來，國家

鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機構頒布了《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》、

《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》等法規(guī)。以及相應的

產品標）隹。GB150-1998中對壓力容器用鋼（鋼板、鋼管、鍛件等）

作了規(guī)定。GB3531-1996《低溫壓力容器用低合金鋼板》、GB6654-1996

《壓力容器用鋼板》和JB4726~4728-2000《壓力容器用鍛件》等針

對壓力容器的特點，規(guī)定了用于壓力容器鋼材的技術要求。

而焊接是制造壓力容器的重要工藝，焊接的質量直接影響了壓力

容器質量。焊條生產廠應當按照壓力容器技術要求生產焊條。

而壓力容器使用的焊條一直執(zhí)行的標準是：GB/T983-1995《不銹

鋼焊條》、GB/T5117-1995《碳鋼焊條》和GB/T5118T995《低合金鋼

焊條》。這三個焊條國家標準分別等效采用美國國家標準。標準可以

等效采用，但國家資源不能等效，中、美兩國的鋼材的合金體系差別

較大，特別在低合金鋼焊條范圍內矛盾更突出，按照我國資源特點研

制開發(fā)的若干低合金鋼用焊條，按照等效采用美國體系的焊條國家標

準，許多內容，如:焊條熔敷金屬硫、磷含量的規(guī)定；焊縫金屬沖擊韌

性值等內容不作規(guī)定，這種情況對壓力容器用鋼焊材來講是絕對不允

許的。

上述所講的國家三個焊條標準都是通用性焊條標準，適用于建

筑、農機、礦山、造船、水利等行業(yè)，其技術要求和生產規(guī)定與我國

已形成的壓力容器標準體系和管理體系很不適應，難以全面滿足壓力

容器技術要求。因此制定壓力容器用鋼焊條技術條件是確保壓力容器

質量的基本要求。該標）隹是在GB/T983-1995《不銹鋼焊條》、

GB/T5117-1995《碳鋼焊條》和GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》的

基礎上，增加、提高和變更了若干技術要求，以確保壓力容器質量的

基本要求。它規(guī)定了壓力容器用鋼（壓力容器用碳鋼焊條、低合金鋼

焊條、不銹鋼焊條）焊條訂貨技術條件。

三.“容規(guī)”對材料的要求

原“容規(guī)”本章有16條，現(xiàn)99版“容規(guī)”有18條條文

3.1第十條：本條以原“容規(guī)'第七條為基礎，根據(jù)當前市場經(jīng)濟

發(fā)展和幾年來國內市場供應情況，補充了幾點要求：

1）為確保材料質量，規(guī)定生產壓力容器材料的單位應經(jīng)國家安全監(jiān)察

機構認可批準。

2）為便于使用單位復驗，規(guī)定了材料標志應至少包括的項目。（應掌

握）。

3）壓力容器制造單位從其它單位獲得壓力容器用材料時,應同時取得

材料生產單位的質量證明書原件或加蓋供材單位檢驗公章的復印件,

并對材料的真實性負責。

本條中的幾個名詞解釋：

a.材料：指壓力容器用材料的統(tǒng)稱，包括焊接材料。

b.相應的國家標準、行業(yè)標準：指壓力容器用材料所涉及的國家材料

標準、行業(yè)標準。包括該壓力容器所對應的產品標準中對材料的要求。

c.質量證明書的內容必須填寫齊全：齊全是指質量證明書的內容符合

有關規(guī)定的內容。

d.原件：指材料生產單位出具的原始質量證明書，不能用復印件或抄

件。

3.2第11條：本條對壓力容器選材提出基本要求，鑒于近幾年發(fā)生

多起由于介質腐蝕引起的爆炸事故，所以特別強調應考慮與介質的相

容性。本條還對碳素鋼材料在壓力容器上的應用提出限制要求，即應

符合GB150第四章的一些規(guī)定，對搪玻璃壓力容器可以除外，這是由

于：

1）因為搪玻璃壓力容器制造的需要，含碳量超過0.19%的鋼板一般不

用于制造搪玻璃壓力容器。含碳量超過此限后不易搪牢，這在搪玻璃

設備的標準中有規(guī)定。而且從搪玻璃效果上講，沸騰鋼比鎮(zhèn)靜鋼好。

2）從使用角度講，玻璃設備主要用于強腐飩的場合，它的使用性能主

要靠搪玻璃層來保證，一旦搪玻璃層出現(xiàn)問題，該壓力容器就要馬上

更換。

碳素鋼沸騰鋼板和Q235A鋼板不得用于用于受火焰加熱的壓力

容器的原因是基于我國“蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程”中不選用上述

鋼號作為受壓元件材料。（現(xiàn)壓力容器標準已規(guī)定不再使用Q235A鋼

板）

3.3第12條：本條與原“容規(guī)”基本一致,但增加了限定碳當量不

大于0.45%的要求,這樣審合理。原：“容規(guī)”規(guī)定要向省級以上（含

省級）鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機構備案的要求,現(xiàn)改為由壓力容器制

造單位提供材料抗裂性試驗報告和焊接工藝評定報告,辦理批準手

續(xù)。用戶在辦理使用脩記手續(xù)時.辦理注冊登記的安全監(jiān)察機構對材

料含碳量超過0.25%.但碳當量為0.45%的壓力容器.要審查制造廠

是否向用戶提供材料抗裂性試驗報告和焊接工藝評定報告。這樣,從

管理匕有利于設備使用地監(jiān)察機構掌握在用設備情況。

3.4第13條；本條對壓力容器用鋼板、鍛件、鋼管等材料的使用狀

態(tài)和沖擊試驗要求作出規(guī)定。一符合GB150的有關規(guī)定

3.5第14條：本條對用于制造壓力容器殼體的碳素鋼和低合金鋼板

的超聲檢測提出要求。與原“容規(guī)”比較增加了兩條，即；

1）盛裝介質為液化石油氣且硫化氫含量大于100mg/L的壓力容器。

2）移動式壓力容器。

作為檢驗人員應知道哪些條件，應逐張進行超聲波檢測。不漏檢。

3.6第15條：本條內容與原“容規(guī)”相同。目前造紙行業(yè)大量使用

鑄鐵烘缸，所以本文是參照造紙烘缸的制造、使用經(jīng)驗，并參照國外

一些壓力規(guī)范對鑄鐵壓力容器的規(guī)定而提出的。由于目前生產單位的

鑄造水平同國外相比有一定的差距，國內鑄造壓力容器標準也不完

善，尤其是在檢驗方面，所以本條內容規(guī)定的偏保守。

參照國外標準，結合我國實際強情況做了一些規(guī)定。

3.7第16條：本條是對壓力容器用鑄鋼提出的要求，與原“容規(guī)”

內容相同。

3.8第17?21條：這幾條是對壓力容器用有色金屬材料的要求，第21

條為新增內容，其余同原“容規(guī)

3.9第22條：本條對壓力容器受壓元件采用國外材料提出要求：

1）與原“容規(guī)”比較，增加了兩點內容：

⑴采用國內首次使用且抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540Mpa的材

料，應履行批準手續(xù)；

⑵國內材料生產單位生產國外牌號的材料時，應完全按國外標準規(guī)

定的各項要求進行生產。一是基于生產這類壓力容器材料有一定的難

度，有一定的制造水平的單位方能生產。二是為了防止國內以往出現(xiàn)

的單純采用國外鋼材標）隹中的力學和彎曲性能，而不注意國外冶煉方

法、性能試驗方法的傾向。

2）應選用國外壓力容器規(guī)范允許的材料，其中包括兩部分，一是壓力

容器專用材料，另一部分是可以用于壓力容器的非壓力容器用材料。

這是選用時應遵循的基本要求。另外增加材料應有質量證明書，這是

為了方便制造廠識別和驗收。質量證明書內容應符合國外相應標準的

規(guī)定,并包含國內相近材料的質量證明書的主要內容。

3）“制造單位首次使用前，應進行有關試驗和驗證”的要求，其目的

為制造廠了解并掌握進口材料的焊接技術。驗證和試驗內容由制造單

位根據(jù)本單位的技術狀況，國外對該材料的要求，以及國內相近材料

的一些要求提出、實施。其中“首次使用”指使用進口材料的制造單

位首次使用，并不指在國內首次使用。如A廠用過進口材料“X”，則

B廠在首次使用”時仍應按本條2款作驗證和試驗。

3.10第23條：本條對采用新研制的材料或未列入GB150標準的材料

試制壓力容器做出規(guī)定。研制單位送審的試驗驗證資料具體內容應按

全國（鍋爐）壓力容器標準化技術委員會的規(guī)定。

3.11第24條：本條參照IS09000系列標準，對壓力容器制造單位使

用的材料提出可追蹤要求，要保證符合相應標準，要對所用材料的真

實性負責。

與原“容規(guī)”相比，增加了標記移植的內容，以確保不混料。

3.12第25條：本條對壓力容器中要受壓件的范圍作了規(guī)定.（應知

道14個主要受壓件的內容）并對其復驗提出要求，與原“容規(guī)”相

比，增加了兩點：

1）鍛件的復驗要求，即對第三類壓力容器用鍛件提出復驗要求。這是

由于近幾年來各地反映不少鍛件有質量問題，導致經(jīng)濟損失。

2）對取得國家安全監(jiān)察機構產品安全質量認證，并有免除復驗標志的

材料，可免復驗。以前此項工作僅在重鋼試點，現(xiàn)在此班工作已逐步

展開并在馬鋼施行，各地反映良好，所以，“容規(guī)”正式列入。

哪些情況下要進行復驗，應掌握。

3.13第26條：本條對用于壓力容器受壓元件的焊接材料做出規(guī)定，

并對使用單位提出要求。焊材的復驗具體要求我局）將另行確定。

3.14第27條:本條對壓力容器主要受壓元件的材料代用做出了規(guī)定,

與原“容規(guī)”比較，對一些常用材料，（指16MnR、20R、Q235系列鋼

板、16Mn、10#、20#鍛件或鋼管的相互代用）為提高工作效率，作了

一些調整，即制造單位若有相應的設計資格，并有使用經(jīng)驗時可由其

設計部門批準代用，但應同時向原設計單位備案。

第二部分材料標準

GB150-98第4章列出了用于壓力容器制造的各種材料標準，由于

一些材料標準已經(jīng)修訂，故下面招現(xiàn)行的一些材料標準列后：

幾個影響大的標）隹（現(xiàn)在的標）隹號）

GB3531T996低溫壓力容器用低合金鋼鋼板——?第1號修改單

GB6654-1996壓力容器用鋼板——?第1號修改單、第2號修改單

JB4733-1996壓力容器用爆炸不銹鋼復合鋼板

JB4726-2000壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件

JB4727-2000低溫壓力容器用低合金鋼鍛件

JB4728-2000壓力容器用不銹鋼鍛件

GB/T8163-1999輸送流體用無縫鋼管

GB912-89碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶

GB3274-88碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶

GB3280-92不銹鋼冷軋鋼板

GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板

JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術條件

等等。

下面對幾個用的最多的鋼板標準的有關內容介紹如下：

GB6654-1996壓力容器用鋼板

GB3531-1996低溫壓力容器用低合金鋼鋼板

GB912-89碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶

GB3274-88碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶

JB4726-4728-2000壓力容器用鋼鍛件

另外應注意：

GB2102-88鋼管的驗收、包裝、標志和質量證明書

GB709-88熱軋鋼板剛帶的尺寸、外型、重量級允許偏差

GB2975-82鋼材力學及工藝性能試驗取樣規(guī)定

等相關標準

代號

1.1R的含義

根據(jù)GB6654-96中3.牌號表示方法中的規(guī)定：

“本標準所列牌號后面的“R”是指壓力容器“容”字的漢語拼

音第一個字母?！?/p>

1.2Q235系列的含義

根據(jù)GB700-88中3.牌號表示方法、代號和符號中的規(guī)定：

鋼的牌號由代表屈服點的字母、屈服點數(shù)值（235表示屈服點

為235MPa）、質量等級符號、脫氧方法符號等四部分按順序組成。

Q-鋼材屈服點“屈”字漢語拼音首位字母；

A、B、C、D—分別為質量等級；

F-沸騰鋼“沸”字漢語首位字母；

b-半鎮(zhèn)靜鋼“半”字漢語拼音首位字母；

z一鎮(zhèn)靜鋼“鎮(zhèn)”字漢語拼音首位字母；

TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼“特鎮(zhèn)”兩字漢語拼音首位字母；

在牌號組成表示方法中，“z”與“TZ”符號予以省略。

二.幾個機械性能指標及符號

2.1強度1是指在外力的作用下，抵抗變形和破壞的能力，應用最普

遍的強度指標是：

屈服極限（7s和＜70.2；強度極限（7bo

2.1.1屈服極限（OS和＜70.2）

材料受外力超過一定值時,變形會突然增加,這時雖然載荷不再

增加,而仍斷續(xù)發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象叫屈服。開始出現(xiàn)屈服時的應力

叫屈服極限。含碳量較高，合金含量較高和淬火回火的鋼，屈服現(xiàn)象

不明顯,這時就揩引起殘余伸長相當于原試樣標距長度0.2%的應力,

規(guī)定為“條件屈服應力”，以b。.2表示。

-試樣開始出現(xiàn)屈服時的外力。

（TS=PS/Fo,OO,2=PO.2/FOPS

單位MPaoPa「殘余伸長相當于原試樣標距長度0.2%的外加

Fo-試樣的原始橫截面積。

2.1.2強度極限eri＞:

材料受外載荷斷續(xù)增大，在斷裂前承受的最大載荷時的應力，稱

為材料的抗拉強度極限。單位MPao

（7i1=Pb/F?.

2.1.3屈強比（GJOb）:

工程上比較重視屈強比,這個值越小,表示材料屈服極限與強度

極限的差距越大,即塑性越好,從而保證了使用中的安全可靠。但無

疑也使材料在彈性變形范圍內承受載荷小,相反屈強比高,說明屈服

限接近強度限。材料在斷裂前塑性“儲備”太少，對應力集中敏感,

耐疲勞抗力下降。在設計中必然要對應力狀態(tài)有充分估計（局部應力,

應力集中，二次應力)；制造中要盡量避免加工硬化,裂紋及殘余應力。

所以設計中要考慮屈強比，一般屈強比大于0.7的材料在設計中和制

造中應予以重視;大于0.8~0.85的材料要特殊對待。

2.2塑性L金屬的塑性是指在外力作用下，能引起永久變形而不發(fā)生

破裂,并在外力取消后,仍能保持變形后形狀的能力。塑性值也可通過

拉伸試驗測得。通常用伸長率8(延伸率)和斷面收縮率甲來表示。

2.1延伸率6:

(5=lk-lo/loXI00%

lo—表ZJX原標距長，

1k一表小拉伸后標距長。

65,6.0表示試件的計算長度為其直徑的5倍或10倍。

注意：6#6io.

從壓力容器本身工作條件看，一般材料延伸率是足夠的。但必須考

慮如下情況：

(a)材料由于冷作(冷卷、錘擊、剪切)、焊接引起伸長率降低是不可

估量的。國內出現(xiàn)過因剪切邊裂紋引起卷板脆斷的事例。

(b)容器實際工作的受力并非單向應力,這些均會降低材料的塑性,

影響壓力容器的安全儲備。

2.2新面收縮率必：

表示拉斷后試樣在斷裂處的收縮面積與原橫截面積的比值。

3=F0-Fk/FoXI00%.

Fo-試件原始橫截面積.

Fk一試樣拉斷后橫截面積.

2.3沖擊韌性:

在沖擊力作用下,抑制變形和斷裂的能力。

目前以Ak表示為多,即以沖斷試樣消耗的沖擊功(Ak)單位是焦

耳(J)。

另一種是單位缺口處斷面所消耗的沖擊功ak,單位是：

焦耳/cm?(J/cm2)

目前壓力容器用鋼板全部改為用夏比(V)形沖擊功(即Akv)作為

沖擊韌性驗收標準.

在低溫環(huán)境下的沖擊試驗為低溫沖擊.

2.4硬度1金屬材料抵抗更硬異物壓入的能力。硬度表明材料的耐

磨性和切削加工的可能性。一般來說，硬度較高，材料耐磨性較好。常

用硬度有布氏硬度(HB),洛氏(HR),維氏(HV)三種。

2.5冷彎一材料抵抗彎曲斷裂能力的標志,它間接反映了材料的塑性。

這個試驗既可檢查鋼的塑性的好壞,也可以考核其加工工藝性能。也

能夠暴露鋼板受試面缺陷,對于焊接試板,還可以檢查焊接缺陷。

2.6斷裂韌性:反映材料對裂紋擴展的抵抗能力，對中低強度鋼，目

前普遍采用臨界裂紋張開位移(COD)值＜5c;對于高強度鋼的脆斷,則

應用材料的平面應變斷裂韌性值Klco

2.7高溫長期性能

對于設計溫度超過某一界限(對于碳鋼基低合金鋼大致為400C),

在高溫下長期工作的壓力容器，必須考核鋼材的高溫持久強度及蠕變

強度性能。

2.7.1金屬的蠕變

在常溫條件下，金屬材料受外力作用時，如應力小于彈性極限，

則構件僅產生彈性變形；如應力達到屈服極限，則構件除產生彈性變

形外，還產生一定的塑性變形，上述變形值只要受力不變就一直保持

下去，不隨時間而改變。但是，在高溫條件下，會在受外力作用后所

產生變形的基礎上，隨時間的增長，其塑性變形會不斷增加，時間越

長，累積的塑性變形量越大，直至發(fā)生破壞。

為了說明金屬在某一溫度下，抵抗蠕變的能力，把“強度概念與

蠕變變形聯(lián)系起來，就是用條件蠕變極限來表示。通常是指在一定的

工作溫度下，在規(guī)定的使用時間內，使試件發(fā)生一定量的總變形的應

力值。在用力容器設計中采用的。：就是指在溫度下，經(jīng)10萬小

時后總變形量為1%的條件蠕變極限。

2.7.2鋼的持久強度

由蠕變試驗可以獲得鋼材在給定溫度下，達到某一穩(wěn)定蠕變速度

時的應力。er）,表示在tC溫度下，經(jīng)10萬小時（IO、小時）而斷裂

的應力。

在給定的溫度下，使材料經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂的應力稱為鋼的

持久強度。

三.尺寸、外形、檢驗與試驗

3.1鋼板厚度負偏差

在各鋼板材料標準中均規(guī)定了鋼板不同厚度范圍的鋼板厚度允

許偏差。

作為檢驗人員應了解鋼板厚度負偏差，GB6654-96(6~120mm)和

GB3531-96(6?100mm)中規(guī)定：鋼板厚度負偏差均為-0.25mm。

GB912-89和GB3274-88(含GB4237-92)規(guī)定，鋼板厚度負偏差

按GB709《熱軋厚鋼板》規(guī)定：[GB3280-92負偏差按GB708(-88)]

GB709-88對鋼板厚度負偏差規(guī)定按該標)隹中的表3、表4如下表：

GB709-88表4中相關內容:

F列寬度范圍時的厚度允許偏差

公稱厚度(鋼600~750750^10001000^1500

板和鋼帶)較高軋治普通軋治較高軋治普通軋治較高軋治普通軋治

精度(A)精度(B)精度(A)精度(B)精度(A)精度(B)00

>2.5~3.0±0.17±0.19±0.18±0.20±0.19±0.21

3.0、3.5±0.18±0.20±0.19±0.21±0.20±0.22

>3.5~4.0±0.21±0.23±0.22±0.26±0.24±0.28

>4.0~5.5+0.1,-0.3+0.2,-0.4+0.15,-0.3+0.3,-0.4+0.1,-0.4+0.3,-0.5

>5.5~7.5+0.1,-0.4+0.2,-0.6+0.1,-0.6+0.2,-0.6+0.2,-0.5+0.25,-0.6

>7.5^10.0+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.2,-0.7+0.3,-0.8

>10.(T13.0+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.1,-0.7+0.2,-0.8+0.2,-0.7+0.3,-0.8

GB709-88表3中相關內容

公稱厚度(鋼板或鋼帶)負偏差

>13~250.8

>25~300.9

>30~341.0

3.2鋼板厚度的測量

鋼板厚度在距離頂角不小于100mm和距離鋼板邊緣不小于20mm

處測量。在任何點處測量的鋼板厚度，不得超過鋼板允許的厚度負偏

差。

3.3化學成分

各牌號的化學成分，一些元素的上限要求，微量元素要求，在各

標準中均有規(guī)定。化學成分的允許偏差應符合GB/T222的相關規(guī)定。

3.4冶煉方法應是平爐、電爐、氧氣轉爐，對于GB6654和GB3531,

還必須是鎮(zhèn)靜鋼。(GB6654-1996第2號和GB3531-1996第1號修改

單現(xiàn)在有已不允許用平爐鋼)

3.5關于交貨狀態(tài)

3.5.1各標準中均規(guī)定了各牌號交貨的熱處理狀態(tài)及各種機械性能指

標與試驗要求。

3.5.2GB3531要求鋼板應以正火或正火加回火狀態(tài)交貨。

3.6鋼板力學和工藝性能取樣方法(GB2975-82)及合格指標

應在規(guī)定鋼板端部垂直于軋制方向切取拉力、沖擊及彎曲樣坯。

對縱軋鋼板，應在距邊緣為板寬四分之一處切取試樣試板。如圖所示。

對橫軋鋼板，則可在寬度的任意位置切取試樣試板。

軋制方向

b

l/4b1

試樣試板應在外觀及尺寸合格的鋼材上切取。切取試樣試板時，

應防止因受熱、加工硬化及變形而影響其力學性能及工藝性能。用燒

割法切取試樣試板時從試樣試板切割線至試樣邊緣必須留有足夠的

加工余量，一般應不少于鋼材的厚度或直徑，但最小不得少于20mm。

上述是根據(jù)GB2975-82鋼材力學及工藝性能試驗取樣規(guī)定

合格標準均規(guī)定：

力學性能［鋼板的拉伸、夏比（V型缺口，含低溫沖擊）］和冷彎

試驗合格指標，均按各相關標準上的相關規(guī)定。GB6654中的鋼板根

據(jù)需方特殊要求，并經(jīng)供需雙方協(xié)議，對厚度大于20nlm的鋼板可進

行高溫拉伸試驗，試驗溫度在合同中注明，高溫屈服強度值應符合該

標準附錄B要求。

對于厚度小于12mm的鋼板的夏比（V型缺口）沖擊試驗應采用

輔助試樣，6~81nm鋼板尺寸為5x10x55mm,其試驗結果應不小于標

準試樣lOxlOx55mm試樣規(guī)定值的50%,>8?Hmm的鋼板其尺寸為

7.5xl0x55mm,其試樣結果應不小于標準規(guī)定值的75%。

夏比（V型缺口）沖擊功，按三個試樣的算術平均值計算，允許

其中一個試樣的單個值比規(guī)定值低，但不得低于規(guī)定值的70%。

當夏比（V型缺口）沖擊試驗不符合要求時，應從同一張鋼板上

（GB6654、GB3531）再取一組三個試樣進行試驗，前后六個試樣的平均

值不得低于規(guī)定值，但允許有兩個試樣低于規(guī)定值，其中低于規(guī)定值

70%的試樣只允許一個。

對于GB912、GB3274的鋼板沖擊試驗不合格時，可從同批鋼材上

再取一組三個試樣進行試驗，其余要求都一致。

鋼板檢驗結果有任一項不符合本標準要求，都可進行復驗。除沖

擊試驗的復驗按上述規(guī)定外，其他檢驗項目的復驗應符合GB247的規(guī)

定。即取雙倍試樣復驗。

對于鋼管其復驗與判定按GB2102規(guī)定。

3.7關于鋼板驗收的抽驗率

各鋼板標準中均規(guī)定了各自鋼板成批驗收的抽驗率，對于GB6654

與GB3531的鋼板組批原則均是：每批應由同一牌號、同一爐耀號、

同一厚度、同一熱處理制度的鋼板所組成。厚度6?16nlm鋼板，每批

重量不大于15t,厚度大于16mm鋼板每批重量不大于25to

經(jīng)雙方協(xié)議并在合同中注明，厚度大于16mm鋼板可逐張進行力

學性能檢驗。

3.8鍛件試驗取樣規(guī)則

鍛件應由供方檢查部門按訂貨合同進行檢驗。

3.8.1需方可進行成品分析，分析結果與該標準的允許偏差按

GB/T222的規(guī)定。

3.8.2鍛件拉伸和沖擊試驗

3.8.2.1鍛件拉伸和沖擊試驗取樣數(shù)量

a.熱處理單件重量小于或等于3500kg的鍛件取一組試樣（一個拉伸、

三個沖擊）。

b.熱處理單件重量大于3500kg的鍛件取兩組試樣（每組一個拉伸、

三個沖擊），兩組試樣位置間隔180。，如鍛件長度大于直徑的1.5倍

時，則應在鍛件兩端各取一組試樣。

3.8.2.2取樣方向

鍛件（不含條形）一般取切向試樣，當不能制取切向試樣時，則

取縱向或徑向試樣。條形鍛件一般取縱向試樣，對截面較大、長度較

短的條形鍛件可以切取切向或橫向試樣。

3.8.2.3取樣部位

a.筒形鍛件和環(huán)形鍛件的試樣應取自鍛件的端部，從壁厚的二分之一

處取樣。

b.餅形鍛件的試樣應取自鍛件的