中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较(论文)

中外承压设备用板材标准中保证力学性能

最大厚度的比较

黄嘉琥¨。王为国1’2,寿比南1’2。杨国义1”。刘树华1’2。尹立军1’2。陈志伟1-2

(1.全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京

100029;2.中国特种设备检测研究院,北京

100013;3.合肥通用机械研究院,安徽合肥230031)

摘要:通过对中外承压设备用板材标准中保证力学性能的最大板厚进行比较分析,指出中国钢板标准中的最大板厚与国外相当,可基本满足承压设备的要求,但中国有色金属板材标准中的最大板厚大多比国外标准薄,应在今后的标准中增加厚度。关键词:承压设备;最大板厚

中图分类号:TQ051.3;T-65

文献标识码:A

文章编号:1001-4837(2008)06—0042一06

Comparisonbetween

Maximum

ThicknessesofPlatetoComplywiththeRequirementsof

Mechanical

PropertiesforPressureEquipments

inChineseandForeignPlateStandards

HUANGJia—hul…,WANGWei—gu01”,SHOUBi—nanl”,YANGGuo—yil”,

LIUShu—hual”,YIN

Li—junl”,CHEN

Zhi—weil・2

(1.ChinaStandardization

Committee

on

BoilersandPressure

Vessels,Beijing100029,China;2.China

SpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute,Beijing

100013,China;3.HefeiGeneralMachinery

ResearchInstitute,Hefei230031,China)

Abstract:Based

on

analysisofmaximumphtethicknesses,whose

mechanical

propertyrequirementsfor

pressure

equipments

can

beassuredinChineseandforeignplatestandards,thispaperconsidersthatthe

maximumthicknessesinChineseandforeignsteelplatestandardsareequivalentandthemaximumthick—

ness

inchina

Canbeapproximatelysatisfiedwithpressureequipment

requirements.However,maximum

thicknessesofmostnonferrousmetalplatesinChinesestandards

Slag

stillthinnerthanforeignstandards.

anditshould

be

improvedinfuturestandards.

Keywords:pressureequipment;maximumthicknessofplate

承压设备所用材料有板材、管材、棒材、锻件、铸板材的厚度以中板数量最多,但有时也常采用厚板

和特厚板。

板材标准中常说明可供板材的两种最大厚度,

基金项目:。十・五”国家重大科技专项课题《特种设备安全科技成果转化为法规标准试点>资助

・42・

件及型材等,其中最重要且数量大的应为板材,主要用作筒体、封头、管板、壳体、管箱等重要构件。所用

第25卷第6期压力容器总第187期

一为可生产供应的最大厚度,一为保证规定力学性

理解为该标准中所列最大厚度即为保证力学性能的能的最大厚度。承压设备要求所用材料均应保证规

厚度。也有个别板材标准中两种最大厚度均未提定力学性能,尤其对板材制造的构件的强度计算要

及。

求较为精确,因而对于承压设备用板材标准而言,重

文中主要讨论承压设备常用的材料类型和牌

要的是保证规定力学性能的最大厚度(以下简称最号。

大厚度),只有板材厚度低于板材标准中的最大厚度时,承压设备才能使用。板材标准中的最大厚度1碳素钢和低合金钢

值越大,可供承压设备应用的范围就越宽;反之,则

越窄。

中外承压用碳素钢和低合金钢典型牌号保证力本文对承压设备用碳素钢和低合金钢、不锈钢、

学性能的厚度比较列于表1。中国最常用的GB

铝、铜、镍、钛及其合金的中、美、日、ISO和EN板材

6654--1996{压力容器用钢板》和GB713--1997{锅标准中的最大厚度的规定进行了分析比较。由于炉用钢板》两个标准拟合并成一个标准《锅炉及压德、英、法等国的承压设备以后主要采用EN标准,力容器用钢板》(已形成报批稿),其中准备将20R

因而本文很少提到欧洲各国的标准。通过比较分

和209合并为Q245GR,最大厚度由100mm和150析,可以看到中国板材标准在最大厚度上的水平和

mm提高到200mm;16MnR和16Mng合并为存在的问题。

Q355GR,最大厚度由120mm和150mm提高到200多数板材标准中都规定了保证力学性能的最大

’mm,已与国外先进水平相当。有些铬钼钢和调质低

厚度,个别板材标准中只提及了可生产供应的最大

合金板的最大厚度比国外偏薄些。含镍量高的低温

厚度,没有专门标明保证力学性能的最大厚度,文中

镍钢中国尚无板材标准。

保证力学性能类型

国别标准号典型牌号状态

的最大厚度(mill)

GB6654一1996

20R热轧、控轧

100GB

713一1997

209

热轧、控轧、正火、正火+回火150

标准草案(代替GB

713

碳素钢

和GB6654)

Q245GR(代209,20R)

热轧、控轧、正火、正火+回火

200

SA515SA516

55级300美

热轧或正火SA515SA516

60级,65级,70级

热轧或正火

200日

JIS133103

SB410,SB450,SB480

200

GB6654--199616MnR热轧、控轧

120GB

713—1997

16Mng

热轧、控轧、正火、正火+回火150

标准草案(代替GB

713

和GB6654)

Q355GR(代16MnR,16Mng)

热轧、控轧、正火、正火+回火

200

P235GH,P265GH,P295GH,

P355GH(按EN设计)

正火

205

IS0

ISO9328—2:2004

PT410GH,PT450GH,

碳锰钢

PT480GH(按ASME设计)

正火

200

欧EN10028—2.2004

P235GH,P265GH,P295GH,

P355GH

正火

250

ASMESA516

60级。65级,70级

200

SPV315

热轧100

SPV355

热轧75日

JISG3115

SPv410控轧75

SPV450,SPV490

调质

75

・43・

CPVT

中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较

Vol25.N062008

GB

6654一1996713—1997

15CrMoR

正火+回火热轧、控轧、正火、正火+回火正火+回火正火+回火正火+回火正火+回火淬火+回火

100

GB

15CrMog,12CrlMoVg

15CrMoGR

100

标准草案(代替GB

和GB6654)

713

15012010010025060250

14CrMoGR

12Cr2MolGR,12CrlMoVGR

13CrM04—5

lOCrM09一10

ISO9328—2:2004

正火+回火淬火+回火

(按EN设计)

12CrM09一10

IS0

正火+回火淬火+回火正火+回火淬火+回火

250

15025020030030010025060250

13CrMoV9一lO

14CrM04—5

1509328—2:2004

正火+回火正火+回火正火+回火正火+回火

铬钼钢

(按ASME设计)

13CrM09一1014CrMo、9一10

13CrM04—5

淬火+回火正火+回火

10CrM09一10

淬火+回火正火+回火淬火+回火正火+回火

EN10028—2:2003

12CrM09—10250

150250200300

13CrMoV9一lO

淬火+回火

12级

ASMESA387ASMESA832

22V

正火+回火正火+回火正火+回火(或淬火+回火)正火或正火+回火正火或正火+回火正火或正火+回火正火、正火+回火正火、正火+回火正火、正火+回火

22级

3∞

2003003001006036

SCMV一3

日JISG4109

SCMV一4

SCMQ4V

16MnDR

GB

353l—1996

15MnNiDR.09MnNiDR

09Mn2VDRP275NLl,P275NL2,P355NLI,P355NL2,

正火正火正火正火正火

250

Iso

ISO9328—3:2004

P460NLI,P460NL2

PI'枷NLl

低温低合金钢(非镍系)

EN10028—3:2003

Pr440NLl

EN10028—4:2003

11MnNi5—3,13MnNi6—3

P275NLl,P275NL2,P355NLl,P355NL2,P460NLl,P460NL2

503880

250

ASMESA662

A、B级

SLA235A

热轧正火正火正火

505032

JISG3126

SLA325A

・44・

第25卷第6期

力容器总第187期

GB19189—_2003

07MnCrMoVR,07MnNiMoVDR,

12MnNiVR

调质

60

PT490Q,PT490QH,PT520Q,PT520QH,PT550Q,PT550QH,PT550QL2,PT570Q,IrI'570QH,

PT610Q,PT610QH

IS0

ISO

调质

150

9328—6:2004

(按ASME设计)

PT440QL2,PT490QI.2,PT520QL2P355Q,P355H,P355QLl,P355QL2P460Q,P460H.P460QLl,P460QL2P500Q,P500H,P500QLl,P500QL2P690Q,P690H,P690QLl,P690QL2P355Q,P355H,P355QLI,P355QL2P460Q,P460H,P460QLI,P460QL2PSOOQ,P500H,PSOOQLl,P500QL2P690Q,P690H,P690QLl,P690QL2

B级2级

SPV315,SPV355,SPV410,SPV450,

SPV490

SLA325B,SLA365,SLA410

调质

38

调质高强度低合金钢

调质

150

EN

10028—6:2003调质

150

ASME

SA7M

调质调质调质调质

150150

ASMESA537

JISG3115

JISG3126

150

32

2007年版标准在此问题上已有很大提高。希望中

2不锈钢

承压设备所用不锈钢主要为奥氏体不锈钢和奥

国在制订《压力容器用不锈钢钢板》标准时最大厚度至少应该用不低于GB/T4237--2007的水平。

氏体、铁素体双相不锈钢,供应状态为固溶处理。各

国钢板标准中的最大厚度列于表2。

表2各国承压用奥氏体和双相不锈钢板

保证力学性能的最大厚度(mm)

2007575

3铝及铝合金

承压用铝及铝合金板材主要应用纯铝及m—

Mn,A1一Mg,AI—Mg—Si合金,A1一Mg—Si合金在

国家或组织中国

Is0

标准号标准名称不锈钢热轧钢板承压用不锈钢板承压用不锈钢板压力容器用铬和铬镍耐热不锈钢

板、带热轧不锈钢板、带

固溶时效状态使用,其他类型在退火和热轧状态使用。各国各类承压用铝及铝合金板材保证力学性能

的最大厚度列于表3。

由表3可见,中国标准中退火和固溶时效等热

GB/T4237—-2007ISO9328—7.2004EN10028—7:2003

欧盟

处理供货状态的板材保证力学性能的最大厚度仅为

10

美国日本

ASMESA240254

mm或4.5mm,比国外低很多,远不能满足承压

设备的要求。而热轧状态供货时最大厚度则可为

200

JISG4304:1999

50

miil或80mm,与国外最大厚度相当,基本可满足

由表2可见,中国2007年的不锈钢板标准中的最大厚度已达到美国、日本、欧盟和ISO同类标准水平,可以基本满足承压设备对最大板厚的要求。而1992年版的该标准中规定1Crl8Nil2M02Ti,0crl8Nil2Ⅳ娩m,1Crl8Nil2M03Ti,0Crl8Nil2M03Ti,1Crl8Ni9Ti及00Crl8Ni5M03Si2的6个牌号的最大板厚不超过25mill,其他牌号未具体说明。应当说,

承压设备要求。退火状态的板材最大厚度仅为10mm或4.5mm,可能是由于这些板材均为冷轧,冷轧状态的塑性太低,因而需要经过退火恢复塑性。而热轧状态的塑性尚可,板材标准中就没有规定可供应热轧后再退火的状态,因而造成不供应板厚超过10mm或4.5mm厚度的退火铝板。但承压设备

用铝板要求有尽量高的塑性,尤其是铝合金板材在

・45・

CPVT

中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较

V0125.N062008

铝及铝合金

类型

纯铝

状态退火热轧退火热轧退火热轧退火热轧固溶时效

GB/T

3880—1997EN485—2:2004

ASMESB一209

JISH4000:1999

铝及铝合金轧制板材

1080lO8010804.55010

铝及铝合金板、带

8080508050—80

8050—30080—12080.400

铝及铝合金板

76767676767651—203

76152

铝及铝合金板、带

50—75

757575757550~100

7575~100

AI—Mn

Al—Mg

(Mg<3%)

AJ—Mg

(Mg>3%)

Al—Mg—Si

热轧状态的断后伸长率偏低,常低于最低要求14%,因而从塑性要求而言,铝板更常采用退火状态。虽然热轧状态的强度要比退火状态稍高,但承压设备基本上全为焊接构件,按规定即使采用热轧状态的铝材,其许用应力仍应按退火状态的许用应力进行强度计算,采用热轧状态的铝板并不能使焊接构件的厚度比用退火状态的铝板减薄厚度。这样,承压设备主要采用的退火状态的铝板按中国铝板标准只能提供10mm或4.5mm以下厚度,当然是远不能满足承压设备的要求的。供应更厚的热处理状态的铝板,并不会受到铝板生产能力的限制,只要了解与照顾到承压设备对铝板的实际要求,并不

难满足这个要求,并在铝板标准中体现。

JB/T

4734--2002(铝制焊接容器》所用铝板标

准为GB/T3880--1997,因而表3中仍列出GB/T3880--1997的内容,在新版GB/T3880--2006标准中保证力学性能的最大厚度,部分牌号有所提高,但还有部分牌号的最大厚度仅为4.5mm或10仍不能满足要求。4铜和铜合金

mm,

承压用铜及铜合金板保证力学性能的最大厚度列于表4。

合金类型

2040—2002铜及铜合金板材

GB/T

1634—2:1987压力容器和热交换器用铜及铜合金板、带(2000年起停止生效)

ISO

EN

1653:1998

退火

纯铜黄铜青铜白铜

101012lO

热轧

1414

●_——

退火

20125100125

热轧

20>15

●_——

锅炉、压力容器和热水贮存器用铜及铜合金(R状态)

5075一12050一100

125

SB一152纯铜板、带

ASMESB一171压力容器冷凝器和换热器用铜板

ASMESB一96一般与压力容器用铜硅合金板(退火)

ASME

5l102—12751—127

127

JISH3100:2000

铜及铜合金板、带退火

3030125

●_——

热轧

12512550

14>10

由表4可见,中国承压用的退火和热轧状态的铜及铜合金板材保证力学性能的最大厚度比国外要薄得多,低于10—14mm的板厚远不能满足承压设备的要求,管壳式热交换器的管板常用厚板制,国外常可供100him以上的厚板。中国只有GB/T

中能提高保证力学性能的铜板厚度值,例如提高到

100

mill左右,以基本满足国内承压设备之需。

5镍及镍合金

2531--1981(1996年确认)《热交换器固定板用黄铜

板》可供≤60nlJn厚的板材,但此标准中只列有HSn62—1(热轧态)一个牌号,这说明中国还是有条件生产厚铜板的。建议中国铜板标准GB/T

・46・

欧盟尚无耐蚀的镍及镍合金材料标准,因而此处列入德国标准比较,各国镍及镍合金板材保证力学性能的最大厚度列于表5,其中纯镍和镍铜合金为退火状态,含铬和(或)钼的镍合金为固溶状态。

2040

第25卷第6期

力容器

总第187期

GB/T2054—-2005

镍及镍合金

镍及镍合金板ISO

6208—2:1992

ASME—-2007

JISG4902:1991

耐蚀耐热超合金板

DIN

17750--1983:

类型

GB/Tl5009一l994镍及镍合金板、带

镍及镍合金板耐蚀合金热轧板

’。19个标准

JISI-14551:2000

镍及镍合金板

镍及镍合金板、带

纯Ni

1510010210050

Ni—Cu15

100

102

100Ni—Cr

●_—-

100

64一102

70一loo

20—65

Ni—Mo-——

1006410065Ni—Fe—Cr

●●——

100

102—152

100

由表5可见,中国标准中纯镍和镍铜合金的最

6钛及钛合金

大厚度为15mm,比国外均低得多。而耐蚀的含铬

和(或)钼的镍合金板的最大厚度则未说明。参考ISO和EN尚没有钛板标准,现将中、美、日、德

国外数据,将保证力学性能的最大板厚提高到100

钛及钛合金板材(退火)保证力学性能的最大厚度

mill左右是合适的。

列于表6。可见中国纯钛板的最大厚度与国外相

当,Ti—Pd和Ti-0.3Mo一0.8Ni的板厚偏薄。

类型

GB/T3621—.2007

ASME

SB一265

JISH4600:2001

D1N

17860—1990

钛及钛合金板材

钛及钛合金板、带

钛及钛合金板、带’

钛及钛合金板、带

工业纯钛

25251535

11一Pd.Ti一0.3Mo一0.8Ni

lO

25

15

35

说明,尚不能满足承压设备用板材的要求。希望这

7结语

些板材标准以后能明确与增大保证力学性能的厚度,以满足承压设备的使用要求。

中国承压设备用板材标准中,碳素钢、低合金钢、不锈钢及工业纯钛保证力学性能的最大厚度与

收稿日期:2008—04—20

国外材料标准相当,基本上可以满足承压设备的要作者简介:黄嘉琥(1938一),JB/T4734—2002、JB/T4745—

求。铝及铝合金(退火态)、铜及铜合金、纯镍、镍合21202、JB/T4755—2006、JB/T4756---2006标准的主要起草

金,耐蚀钛合金保证力学性能的最大厚度太薄或偏

人,通讯地址:北京市朝阳区安外小关街24号全国锅炉压薄,含铬和(或)钼的耐蚀镍合金对最大板厚则没有

力容器标准化技术委员会秘书处。

.。

….

(上接第36页)

3结语

2总装工艺流程

深海高压试验罐制造工艺技术研究的成功,使

组装简体端部与简体一尺寸检查_+手工焊+自该公司在高压设备(设计压力为80MPa)制造工艺动焊焊接,焊前预热.÷焊后消氢.+NDT_装简体组水平上有了很大的提高,保证了产品按期交货,为今件与球形封头_尺寸检查(直线度等)一手工焊+

后开发制造类似的高压设备奠定了基础。

自动焊焊接,焊前预热-+焊后消氢-+NDT_+装支座

垫板_+修磨-+MT一清理、检查全部_整体热处理_+清理一NDT复验.+二次加工留余量处一按图装其收稿日期:2008—05—30

余件,并把紧紧固件一装水压封盖_+水压试验_+清作者简介:吴世伟(1972一),男,从事锅炉生产制造工作,通理一主焊缝MT复验一清理一油漆一包装一喷字一

讯地址:黑龙江省哈尔滨市香坊区三大动力路309号哈尔发货。

滨锅炉厂有限责任公司工艺处。

・47・

中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较

作者:

黄嘉琥, 王为国, 寿比南, 杨国义, 刘树华, 尹立军, 陈志伟, HUANG Jia-hu,WANG Wei-guo, SHOU Bi-nan, YANG Guo-yi, LIU Shu-hua, YIN Li-jun, CHEN Zhi-wei

黄嘉琥,HUANG Jia-hu(全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京,100029;合肥通用机械研究院,安徽,合肥,230031), 王为国,寿比南,杨国义,刘树华,尹立军,陈志伟,WANG Wei-guo,SHOU Bi-nan,YANG Guo-yi,LIU Shu-hua,YIN Li-jun,CHEN Zhi-wei(全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京,100029;中国特种设备检测研究院,北京,100013)压力容器

PRESSURE VESSEL TECHNOLOGY2008,25(6)

作者单位:

刊名:英文刊名:年,卷(期):

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引用本文格式:黄嘉琥.王为国.寿比南.杨国义.刘树华.尹立军.陈志伟.HUANG Jia-hu.WANG Wei-guo.SHOU Bi-nan.YANG Guo-yi.LIU Shu-hua.YIN Li-jun.CHEN Zhi-wei 中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较[期刊论文]-压力容器 2008(6)

中外承压设备用板材标准中保证力学性能

最大厚度的比较

黄嘉琥¨。王为国1’2,寿比南1’2。杨国义1”。刘树华1’2。尹立军1’2。陈志伟1-2

(1.全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京

100029;2.中国特种设备检测研究院,北京

100013;3.合肥通用机械研究院,安徽合肥230031)

摘要:通过对中外承压设备用板材标准中保证力学性能的最大板厚进行比较分析,指出中国钢板标准中的最大板厚与国外相当,可基本满足承压设备的要求,但中国有色金属板材标准中的最大板厚大多比国外标准薄,应在今后的标准中增加厚度。关键词:承压设备;最大板厚

中图分类号:TQ051.3;T-65

文献标识码:A

文章编号:1001-4837(2008)06—0042一06

Comparisonbetween

Maximum

ThicknessesofPlatetoComplywiththeRequirementsof

Mechanical

PropertiesforPressureEquipments

inChineseandForeignPlateStandards

HUANGJia—hul…,WANGWei—gu01”,SHOUBi—nanl”,YANGGuo—yil”,

LIUShu—hual”,YIN

Li—junl”,CHEN

Zhi—weil・2

(1.ChinaStandardization

Committee

on

BoilersandPressure

Vessels,Beijing100029,China;2.China

SpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute,Beijing

100013,China;3.HefeiGeneralMachinery

ResearchInstitute,Hefei230031,China)

Abstract:Based

on

analysisofmaximumphtethicknesses,whose

mechanical

propertyrequirementsfor

pressure

equipments

can

beassuredinChineseandforeignplatestandards,thispaperconsidersthatthe

maximumthicknessesinChineseandforeignsteelplatestandardsareequivalentandthemaximumthick—

ness

inchina

Canbeapproximatelysatisfiedwithpressureequipment

requirements.However,maximum

thicknessesofmostnonferrousmetalplatesinChinesestandards

Slag

stillthinnerthanforeignstandards.

anditshould

be

improvedinfuturestandards.

Keywords:pressureequipment;maximumthicknessofplate

承压设备所用材料有板材、管材、棒材、锻件、铸板材的厚度以中板数量最多,但有时也常采用厚板

和特厚板。

板材标准中常说明可供板材的两种最大厚度,

基金项目:。十・五”国家重大科技专项课题《特种设备安全科技成果转化为法规标准试点>资助

・42・

件及型材等,其中最重要且数量大的应为板材,主要用作筒体、封头、管板、壳体、管箱等重要构件。所用

第25卷第6期压力容器总第187期

一为可生产供应的最大厚度,一为保证规定力学性

理解为该标准中所列最大厚度即为保证力学性能的能的最大厚度。承压设备要求所用材料均应保证规

厚度。也有个别板材标准中两种最大厚度均未提定力学性能,尤其对板材制造的构件的强度计算要

及。

求较为精确,因而对于承压设备用板材标准而言,重

文中主要讨论承压设备常用的材料类型和牌

要的是保证规定力学性能的最大厚度(以下简称最号。

大厚度),只有板材厚度低于板材标准中的最大厚度时,承压设备才能使用。板材标准中的最大厚度1碳素钢和低合金钢

值越大,可供承压设备应用的范围就越宽;反之,则

越窄。

中外承压用碳素钢和低合金钢典型牌号保证力本文对承压设备用碳素钢和低合金钢、不锈钢、

学性能的厚度比较列于表1。中国最常用的GB

铝、铜、镍、钛及其合金的中、美、日、ISO和EN板材

6654--1996{压力容器用钢板》和GB713--1997{锅标准中的最大厚度的规定进行了分析比较。由于炉用钢板》两个标准拟合并成一个标准《锅炉及压德、英、法等国的承压设备以后主要采用EN标准,力容器用钢板》(已形成报批稿),其中准备将20R

因而本文很少提到欧洲各国的标准。通过比较分

和209合并为Q245GR,最大厚度由100mm和150析,可以看到中国板材标准在最大厚度上的水平和

mm提高到200mm;16MnR和16Mng合并为存在的问题。

Q355GR,最大厚度由120mm和150mm提高到200多数板材标准中都规定了保证力学性能的最大

’mm,已与国外先进水平相当。有些铬钼钢和调质低

厚度,个别板材标准中只提及了可生产供应的最大

合金板的最大厚度比国外偏薄些。含镍量高的低温

厚度,没有专门标明保证力学性能的最大厚度,文中

镍钢中国尚无板材标准。

保证力学性能类型

国别标准号典型牌号状态

的最大厚度(mill)

GB6654一1996

20R热轧、控轧

100GB

713一1997

209

热轧、控轧、正火、正火+回火150

标准草案(代替GB

713

碳素钢

和GB6654)

Q245GR(代209,20R)

热轧、控轧、正火、正火+回火

200

SA515SA516

55级300美

热轧或正火SA515SA516

60级,65级,70级

热轧或正火

200日

JIS133103

SB410,SB450,SB480

200

GB6654--199616MnR热轧、控轧

120GB

713—1997

16Mng

热轧、控轧、正火、正火+回火150

标准草案(代替GB

713

和GB6654)

Q355GR(代16MnR,16Mng)

热轧、控轧、正火、正火+回火

200

P235GH,P265GH,P295GH,

P355GH(按EN设计)

正火

205

IS0

ISO9328—2:2004

PT410GH,PT450GH,

碳锰钢

PT480GH(按ASME设计)

正火

200

欧EN10028—2.2004

P235GH,P265GH,P295GH,

P355GH

正火

250

ASMESA516

60级。65级,70级

200

SPV315

热轧100

SPV355

热轧75日

JISG3115

SPv410控轧75

SPV450,SPV490

调质

75

・43・

CPVT

中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较

Vol25.N062008

GB

6654一1996713—1997

15CrMoR

正火+回火热轧、控轧、正火、正火+回火正火+回火正火+回火正火+回火正火+回火淬火+回火

100

GB

15CrMog,12CrlMoVg

15CrMoGR

100

标准草案(代替GB

和GB6654)

713

15012010010025060250

14CrMoGR

12Cr2MolGR,12CrlMoVGR

13CrM04—5

lOCrM09一10

ISO9328—2:2004

正火+回火淬火+回火

(按EN设计)

12CrM09一10

IS0

正火+回火淬火+回火正火+回火淬火+回火

250

15025020030030010025060250

13CrMoV9一lO

14CrM04—5

1509328—2:2004

正火+回火正火+回火正火+回火正火+回火

铬钼钢

(按ASME设计)

13CrM09一1014CrMo、9一10

13CrM04—5

淬火+回火正火+回火

10CrM09一10

淬火+回火正火+回火淬火+回火正火+回火

EN10028—2:2003

12CrM09—10250

150250200300

13CrMoV9一lO

淬火+回火

12级

ASMESA387ASMESA832

22V

正火+回火正火+回火正火+回火(或淬火+回火)正火或正火+回火正火或正火+回火正火或正火+回火正火、正火+回火正火、正火+回火正火、正火+回火

22级

3∞

2003003001006036

SCMV一3

日JISG4109

SCMV一4

SCMQ4V

16MnDR

GB

353l—1996

15MnNiDR.09MnNiDR

09Mn2VDRP275NLl,P275NL2,P355NLI,P355NL2,

正火正火正火正火正火

250

Iso

ISO9328—3:2004

P460NLI,P460NL2

PI'枷NLl

低温低合金钢(非镍系)

EN10028—3:2003

Pr440NLl

EN10028—4:2003

11MnNi5—3,13MnNi6—3

P275NLl,P275NL2,P355NLl,P355NL2,P460NLl,P460NL2

503880

250

ASMESA662

A、B级

SLA235A

热轧正火正火正火

505032

JISG3126

SLA325A

・44・

第25卷第6期

力容器总第187期

GB19189—_2003

07MnCrMoVR,07MnNiMoVDR,

12MnNiVR

调质

60

PT490Q,PT490QH,PT520Q,PT520QH,PT550Q,PT550QH,PT550QL2,PT570Q,IrI'570QH,

PT610Q,PT610QH

IS0

ISO

调质

150

9328—6:2004

(按ASME设计)

PT440QL2,PT490QI.2,PT520QL2P355Q,P355H,P355QLl,P355QL2P460Q,P460H.P460QLl,P460QL2P500Q,P500H,P500QLl,P500QL2P690Q,P690H,P690QLl,P690QL2P355Q,P355H,P355QLI,P355QL2P460Q,P460H,P460QLI,P460QL2PSOOQ,P500H,PSOOQLl,P500QL2P690Q,P690H,P690QLl,P690QL2

B级2级

SPV315,SPV355,SPV410,SPV450,

SPV490

SLA325B,SLA365,SLA410

调质

38

调质高强度低合金钢

调质

150

EN

10028—6:2003调质

150

ASME

SA7M

调质调质调质调质

150150

ASMESA537

JISG3115

JISG3126

150

32

2007年版标准在此问题上已有很大提高。希望中

2不锈钢

承压设备所用不锈钢主要为奥氏体不锈钢和奥

国在制订《压力容器用不锈钢钢板》标准时最大厚度至少应该用不低于GB/T4237--2007的水平。

氏体、铁素体双相不锈钢,供应状态为固溶处理。各

国钢板标准中的最大厚度列于表2。

表2各国承压用奥氏体和双相不锈钢板

保证力学性能的最大厚度(mm)

2007575

3铝及铝合金

承压用铝及铝合金板材主要应用纯铝及m—

Mn,A1一Mg,AI—Mg—Si合金,A1一Mg—Si合金在

国家或组织中国

Is0

标准号标准名称不锈钢热轧钢板承压用不锈钢板承压用不锈钢板压力容器用铬和铬镍耐热不锈钢

板、带热轧不锈钢板、带

固溶时效状态使用,其他类型在退火和热轧状态使用。各国各类承压用铝及铝合金板材保证力学性能

的最大厚度列于表3。

由表3可见,中国标准中退火和固溶时效等热

GB/T4237—-2007ISO9328—7.2004EN10028—7:2003

欧盟

处理供货状态的板材保证力学性能的最大厚度仅为

10

美国日本

ASMESA240254

mm或4.5mm,比国外低很多,远不能满足承压

设备的要求。而热轧状态供货时最大厚度则可为

200

JISG4304:1999

50

miil或80mm,与国外最大厚度相当,基本可满足

由表2可见,中国2007年的不锈钢板标准中的最大厚度已达到美国、日本、欧盟和ISO同类标准水平,可以基本满足承压设备对最大板厚的要求。而1992年版的该标准中规定1Crl8Nil2M02Ti,0crl8Nil2Ⅳ娩m,1Crl8Nil2M03Ti,0Crl8Nil2M03Ti,1Crl8Ni9Ti及00Crl8Ni5M03Si2的6个牌号的最大板厚不超过25mill,其他牌号未具体说明。应当说,

承压设备要求。退火状态的板材最大厚度仅为10mm或4.5mm,可能是由于这些板材均为冷轧,冷轧状态的塑性太低,因而需要经过退火恢复塑性。而热轧状态的塑性尚可,板材标准中就没有规定可供应热轧后再退火的状态,因而造成不供应板厚超过10mm或4.5mm厚度的退火铝板。但承压设备

用铝板要求有尽量高的塑性,尤其是铝合金板材在

・45・

CPVT

中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较

V0125.N062008

铝及铝合金

类型

纯铝

状态退火热轧退火热轧退火热轧退火热轧固溶时效

GB/T

3880—1997EN485—2:2004

ASMESB一209

JISH4000:1999

铝及铝合金轧制板材

1080lO8010804.55010

铝及铝合金板、带

8080508050—80

8050—30080—12080.400

铝及铝合金板

76767676767651—203

76152

铝及铝合金板、带

50—75

757575757550~100

7575~100

AI—Mn

Al—Mg

(Mg<3%)

AJ—Mg

(Mg>3%)

Al—Mg—Si

热轧状态的断后伸长率偏低,常低于最低要求14%,因而从塑性要求而言,铝板更常采用退火状态。虽然热轧状态的强度要比退火状态稍高,但承压设备基本上全为焊接构件,按规定即使采用热轧状态的铝材,其许用应力仍应按退火状态的许用应力进行强度计算,采用热轧状态的铝板并不能使焊接构件的厚度比用退火状态的铝板减薄厚度。这样,承压设备主要采用的退火状态的铝板按中国铝板标准只能提供10mm或4.5mm以下厚度,当然是远不能满足承压设备的要求的。供应更厚的热处理状态的铝板,并不会受到铝板生产能力的限制,只要了解与照顾到承压设备对铝板的实际要求,并不

难满足这个要求,并在铝板标准中体现。

JB/T

4734--2002(铝制焊接容器》所用铝板标

准为GB/T3880--1997,因而表3中仍列出GB/T3880--1997的内容,在新版GB/T3880--2006标准中保证力学性能的最大厚度,部分牌号有所提高,但还有部分牌号的最大厚度仅为4.5mm或10仍不能满足要求。4铜和铜合金

mm,

承压用铜及铜合金板保证力学性能的最大厚度列于表4。

合金类型

2040—2002铜及铜合金板材

GB/T

1634—2:1987压力容器和热交换器用铜及铜合金板、带(2000年起停止生效)

ISO

EN

1653:1998

退火

纯铜黄铜青铜白铜

101012lO

热轧

1414

●_——

退火

20125100125

热轧

20>15

●_——

锅炉、压力容器和热水贮存器用铜及铜合金(R状态)

5075一12050一100

125

SB一152纯铜板、带

ASMESB一171压力容器冷凝器和换热器用铜板

ASMESB一96一般与压力容器用铜硅合金板(退火)

ASME

5l102—12751—127

127

JISH3100:2000

铜及铜合金板、带退火

3030125

●_——

热轧

12512550

14>10

由表4可见,中国承压用的退火和热轧状态的铜及铜合金板材保证力学性能的最大厚度比国外要薄得多,低于10—14mm的板厚远不能满足承压设备的要求,管壳式热交换器的管板常用厚板制,国外常可供100him以上的厚板。中国只有GB/T

中能提高保证力学性能的铜板厚度值,例如提高到

100

mill左右,以基本满足国内承压设备之需。

5镍及镍合金

2531--1981(1996年确认)《热交换器固定板用黄铜

板》可供≤60nlJn厚的板材,但此标准中只列有HSn62—1(热轧态)一个牌号,这说明中国还是有条件生产厚铜板的。建议中国铜板标准GB/T

・46・

欧盟尚无耐蚀的镍及镍合金材料标准,因而此处列入德国标准比较,各国镍及镍合金板材保证力学性能的最大厚度列于表5,其中纯镍和镍铜合金为退火状态,含铬和(或)钼的镍合金为固溶状态。

2040

第25卷第6期

力容器

总第187期

GB/T2054—-2005

镍及镍合金

镍及镍合金板ISO

6208—2:1992

ASME—-2007

JISG4902:1991

耐蚀耐热超合金板

DIN

17750--1983:

类型

GB/Tl5009一l994镍及镍合金板、带

镍及镍合金板耐蚀合金热轧板

’。19个标准

JISI-14551:2000

镍及镍合金板

镍及镍合金板、带

纯Ni

1510010210050

Ni—Cu15

100

102

100Ni—Cr

●_—-

100

64一102

70一loo

20—65

Ni—Mo-——

1006410065Ni—Fe—Cr

●●——

100

102—152

100

由表5可见,中国标准中纯镍和镍铜合金的最

6钛及钛合金

大厚度为15mm,比国外均低得多。而耐蚀的含铬

和(或)钼的镍合金板的最大厚度则未说明。参考ISO和EN尚没有钛板标准,现将中、美、日、德

国外数据,将保证力学性能的最大板厚提高到100

钛及钛合金板材(退火)保证力学性能的最大厚度

mill左右是合适的。

列于表6。可见中国纯钛板的最大厚度与国外相

当,Ti—Pd和Ti-0.3Mo一0.8Ni的板厚偏薄。

类型

GB/T3621—.2007

ASME

SB一265

JISH4600:2001

D1N

17860—1990

钛及钛合金板材

钛及钛合金板、带

钛及钛合金板、带’

钛及钛合金板、带

工业纯钛

25251535

11一Pd.Ti一0.3Mo一0.8Ni

lO

25

15

35

说明,尚不能满足承压设备用板材的要求。希望这

7结语

些板材标准以后能明确与增大保证力学性能的厚度,以满足承压设备的使用要求。

中国承压设备用板材标准中,碳素钢、低合金钢、不锈钢及工业纯钛保证力学性能的最大厚度与

收稿日期:2008—04—20

国外材料标准相当,基本上可以满足承压设备的要作者简介:黄嘉琥(1938一),JB/T4734—2002、JB/T4745—

求。铝及铝合金(退火态)、铜及铜合金、纯镍、镍合21202、JB/T4755—2006、JB/T4756---2006标准的主要起草

金,耐蚀钛合金保证力学性能的最大厚度太薄或偏

人,通讯地址:北京市朝阳区安外小关街24号全国锅炉压薄,含铬和(或)钼的耐蚀镍合金对最大板厚则没有

力容器标准化技术委员会秘书处。

.。

….

(上接第36页)

3结语

2总装工艺流程

深海高压试验罐制造工艺技术研究的成功,使

组装简体端部与简体一尺寸检查_+手工焊+自该公司在高压设备(设计压力为80MPa)制造工艺动焊焊接,焊前预热.÷焊后消氢.+NDT_装简体组水平上有了很大的提高,保证了产品按期交货,为今件与球形封头_尺寸检查(直线度等)一手工焊+

后开发制造类似的高压设备奠定了基础。

自动焊焊接,焊前预热-+焊后消氢-+NDT_+装支座

垫板_+修磨-+MT一清理、检查全部_整体热处理_+清理一NDT复验.+二次加工留余量处一按图装其收稿日期:2008—05—30

余件,并把紧紧固件一装水压封盖_+水压试验_+清作者简介:吴世伟(1972一),男,从事锅炉生产制造工作,通理一主焊缝MT复验一清理一油漆一包装一喷字一

讯地址:黑龙江省哈尔滨市香坊区三大动力路309号哈尔发货。

滨锅炉厂有限责任公司工艺处。

・47・

中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较

作者:

黄嘉琥, 王为国, 寿比南, 杨国义, 刘树华, 尹立军, 陈志伟, HUANG Jia-hu,WANG Wei-guo, SHOU Bi-nan, YANG Guo-yi, LIU Shu-hua, YIN Li-jun, CHEN Zhi-wei

黄嘉琥,HUANG Jia-hu(全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京,100029;合肥通用机械研究院,安徽,合肥,230031), 王为国,寿比南,杨国义,刘树华,尹立军,陈志伟,WANG Wei-guo,SHOU Bi-nan,YANG Guo-yi,LIU Shu-hua,YIN Li-jun,CHEN Zhi-wei(全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京,100029;中国特种设备检测研究院,北京,100013)压力容器

PRESSURE VESSEL TECHNOLOGY2008,25(6)

作者单位:

刊名:英文刊名:年,卷(期):

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引用本文格式:黄嘉琥.王为国.寿比南.杨国义.刘树华.尹立军.陈志伟.HUANG Jia-hu.WANG Wei-guo.SHOU Bi-nan.YANG Guo-yi.LIU Shu-hua.YIN Li-jun.CHEN Zhi-wei 中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较[期刊论文]-压力容器 2008(6)


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