锅炉及压力容器对钢材性能的要求

压力容器常用(chánɡ yònɡ)材料(cáiliào)的基本(jīběn)知识(zhī shi)1、压力容器用钢板(gāngbǎn)选用时应考虑：①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。

2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。

3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。

因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。

如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。

4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。

5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。

6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。

需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。

（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。

7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，质地均匀等。

因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。

且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。

材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。

8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，其中最常用的是：Q345R。

它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。

因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。

板厚为3～200mm。

是应用很广的材料。

9、Q345R(GB713-2008)代替原16MnR)的使用说明：①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。

压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式容器标准：《GB 150-2011 压力容器》《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》钢材标准：《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》－－GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》－－GB150 Q235B钢板标准《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》－－GB150高合金钢的钢板标准《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》－－NB/T 47003高合金钢板标准，化学成分、力学性能《GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带》《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》《GB/T 699-1999 优质碳素结构钢》牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn《GB/T 700-2006 碳素结构钢》－－牌号Q195、Q215、Q235、Q275《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》不锈钢牌号对照表《GB 150-2011 压力容器》俗称GB 24511-2009承压设备用不锈钢钢板及钢带GB/T 4237-1992不锈钢热轧钢板和钢带ASME(2007)SA240 统一数字代号新牌号旧牌号型号S304 S30408 06Cr19Ni10 0Cr18Ni9 304 S316 S31608 06Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 316 S316L S31603 022Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 316L S321 S32168 06Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni10Ti 321圆筒直径：钢板卷焊的筒体，规定内径为公称直径。

压力容器安全技术监察规程质技监局锅发［1999］154号第一章 总 则第1条 为了保证压力容器的安全运行，保护人民生命和财产的安全，促进国民经济的发展，根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定，制定本规程。

第2条 本规程适用范围如下：1． 本规程适用于同具备下列条件的压力容器：（1） 最高工作压力（Pw）（注1）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力,下同);（2） 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)(注2)大于等于0.25m3；（3） 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

(注3)2． 本规程第三章、第四章和第五章适用于下列压力容器；（1） 与移动压缩机一本的非独立的容积小于等于0.15m3的储罐、锅炉房内的分气缸; （2） 容积小于0.25m3的高压容器;（3） 深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、空分设备中的冷箱；（4） 螺旋板换热器；（5） 水力自动补气气压给水（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体或气压给水（泡沫）压力罐；（6） 水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；（7） 电力行业专用的全封闭式组合电器（电容压力容器）；（8） 橡胶待业使用的轮胎硫化机及承压橡胶模具。

3． 本规程适用于上述压力容器所用的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等安全附件。

4． 本规程适用的压力容器除本体外还应包括：（1） 压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊缝的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面； （2） 压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；（3） 非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。

第3条 本规程不适用于下列压力容器：1． 超高压容器。

2． 各类气瓶。

3． 非金属材料制造的压力容器。

压力容器钢板性能特点
涟钢可生产压力容器用钢主要有焊接气瓶用钢、中常温压力容器用钢、低温压力容器用钢。

今天给大家介绍中常温压力容器用钢：
交货标准
中常温压力容器用钢主要用于民用锅炉及一般的工业锅炉
力学性能
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界，主营产品有耐磨钢、高强钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、容器板、中高碳钢等特殊材料，常备万吨库存，品种规格全，可代订期货。

是集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。

锅炉及压力容器常用钢材1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求按工作条件分为两大类：一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管具有特点：1 有较高的室温强度通常以屈服极限σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性性能材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性，(1) 材料的韧性通常用冲击韧性值αk表示。

压力容器用钢的冲击韧性要求冲击韧性值αk(N?m/cm2)20℃ -40℃>=60 >=35(2)还需要考虑时效韧性时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。

通常在200-300℃，冲击韧性值显著降低。

一般要求下降率不超过50%。

由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法(1)选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示(2)选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。

(要求温度比无塑性转变温度NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σs一半时，要高17℃3 较低的缺口敏感性制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹4 良好的加工工艺性能和焊接性能由于焊接热循环作用，会(1)降低热影响区材料的韧性、塑性(2)在焊缝内产生各种缺陷其中(1)、(2) 均会产生裂纹在选材料时需考虑(1)材料中碳的当量值(保证材料具有较好的可焊性)(2)适当的焊接材料和焊接工艺(3)材料具有良好的塑性(碳钢和碳锰钢δs不低于16%，合金钢δs不低于14%)(4)良好的低倍组织(5)钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少(防止裂纹的产生)二、用以制造高温承压元件的钢管1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的条件下安全运行2 具有良好的高温组织稳定性长期高温下不发生组织变化3 具有良好的的高温抗氧化性要求材料在高温条件下的氧化腐蚀速度小于0.1mm/a4 具有良好的加工工艺性要求冷加工性(冷态弯曲)和焊接性2. 锅炉与压力容器用钢的分类一、工作温度低于500℃的钢材碳素钢和低合金结构钢1 铁素体-珠光体结构钢屈服强度σs为300-450MPa16Mn，15MnV，15MnVN加入合金元素，固溶强化，结晶强化作用2 低碳贝氏体类型钢屈服强度σs为500-700Mpa14CrMnMoVB延缓奥氏体分解，得到贝氏体，增加强度3 马氏体型调质高碳钢屈服强度σs为600Mpa以上18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火，有良好的低温韧性二、工作温度高于500℃的钢材低合金热强钢和奥氏体不锈钢1 低合金珠光体热强钢15CrMo和12Cr1MoV，结晶强化，沉淀强化2 低合金贝氏体热强钢12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB，特点：合金数量多而量少，高温强度高，抗氧化性强3 奥氏体不锈钢18-8型铬镍奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti，高温强度高，抗氧化性强，且具有很高的韧性和较好的加工工艺性3. 碳素钢一、碳素钢中主要成分对性能的影响1 碳的影响碳增加，强度增大，塑性减少，可焊性变差，时效敏感性降低2 锰的影响脱氧(FeO)脱硫，改善热加工性能3 硅的影响脱氧4 硫的影响热脆性5 磷的影响冷脆性6氧的影响降低强度、塑性7 氮的影响提高强度、硬度，降低塑性8 氢的影响氢脆二、碳钢的分类化学成分：高(含碳量在于0.65%)、中(含碳量0.25-0.65%)、低碳钢(含碳量小于0.25%) 用途：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢1 普通碳素结构钢甲类钢：按机械性能供应(A)，钢板，角钢等2 优质碳素结构钢按机械性能和化学成分供应含碳量低：钢板、容器、螺钉、螺母含碳量中：齿轮、轴含碳量高：弹簧、钢丝绳3 碳素工具钢(T)高硬度和耐磨性，制造刀具、量具、模具三、锅炉与压力容器常用碳素钢承压元件主要使用低碳钢，因为塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好(1) 优质碳素结构钢10号和20号无缝钢管20号钢含碳量比10号钢多一倍，强度高，屈服极限σs和强度极限σb高20%，时效敏感性低，多采用20号钢(2) 专用碳素钢A3g A3R 15g 20g，冲击韧性好，金属表面和内部缺陷少4. 普通低合金结构钢低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素构成的，它的含碳量较低，多数小于0.2%。

压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板压力容器是一种用于封闭和承受高压气体或液体的设备。

在设计和制造压力容器时，选择适当的材料对于保证容器的安全性和可靠性至关重要。

碳素钢和低合金钢是两种常用的材料，在厚钢板领域有着广泛的应用。

碳素钢是指含有碳元素的钢材，其碳含量在0.08%-2.0%之间。

由于碳素钢具有良好的可焊接性、可加工性和低成本等优点，因此在一些低压和中压容器的制造中广泛应用。

碳素钢具有较高的强度和硬度，并且能够承受一定的压力和温度。

同时，碳素钢还能够抵抗一些腐蚀性介质的侵蚀，具有较好的耐久性。

因此，在一些常规应用场景中，碳素钢是一种性价比很高的材料选择。

低合金钢是指含有一定数量的合金元素（如铬、镍、钼等）的钢材。

这些合金元素能够提高钢材的硬度、强度和耐腐蚀性能，从而使钢材具备更高的承压能力和耐久性。

低合金钢通常具有较高的强度和韧性，因此在一些高压容器和要求较高承压能力的容器中被广泛应用。

与碳素钢相比，低合金钢的成本较高，但在一些特殊工况和需求较高的领域，低合金钢具有不可替代的优势。

无论是碳素钢还是低合金钢，对于压力容器的生产和使用来说，关键在于正确的材料选择和合理的设计。

在实际应用中，需要根据容器所承受的压力、温度和介质性质等因素来选择合适的材料。

同时，还需要根据设计标准和规范进行合理的计算和选择，以确保容器的安全运行。

总之，碳素钢和低合金钢是压力容器材料的常见选择。

碳素钢具有良好的可焊接性和可加工性，适用于一些低压和中压容器的制造；低合金钢则能够提供更高的承压能力和耐久性，适用于一些高压容器和特殊工况的需求。

在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择，并按照标准和规范进行设计和制造，以确保容器的安全性和可靠性。

压力容器是在工业生产中广泛使用的一种设备，承载着重要的作用，可用于贮存和输送各种液体、气体或者气液两相的物质。

由于其工作环境特殊，容器内部所受的压力远大于常压，因此压力容器的制造材料对于其的安全性和可靠性至关重要。

国家质量监督检验检疫总局公告2012年第151号――关于承压特种设备制造许可有关事项的公告文章属性•【制定机关】国家质量监督检验检疫总局(已撤销)•【公布日期】2012.10.11•【文号】国家质量监督检验检疫总局公告2012年第151号•【施行日期】2012.10.11•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】质量管理和监督正文国家质量监督检验检疫总局公告（2012年第151号）关于承压特种设备制造许可有关事项的公告为进一步规范进口承压特种设备制造许可要求，现将有关事项公告如下：一、制造许可要求（一）锅炉、压力容器、气瓶及其安全附件、安全保护装置（包括安全阀、爆破片和气瓶瓶阀）的制造单位和压力管道用安全阀、爆破片的制造单位应当取得特种设备制造许可。

（二）其它进口压力管道元件暂不要求取得特种设备制造许可，但应当符合中国安全技术规范和国家标准的强制性要求。

首次进口的压力管道元件应当由质检总局核准的压力管道元件型式试验机构进行型式试验。

压力管道元件进口报检时，应当向出入境检验检疫部门提交型式试验机构出具的型式试验合格证明，经安全性能检验合格，可以在中国境内销售和使用。

随进口锅炉压力容器整机配套出厂的压力管道元件无需进行型式试验，其产品质量由锅炉压力容器制造厂负责，并应随进口锅炉压力容器同时进行产品安全性能检验。

二、质量保证体系要求从本公告发布之日起六个月后，境外取（换）制造许可证的锅炉压力容器制造企业的质量保证体系应当满足《特种设备制造安装改造维修质量保证体系基本要求》（TSG Z0004-2007）。

三、基本安全要求压力容器安全质量应当满足其所适用的压力容器安全技术监察规程所规定的基本安全要求。

固定式压力容器和移动式压力容器产品，无法采用中国标准制造时，持证企业可以采用国际上广泛使用的成熟标准进行设计制造，同时应向质检总局特种设备许可办公室（以下简称许可办）提交其产品符合中国安全规范规定的压力容器基本安全要求的申明（以下简称“符合性申明”）和其产品与符合压力容器基本安全要求的比照表（以下简称“比照表”），同一类型且相同设计参数的产品，符合性申明和比照表只需提交一次。

压力容器用材料1. 总则1.1 通用要求（1）压力容器选材时应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能）、容器的制造工艺以及经济合理性，并尽可能选用国产牌号的材料。

（2）压力容器用材料的质量、规格与标志，应当符合相应材料的国家标准或行业标准的规定。

（3）压力容器专用钢板的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证。

（4）材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书，材料质量证明书的内容应当齐全，清晰，并且盖有材料制造单位质量检验章。

（5）压力容器制造单位从非材料制造单位取得压力容器用材料时，应当取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件。

（6）对于采购的第Ⅲ类压力容器用Ⅳ级锻件，以及不能确定质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料，压力容器制造单位应当进行复验，符合相应材料标准的要求方可投料使用。

1.2 熔炼方法压力容器受压元件用钢，应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。

对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体—铁素体型不锈钢钢板，以及使用温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。

1.3 化学成分1.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素钢和低合金钢钢材，C≤0.25%、P≤0.035%、S≤0.035%。

1.3.2 压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢钢材，其硫、磷含量应当符合以下要求：（1）碳素钢和低合金钢钢材基本要求，P≤0.030%、S≤0.020%。

（2）标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.025%、S≤0.015%。

（3）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材，P≤0.025%，S＜0.012%。

（4）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.020%、S≤0.010%。

锅炉和压力容器的替代材料要求是什么？材料替换的程序是什么
锅炉压力容器承压部件的代用材料，宜与被代用的材料具有相同或相近的化学成分、交货状态、检验项目、性能指标和检验率、以及尺寸公差和外形质量等。

代用钢的一般原则是代用钢的技术要求不低于代用钢的技术要求，个别在性能项目或检验率方面要求略低的代用钢材，则通过增加检验来进行代用。

材料替换应执行以下程序：
（1）凡锅炉、压力容器承压部件的材料代用，必须经材料代用单位的技术部门（包括设计和工艺部门）同意，并将代用材料的质量证明书或复检报告提交负责人审批。

（2）压力容器材料的替代必须经原设计单位批准，并获得证明文件。

锅炉的材料代用，有下列情况之一时，也必须征得原设计单位同意，并报原图样审批单位备案：用强度低的材料代替强度高的材料；用厚度小的材料代替厚度大的材料（对于额定蒸汽压力小于或等干
1.27MPa的锅炉，受热面管子除外）；代用的钢管名义外径不同于原来的钢管名义外径。

（3）在锅炉、替代材料的材料应在压力容器出厂质量证书和施工图上注明、规格和部位。