1 非合金钢、低合金钢和耐热钢螺柱用钢棒
1.1 力学性能要求
螺柱用钢棒经相应热处理后,力学性能应符合下表规定,拉伸试验和冲击试验结果需满足标准要求。
| 牌号 | 热处理状态/调质回火温度(℃) | 规格(mm) | Rm(MPa) | ReL(Rp0.2)(MPa) | A(%) | 0℃冲击吸收能量平均值(KV2)(J) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 40CrNiMo | M52~180 | |||||
| 12Cr5Mo (S45110) |
1.2 热处理与试验要求
12Cr5Mo(S45110)螺柱用钢棒应符合GB/T1221规定,毛坯需按表中要求进行调质热处理。
拉伸试验采用d₀=10mm、L₀=50mm的试样,冲击试验结果需满足单个标准试样最低值及小尺寸试样相关规定。
1.3 使用温度与化学成分要求
不同牌号螺柱使用温度下限不同:20钢为-20℃,35、40MnB、40MnVB、40Cr钢为0℃,其他牌号为-20℃。
低温环境下使用时,磷、硫含量需严格控制:-20℃~-70℃时,30CrMo、35CrMo钢磷≤0.020%、硫≤0.010%;-20℃~-50℃时,40CrNiMo钢磷≤0.015%、硫≤0.008%。
1.4 低温冲击试验指标
| 牌号 | 螺柱规格(mm) | 最低冲击试验温度(℃) | 冲击吸收能量平均值(KV2)(J) |
|---|---|---|---|
| 30CrMo | -100 | ||
| 35CrMo | -70 | ||
| 40CrNiMo | M52~M80 | -50 |
1.5 配套螺母用钢
螺母用钢可按下表选取,调质状态使用的螺母用钢,回火温度应高于配套螺柱用钢的回火温度。
| 螺柱用钢牌号 | 螺母用钢牌号 | 钢材标准 | 使用状态 | 使用温度范围(℃) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 10、15 | GB/T699 | 正火 | -20~350 |
| 35 | 20、25 | GB/T699 | 正火 | 0~350 |
| 40MnB、40MnVB、40Cr、30CrMo、35CrMo | 40Mn、45 | GB/T699 | 正火 | 0~400 |
| 30CrMo | 30CrMo | GB/T3077 | 调质 | -100~500 |
| 30CrMo、35CrMo | 30CrMo、35CrMo | GB/T3077 | 调质 | -70~500 |
| 40CrNiMo | 35CrMo、40CrNiMo | GB/T3077 | 调质 | -50~350 |
| 12Cr5Mo (S45110) | 12Cr5Mo (S45110) | GB/T1221 | 调质 | -20~600 |
2 高合金钢钢棒
2.1 基本要求
高合金钢钢棒的标准、使用状态、螺柱规格、使用温度上限及许用应力按表C.8规定执行。
钢棒按批进行拉伸试验,每批由同一牌号、同一冶炼炉号、同一断面尺寸、同一热处理制度、同期制造的钢棒组成,每批抽取1件试验,结果需符合GB/T1220规定。
2.2 使用温度下限
马氏体型不锈钢S42020螺柱使用温度下限为0℃;奥氏体型不锈钢螺柱使用温度下限为-269℃。
2.3 配套螺母用钢
| 螺柱用钢统一数字代号 | 螺母用钢牌号 | 钢材标准 | 使用状态 | 使用温度范围(℃) |
|---|---|---|---|---|
| S42020 (20Cr13) | S42020 | GB/T1220 | 调质 | 0~400 |
| S30408 | S30408 | GB/T1220 | 固溶 | -269~700 |
| S31008 | S31008 | GB/T1220 | 固溶 | -269~800 |
| S31608 | S31608 | GB/T1220 | 固溶 | -269~700 |
| S32168 | S32168 | GB/T1220 | 固溶 | -269~700 |
2.4 应变强化处理的S30408螺柱
固溶处理后经应变强化的S30408螺柱用钢棒应符合GB/T4226规定,按批进行试验,试样为纵向取样。
| 钢号 | 螺柱规格(mm) | Rm(MPa) | Rp0.2(MPa) | A(%) | ≤100℃的许用应力(MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| S30408 | 171 | ||||
| S30408 | M24~M80 | 170 |
使用温度低于-100℃时,需进行低温冲击试验,3个试样冲击吸收能量平均值≥54J。
3 螺柱无损检测要求
螺柱粗加工后(螺纹加工前),规格≥M36的螺柱需按NB/T47013.3进行100%超声检测,合格级别为Ⅰ级。
同时需按NB/T47013.4或NB/T47013.5进行表面检测,线性缺陷磁迹和圆形缺陷磁迹质量等级均为Ⅰ级。
螺纹宜采用滚制加工,加工后需进行表面检测,不应有任何裂纹显示和横向缺陷显示。
4 焊接材料
压力容器受压元件用焊接材料应符合NB/T47018.1~NB/T47018.5的规定。
熔敷金属的抗拉强度不宜低于钢材标准规定的下限值,冲击吸收能量不宜低于相应钢材标准规定值。
焊后热处理的焊接材料,其熔敷金属的焊后热处理保温温度宜与压力容器一致,保温时间不少于累计保温时间的80%。
标准抗拉强度下限值>540MPa或使用温度<-40℃的焊接材料,熔敷金属中磷≤0.020%、硫≤0.010%。
厚度>36mm的高强度钢材用焊接材料,熔敷金属扩散氢含量≤5mL/100g(按GB/T3965测量)。