锅炉及压力容器常用钢材

文件编号： 10-54-9A -A9-3E整理人 尼克压力容器常用钢材金属材料的基本知识1、有关材料力学（机械）性能名词1.1极限强度：材料抵抗外力破坏作用的最大能力，叫做极限强度；分：抗拉强度，抗压强度，抗弯强度，抗剪强度，单位是兆帕。

1.2屈服点，屈服强度，单位是兆帕。

1.3弹性极限：材料在受到外力到某一极限时，若除去此外力，则变形即恢复原状，材料抵抗这一外力的能力。

1.4延伸率：材料受拉力作用断裂时，伸长的长度与原有长度的比值。

1.5断面收缩率：材料受拉力作用断裂时，断面缩小的面积与原有断面面积的比值。

1.6硬度：材料抵抗硬的物体压入表面的能力。

一般是用一定负荷把一定直径的淬硬钢球压材料表面，保持规定时间后卸除载荷，测量材料表面的压痕，按公式用压痕面积除以负荷所得的商。

依据测量方法的不同，有布氏硬度HB，洛氏硬度HR，表面洛氏硬度，维氏硬度HV。

2、金属材料分类2.1 按组分分：纯金属和合金，2.2 按实用分：黑色金属（铁和铁合金），有色金属（指铜，锡，锰，铅，铝等）3、钢铁3.1钢的定义：是指碳含量低于2％的一种铁碳合金，当然，其中还含有一定量的硅、锰、磷、硫等元素。

铁的定义：是指碳含量高于2％的一种铁碳合金。

含碳量小于0.04％为工业纯铁。

3.2 钢的分类3.2.1按化学成分分：碳素钢（除铁外，含有少量的硅、锰、硫、磷）；合金钢（钢中加入了一些如铬，镍、钼、钨、钒等元素）3.2.2按含碳量分：低碳钢（含碳量＜0.25%）；中碳钢（含碳量0.25~0.6%）；高碳钢（含碳量＞0.6%）。

3.2.3 按质量分：主要是控制钢中含硫、含磷量；普通钢（S不超过0.050％，P不超过0.045％），优质钢（S不超过0.035％，P不超过0.035％），高级优质钢（S不超过0.025％，P不超过0.030％），特级质量钢（S不超过0.015％，P不超过0.025％）。

3.2.4 按用途分：结构钢（建筑、机器零件），工具钢（工具、模具、量具），特殊用途（如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等），专业用钢（如汽车用钢，化工用钢，锅炉用钢，电工用钢，焊条用钢等）。

Q345R（R-HIC）抗硫化氢腐蚀用Q345R(HIC）/Q345R（R-HIC）本技术条件适用于厚度8mm-130mm的在酸性环境下使用的Q345R(HIC)钢板加做SSCC 检验项目的抗硫化氢腐蚀钢板牌号用彭飞155********Q345R(R-HIC)表示。

钢板按理论重量交货化学成分：C：≤0.2%Mn：1.2%-1.35%Si：0.2%-0.6%P：≤0.015%S：≤0.004%Ca：0.0015%-0.003%O2：≤0.0025%CE：≤0.43%做抗氢诱导裂纹(HIC)试验：采用A溶液(初期PH值≤3.3)要求：CLR≤5%CTR≤1.5%CSR≤0.5%交货状态：正火。

试样状态：所有钢板应对其检验用试样进行模拟焊后热处理，模拟焊后热处理温度：610-635℃，保温时间：4-12小时，具体模拟焊后热处理制度在合同中注明。

布氏硬度：钢板应逐轧制张进行布氏硬度检验，布氏硬度值≤200HB。

超声波检验:钢板应逐张进行超声波探伤检查，探伤标准级别在合同中注明。

钢板表面质量应符合GB713-2008的规定。

附加要求（在用户提出要求并在合同中注明时才予以保证）1．模拟焊后热处理制度2．高温拉伸（双方协商）3．低温冲击（双方协商）4．钢板抗氢致裂纹（HIC）试验检验规则A．抗氢致裂纹（HIC）试验方法，试验方法任选其中之一（1）执行NACE TM0284标准，采用A溶液，三个试样平均值为：CLR≤10%；CSR≤3%；CTR≤1%。

（2）执行NACE TM0284标准，采用B溶液，三个试样平均值为：CLR≤10%；CSR≤3%；CTR≤1.5%。

（3）执行GB8650标准，三个试样平均值为：CLR≤5%；CSR≤0.5%；CTR≤1.5%；其中PH:介质酸碱度；CLR：裂纹长度百分比；CSR：裂纹敏感百分比；CTR：裂纹厚度百分比钢板抗硫化物应力腐蚀试验检验规则抗硫化物应力腐蚀试验（SSCC）试验方法执行GB4157－84标准Q345R 根据2008年9月1日实施的《GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板》的新分类，16Mng和16MnR、19Mng合并为Q345R。

压力容器常用钢材Word文档：苏成功黄橙PPT制作：汪斌傅斌杰(1)钢材分类钢材的形状包括板、管、棒、丝、锻件、铸件等。

压力容器本体主要采用板材、管材和锻件。

钢板钢板是压力容器中最常用的材料，如圆筒、封头的制作钢管接管、换热管一般由无缝钢管制成锻件高压容器的平盖、端部法兰、接管法兰等锻件(2)钢材类型压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢1、碳素钢压力容器常用碳素结构钢有Q235B、Q235C;常用优质碳素结构钢有20g、20R、10G;压力容器专用钢板有Q245R、HP245、HP265、HP295。

①Q235B钢的应用举例：Q235B级钢主要用于建筑、桥梁工程上制造质量要求较高的焊接结构。

其技术标准为:②20g钢20g钢是制造锅炉的常用碳素钢板。

是用于制造压力小于6MPa , 壁温低于450C的船舶锅炉、蒸汽锅炉以及其他锅炉构件。

20厚壁钢管。

主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构管等。

其技术标准为：③10G是GB/5310国标钢号（国外对应牌号：德国st45.&日本STB41、美国SA106B），为最常用锅炉钢管用钢10G钢管主要用于制造高压和更高参数锅炉管件，低温段过热器、再热器，省煤器及水冷壁等；如小口径管做壁温＜50CC受热面管子、以及水冷壁管、省煤器管等，大口径管做壁温＜45©蒸汽管道、集箱（省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱），介质温度＜45©管路附件等。

由于碳钢在450 ©以上长期运行将产生石墨化，因此作为受热面管子长期最高使用温度最好限制到450©以下。

该钢在这一温度范围，其强度能满足过热器和蒸汽管道要求、且具有良好抗氧化性能，塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好，应用较广。

此钢在伊朗炉（指单台）上所使用部位为下水引入管（数量为18吨）、汽水引入管（10吨）、蒸汽连接管（16吨）、省煤器集箱（8吨）、减温水系统（5吨），其余作为扁钢、吊杆材料使用（约86吨）。

常见钢材品种及用途1.中厚板中板是指厚度3-25mm的钢板，厚度25-100mm的称为厚板，厚度超过100mm的为特厚板。

用途：中厚板主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。

多用来制造各种容器（特别是压力容器）、锅炉的炉壳和桥梁结构，以及汽车大梁结构、江海运输的船壳、某些机械零部件，还可以拼装焊接成大型构件等。

2.螺纹钢螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称。

螺纹钢与光圆钢筋的区别是表面带有纵肋和横肋，通常带有二道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。

主要用途：螺纹钢属于小型型钢钢材，主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架。

广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。

在使用中要求有一定的机械强度、弯曲变形性能及工艺焊接性能。

生产螺纹钢的原料钢坯为经镇静熔炼处理的碳素结构钢或低合金结构钢，成品钢筋为热轧成形、正火或热轧状态交货。

3.不锈钢：不锈钢分类：不锈钢按不同外形分为型材、管材和板材；不锈钢按照不同轧制方法分为热轧和冷轧的两种；不锈钢按钢种的组织特征又分为5类：奥氏体型、奥氏体-铁素体型、铁素体型、马氏体型、沉淀硬化型。

主要用途：广泛用于化工、食品、医药、造纸、石油、原子能等工业，以及建筑、厨具、餐具、车辆、家用电器各类零部件。

4.扁钢扁钢是指宽12-300mm、厚4-60mm、截面为长方形并稍带纯边的钢材，是一种型材。

主要用途：扁钢可做为成品钢材，用于制箍铁、工具及机械零件，在建筑上用作房架结构件。

也可以做焊管的坯料和叠轧薄板用的薄板坯。

弹簧扁钢还可以组装汽车的叠片弹簧用。

5.方钢方形断面的钢材，分热轧和冷轧（冷拉）两大类，常见产品以冷拉居多。

热轧方钢的边长一般为5-250mm。

冷拉方钢要使用高质量的硬质合金模具加工，尺寸小一些，但表面光滑，精度较高，边长在3-100mm。

主要用途：轧制或加工成方形截面的钢材。

多用于机械制造，做工具模具，或加工零配件。

特别是冷拉钢材的表面状况良好，可直接使用，如喷涂、打砂、打弯、钻孔，也可直接电镀，免去了大量机加工时间及节省配置加工机械的费用。

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。

重要、常用的锅炉管材。

1）20G：是GB5310-95的纳标钢号（国外对应牌号：德国的st45.8、日本的STB42、美国的SA106B），为最常用的锅炉钢管用钢，化学成分和力学性能与20板材基本相同。

该钢有一定的常温和中高温强度，含碳量较低，有较佳的塑性和韧性，其冷热成型和焊接性能良好。

其主要用于制造高压和更高参数的锅炉管件，低温段的过热器、再热器，省煤器及水冷壁等；如小口径管做壁温≤500℃的受热面管子、以及水冷壁管、省煤器管等，大口径管做壁温≤450℃的蒸汽管道、集箱（省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱），介质温度≤450℃的管路附件等。

由于碳钢在450℃以上长期运行将产生石墨化，因此作为受热面管子的长期最高使用温度最好限制到450℃以下。

该钢在这一温度范围，其强度能满足过热器和蒸汽管道的要求、且具有良好的抗氧化性能，塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好，应用较广。

此钢在伊朗炉（指单台）上所使用的部位为下水引入管（数量为28吨）、汽水引入管（20吨）、蒸汽连接管（26吨）、省煤器集箱（8吨）、减温水系统（5吨），其余作为扁钢、吊杆材料使用（约86吨）。

但现在我厂生产的300MW锅炉，此钢的用量日趋减少，已经多为强度较高的SA210C （小）和SA106C（大）替代。

2）SA-210C（25MnG）：是ASME SA-210标准中的钢号，是锅炉和过热器用碳锰钢小口径管，珠光体型热强钢。

我国于1995年将其移植到GB5310，定名为25MnG。

其化学成分简单，除碳、锰含量较高外，其余与20G相近，故其屈服强度较20G高约20%左右，而塑、韧性则与20G相当。

该钢的生产工艺简单，冷热加工性能好。

用其代替20G，可以减薄壁厚，降低材料用量，还可以改善锅炉的传热状况。

其使用部位和使用温度与20G基本相同，主要用于工作温度低于500℃的水冷壁、省煤器、低温过热器等部件。

我厂从1989年的利港工程开始使用该钢，为保证焊接性能，订货时对碳含量进行了限制≤0.30，相应地对锰含量提高。

常用钢材的牌号性能与用途钢管的品名分类品名详细品名材质弹簧钢高强弹簧钢50CrV4，50CrVA弹簧钢51CrMoV4，51CrV4，60CrMnA，60CrMnA，60Si2CrA60Si2CrVA ，60Si2MnA，70S，60Si2Mn，77-82B50-51CrV4，50CrMnVA，55Cr3，52CrMnV4，55CrMnA55SiMnVB，60CrMnB，弹簧扁钢SAE5160(H)，SA387Cr12，9SUP工模具钢工具钢40-60CrNi 高强度标准件用钢B7管坯管坯钢L20Mn2，P91，42Cr，P22，P12，45MnMoB，28Mn2 石油管坯42MnMo7锅炉管坯25MnG，SA-213-T11，SSW合金管坯25MV，30-36Mn2V不锈钢4130X合金结构钢42CrMo，20Mn2碳素结构钢16-50Mn钢连铸圆管坯CL60(H)合结钢锅炉钢20G保淬透性钢22CrMoH齿轮钢SCM822H3，SGl 2传动轴用钢48MnV，C56E2，CF53淬透性合金结构钢AISI8740H，AISI4145H淬透性结构钢40CrH，40CrHH低合金钢. 16-28MnCr5非调质钢12Mn2VB非调质机械结构钢F45V高强矿用圆钢23MnNiMoCr5高压锅炉钢板15MoG高压锅炉管坯钢SA-210Al，SA-210C，SA-213T11，SA-213T12，SA-213T2 SA-213T22，SA-213T23，SA-213T91工程机械用钢IE0669，IE0963，IE1106，IE1158M，IE1287，IE2892 工具钢42CrMo4合结钢27SiMnV，09MnD，9MnD，12Cr1MoV，18CD4，28Mn630-42CrMo，30CrMnTi，38CrMoAl，SAE1045W1合结钢12Cr1MoVG，15CrMoG，12Cr1MoV(盘卷）15CrMo15CrMo(盘卷），35CrMo，20-40CrMnMo详细品名材质合金结构钢40Cr，20-50Cr，20-45Mn2，20CrMnTi，20CrMo，20CrMoM20CrNiMo，20Mn2B，20MnTiB，20MnVB，40CrNiMoASCM435H，SCM440，35-42CrMo，28MnCrMo，30CrMnSiA30Mn2，37CrMnMoA，4145H，42CrMoHA，40Mn2(退火）合金结构管坯33-36Mn2V，34CrMn4（方钢），37Mn5冷拉钢-削切钢SAE1117链条钢23MnNiMoCr54，25MnV耐硫酸露点腐蚀用钢08Cr2AlMo，09CrCuSb(ND)，9CrCuSb(ND)汽车高级齿轮钢16-18CrMnBHZ汽车用钢SCM420H汽车用易切削钢SAE1141铁路钩尾框用钢25MnCrNiMoA系泊链钢22MnCrNiMo易切削非调质钢30-50MnVS冷镦钢冷镦钢ML15MnVB，ML35#，R55Cr5，ML35 锚链钢锚链钢连铸坯M30Mn2碳素钢碳素钢20-45#，45Mn优质圆钢碳素结构钢10#管坯，20-45#钢，16Mn，20#管坯，20-65Mn，40MnB 45#管坯，50-65#钢，C35，C56F2，C70MoD优质碳素钢S10-45C，S20A优质碳钢XC45桥梁缆索用钢SWRS82B，SWRS82B-M碳素结构钢16-65Mn，20-25MnG，50-80#高速钢材YXR4轴承钢轴承钢G20CrNiMo，G140CrV，SAE4137H，SAE4145H全淬透轴承钢GCr15，GCr15(二火），GCr15(不退火），GCr15(退火）SAE1537HC，SAE-213 T22(盘卷)感应淬火轴承钢S55C，S55CZ渗透透轴承钢SAE8620(H)调心球轴承1215M常用钢材的牌号、性能与用途牌号等级Qb/MPa 与旧标准用途Q195 ——315～390 A1 用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件等。

换热器种类16mnr,是锅炉压力容器常用钢材，热轧或正火。

属低合金钢，含mn量较低。

性能与20g（412-540）近似，抗拉强度为（450-655）稍强，伸长率为19-21%，比20g的大于24%差。

gb6654上面有16mnr的定货技术条件还有一种16mnre，是指添加稀土元素的16mn，性能和用途与16mn相近，但冲击韧性和冷弯性能比16mn高。

都就是低合金钢.2，u型管式换热器管壳式换热器的一种，属于石油化工设备，由管箱、壳体及管束等主要部件共同组成，因其再加热管成u形而闻名。

u形管式换热器仅有一个管板，管子两端均紧固于同一管板上，例如图1。

此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。

但管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凄，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。

此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的管子。

这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。

这类换热器型式与基本参数已系列化，jb/t4717-92、及中石化《浮头式换热器、冷凝器u型管式换热器系列--型式与参数》（第三版）2021.8，设计制造应遵循gb151-1999《管壳式换热器》等标准。

3．浮头式换热器新型浮头式换热器浮头端结构，它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等共同组成，其特征就是：出外头盖两端法兰内侧面设凹型或梯型密封面，并在紧邻密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，浮头处中止钩圈及有关零部件，浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面上开一个以该管板中心为圆心，半径稍大于管束外径的梯型凹槽，且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通在，而不与凹型槽相连通在。