Q/ZJXL 002-2024 钢制压力容器材料选用
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- 标准类型：企业标准
- 标准语言：中文版
- 文件类型：PDF文档
- 更新时间：2025-06-13
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资料介绍
以下是浙江鑫良容器管道有限公司企业标准 Q/ZJXL 002-2024《钢制压力容器材料选用》 的详细内容总结：
1. 总则
- 材料合规性：
- 压力容器用钢材（钢板、钢管、型材、锻件）必须符合 TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》 和 GB 150.2-2011《压力容器第2部分：材料》 的要求。
- 需附钢材生产单位的 质量证明书原件，无证明书时需复验或补做合格后方可使用。
- 特殊材料选用：
- 未列入国标/行标的钢材，需经评定确认性能相当且符合法规要求。
- 国外牌号钢材按 TSG 21-2016 执行。
2. 材料选用基本要求
关键考虑因素
- 使用条件：设计压力、温度、介质特性、操作特点。
- 材料性能：力学性能（强度、韧性）、工艺性能（焊接、加工）、化学性能（耐腐蚀）、物理性能。
- 制造工艺与经济性：兼顾可制造性与成本效益。
冶炼与工艺要求
- 基础冶炼：必须为 氧气转炉或电炉冶炼的镇静钢。
- 特殊要求：
- 标准抗拉强度 ≥540 MPa 的低合金钢、奥氏体-铁素体不锈钢、低温钢（使用温度 < -20℃）需采用 炉外精炼工艺。
温度限制
- 使用温度上限：
- 碳素钢/碳锰钢长期 >425℃ 时需考虑 石墨化倾向。
- 奥氏体钢 >525℃ 时含碳量需 ≥0.04%。
- 使用温度下限：
- 非奥氏体钢按 GB 150.2-2011 规定。
- 奥氏体钢 ≥-196℃ 可免冲击试验；-196℃ ~ -253℃ 由设计文件规定。
- 低温低应力工况按 GB 150.3-2011 附录E 执行。
冲击试验要求
- 碳素钢/低合金钢：冲击功最低值按 抗拉强度分档（详见表1），如：
- Rm ≤450 MPa → KV₂ ≥20 J
- Rm >630~690 MPa → KV₂ ≥38 J
- 取样要求：按钢材标准规定取样位置和方向。
其他要求
- 腐蚀试验：按需进行晶间腐蚀（GB/T 4334）、应力腐蚀、点腐蚀试验。
- 材料代用：需原设计单位书面批准，竣工图记录。
- 许用应力计算：中间温度允许内插法求解。
3. 钢板选用规范
碳素钢/低合金钢板（GB 713）
- 热处理要求：
- 多层容器内筒、壳体厚度 >36mm 的 Q245R/Q345R 需 正火状态 使用。
- 厚度 >60mm 或调质钢板需 逐张进行拉伸和冲击试验。
- 特殊检测：
- 厚度 >36mm 的 540 MPa 以上钢板或低温钢板（<-40℃）需 落锤试验（GB/T 6803）。
- 壳体钢板按 厚度和工况 分级超声检测（JB/T 4730.3），详见表3.2（如 Q345R >36mm 需 II 级）。
- Q235系列限制：
- 仅用于设计压力 <1.6 MPa、非毒性介质。
- Q235B：厚度 ≤16mm，温度 20~300℃；Q235C：厚度 ≤40mm，温度 0~300℃。
- 许用应力需乘 质量系数（Q235B: 0.85；Q235C: 0.90）。
高合金钢板（GB 24511）
- 制造工艺：炉外精炼钢轧制，连铸坯压缩比 ≥3。
- 交货状态：
- 铁素体钢：退火状态；奥氏体/奥氏体-铁素体钢：固溶热处理状态。
- 温度下限：
- 铁素体钢：≥0℃；奥氏体-铁素体钢：≥-20℃；奥氏体钢：≥-196℃ 免冲击试验。
- 许用应力：分两档（详见表3.4）：
- 第一档：允许微量永久变形的元件；
- 第二档：法兰等不允许变形的场合。
复合钢板
- 不锈钢-钢复合板：
- 符合 NB/T 47002.1，覆材可放宽标准但需满足结合强度（≥210 MPa）。
- 未结合率 ≤5%，温度范围需同时满足基材/覆材要求。
- 其他复合板：镍-钢、钛-钢等按 GB 150.2-2011 第4.3章 执行。
4. 钢管选用规范
碳素钢/低合金钢管
- 热处理：壁厚 >30mm 或温度 < -20℃ 的钢管需 正火（不可用热轧代替终轧温度）。
- 冶炼要求：设计温度 < -40℃ 需炉外精炼。
高合金钢管
- 标准差异：
- GB/T 14976：换热管必须用 冷拔/冷轧高级精度 管。
- GB/T 12771（焊管）：禁用于换热管、毒性介质，设计压力 <10 MPa。
- GB/T 21832：VI类焊管仅用于换热管，需涡流检测（GB/T 7735 B级）。
- 棒材制接管：允许 S30408 等钢棒（直径 ≤50mm），需固溶处理，壁厚 ≤8mm。
5. 钢锻件选用规范
碳素钢/低合金钢锻件
- 级别要求：
- 筒体/封头锻件、厚度 >300mm 低合金钢、高强度（Rm≥540 MPa）或低温（< -20℃）锻件需 III级或IV级。
- 高温应用：>300℃ 的 20MnMoNb 等锻件需 高温拉伸试验。
- 抗回火脆化：12Cr2Mo1 等需注明成分与性能特殊要求。
高合金钢锻件
- 级别与冶炼：筒体/封头用锻件需 III/IV 级，炉外精炼钢制造。
- 温度下限：
- 铁素体（S11306）：≥0℃；
- 奥氏体-铁素体（S21953等）：≥-20℃；
- 奥氏体：同钢板规定（≥-196℃ 免冲击）。
6. 螺柱与螺母用钢棒
碳素钢/低合金钢
- 热处理：
- 碳素钢：正火；低合金钢：调质（按 GB 150.2-2011 表13）。
- 温度限制：
- 20钢螺柱：≥-20℃；35/40Cr 等：≥0℃。
- 低温冲击要求：<-20℃ 时需低温冲击试验（KV₂ 按表14）。
- 成分控制：低温用钢（<-40℃）需 低磷硫含量（P≤0.015%~0.020%，S≤0.008%~0.010%）。
高合金钢
- 许用应力：按 GB 150.2-2011 表16。
- 特殊处理：
- S30408 应变强化螺柱需逐批试验（拉伸+低温冲击），KV₂≥41J（< -100℃）。
- 螺母匹配：调质螺母回火温度需高于螺柱。
核心原则总结
- 合规优先：材料必须符合 TSG 21-2016 和 GB 150 系列标准。
- 精准选材：基于设计条件（压力、温度、介质）选择材料类型和状态。
- 严格质量控制：
- 质量证明书 + 必要复验；
- 超声/冲击/腐蚀试验按工况分级要求；
- 特殊材料（如复合板、应变强化螺柱）附加检测。
- 特殊限制：
- Q235系列仅限低压、非毒性、有限厚度/温度范围；
- 焊管禁用于换热管/毒性介质，压力限10 MPa。
- 制造保障：关键部件（如多层容器内筒、厚壁壳体）强制热处理和检测。
此标准体现了 全生命周期管控 理念，从材料生产、验收、制造到服役条件全覆盖，确保压力容器安全性与可靠性。