压力容器受压元件用钢技术要求

4 通用技术要求

4.8 冶炼方法

压力容器受压元件用钢应采用氧气转炉、电炉冶炼，或电渣重熔法冶炼。以下钢材还应采用炉外精炼：

• 标准抗拉强度下限值大于540 MPa的低合金钢钢板和低合金钢锻件
• 奥氏体-铁素体型不锈钢钢板
• 使用温度低于-20 ℃的低温钢钢板、低温钢锻件和低温钢钢管

4.9 使用温度上限

1. 钢材的使用温度上限为附录C中表C.1~表C.8规定值，许用应力表中粗线右侧的许用应力由钢材的10⁵h高温持久强度极限平均值确定。若工艺要求短时高于使用温度上限操作，由设计文件规定。
2. 非合金钢和碳锰钢钢材在高于425℃温度下长期使用时，应注意钢中碳化物相的石墨化倾向。
3. 奥氏体型不锈钢钢材的使用温度高于525 ℃时，钢中含碳量应不小于0.04%。

4.10 使用温度下限

1. 钢材的使用温度下限按第5章~第8章的相关规定。
2. 奥氏体型不锈钢钢材的使用温度下限为-269 ℃。使用温度高于或等于-196 ℃时可免做冲击试验；低于-196 ℃时，应进行设计温度下的低温冲击试验，3个标准试样冲击吸收能量平均值KV₂≥54 J且侧膨胀值平均值LE≥0.53 mm。奥氏体-铁素体型不锈钢钢材可进行最低冲击试验温度为-40 ℃的冲击试验，3个标准试样冲击吸收能量平均值KV₂≥47 J且侧膨胀值平均值LE≥0.53 mm，冲击试验其他要求按相关规定执行。
3. 低温液氢、液氦压力容器用奥氏体型不锈钢钢材（钢板、钢管、钢锻件）的专项技术要求：
   • 按GB/T13305进行铁素体含量测定，铁素体含量应不大于3%。
   • 质量证明书中化学成分实测值计算的奥氏体稳定性系数Δ≥0（Δ=Ni+0.5 Mn+35 C-0.0833(Cr+1.5 Mo-20)²-12）。
   • 低温马氏体自转变温度Ms≤-253℃或≤-269℃（Ms(℃)=[75(14.6-Cr)+110(8.9-Ni)+60(1.33-Mn)+50(0.47-Si)+3000×[0.068-(C+N)]-32]/1.8）。
   • 液氢压力容器用钢材应进行-253 ℃冲击试验，液氦压力容器用钢材应进行-269 ℃冲击试验，冲击性能指标符合4.10b)规定；也可进行-196 ℃冲击试验，3个标准试样冲击吸收能量平均值KV₂≥70 J且侧膨胀值平均值LE≥0.76 mm。
4. 用于低温低应力工况的钢材，其使用温度下限按GB/T150.3的规定。

4.11 冲击试验要求

非合金钢和合金钢钢材的冲击性能指标应符合下表规定：

1. 夏比V型缺口冲击试样的取样部位和方向应符合相应钢材标准，优先选择厚度为10mm的标准试样。每组取3个标准试样，允许1个试样的冲击吸收能量和侧膨胀值低于规定值，但不低于规定值的70%；不合格时应复验，前后两组6个试样的平均值不低于规定值，允许2个试样低于规定值，且低于规定值70%的试样仅允许1个。
2. 钢材厚度小于11mm无法制备标准试样时，依次制备7.5mm或5mm小尺寸试样，冲击吸收能量平均值分别为标准试样的75%或50；可制备标准试样但制备小尺寸试样时，冲击试验温度分别降低5℃和10℃（低于-100℃除外），冲击吸收能量平均值同上。
3. 钢板、钢管、钢锻件、钢棒及焊接材料的冲击试验要求分别按第5~9章相关规定执行。

4.12~4.27 其他技术要求

• 4.12：钢材可按规定进行应力腐蚀试验或点腐蚀试验，具体方法和合格指标由设计文件规定。
• 4.13：奥氏体-铁素体型不锈钢钢板、锻件和钢管应按GB/T13305进行相比例测定，奥氏体含量40%~60%（铁素体60%~40%）。
• 4.14：钢材有特殊技术要求时，应在设计文件中规定。
• 4.15~4.21：未列入本文件或相关标准的钢材，需按规定进行技术评审、型式试验或复验，符合要求后方可使用。
• 4.22：钢材代用需取得原设计单位书面批准，并在竣工图上详细记录。
• 4.23：钢材纳入本文件的技术要求按附录B规定。
• 4.24：钢材许用应力按TSG21和GB/T150.1确定，按表C.1~表C.8执行，中间温度可用内插法求得。
• 4.25：Q235系列钢板的使用规定按附录D执行。
• 4.26：钢材的高温屈服强度、高温持久强度极限平均值、弹性模量、平均线膨胀系数分别见表E.1~E.14。
• 4.27：高合金钢牌号近似对照见表F.1。

5 钢板

5.1 非合金钢和合金钢钢板

1. GB/T713.1、GB/T713.2、GB/T713.3、GB/T713.4和GB/T713.6中钢板的使用状态、厚度、使用温度上限及许用应力按表C.1规定。
2. 壳体用钢板超声检测要求如下表：

钢板	钢板厚度 / mm	容器使用条件	质量等级
GB/SA516Gr485、Q245R	＞30~36	无限制条件	不低于Ⅲ级
GB/SA537Cl1、Q345R	＞36	无限制条件	不低于Ⅱ级

3. 用连铸坯或钢锭轧制的钢板压缩比不小于3.0，定向凝固钢坯轧制的不小于2.4，电渣重熔钢坯轧制的不小于2.0。
4. 钢板应按表C.1中的使用状态供货。
5. 下列钢板应在正火状态下使用：
   • 用于多层容器内筒的Q245R、GB/SA516Gr485和Q345R；
   • 壳体厚度大于36mm的Q245R、GB/SA516Gr485和Q345R；
   • 其他受压元件（法兰、管板、平盖等）厚度大于60mm的Q245R、GB/SA516Gr485和Q345R；
   • 厚度大于50mm的Q345R钢板，正火加回火状态可代替正火状态。
调质热处理钢板、多层容器内筒钢板、壳体厚度大于60mm的钢板，应逐热处理张进行拉伸和V型缺口冲击试验（冲击试验温度按相应钢板标准）。
6. 厚度大于36mm调质状态、厚度大于80mm正火或正火加回火状态的壳体用钢板，可增加一组在厚度1/2处取样的冲击试验，冲击性能指标符合表1规定。
7. 厚度大于50mm调质状态、厚度大于100mm正火或正火加回火状态的壳体用钢板，应规定较严格的冲击试验要求（可选：提高冲击性能指标或降低试验温度）。
8. 设计温度低于-20 ℃且厚度大于36mm调质状态的钢板，设计温度低于-40 ℃且厚度大于40mm的正火或正火加回火状态的钢板，可增加落锤试验（DWT），按GB/T6803进行，采用P-2型试样，无塑性转变温度（NDTT）不高于相应钢板标准规定的冲击试验温度加15 ℃。
9. 壳体用钢板（不包括多层压力容器的层板）应按表2规定逐张进行超声检测，检测方法和质量分级按NB/T47013.3规定。