压力容器专用钢板和锻件是在优质碳素钢和合金钢的基础上派生出来的,化学成分有严格控制,P、S含量进一步降低,除保证拉伸的各项指标外,对冲击韧性有严格的规定;这些钢在冶炼时有良好的脱氧,控制晶粒度,要求组织结构均匀,去除非金属夹杂物-减少冶金缺陷。钢厂应向用户提供钢材质量保证书。

1.压力容器用钢板(GB713-2008)

该标准名称为《锅炉和压力容器用钢板》,包括的钢号有:Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNLR.13MnNiMoR,15CrMoR.14Cr1MoR.12Gr2MolR,12CrlMoVR 等。现概要的介绍如下:

(1) 碳素钢。Q245R(原20R)供货状态为热轧,控轧或正火,钢板厚度大于60mm时,锰含量上限可提高到1.20%,以提高钢材的淬透性。它常用于制造承压较低的压力容器主要受压元件.如简体和封头等。

(2) 低合金钢。Q345R(原16MnR)属350MPa强度等级。主要靠锰(≤1.6%)的固溶强化来提高强度,具有良好的焊接性能,在用于制造具有应力腐蚀介质的容器时,焊后须进行消除应力处理。该钢属铁素体一珠光体型材料,供货状态为热轧、控轧或正火。

13MnNiMoR属400MPa等级用钢,类似于德国BHW35牌号,它以多元(Mn,Ni,Mo)固溶强化效果来增加钢的强度,其中的少量Mo还可促进钢在正火时发生中温特变,获得强韧配合较好的低碳贝氏体组织,此钢以正火加回火态供货,且规定回火温度不低于620℃。

18MnMoNbR属500MPa等级用钢,其合金化原则与以上所述相似,具有较好的综合力学性能,通过添加Mo和Nb进一步提高热强度,可用于制作中温(500℃)压力容器,如氨合成塔中温变换炉等。由于具有氢敏感性,对特厚钢板焊后应立即进行消氧处理,以避免氢致延迟裂纹的发生。该钢属马氏体型调质钢,供货状态为正火加回火(回火温度不得低于620℃)。

2.压力容器用碳素钢和低合金钢锻件JB4726-2016

在此标准中列出11个钢号:两个碳钢为20、35、3个低合金钢为16Mn、20MnMo、20MnMoNb;5个珠光体耐热钢为15CrMo,12Cr1MoV、14Cr1Mo、12Cr2Mo1,1Cr5Mo;1个中碳合金结构钢为35CrMo。在冶炼方法、化学成分、力学性能等方面大体上与相应钢号的钢板和钢管类同。但是根据重要程度,锻件划分4个等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,按此顺序检验项目逐级加多加严。按规定用作简体和封头主要受压元件的锻件(简形和碗形)及公称厚度大于300mm的低合金锻件应选用Ⅲ级、Ⅳ级。标准中还规定了各钢号锻件交货的热处理状态。

在锻造工艺上,要求达到一定的锻造比,如以钢锭为原料时,锻件主截面部分的锻造比不得小于3,以轧材为原料时,锻造比不得小于1.6。此外还要求使用的钢键头尾应有足够的切除量,以确保去除缩孔及严重偏析等缺陷。

锻件检验所需的试样,从取样部位,取样方向和数景等方面都作了明确具体的规定,以确保检验试样的锻造状态热处理状态与实用锻件相一致,这样得出的检验数据才具有真实性和代表性。