低温压力容器材料概述

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标准 低温压力容器

目前我国没有专门的低温压力容器标准，JB4732都不划分低温与常温的温度界限。

★低温管壳式换热器见GB151-1999附录A

★低温压力容器见GB150.3-2011附录E(老版150为附录C)

●为什么低温压力容器需要关注：

温度低，材料的韧性降低，会产生低温脆性破坏，而低温脆性破坏前应力远未到达材料的屈服极限（或许用应力），破坏时没有明显的征兆，所以低温压力容器的设计、选材、制造和检验等各个环节要求都有不同程度的提高。

●低温压力容器的定义

设计温度为＜－20℃(新标准GB150-2011第3.1.15条定义，老标准为≤－20℃)的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，以及设计温度低于-196℃的奥氏体不锈钢制容器。

相关两个定义

●最低设计金属温度（MDMT）

GB150.1-2011第4.3.4d条：在确定最低设计金属温度时，应实用文档

标准 当充分考虑在运行过程中，大气环境低温条件对容器金属温度的影响。大气环境低温条件系指历年来月平均最低气温（指当月各天的最低气温值之和除以当月天数）的最低值。

●低温低应力工况

GB150.3-2011附录E第E1.4条：低温低应力工况系指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于-20℃，但设计应力（在该设计条件下，容器元件实际承受的最大一次总体薄膜和弯曲应力）小于或等于钢材标准常温屈服强度的1/6，且不大于50Mpa时的工况。（注：一次应力为平衡压力与其他机械载荷所必须的法向应力或且应力）

这个定义与老标准有差别，设计应力与环向应力的区别，用设计应力更严谨。

新标准明确了在进行容器的“低温低应力工况”判定时，除了对壳体元件进行一次总体薄膜应力的核定外，还应对承受一次弯曲应力的容器元件进行考查，如平封头、管板、法兰等。

●关于低温低应力工况下，选材按照设计温度加50℃（或者，加40℃）的规定

GB150.3-2011附录E第E2.2条：当壳体或受压元件使用在“低温低应力工况”下，可以按设计温度加50℃（对于不要求焊后热处理的设备，加40℃）后的温度值选择材料，但不适用于： 实用文档

低温压力容器用镍合金钢板 GBT24510-2017 学习—————好资料

精品资料

低温压力容器用镍合金钢板

1 范围

本标准规定了低温压力容器用镍合金钢板的订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装．标志及质量证明书及运输。

本标准适用于液化气体储运装置用厚度不大于150mm的镍合金钢板（以下简称钢板。

2 規范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件．凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差

GB/T 223.5钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法

GB/T 223.12 钢铁及合金化学分析方法 碳酸钠分离-二苯酸酰二肼光度法测定铬量

GB/T 223.14 钢铁及合金化学分析方法 钽试剂萃取光度法测定钒含量

GB/T 223.19 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量

GB/T 223.23 钢铁及合金 镍含量的测定 丁二酮肟分光光度法

GB/T 223.25 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟重量法测定镍量

GB/T 223.26 钢铁及合金 钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法

GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量。

GB/T 223.63 钢铁及合金化学分析法 高碘酸钠（钾）光度法测定锰量

GB/T 223.64 钢铁及合金 锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法

GB/T 223.72 钢铁及合金 硫含量的测定 重量法

GB/T 223.78 钢铁及合金化学分析法 姜黄素直接光度法测定硼含量 学习—————好资料

精品资料 GB/T 223.79 钢铁 多元素含量的测定 X-射线荧光光谱法（常规法）

GB/T 223.81 钢铁及合金 总铝和总硼含量的测定 微波消解-电感耦合等离子体质谱法

低温压力容器技术要求汇总

1. 钢板逐张超声检测

板厚大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外），逐张检查，不低于Ⅱ级合格。（GB150-2011）

用于制造低温压力容器筒体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测，且不低于Ⅲ级。(HG/T20585-2011)

板厚大于16~20mm的钢板，每批抽检20%，最少1张。

板厚大于20mm的钢板，逐张检查。(GB150规定质量等级不低于Ⅱ级)

用作低温压力容器筒体的无缝钢管应逐根按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测检查。

2. 焊后热处理

球壳板厚度≥16mm的低温球罐应进行焊后整体热处理。（GB12337-1998附录A）

受压元件焊接接头厚度超过16mm时，低温压力容器或部件全部施焊工作完成后，应进行消除应力热处理。热处理工艺应与焊接工艺评定的热处理制度（温度曲线）一致。（HG/T20585-2011）

3. 100%射线或超声检测

设计温度低于-40℃的或者焊接接头厚度大于25mm的低温容器。（GB150-2011）

低温压力容器的对接接头符合下列情况之一者，应经100%射线或超声检测：（HG/T20585-2011）

盛装易爆介质的容器，且设计压力大于0.6MPa者

设计压力大于等于1.6MPa者

壳体板厚大于25mm者

钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540MPa或合金元素含量大于3%的低合金钢。

设计温度低于-40℃者。

C.无损检验方法和评定标准应符合下列要求

对接接头的射线检测按《承压设备无损检测》的规定进行。射线照相的质量应不低于AB级，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）

焊接接头的超声检测按《承压设备无损检测》的规定进行，无论100%检测及局部检测均应不低于Ⅰ级要求。

焊接接头的TOFD检测《承压设备无损检测》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）。

低温压力容器的设计说明

摘 要：本文详细介绍了低温压力容器设计进展及制造特色说明，并与传统的压力容器进行了比较分析。结合实际制造经验及文献介绍钢板压力容器的一些制造工艺及要求，指出利用现代压力容器用钢生产大型部件的技术，是压力容器设计结构改进、制造工艺发展的关键。

关键词：压力容器 大型锻件 焊接结构 支撑结构材料

早期制造的传统压力容器，一般采用板焊结构，即主要采用板材热成形，然后焊成一个整体，顶盖法兰、筒体法兰及冷却剂接管通常采用锻件。新型低温压力容器以其独特的技术特点和使用便利性，符合现代工业的要求。本文仅就碳钢、低合金钢,按常规设计的压力容器壳体,在小于-20℃的工况条件下对低温压力容器的设计做以介绍。

一、低温压力容器的低温设计特色

低温压力容器的设计应从设备在设定低温下的工作状况、介质的状态是否受环境影响及有无保温或保冷措施等方面，去做具体的问题分析。

一般情况下，压力容器所发生的破裂，总体上可分为两类:一类为塑性破裂，另一类为脆性破裂，而传统低温压力容器的破坏属于后一类，即受压元件在拉应力的作用下，其应力水平在低于材料的屈服强度，或低于许用应力的情况下突然发生破裂，这一现象被称为低应力脆断。传统压力器均受这种因素的影响容易造成损坏。因此，基于这一破裂现象发生的前后，均没有或只有局部极小的塑性变形，而没有整体屈服迹象，目前世界各国对于新型低温压力器的设计过程中，凡按常规设计的压力容器规范,对受压元件的低应力脆断，都做出了相应的规定和给出了各自的低温界限。因为设计温度的确定是低温压力容器设计中一项至关重要的因素，设计温度大于-20℃，和设计温度小于-20℃，在设计、选材、制造等方面是截然不同的。而根据以往实践经验来看，压力器的小于-20℃这一低温界限，对实际的韧-脆性的转变只是在一定的温度范围内发生而言的，有着一定的宽松尺度，但就其工程设计来讲，还是较为极端的。所以按常温进行选材、设计、制造还是不具有足够安全性的。