15MnNiNbDR低温压力容器用钢技术参数

15MnNiNbDR低温调制高强钢船罐产品的焊接工艺研究15MnNiNbDR低温调制高强钢船罐产品的焊接工艺研究王玲丁娟王敏【摘要】根据船级社相关标准，制定15MnNiNbDR低温调制高强钢的焊接工艺方案。

通过焊接工艺认可试验和船罐产品的实际生产应用，得出该材料的焊接方法是可行的，对今后15MnNiNbDR材料的船罐产品及其他压力容器产品的焊接起到了借鉴作用。

关键词：焊接工艺认可试验；后热处理；消除应力热处理1. 概述我公司承接的某船厂两台LPG/无水氨运输船液罐（见附图），该船罐钢板材料为15MnNiNbDR低温调制高强钢，制造及检测标准按中国船级社《材料与焊接规范》及《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》执行。

该设备内部直径9 750mm，长度27 716mm，筒体厚度56mm，封头厚度32mm。

设计温度为-30～45℃，需要整体热处理。

2. 焊接性分析该产品主体材料为15MnNiNbDR低温高强钢材料，该材料具有良好的低温和较低的焊接冷裂纹敏感性。

材料除满足GB3531—2008《低温压力容器用低合金钢钢板》标准外，还应符合技术协议的其他相关规定，并经CCS产品认证，供货状态为正火+回火热处理状态。

钢板的化学成分及力学性能指标如表1、表2所示。

3. 焊接工艺认可试验按中国船级社《材料与焊接规范》及相关规范进行焊接工艺认可试验。

考虑到产品体积较大，壁厚较厚，采取在船厂现场安装方式进行，筒体环缝采用埋弧焊焊接，纵缝及封头采用焊条电弧焊焊接。

结构示意表1 15MnNiNbDR钢板化学成分（质量分数）（%）C Si Mn Ni Mo V Nb Alt P S≤0.018 0.15～0.50 1.20～1.600.30～0.70 —— 0.015～0.040—≤0.020≤0.008表2 15MnNiNbDR钢板力学性能抗拉强度/MPa三个平均/J 520～620 ≥350 20 b≥35mm 180°，d=3a 2mm，V形－50 ≥42 ≥60屈服强度/MPa伸长率（%）冷弯试验试样形状试验温度/℃允许一个最低/J（1）焊接材料焊条采用国内知名厂家GEL—557RH焊条，埋弧焊焊丝采用进口焊剂OK Flux 10.62、焊丝Weld EH14，焊材均经过中国船级社CCS认可。

压力容器用材料的基本要求1.基本要求TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》2.1 要求压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能。

GB 150.2-2011-压力容器第2部分：材料第3.4 要求，选择压力容器受压元件用钢时应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质条件和操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能）、容器的制造工艺及经济合理性。

1.1 力学性能要求压力容器用钢要求有较高的强度，一定压力下使用较少材料；良好的塑性、韧性、冷弯性能，遇有超压使用等意外情况时，会发生明显塑性变形，给人们有足够的反应时间，而不是突然破坏。

1.2 物理性能要求在容器设计中，应注意到材料的物理性能。

例如，在计算容器的温差应力时，就要用到材料的线胀系数α；在设计换热器及计算容器外壳热损失时，还要用到材料的热导率入等。

因此，材料的使用场合不同，对材料物理性能亦有不同的要求。

主要的物理性能指标有密度ρ，热导率λ，比热容c，熔点t m，线胀系数α，电阻率ρr，弹性模量E等。

1.3 耐腐蚀性能化工厂中经常处理有腐蚀性的介质，故设计化工容器时，在很多场合下，耐腐蚀性对材料的选择起决定性的作用。

材料的耐蚀程度会影响设备使用寿命、产品的质量，有时甚至影响化学反应的进行。

因此，考虑材料的耐蚀性是化工容器材料选择中的一个重要问题。

材料的腐蚀速度在工程上常用Ka（mm／a）来表示，材料腐蚀速度在1mm ／a以下的，可认为能用于化工容器。

有关材料的耐蚀性可在材料腐蚀和防腐手册中查得。

1.4 制造工艺性能材料的制造工艺性能包括可锻性、可焊性、切削加工性及研磨、冲压性能、热处理性能等。

对制造化工容器的钢材来说，焊接性能和压力加工性能就显得更为重要。

1.5 可焊性：是指金属材料在一定的焊接工艺条件下能否获得优良焊接接头的性能。

通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。

疑问、问题及其说明：一、固定容规材料部分及其修改单1固定容规2.1（3）条“压力容器专用钢板（带）的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证”，何为压力容器专用钢板（带），哪些厂家取得了特种设备（材料）制造许可证？1) 压力容器专用钢板（带）是指：锅炉和压力容器用钢板低温压力容器用低合金钢钢板（2011）压力容器用调质高强度钢板承压设备用不锈钢钢板及钢带2）特种设备（材料）制造许可证：由国家质量监督检验检疫总局颁发。

对境内牌号，目前有53家材料制造厂取得了该证，对境外牌号，目前有如下几家通过评审，获得许可：舞阳钢铁有限责任公司宝山钢铁股份有限公司宝山钢铁股份有限公司不锈钢事业部湖南华菱湘潭钢铁有限公司新余钢铁股份有限公司山西太钢不锈钢股份有限公司2新标准材料（指按固定容规、GB150.2、压力容器专用钢板（带）标准生产材料）的标志和质量证明书内容是否与老标准材料有区别？有区别，新标准材料，材料标志和质量证明书内容中必须包含如下标志和编号：3压力容器专用钢板，由非材料制造单位供货时，是否每张钢板一张质量证明书原件？不需要每张钢板一张质量证明书原件。

由于目前的国内材料市场无法做到每张板一张质量证明书原件，故规定容规的修改单将该条款删除。

4境外牌号的哪些钢种需要通过技术评审后方可使用？抗拉强度下限值大于或者等于540MPa，以及用于压力容器设计温度低于-40℃的低合金钢钢材。

例如：抗拉强度下限值大于540MPa的SA302 Gr.B,SA508Gr.3Cl.2，BHW35，JFE- HITEN610U2、JFE-HITEN610U2L用于-40℃以下的低温钢 EN10028-4 13MnNi6-3 ，SA203Gr.A/D/E，SA334Gr.3,SA350LF3二、“质检特函【2010】86号”与GB150.21“质检特函【2010】86号”与GB150.2是什么关系1) GB150 处于公示阶段，没有正式实施；2) 固定容规又急需GB 150.2支持，所以“质检特函【2010】86号”提取GB150.2中的部分内容，以附件的形式供暂时使用；3) 由于只有引用了部分GB150.2内容，容易引起困惑和误解，建议结合GB150.2报批稿全文使用。

15MnNiNbDR执行标准和化学成分力学性能
15MnNiNbDR材质简介：
15MnNiNbDR属于低温压力容器用钢板，15MnNiNbDR舞钢钢板是冲击温度零下-45°，具有高强度、高韧性的特点，15MnNiNbDR 钢板的出现填补了行业低温容器用低合金钢板中零下40度~零下70度之间用钢的空白。

钢由氧气转炉或电炉冶炼，并采用炉外精炼工艺。

15代表碳含量，Mn、Ni、Nb是化学元素，DR是汉语中低容的首字母。

15MnNiNbDR最新执行标准为：GB3531-2014。

钢板的尺寸、外形及允许偏差应符合GB/T709-2006的规定。

钢板的厚度允许偏差应符合GB/T709-2006的B类偏差。

根据需方要求，可供应符合GB/T709-2006的C类偏差的钢板。

根据需方要求，经供需双方协议，可供应偏差更严格的钢板。

钢板按理论重量交货，理论计重釆用的厚度为钢板允许的最大厚度和最小厚度的算术平均值。

计算用钢板密度为7.85g/cm3。

15MnNiNbDR化学成分分析：
15MnNiNbDR力学性能和工艺性能：
15MnNiNbDR的应用：
15MnNiNbDR广泛适用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作储气罐，低温球罐，低温压力容器、低温球形储罐、高参数低温圆筒形容器、低温乙烯球罐等设备。

低温压力容器用钢板牌号：16MnDR、07MnNiVDR、07MnNiMoDR、12MnNiVR、15MnNiDR、08Ni3DR、06Ni9DR、09MnNiDR、15MnNiNbDR等。

15mnninbdr组类别
15MnNiNbDR是一种钢材，属于低温压力容器用钢板。

下面我将
从不同角度对15MnNiNbDR钢的组类别进行全面解析。

1. 材料组成，15MnNiNbDR钢的组成主要包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铌（Nb）和钛（Ti）等元素。

其中，Mn、Ni、Nb等元素的含量对于钢材的性能具有重要影响。

2. 功能性组类别，15MnNiNbDR钢属于低温压力容器用钢板，
其主要功能是用于制造低温环境下的压力容器，如液化天然气储罐、液化石油气储罐等。

这种钢材具有良好的低温韧性和抗裂性能，能
够在低温环境下承受高压力的作用。

3. 材料性能组类别，15MnNiNbDR钢具有较高的强度和良好的
韧性，能够在低温下保持较好的塑性和抗裂性能。

同时，该钢材具
有较好的焊接性能和耐腐蚀性能，能够满足低温压力容器的使用要求。

4. 标准组类别，15MnNiNbDR钢的组类别可以参考相关的标准
和规范。

例如，中国国家标准GB 3531《低温压力容器用钢板》中
对15MnNiNbDR钢的化学成分、力学性能、冲击韧性等进行了详细规定，以确保其质量和使用安全性。

5. 应用领域组类别，15MnNiNbDR钢主要应用于低温压力容器
制造领域，广泛用于石油、化工、天然气等工业领域。

这种钢材具
有良好的低温性能和耐腐蚀性能，能够满足特殊工况下的使用要求。

综上所述，15MnNiNbDR钢是一种用于低温压力容器的钢材，具
有良好的低温性能、强度和韧性。

它在化学成分、功能性、性能、
标准和应用领域等方面都具备一定的特点和优势。

15MnNiNbDR钢制乙烯球罐组焊技术王传标【摘要】采用50℃的15MnNiNbDR国产钢用于2 000 m3乙烯球罐的制造,通过分析该钢的焊接性,焊接工艺评定研究以及实际生产的应用等,总结了该钢的焊接工艺以及现场焊接施工的关键点.实践表明:该焊接工艺符合相关技术标准要求,能够用于指导乙烯球罐的焊接生产,确保了乙烯球罐的产品质量,同时对以后该钢种用于球罐焊接有一定的参考价值.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2010(040)002【总页数】3页(P81-83)【关键词】15MnNiNbDR钢;焊接性;焊接工艺【作者】王传标【作者单位】合肥通用机械研究院,安徽,合肥,230088【正文语种】中文【中图分类】TG406随着石油化工行业的发展，盛装低温介质的压力容器也日益增多，在球罐大型化、低温化的趋势下，我国建设大型球罐的球片和钢板主要依靠进口，为实现大型球罐国产化，合肥通用机械研究院与武汉钢铁集团公司合作开发了-50℃15MnNiNbDR (WHD3)钢板，该钢板于2008年在天津石化乙烯项目中第一次大规模应用。

球罐主要参数：公称体积2 000 m3，内径15 700 mm，设计压力1.95 MPa，设计温度-45℃，壳体材质15MnNiNbDR，壁厚47 mm，十支柱四带混合式结构，单台球罐共54块球壳板。

由于该钢种还处在应用初期，其工艺和关键控制点尚未成熟，本研究从钢材的焊接性、焊材匹配、合理的焊接工艺措施等方面进行了相应的探讨和研究，并介绍了焊接过程中的质量控制。

1.1 球壳板材料焊接性分析壳体材质15MnNiNbDR钢板的化学成分和力学性能如表1、表2所示。

根据国际焊接学会碳当量(单位：%)计算公式以及冷裂纹敏感指数(单位：%)公式可得CE＝0.42%，Pcm＝0.33%。

由15MnNiNbDR钢板的CE和Pcm结合表1、表2可知：15MnNiNbDR含碳量低，碳当量和冷裂纹敏感指数都不高，淬硬倾向小，产生冷裂纹的倾向小，且强度高，韧性好，焊接性优良。