固定式压力容器安全技术监察规程讲座-材料杨国义.ppt
2023/6/4,1,固定式压力容器安全技术监察规程,第二部分 材料全国锅炉压力容器标准化技术委员会 杨国义,2023/6/4,2,容规宣贯第2章 材料,本部分修订原则：充分体现法规是安全基本要求的思想；解决99版容规中存在的对行业影响较大的突出问题；如在本章中涉及的材料复验问题，最低冲击功要求等；以99版容规为依托，结合在执行过程中发现的突出问题进行修订；适应相关材料标准的技术要求变化；结合近年来我国压力容器用材料生产技术水平的提高状况。,2023/6/4,3,容规宣贯第2章 材料,本部分主要变化：材料制造许可。将“压力容器材料的生产应经国家安全监察机构认可批准。”改为压力容器专用钢板制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证。充分体现法规是安全基本要求的思想；材料质量证明书。针对材料质量证明书问题，对实施许可的压力容器专用钢板，要求制造单位应当取得质量证明书原件。解决99版容规中存在的对行业影响较大的突出问题；材料成分、性能。对一般压力容器用钢的硫磷含量要求不变，提高对高强钢和低温钢硫磷含量的要求。除化学成分外，增加冲击功、伸长率等基本要求。复合材料。增加压力容器用复合钢板的基本要求。对复合钢板复合界面的结合剪切强度、基层材料的使用状态、冲击功合格指标等进行规定。,2023/6/4,4,容规宣贯第2章 材料,本部分主要变化：铸铁、有色金属应用范围；根据目前实际应用情况及技术发展前景，适当调整铸铁、有色金属等的使用压力、温度限制范围；并增加对钽、锆、铌及其合金等材料的原则规定。新材料的范围；进一步明确新材料的范围，除99版容规规定的未列入引用标准的材料外，对已列入GB 150或JB 4732的标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，以及用于压力容器设计温度低于40的低合金钢钢材，如钢材制造单位没有该钢材的制造和压力容器使用业绩，仍应当进行系统的试验研究工作，并且通过有关技术组织或者技术机构的技术评审，该钢材方可允许使用。材料复验。部分取消有关钢板、钢管复验的强制性规定。,2023/6/4,5,容规宣贯第2章 材料,2.1 通用要求主要变化：本条与99版容规第10条和第13条相对应，合并修订后形成本条。共分7小条，内容与先期制定的对应制造许可相对应。变化要点为：1）“材料生产单位”改为“材料制造单位”；2）“压力容器材料的生产应经国家安全监察机构认可批准。”改为“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。”(1)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；该条与99版容规第13条对应（第13条钢制压力容器用材料（钢板、锻件、钢管、螺柱等）的力学性能、弯曲性能和冲击试验要求，应符合GB150的有关规定。）1）力学性能：材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力。压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括：强度、硬度、塑性 和韧性等；,2023/6/4,6,容规宣贯第2章 材料,2.1 通用要求 2）化学性能：指材料在常温或高温条件下,抵抗氧化或腐蚀介质对其化学侵蚀的能力，一般包括耐腐蚀性,抗氧化性,耐酸性和耐碱性；3）物理性能：主要有密度、比重、熔点、导热性、热膨胀性、磁性和耐磨性等；4）工艺性能：一般包括铸造性、焊接性、可锻性、切削加工性等；(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者行业标准的规定，其使用方面的要求应当符合本规程引用标准的规定；（1.10列了10项引用标准）(3)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；(4)材料制造单位应当在材料的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或者采用其他方法的标志，实施制造许可的压力容器专用材料，质量证明书和材料上的标志内容还应当包括制造许可标志和许可证编号；,2023/6/4,7,容规宣贯第2章 材料,2.1 通用要求(5)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；(6)对于压力容器专用钢板，由材料制造单位直接向压力容器制造单位供货时，双方商定钢板质量证明书的份数；由非材料制造单位供货时，材料制造单位应当分别为每张钢板出具质量证明书；(7)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（压力容器专用钢板除外）；压力容器制造单位应当对所取得的压力容器用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。变化要点：1）材料制造许可；2）材料质量证明书相关要求。,2023/6/4,8,容规宣贯第2章 材料,2.2 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不锈钢钢板，以及用于设计温度低于-20的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。主要变化：本条与99版容规第11条部分内容相对应，将熔炼方法单独提出。技术依据：钢厂装备条件的提高以及搪玻璃用钢材料的供货保证为取消沸腾钢提供了前提。2.3 化学成分（熔炼分析）2.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢,2023/6/4,9,容规宣贯第2章 材料,2.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素钢和低合金钢钢材，C0.25、P0.035、S0.035。本条是对压力容器受压元件所有用于焊接的碳素钢和低合金钢（包括通用钢材和专用钢材）在碳、磷、硫方面的最低技术要求。相对于99版容规，对非压力容器专用钢材也提出了基本影响焊接性能和韧性的成分要求。2.3.2 压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材（钢板、钢管和钢锻件），其磷、硫含量应当符合以下要求：理解要点：什么是压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材钢板标准：GB 7132008锅炉和压力容器用钢板，GB 35312008低温压力容器用低合金钢钢板，GB 191892003压力容器用调质高强度钢板。钢管标准：GB 99482006石油裂化用无缝钢管。钢锻件标准：JB/T 4726承压设备用碳素钢和低合金钢锻件（2009报批稿），JB/T 4727低温承压设备用低合金钢锻件（2009报批稿）。,2023/6/4,10,容规宣贯第2章 材料,(1)碳素钢和低合金钢钢材基本要求，P0.030、S0.020；(2)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P0.025、S0.015；(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，P0.025、S0.012；(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，P0.020、S0.010。技术支撑：材料技术标准和实际生产水平的提高为新容规的指标制定提供技术保证。,2023/6/4,11,容规宣贯第2章 材料,2.4 力学性能冲击功厚度不小于6mm的钢板、直径和厚度可以制备宽度为5mm小尺寸冲击试样的钢管、任何尺寸的钢锻件，按照设计要求的冲击试验温度下的V型缺口试样冲击功（KV2）指标应当符合表2-1的规定。表2-1 碳素钢和低合金钢（钢板、钢管和钢锻件）冲击功,2023/6/4,12,容规宣贯第2章 材料,2.4 力学性能冲击功注2-1：(1)试样取样部位和方法应当符合相应钢材标准的规定；(2)冲击试验每组取3个标准试样（宽度为10mm），允许1个试样的冲击功数值低于表列数值，但不得低于表列数值的70；(3)当钢材尺寸无法制备标准试样时，则应当依次制备宽度为7.5mm和5mm的小尺寸冲击试样，其冲击功指标分别为标准试样冲击功指标的75和50；(4)钢材标准中冲击功指标高于表2-1规定的钢材，还需要符合相应钢材标准的规定。,2023/6/4,13,容规宣贯第2章 材料,2.4 力学性能冲击功材料的夏比冲击功（亦称为冲击韧性）指标反映材料抵抗发生脆性破坏的能力。最初由碳素钢船体脆性破坏提出。我国 GB150-1998对压力容器用碳素钢和低合金钢材（钢板、钢管和钢锻件）及其焊接接头的冲击功指标规定如表SY2-7；JB4732-1995标准中提高了钢材的冲击功指标，如表SY2-8所示。与表SY2-7相比较，表SY2-8有两大变化，其一为提高了大部分钢材的冲击功指标，其二为对钢材标准抗拉强度下限值的分档细化了。相对JB4732-1995，表SY2-9中提高了Rm下限值大于510MPa钢材的冲击功要求，且Rm下限值间距的划分为60MPa一档，比JB4732的规定更为合理。表SY2-9中Rm下限值的范围也有所扩大，由650MPa扩大为690MPa，这一变动系根据我国现有压力容器用钢材的实际情况而定的，如9%Ni的06Ni9DR钢板，其Rm下限值为680 MPa。,2023/6/4,14,容规宣贯第2章 材料,2.4 力学性能冲击功编制依据正式启动的GB150材料部分的修订工作中，根据我国压力容器用钢材的生产和使用情况，提高了钢板的冲击功指标。现条采用了上述要求。本条亦为新增条款。需说明的是，对标准抗拉强度下限值随厚度增加而降低的钢材，应按标准中最小厚度范围的Rm下限值来确定该钢材的冲击功指标。释义：为预防碳素钢和低合金钢制压力容器发生脆性破坏，对上述钢材规定了最低冲击功要求,2023/6/4,15,容规宣贯第2章 材料,2.4.2 断后伸长率(1)压力容器受压元件用钢板、钢管和钢锻件的断后伸长率应当符合本规程引用标准以及相应钢材标准的规定；(2)焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板，其断后伸长率（A）指标应当符合表2-2的规定,2023/6/4,16,容规宣贯第2章 材料,(3)采用不同尺寸试样的断后伸长率指标，应当按照GB/T 17600.1钢的伸长率换算 第1部分：碳素钢和低合金钢和GB/T 17600.2钢的伸长率换算 第2部分：奥氏体钢进行换算，换算后的指标应当符合本条规定。编制依据有关焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板的断后伸长率最低值，系根据我国现行压力容器专用钢板标准而确定的（GB713-2008、GB3531-2008和GB19189-2003）。由于目前各国压力容器用钢板标准中拉伸试验用试样的尺寸不完全相同，对断后伸长率的数据有所影响，因此条中作出第（3）项的规定。我国的GB/T 17600.1和GB/T 17600.2系分别等效采用国际标准ISO 2566-1和ISO 2566-2。,2023/6/4,17,容规宣贯第2章 材料,2.5 钢板超声检测2.5.1 检测要求厚度大于或者等于12mm的碳素钢和低合金钢钢板（不包括多层压力容器的层板）用于制造压力容器壳体时，凡符合下列条件之一的，应当逐张进行超声检测：(1)盛装介质毒性程度为极度、高度危害的；(2)在湿H2S腐蚀环境中使用的；(3)设计压力大于或者等于10MPa的；(4)本规程引用标准中要求逐张进行超声检测的。本2.5条与99版容规14条相对应。主要变化要点：1）99版容规第14条中未注明应当逐张进行超声检测的钢板最小厚度；2）介质中硫化氢含量要求取消。,2023/6/4,18,容规宣贯第2章 材料,2.5 钢板超声检测2.5.1 检测要求主要技术依据：1）钢板超声检测标准JB/T 4730.3适用的钢板最小厚度为6mm，而GB 150和GB 7132008中钢板的最小厚度为3mm；2）钢板厚度较薄，由板坯轧制成钢板的压缩比很大，钢板总体质量较好；3)近年来承压设备用钢板标准的技术水平有了很大提高，在GB 7132008中，技术要求最低的Q245R和Q345R钢板，化学成分中P0.025、S0.015，为获得高质量的钢板奠定了基础;4)我国多层压力容器用层板，其厚度在6mm至16mm之间，近50年来，从未要求进行超声检测。因此，在新条文中注明超声检测不包括多层压力容器的层板;5)压力容器设计时，有时设计委托单位不能确切提供介质中硫化氢含量，为保险起见，设计者可以在设计文件中要求对钢板逐张进行超声检测。,2023/6/4,19,容规宣贯第2章 材料,2.5 钢板超声检测2.5.2 检测合格标准钢板超声检测应当按照JB/T 4730承压设备无损检测的规定进行。符合本规程2.5.1 第(1)项至第(3)项的钢板，合格等级不低于级；符合本规程第(4)项的钢板，合格等级应当符合本规程引用标准的规定。主要变化：原设计压力大于或者等于10MPa的情况，合格等级应不低于级，现修改为合格等级不低于级；,2023/6/4,20,容规宣贯第2章 材料,2.6 压力容器用铸铁2.6.1 铸铁材料的应用限制铸铁不得用于盛装毒性程度为极度、高度或者中度危害介质，以及设计压力大于或者等于0.15MPa的易爆介质压力容器的受压元件，也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件。除上述压力容器之外，允许选用以下铸铁材料：(1)灰铸铁，牌号为HT200、HT250、HT300和HT350；(2)球墨铸铁，牌号为QT400-18R和QT400-18L。(GB/T 1348-2009球模铸铁件)主要变化：1）较原容规，限定了具体允许选用牌号；选用牌号按照造纸机械用铸铁烘缸的操作条件和选用的牌号确定；2）取消可锻铸铁，可锻铸铁需经长时间的退火处理，消耗很大的热能。对压力容器受压元件用材，有了灰铸铁和球墨铸铁，可以取消可锻铸铁,2023/6/4,21,容规宣贯第2章 材料,原第16条取消压力容器受压元件用铸钢材料应在相应的国家标准或行业标准中选用，并应在产品质量证明书中注明铸造选用的材料牌号。压力容器筒体、封头不宜选用铸钢材料（压力容器制造单位已有使用经验并经省级或国家安全监察机构批准的除外）。主要依据：1）没有相应的压力容器用铸钢材料标准；2）压力容器产品标准中均未列入铸钢材料；3）30多年来也没有任何单位提出在钢制压力容器标准中列入铸钢材料的要求。2.6.2 设计压力、温度限制(1)灰铸铁，设计压力不大于0.8MPa，设计温度范围为10200；(2)球墨铸铁，设计压力不大于1.6MPa，QT40018R的设计温度范围为0300，QT40018L的设计温度范围为-10300。,2023/6/4,22,容规宣贯第2章 材料,2.6.2 设计压力、温度限制(1)灰铸铁，设计压力不大于0.8MPa，设计温度范围为10200；(2)球墨铸铁，设计压力不大于1.6MPa，QT40018R的设计温度范围为0300，QT40018L的设计温度范围为-10300。主要变化：设计温度允许范围进一步加严99容规：灰铸铁制压力容器设计温度为0250；球墨铸铁制压力容器 设计温度为零下10350 压力容器涉及的易燃介质包括易燃气体和易燃液体。目前尚没有严格的易燃气体定义。国内有关标准规范（如GB 504485职业性接触毒物危害程度分级、HG20660-2000 压力容器化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类等）中，易燃液体的定义差别也较大，难以统一。99版容规易燃介质的定义：气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。其实质是易爆介质的定义。鉴于上述情况，本次修订将易燃介质更名为易爆介质。,2023/6/4,23,容规宣贯第2章 材料,2.7 压力容器用有色金属2.7.1 通用要求压力容器用有色金属（铝、钛、铜、镍及其合金等）应当符合以下要求：(1)用于制造压力容器的有色金属，其技术要求符合本规程引用标准的规定，如有特殊要求，需要在设计图样或者相应的技术文件中注明；(2)压力容器制造单位建立严格的保管制度，并且设专门场所，与碳钢、低合金钢分开存放。主要变化：1）99版容规第17条第1款，“应在相应的国家标准或行业标准范围内选用”，修改为“其技术要求应当符合本规程引用标准的规定”；技术依据：制定了标准GB151-1999管壳式换热器、JB/T 47342002铝制焊接容器、JB/T 47452002钛制焊接容器、JB/T 47552006铜制压力容器和JB/T 47562006镍及镍合金制压力容器。,2023/6/4,24,容规宣贯第2章 材料,2.7 压力容器用有色金属2.7.1 通用要求主要变化：2）取消了有色金属制压力容器用材料的冲击试验要求。技术依据：因用于固定式压力容器受压元件的上述有色金属无需进行冲击试验。3）原条文第4款系有色金属在压力容器制造时的相关规定，不应列入“材料”这一章，新条文予以取消。相关内容在本规程制造部分提出。2.7.2 铝和铝合金铝和铝合金用于压力容器受压元件时，应当符合以下要求：(1)设计压力不大于16MPa；(2)含镁量大于或者等于3的铝合金（如5083、5086），其设计温度范围为-26965，其他牌号的铝和铝合金，其设计温度范围为-269200。,2023/6/4,25,容规宣贯第2章 材料,2.7.2 铝和铝合金主要变化：1）新条文中将原规定不大于8MPa修改为不大于16MPa。技术依据：由于实际工程中铝合金制压力容器的最高设计压力已达12MPa，适应工程需要确定。2）对含镁量大于等于3的铝合金，在新条文中加以牌号示例，方便于应用。铜和铜合金纯铜和黄铜用于压力容器受压元件时，其设计温度不高于200。主要变化：取消铜和铜合金材料的使用状态退火状态限制。技术依据：由于铜和铜合金材料的使用状态除退火状态外，还有热成形状态、轻软状态、半硬状态等，因此条中未采用99版容规第19条中“一般应为退火状态”的规定。在设计温度上限方面，纯铜为200，黄铜中所有牌号均不高于200，而青铜和白铜中不同牌号的设计温度上限差别较大，因此条仅对纯铜和黄铜的设计温度上限作了规定。,2023/6/4,26,容规宣贯第2章 材料,2.7.4 钛和钛合金钛和钛合金用于压力容器受压元件时，应当符合以下要求：(1)钛和钛合金的设计温度不高于315，钛钢复合板的设计温度不高于350；(2)用于制造压力容器壳体的钛和钛合金在退火状态下使用。主要变化：工业纯钛设计温度不应高于230，钛合金不应高于300，统一调整为设计温度不高于315。原条文中的有关制造要求不在此处提出。技术依据：实际工程中工业纯钛的使用温度已超过99版容规所规定的230，在制定JB/T 4745标准时，经各有关单位讨论、协商，一致同意将工业纯钛的设计温度上限扩大到300；但随着工业发展，已经出现了设计温度高于300的情况，这时我们就只能选择境外容器标准和相应材料了。我国钛材容器标准源于ASME标准，经试验数据对比，国产钛材料的质量与境外的材料相当，近期国家在逐步调整钛材系列标准，在牌号和化学成分以及力学性能都全面引用ASME的技术指标，因此本次修订进一步将钛材的设计温度上调到与ASME一致的315，以方便国产材料的工程应用,2023/6/4,27,容规宣贯第2章 材料,2.7.5 镍和镍合金镍和镍合金用于压力容器受压元件时，应当在退火或者固溶状态下使用。主要变化：新条文仅保留了原条文的第2款，同时作了适当的修改。变化原因原条文第1款，有关镍和镍合金设计温度的规定问题较多。现JB/T 4756标准已对镍和镍合金的设计温度上限作了规定，为此新条文中取消了原条文第1款的内容。镍和镍合金应当在退火或者固溶状态下使用，如果特殊情况需要在其他热处理状态下使用，需要进行技术评审。原条文第3、4、5、6款系压力容器制造和检验方面的要求，列在“材料”这一章不妥当，故予以取消，相应内容在本规程制造部分提出。,2023/6/4,28,容规宣贯第2章 材料,2.7.6 钽、锆、铌及其合金钽、锆、铌及其合金用于压力容器受压元件时，应当在退火状态下使用。钽和钽合金设计温度不高于250，锆和锆合金设计温度不高于375，铌和铌合金设计温度不高于220。释义：近年来，钽、锆、铌及其合金在压力容器上逐步得到应用，但均没有相应的技术标准，为此本规程中增加了这三类有色金属压力容器的规定。由于没有积累足够的经验，本规程仅从安全角度考虑，规定了它们的使用状态和最高设计温度。钽、锆、铌及其合金应当在退火状态下使用，如果特殊情况需要在其他热处理状态下使用，需要进行技术评审。,2023/6/4,29,容规宣贯第2章 材料,2.8 复合钢板压力容器用复合钢板应当按照本规程引用标准的规定选用，并且符合以下要求：(1)复合钢板复合界面的结合剪切强度，不锈钢钢复合板不小于210MPa，镍钢复合板不小于210MPa，钛钢复合板不小于140MPa，铜钢复合板不小于100MPa；(2)复合钢板基层材料的使用状态符合本规程引用标准的规定；(3)碳素钢和低合金钢基层材料（包括钢板和钢锻件）按照基层材料标准的规定进行冲击试验，冲击功合格指标符合基层材料标准或者订货合同的规定。主要变化：该条款为新增加条款，制定依据为JB/T 4733压力容器用爆炸焊接复合板（2009报批稿）,2023/6/4,30,容规宣贯第2章 材料,2.8 复合钢板JB/T 4733压力容器用爆炸焊接复合板（2009报批稿）构成：该标准分为4个部分，第1部分为不锈钢钢复合板，第2部分为镍钢复合板，第3部分为钛钢复合板，第4部分为铜钢复合板。JB/T 4733（2009报批稿）的编制主要基于我国近年来爆炸复合板实际技术发展水平、以及多年来执行复合板标准积累的技术数据并参照国外标准 如日本工业标准JISG 36013604等编制。目前从标准角度其技术水平优于境外先进标准。复合板中一个关键技术指标为复合界面的结合剪切强度b，现将不锈钢钢复合板和镍钢复合板的境内外主要标准中的b指标汇列于表SY2-14和表SY2-15。,2023/6/4,31,容规宣贯第2章 材料,2.8 复合钢板,2023/6/4,32,容规宣贯第2章 材料,2.8 复合钢板新条文第（1）项的规定系根据JB/T 4733.14733.4中的指标。复合钢板中碳素钢和低合金钢基材的使用状态和冲击功数值是影响复合钢板安全使用的两个重要因素，新条文第（2）项和第（3）项分别作出了规定。,2023/6/4,33,容规宣贯第2章 材料,2.9 境外牌号材料的使用变化特点：新条文将采用境外牌号的材料分为境外材料制造单位生产的材料和境内材料制造单位生产的材料两大类别，分别予以相应的规定。修改后的条文对境外牌号的材料使用问题作了详细、全面的规定。便于实际操作。(1)境外牌号材料应当是境外压力容器现行标准规范允许使用并且境外已经有使用实例的材料，其使用范围应当符合境外相应产品标准的规定，如本规程引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时，其使用范围还应当符合本规程引用标准的规定；变化要点：相对于原条文第1款，在本规程2.9.1(1)中增加了“如本规程引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时，其使用范围还应当符合本规程引用标准的规定”。这样使境外牌号材料的使用范围规定得更为合理。如美国ASME SA516Gr.70钢板，系美国压力容器中最广泛使用的一个碳锰钢板，在ASME锅炉和压力容器标准VIII-1中，其使用温度上限为538。而我国压力容器中最广泛使用的碳锰钢板16MnR，在GB 150中该钢板的使用温度上限为475。因此，如选用ASME SA516Gr.70钢板制造在境内使用的压力容器时，正常操作工况条件下其使用温度上限也只能为475。,2023/6/4,34,容规宣贯第2章 材料,2.9 境外牌号材料的使用(2)境外牌号材料的技术要求不得低于境内相近牌号材料的技术要求（如磷、硫含量，冲击试样的取样部位、取样方向和冲击功指标，断后伸长率等）；(3)材料质量证明书和材料标志应当符合本规程2.1的规定；(4)压力容器制造单位应当对进厂材料与材料质量证明书进行审核，并且对材料的化学成分和力学性能进行验证性复验，符合相关要求后才能投料使用；(5)用于焊接结构压力容器受压元件的材料，压力容器制造单位在首次使用前，应当掌握材料的焊接性能并且进行焊接工艺评定；变化要点：相对于原条文第3款，在本规程2.9.1(2)中增列了材料技术指标的主要项目（磷、硫含量，冲击功、断后伸长率的有关规定），使条文内容更为明确，便于各有关单位贯彻实施，该要求也是本规程2.9.1(4)材料复验的合格指标要求。,2023/6/4,35,容规宣贯第2章 材料,2.9 境外牌号材料的使用(6)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，以及用于压力容器设计温度低于-40的低合金钢钢材，材料制造单位还应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，其材料方可允许使用。变化要点：本规程第（6）项中所规定的两大类钢材，其技术要求均较高，用于制造的压力容器的重要性也大，从压力容器使用的安全性考虑，应对上述钢材进行技术评审。境外标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材评审情况：我国从1998年2月首次对原日本钢管公司（现已重组为JFE公司）生产的球形储罐用钢板NK-HITEN610U2进行技术评审以来，至今已对日本JFE公司、新日本制铁公司、住友金属公司和神户制钢公司生产的11个牌号、Rm下限值为610MPa的高强度钢板（其中包括5060的低温高强度钢板3个牌号）、德国蒂森克虏伯公司生产的120低温钢板和萨尔茨吉特公司生产的50低温高强度钢板，总计13个牌号的钢板进行了技术评审，加严了这些钢板中的磷、硫含量要求，提高了钢板的冲击功指标，为确保相关压力容器的产品质量起到了良好的效果。,2023/6/4,36,容规宣贯第2章 材料,2.9 境外牌号材料的使用2.9.2 境内材料制造单位制造的材料境内材料制造单位制造的境外牌号材料，除应当符合本规程的各项要求外，还应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，评审内容包括材料制造单位的相关条件和材料的试制技术文件。2.9.3 境外牌号材料的选用设计单位若选用境外牌号的材料，应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性。变化要点：）对境内材料制造单位制造的境外牌号材料提出更为严格的要求；）本次修订新增加要求“2.9.3 设计单位若选用境外牌号的材料，应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性。”该规定主要针对境内设计单位（制造单位）所设计的在中华人民共和国境内使用的压力容器，鼓励使用中国标准中规定的材料，严格控制境外牌号材料的选用，如果必须选用，则应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性，如国产材料的牌号、规格和性能难以满足工程要求、性能价格比较结果、特殊客户（国外客户）的特殊要求等。,2023/6/4,37,容规宣贯第2章 材料,2.10 新材料的使用2.10.1 未列入本规程引用标准的材料压力容器主要受压元件采用未列入本规程引用标准的材料，试制前材料的研制单位应当进行系统的试验研究工作，并且应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，该材料方可允许使用。2.10.2 已列入本规程引用标准的材料对已列入GB 150或者JB 4732的标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，以及用于压力容器设计温度低于-40的低合金钢钢材，如果钢材制造单位没有该钢材的制造或者压力容器应用业绩，则应当进行系统的试验研究工作，并且按照本规程1.9的规定通过技术评审，该钢材方可允许使用。技术要点：）什么是新材料；）技术评审要求；）制造或者压力容器应用业绩解释。,2023/6/4,38,容规宣贯第2章 材料,2.10 新材料的使用主要变化：对未列入本规程引用标准的材料，现条文相对原文取消了“包括国外没有应用实例的进口材料”，此规定与本规程（1）不符，没有应用实例的进口材料是不允许在我国进行首次试用的。所规定的两类钢材要求进行技术评审的原因：对已列入本规程引用标准的所规定的两类钢材，根据我国的实践经验，这些钢材的制造工艺较复杂，钢材的技术要求也较高，其所制造的压力容器的重要性也较大。钢材制造单位除应当进行系统的化学成分、冶炼、浇注、轧制、热处理工艺的试验研究外，还应当进行压力容器制造工艺参数（冷热成形、焊接、热处理）对钢材性能的影响。我国压力容器用新钢材的应用实践中，由于一些钢材制造单位的试验研究工作不够深入，多次导致虽然钢材性能可以满足有关标准的规定，但其制造的压力容器产品质量（特别是焊接热影响区冲击功）不能满足压力容器产品标准的技术要求。因此，对于上述两类钢材，如钢材制造单位没有制造经验和在压力容器的使用业绩，仍应按新材料对待。,2023/6/4,39,容规宣贯第2章 材料,2.10 新材料的使用所规定的两类钢材要求进行技术评审的原因：以抗拉强度下限值为610MPa的07MnCrMoVR和07MnNiMoVDR钢板为例，该系列钢板由原一机部通用机械研究所提出研究任务，原冶金部于1980年正式列题，由武汉钢铁公司负责钢板的研制工作。该系列钢板于1985年通过了原冶金部组织的技术鉴定，1986年开始试用于制造200m3的氧气球罐，随后逐步推广应用。该系列钢板于1989年列入了GB 150，1995年列入了JB 4732，2003年列入了GB 19189压力容器用调质高强度钢板。很显然，除了武汉钢铁公司外，其他钢板制造厂如制造该系列钢板，仍应按新材料对待。2006年6月至2009年5月宝山钢铁股份有限公司、舞阳钢铁有限责任公司和湖南华菱湘潭钢铁有限公司相继通过了由全国锅炉压力容器标准化技术委员会组织的上述系列钢板的技术评审。,2023/6/4,40,容规宣贯第2章 材料,2.11 材料投用和标志移植(1)压力容器制造单位应当通过对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方法，确保所使用的压力容器材料符合本规程的要求，并且在材料进厂时审核材料质量证明书和材料标志；(2)对于采购的第类压力容器用级锻件，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，符合本规程的规定后方可投料使用；(3)用于制造压力容器受压元件的材料在分割前应当进行标志移植。标准释义释义：）原条文中“确保所用的压力容器材料符合相应标准”修改为“确保所使用的压力容器材料符合本规程的要求”，更为合理。）取消有关钢板、钢管复验的强制性规定。,2023/6/4,41,容规宣贯第2章 材料,2.11 材料投用和标志移植取消有关钢板、钢管复验的原因：）一方面，近年来我国冶金行业装备条件大为改善，钢材质量得到很大提高；）另一方面，压力容器专用钢板、钢管（压力管道元件）的制造已经由工业生产许可转化为特种设备制造许可。）对93家锅炉压力容器制造厂进行了调查表普查，对21家锅炉压力容器制造单位进行了走访抽查，结果显示，我国承压设备用钢板、钢管的实物质量水平及其稳定性已经有了显著提高，具备了适当降低安全系数和适当放宽承压设备用钢板、钢管复验技术要求的基本条件。）用于复验的总费用十分惊人。在法规中基本免除钢板、钢管复验，可以节省大量的材料和试验费用，降低产品成本，提高产品国际竞争力。,2023/6/4,42,容规宣贯第2章 材料,2.11 材料投用和标志移植上述调研主要是针对钢板、钢管的，应当注意，对于采购的第类压力容器用级锻件（目前其质量并不稳定），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，或者设计者、使用单位有材料复验要求时，本规程原则规定仍需要对材料进行复验。另外，注意本规程2.9.1(4)的规定，对进口材料仍然需要复验。材料复验的内容包括：逐张检查钢板表面质量和材料标志；按炉复验钢板的化学成分；按批复验钢板的力学性能、冷弯性能；当钢厂未提供钢板超声检测保证书时，应按本规程2.5条的要求进行超声检测复验。,2023/6/4,43,容规宣贯第2章 材料,2.12 焊接材料(1)用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的限值，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求；(2)焊接材料应当满足相应焊材标准和本规程引用标准的要求，并且附有质量证明书和清晰、牢固的标志；(3)压力容器制造单位应当建立并且严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。释义：基本保持99版容规对焊接材料的原则要求。增加“(1)用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的限值，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求；”这样一个原则要求。JB/T 4747 承压设备用焊接材料技术条件已制定，正在报批过程中,2023/6/4,44,容规宣贯第2章 材料,2.13 材料代用压力容器制造或者现场组焊单位对主要受压元件的材料代用，应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。版容规原条文第27条压力容器制造或现场组焊单位对主要受压元件的材料代用，原则上应事先取得原设计单位出具的设计更改批准文件，对改动部位应在竣工图上做详细记载。对制造单位有使用经验且代用材料性能优于被代用材料时（仅限16MnR、20R、Q235系列钢板，16Mn、10、20#锻件或钢管的相互代用），如制造单位有相应的设计资格，可由制造单位设计部门批准代用并承担相应责任，同时须向原设计单位备案。原设计单位有异议时，应及时向制造单位反馈意见。释义：在99版容规制订时的历史条件下，由于受材料供应条件的限制，材料代用的情况很多，上述规定有着积极意义，方便了材料代用工作。材料选择是设计过程中的重要组成部分，应作为设计风格的体现始终贯穿于压力容器建造过程。尽管材料代用解决了一些压力容器制造过程中的问题，但也引发了诸如职责不清、代用不当等现象的发生，现在材料供应情况大为改善，通讯联络极为方便，因此取消了上述这一段文字。,2023/6/4,45,容规宣贯第2章 材料,2.13 材料代用压力容器材料选择涉及方面较多，情况复杂。代用必须慎重，主要涉及以下几方面。代用材料对工作介质的相容性：如应力腐蚀、晶间腐蚀等；代用材料的设计温度下的许用应力是否达到原设计的要求；代用材料是否会产生如改变焊接材料、焊接工艺等；代用材料是否会产生诸如改变热处理状态、无损检测 及焊接试板等要求。这些问题应该由设计单位依据容器的设计条件综合考虑确定为妥。,2023/6/4,46,容规宣贯第2章 材料,谢谢大家！,
