压力容器用 钢 、钢材的机械性能材料在外力作用下表现出来的特性叫作材料的机械性 能，也称为力学性能。钢材的重要机械性能指标有: 1. 强度—物体在外力作用下， 抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的特性指标有屈服极限CT s和强度极限ab，系由拉伸试验获得。1屈服极限材料承受载荷时，当载荷不再增加而仍继续 发生塑性变形的现象叫做“屈服”。开始发生屈服现象'即开始出现塑性变形时的 应力叫做“屈服极限”或“屈服点”。工程上取试样发生0.2 残余变形时的应力 值作为条件屈服极限，通常称为屈服强度Uo.z. 在拉伸试验中，屈服强度是试样在 拉伸过程中标距部分残余伸长达到原标距长度的0.2 帕时的负荷除以原横截面积 的商，单位为MPa. —般说来，材料是不允许在超过其Idl服点的载荷条件下工作 的。2 强度极限材料抵抗外力破坏作用的最大能力称为强度极限。钢材的强度极 限是试样在拉断前所承受的最大应力即抗拉强度Sb,单位为IvIPa 。工程上希 望金属材料不仅具有较高的。，而且具有一定的屈强比a SQ b o 屈强比愈小，结 构零件的可靠性愈高。但屈强比太小，则材料的有效利用率太低。因此，一般希望 屈强比高一些，碳素钢为0.6 左右，低合金高强度钢为0.650.75 ，合金结构钢 为。.85 左右。2. 塑性—指材料在外力作用一下产生塑性变形而不破坏的能力， 用延伸率6及断面收缩率冲来表示，其数值由拉伸试验获得。延伸率以试样拉断 后的总伸长与原始长度的比值百分率来度量，其数值与试样尺寸有关. 为了便于 比 较，必须采用标准试样，规定试样的原始长度与原始直径的比例关系。8。或6 。表示试样计算长度为其直径的5或10倍时的延伸率b。小于Ss。断面收缩率以试样拉断后断面积的缩小量与原始截面积之比值的百分率来度量。塑性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺，如冷冲压、冷弯曲等。其次，良好的塑性可使 零件在使用过程中万一超载也不致突然断裂。压力容器的主要零部件都是承压的，
关于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℃ (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 >=60 >=35 (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)
压力容器的分类 第三类压力容器(下列情况之一)： (1)高压容器。 (2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)； (3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大于或等于10MP a·m3)； (4)中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大于或等于0．5MP a·m3)； (5)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV大于或等于0．2MPa·m 3)； (6)高压、中压管壳式余热锅炉； (7)中压搪玻璃钢容器； (8)使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器； (9)移动式压力容器，包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车、[液化气体运输(半挂车)、低温液体运输(半挂车)、永久气体运输(半挂车)]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)； (10)球形储罐(容积大于等于50m3)； (11)低温液体储存容器(容积大于5m3)。 第二类压力容器(下列情况之一)： 第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器： 中压容器； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； 低压管壳式余热锅炉； 低压搪玻璃压力容器 second category vessel 为了有利于压力容器的安全技术管理和监督检查，按《压力容器安全监察规程》的规定，属于下列情况之一者为二类容器：(1)中压容器；(2)剧毒介质的低压容器；(3)易燃或有毒介质的低压反应器和贮运容器；(4)内径小于1m的低压废热锅炉
第一类压力容器(下列情况之一)： 《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为三类： 1.第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器： 高压容器； 中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10M Pa·m3 ）； 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5P a·m3）； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa·m3 ）； 高压、中压管壳式余热锅炉； 中压搪玻璃压力容器； 使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器； 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等； 球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。 低温液体储存容器（容积大于5m3） 2.第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器： 中压容器； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； 低压管壳式余热锅炉； 低压搪玻璃压力容器。 3.第一类压力容器,除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。
压力容器用钢的基本要求 组别：3 组员： 陈鑫李福安王曦 安全可靠性是压力容器最重要的质量特性，并且与其自身的选材有着密切的关系。为保障压力容器的安全性，压力容器用钢必须满足的基本要求是：压力容器用钢要具有较高的强度，良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。压力容器用钢是否满足要求，可以从以下几个方面进行分析。
一、化学成分 钢材的化学成分对其性能和热处理有较大的影响。对于用于制造压力容器的钢材必须控制其各化学成分的含量。 钢中常见化学元素对钢性能的影响： 1、碳（C）:钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。 2、硅（Si）:在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂。如果钢中含硅量超过 0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入 1.0 - 1.2%的硅，强度可提高15- 20%硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加， 会降低钢的焊接性能。 3、锰（Mn:在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30 — 0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能， 如16Mn钢比A3屈服点高40%锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。 4、磷（P）:在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接 性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%, 优质钢要求更低些。 5、硫（S）:硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延 展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入 0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 与一般结构钢相比，压力容器用钢对硫、磷、氢等有害杂质元素含量的控制更加严格。例如，中国压力容器用钢的硫和磷含量分别应低于0.020%和0.030%。随着冶炼水平的提高，目前已可将硫的含量控制在0.002%以内。 6、铬（Cr）:在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但 同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐 热钢的重要合金元素。 7、镍（Ni）:镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。 8、钼（Mo）:钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持 足够的强度和抗蠕变能力（长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变）。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。 9、钛（Ti）:钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力； 降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适 当的钛，可避免晶间腐蚀。 10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、钨(W):钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。
压力容器常用材料的 基本知识
压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： 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℃。 ②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火 热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚 可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑 性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。
压力容器常见分类标准 一、使用年限：一般设计使用年限为10-15年，对高压容器，一般为20-25年。 二、按压力分 （一）内压容器低压容器0.1≤P＜1.0MPa 中压容器 1.0≤P＜10MPa 高压容器10≤P＜100MPa 超高压容器P≥100MPa （二）外压容器容器内部压力小于外部压力，其中内部压力小于一个绝对大气压（0.1MPa）的外压容器叫真空容器。 三、按管理分 （一）一类容器（属下列情况之一） 1、非易燃或无毒介质的低压容器。 2、易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。 （二）二类容器（属下列情况之一） 1、中压容器 2、剧毒介质的低压容器。 3、易燃或有毒介质的低压反应容器和贮运容器。 4、内径小于1米的低压废热锅炉。 （三）三类容器（属下列情况之一） 1、高压、超高压容器。 2、剧毒介质但最高工作压力P w与容积V的乘积大于0.2MPa.m3的低压容器或剧毒介质的中压容器。 3、易燃或有毒介质且P w×V≥0.5MPa.m3的中压反应容器，或P w×V≥5MPa.m3的中压贮运容器。 4、中压废热锅炉或内径大于1米的低压废热锅炉。 注： 1、剧毒介质：指进入人体量小于50克即会引起肌体严重损伤或致死的介质。如：氟、氢氟酸、氢氰酸、光气、氟化氢、碳酰氟等。 2、有毒介质：指进入人体量大于等于50克即会引起人体正常功能损伤的介质。如：二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等。 3、易燃介质：指与空气混合的爆炸下限＜10%或爆炸上限和下限之差值＞20%的气体。如：一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷等。 四、按作用原理分 （一）反应容器 主要用来完成介质的物理、化学反应的容器。如反应器、发生器、反应釜、分解锅、分解塔、聚合釜、高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球等。 （二）换热容器 主要用来完成介质的热量交换的容器。如废热锅炉、蒸发器、加热器、硫化锅、消毒
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），
中国化工学会培训中心中国石油和化学工业协会培训中心 中化会培字【2012】第号 关于举办“承压设备用钢新标准(ASME、GB150)及材料设计、选用 专题培训班”的通知 各有关单位： 材料是承压设备制造和安全使用的重要基础。随着我国锅炉、压力容器及管道元件制造行业快速发展，对压力管道, 压力容器用钢的强度、韧性、耐蚀性、高温长期强度及组织稳定性提出了更为严苛的要求。我国企业产品使用ASME锅炉压力容器规范的材料逐年增多，ASME材料是一直困扰我国制造、安装和配件生产厂家的老大难。 近年来，我国GB材料标准体系与国外ASTM、API、EN材料标准体系的交汇融合也与日俱进。广大的压力管道, 压力容器的材料研发生产、设计、制造、检验以及使用工作者需要对材料的强韧机理、性能特征、焊接、热处理、冷热加工工艺、检验方法进行深入的研究实践，提高专业技术素质，以适应我国相关行业的高速发展需要。为了帮助有关单位在设计、制造、检验压力设备和订购材料时，能按ASME/ GB150规范正确、合理地选用)钢材，了解与我国有关材料标准的差别，以及在应用中应注意的问题。经与有关方面协商，决定举办“承压设备用钢新标准(ASME、GB150)及材料设计、选用专题培训班”,请有关单位派员参加，现将培训有关事项通知如下： 一、主要培训内容： （一）、ASME《锅炉及压力容器规范》第II卷A篇-钢铁材料 1、第II卷A篇的标准概况、结构特点； 2、ASME常用钢板、元钢、管材、锻材的基础标准和专业标准介绍； 3、ASME常用材料标准与我国相应标准的差异。 （二）、ASME压力设备用钢进展及材料选用 1、高温及超低温用奥氏体不锈钢及其选用; 2、奥氏体不锈钢的局部腐蚀； 3、压力设备用P1-1,1-2组碳钢； 4、可焊细晶粒碳钢的质量等级及其进展； 5、压力设备用钢的抗脆断性能； 6、压力设备用铁素体钢的应力腐蚀断裂； 7、压力设备用铬钼合金钢； 8、压力设备用钢的许用应力及压力-温度额定值。
压力容器分类 1.2.1介质危害性：指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等，其中影响 压力容器分类的主要是毒性和易燃性。 1.毒性：是指某种化学毒物引起机体损伤的能力。 （1）极度危害（Ⅰ级）：最高容许浓度＜0.1mg/m3； （2）高度危害（Ⅱ级）：最高容许浓度0.1～＜1.0mg/m3； （3）中度危害（Ⅲ级）：最高容许浓度1.0～＜10mg/m3； （4）轻度危害（Ⅳ级）：最高容许浓度≥10mg/m3。 ※介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。 Q235-B不能使用 钢板应逐张超声检测 介质危害性100%射线或超声检测 气密性试验 法兰带颈且PN≥1.6MPa 2.易燃介质：爆炸下限＜10%，或爆炸下限和上限之差≥20%的介质如 甲烷、乙烷、乙烯、氢气、丙烷、丁烷等。 压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体。 ※易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求，易燃介质容器均采用全焊透结构 1.2.2压力容器分类
世界各国规范对压力容器分类的方法各不相同，本节着重介绍我国《压力容器安全技术监察规程》中的分类方法 分类：①按压力等级②按容器在生产中的作用 ③按安装方式④按安全技术管理 1.按承压方式分类： 外压容器：当容器的内压力小于一个绝对大气压（约0.1MPa）时又称为真空容器 内压容器：（按照设计压力p分） 低压(L)容器0.1MPa≤p＜1.6MPa 中压(M)容器 1.6MPa≤p＜10.0MPa 高压(H)容器10MPa≤p＜100MPa 超高压(U)容器p≥100MPa 2.按生产过程中的作用分类： 反应压力容器(代号R) 换热压力容器（代号E） 分离压力容器（代号S） 储存压力容器（代号C，其中球罐代号B） 3.按安装方式分类： 固定式压力容器 移动式压力容器（该安装方式的压力容器在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。） 4.按安全技术管理分类
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/a 4 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300-450MPa
压力容器分类及其安全附件常识一、按设计压力分类： 1、低压（L）0.1MPa≤P＜1.6MPa 2、中压（M）1.6MPa≤P＜10MPa 3、高压（H）10MPa≤P＜100MPa 4、超高压（U）P≥100MPa 二、按工艺过程中的作用分： 1、反应压力容器（R）：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合塔、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。
2、换热压力容器（E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸 脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。 3、分离压力容器（S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离等的压力容器。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。 4、储存压力容器（C，其中球罐为B）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。 三、综合分类 1、固定式压力容器：使用环境固定，不能移动。工作介质种类繁多，大多为有毒、易燃易爆和具有腐蚀性的各类化学危险品。如球形储罐、卧式储罐、各种换热器、合成塔、反应器、干燥器、分离器、 管壳式余热锅炉、载人容器（如医用氧舱）等。
2、移动式压力容器：主要是在移动中使用，作为某种介质的包装搭 载在运输工具。工作介质许多都是易燃、易爆或有毒。如汽车与铁 路罐车的罐体。 3、气瓶类压力容器：作为压力容器的一种，社会拥有量非常之大， 有高压气瓶（如氢、氧、氮气瓶）和低压气瓶（如民用液化石油气钢瓶），工作介质许多也是易燃、易爆或有毒物质。也有很强的移动性，既有运输过程中的长距离移动，也有在具体使用中的短距离移动。 如液化石油气钢瓶、氧气瓶、氢气瓶、氮气瓶、二氧化碳气瓶、液 氯钢瓶、液氨钢瓶和溶解乙炔气瓶等。 三、压力容器安全附件 1、安全阀：安全阀的作用是当设备内的压力超过规定要求时自动开启，释放超过的压力，使设备回到正常工作压力状态。压力正常后，安全阀自动关闭。
钢制压力容器 GB150—1998 引言 随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本 JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。 在制订GB150-98标准时，遵循了以下几条原则。 撤消了部分单元设备和自成体系的受压元件设计内容，另行制订产品标准，使 GB150成为压力容器的基础标准。 将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准 JB4731-98《钢制卧式容器》，现已报批。 将第9章“直立容器”和相关的附录F“直立容器高振型计算”从标准中分离出来，这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中，成为塔式容器的产品标准。 撤消附录E“U型膨胀节”，独立出新标准GB16749-97《压力容器波形膨胀节》，已于1997年8月1日实施。 撤消附录H“钢制压力容器渗透探伤”和附录L例题，前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单，后者尚未编制出来。 充分体现近年来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步，使标准能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。例如新增加撤消了一些钢材的牌号，严格了钢板超声检测的要求。 以实施中取得的经验为依据，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。 充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。 1998年3月国家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》标准，并要求从1998年10月1日起执行。学习和贯彻新GB150标准是提高压力容器质量，保证压力容器安全使用的前提。为了更好地了解、学习和贯彻新GB150，本文将新、旧GB150标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，为了做到准确，读者便于查阅，尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。 1 压力容器标准体系 详见表1。 表1 压力容器标准体系
附件6：压力容器安全状况等级的划分及说明 根据压力容器的安全状况，将新压力容器划分为1、2、3级三个等级，在用压力容器划分为2、3、4、5四个等级，每个等级划分原则如下： 1级：压力容器出厂技术资料齐全；设计、制造质量符合有关法规和标准的要求；在规定的定期检验周期内，在设计条件下能安全使用。 2级：（1）新压力容器：出厂技术资料齐全；设计、制造质量基本符合有关法规和要求，但存在某些不危及安全且难以纠正的缺陷，出厂时已取得设计单位、使用单位和使用单位所在地安全监察机构同意；在规定的定期检验周期内，在设计规定的操作条件下能安全使用。 （2）在用压力容器：技术资料基本齐全；设计制造质量基本符合有关法规和标准的要求；根据检验报告，存在某些不危及安全且不易修复的一般性缺陷；在规定的定期检验周期内，在规定的操作条件下能安全使用。 3级：（1）新压力容器：出厂技术资料基本齐全；主体材料、强度、结构基本符合有关法规和标准的要求；但制造时存在的某些不符合法规和标准的问题或缺陷，出厂时已取得设计单位、使用单位和使用单位所在地安全监察机构同意；在规定的定期检验周期内，在设计规定的操作条件下能安全使用。 （2）在用压力容器：技术资料不够齐全；主体材料、强度、结构基本符合有关法规和标准的要求；制造时存在的某些不符合法规和标准的问题或缺陷，焊缝存在超标的体积性缺陷，根
据检验报告，未发现缺陷发展或扩大；其检验报告确定在规定的定期检验周期内，在规定的操作条件下能安全使用。 4级：主体材料不符合有关规定，或材料不明，或虽属选用正确，但已有老化倾向；主体结构有较严重的不符合有关法规和标准的缺陷，强度经校核尚能满足要求；焊接质量存在线性缺陷；根据检验报告，未发现缺陷由于使用因素而发展或扩大；使用过程中产生了腐蚀、磨损、损伤、变形等缺陷，其检验报告确定为不能在规定的操作条件下或在正常的检验周期内安全使用。必须采取相应措施进行修复和处理，提高安全状况等级，否则只能在 限定的条件下短期监控使用。 5级：无制造许可证的企业或无法证明原制造单位具备制造许可证的企业制造的压力容器；缺陷严重、无法修复或难于修复、无返修价值或修复后仍不能保证安全使用的压力容器，应予以判废，不得继续作承压设备使用。 注：1、安全状况等级中所述缺陷，是制造该压力容器最终存在的状态。如缺陷已消除，则以消除后的状态，确定该压力容器的安全状况等级。 2、技术资料不全的，按有关规定由原制造单位或检验单位经过检验验证后补全技术资料，并能在检验报告中作出结论的，则可按技术资料基本齐全对待。无法确定原制造单位具备制造资格的，不得通过检验验证补充技术资料。 3、安全状况等级中所述问题与缺陷，只要确认其具备最严重之一者，既可按其性质确定该压力容器的安全状况等级。
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GB713－2008《锅炉和压力容器用钢板》 讲解内容 GB713－2008《锅炉和压力容器用钢板》是对GB713－1997《锅炉用钢板》和GB6654—1996《压力容器用钢板》两个标准进行修订合并而成的。这项工作从2005开始，到2007年完成。2008年3月发布新标准，同年9月1日起实施。 锅炉及压力容器用钢板是重要产品，关系到生命财产安全，技术要求高，生产难度大。标准的制修订工作难度也比较大，特别由原来已经执行多年的标准合并为一个标准难度更大。为了做好两个标准的修订和合并工作，征求了一些有关单位的意见，调查标准的执行情况，查阅标准档案资料，收集了ISO、EN、JIS和ASTM等国际国外主要标准。国外这方面的标准比较多，尤其是美国，ASTM有30多个压力容器用钢板标准，体系比较乱。日本标准受美国的影响比较明显，JIS的锅炉及压容器用钢板标准也比较多，有11个。EN和ISO压力容器用钢板标准的系列完整、分类清楚、数量不多。EN10028压力容器用钢板包含7部分，即7个标准。 ISO9328压力容器用钢板包含5部分，比EN少2个标准，但内容与EN10028的内容是一样的，ISO正火和调质钢板合订一个标准，TMCP控轧控冷钢也没有单独标准。 与国外比，国内压力容器用钢板标准少，不配套、有空缺。GB713和GB 6654对应的国外标准主要有ISO9328－2、EN10028－2、 JIS G 3115、JIS G 4109、ASTM A 299、ASTMA387。对这些标准进行了分析对比，基本了解国内外标准情况和标准水平后，在原标准的基础上，结合国情和使用部门的要求，并参考国际国外标准，对原来两个标准进行修订和合并。 这次修订和合并标准的原则，是结合国情和用户的要求， EN10028－2：2002作为重要参照和采用的对象。
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）。 2、低合金钢 压力容器常用的低合金钢，包括专用钢板Q345R、15CrMoR、
压力容器用钢常见金相组织以及钢的分类 锅炉压力容器用钢常见金相组织和性能 1.奥氏体A[Feγ(C)] 奥氏体是碳在γ-Fe中的固熔体，在合金钢中是碳和合金元素熔解在γ-Fe中的固溶体。奥氏体塑性很高，硬度和屈服点较低，布氏硬度值一般为170～220HB，是钢中比容最小的组织。奥氏体在1147℃时可溶解碳为2.11%，在727℃时可溶解碳为0.77%。 奥氏体仍然保持γ-Fe的面心立方晶格，在金相组织中呈现为规则的多边形。 2.铁素体F [Feα(C)] 铁素体是碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。 铁素体性能接近钝铁，硬度低（约为80～100HB），塑性好。固溶有合金元素的铁素体能提高钢的强度和硬度。在727℃时，碳在铁素体中溶解为0.022%，在常温下含碳量为0.008%。铁素体仍然保持α-Fe的体心立方晶格，在金相组织中具有典型纯金属的多面体金相特征。 3.渗碳体 [Fe3C] 渗碳体是铁和碳的化合物，又称碳化铁，常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体存在。根据铁—碳平衡图，渗碳体可分为： 一次渗碳体，是沿CD线由液体中结晶析出，多呈柱状。 二次渗碳体是从γ-固溶体中沿ES线析出的，多以白色网状出现。 三次渗碳体是从α-固溶体中沿PQ线析出的，多以白色网状出现。 渗碳体在低温下有弱磁性，高于217℃磁性消失。渗碳体的熔化温度约为1600℃，含碳量为6.67%，硬度很高（约为＞700HB），脆性很大，塑性近乎于零。 4.珠光体P 珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，是含碳量为0.77%的碳钢共析转变的产物，由铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。 珠光体的片间距取决于奥氏体分解时的过冷度，过冷度越大形成的珠光体片间距越小。按片间距的大小，又可分为珠光体、索氏体和屈氏体。由于它们没有本质上的区别，统称为珠光体。 粗片状珠光体，是奥氏体在650～700℃高温分解的产物，硬度约为190～230HB，用一般金相显微镜（500倍以下）能分辩Fe3C片。 索氏体S，是奥氏体在600～650℃高温分解的产物，硬度约为240～320HB，用高倍显微镜放大1000倍才能分辩Fe3C片。 屈氏体T，是奥氏体在550～600℃高温分解的产物，硬度约为330～400HB，用电子显微镜放大10000倍能分辩Fe3C片。 珠光体在金相组织中，多为铁素体和渗碳体相间排列的层片状组织，片层一般稍弯曲。在一定热处理条件下（球化退火或高温回火），渗碳体以颗粒状分布于铁素体基底之上，即球化组织，亦叫粒状珠光。 5．马氏体M 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。当钢高温奥氏体化之后，若快速冷却至马氏体点以
按压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容器。 内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下： 低压(代号L)容器0.1 MPa≤p＜1.6 MPa; 中压(代号M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa; 高压(代号H)容器10 MPa≤p＜100 MPa; 超高压(代号U)容器p≥100MPa。(1MPa=9.8Kg) 按容器在生产中的作用分类: 反应压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反应。 换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。 分离压力容器（代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。 储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。 在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。 按安装方式分类： 固定式压力容器：有固定安装和使用地点，工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。 移动式压力容器：使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。 上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，还不能综合反映压力容器的危险程度。 压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关，pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。
按安全技术管理分类: 《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为三类： 1.第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器： 高压容器； 中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于 10MPa·m3 ）； 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于 0.5Pa·m3）； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于 0.2MPa·m3 ）； 高压、中压管壳式余热锅炉； 中压搪玻璃压力容器； 使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器； 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等； 球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。 低温液体储存容器（容积大于5m3） 2.第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器： 中压容器；
压力容器的定义和分类 一、什么叫压力容器 指同时具备下列三个条件的容器才能称之为压力容器: 1)工作压力(PW) ≥ 0.1MPa (不含液体静压力). 2)内直经(非圆形截面积指最大尺寸)≥ 0.15M且容积V≥ 0.025M3. 3)盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度大于等于标准沸点的液体。 二、压力容器的分类 1）按设计压分为：低压，中压、高压、超高压四个压力等级。 1.1 低压容器（代号L）：0.1MPa ≤P<1.6MPa. 1.2 中压容器（代号M）：1.6MPa ≤P<10MPa. 1.3 高压容器（代号H）：10MPa ≤P<100MPa. 1.4 超高压容器（代号U）：P≥100MPa. 2) 按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分，可分为：反应压力容器，换热压力容器，分离压力容器，储存压力容器四种。 2.1 反应压力容器（代号R），主要用于介质的物理、化学反应的压力容器，如反应塔等。 2.2 换热压力容器（代号E），主要是用于完成介质热量交换的压力容器，如热交换器，冷凝器。 2.3 分离压力容器（代号S），主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离，如分离器、缓冲器、分汽缸等。 2.4 储存压力容器（代号C，其中球罐代号B），主要是用于储存、盛装气体、液体，液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。 3）按使用位置分,可分为固定式压力容器和移动式压力容器. 3.1 固定工压力容器有固定的安装和使用地点,用管道与其他设备相连. 3.2 移动式压力容器则无固定安装和使用地点,如铁路罐车, 汽车罐车. 移动式压力容器的一个重要分支就是气瓶.气瓶是使用的最为普遍的一种移动式 力容器，它的的特点是数量大，使用范围广，充装的气体种类多，重复使用率高。 气瓶分为以下种： a: 无缝气瓶，如氧气瓶，b: 焊接气瓶，如液氨，c: 溶解乙炔气瓶，d: 液化石油气瓶，e: 特种气瓶，如车用气瓶。 4）为了便于安全监察和管理，按容器的压力等级、容积、介质的危害程度及生产过程中的作用和用途，把压力容器分为三类。 4.1 具有下列情况之一的，为第三类压力容器。 a: 高压容器， b: 中压容器(仅限毒性程度及极高和高危害介质)。 c: 中压储存容器(仅限易烧或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积≥10MPam3)， d: 中压反应容器(仅限易烧或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积≥0.5MPam3)， e: 低压容器(仅限毒性程度和高度危害介质，且PV乘积≥0.2MPam3)， f: 高压、中压管壳式余热锅炉， g: 中压搪玻璃容器 h: 使用强度级别较高的材料制造的压力容器(指相应标准中抗拉强度规定值下限≥540MPa) i: 移动式压力容器 j: 球形储罐（容积≥50m3）低温绝热容器（容积≥5m3）. 4.2 具有下列情况之一的，为第二类压力容器（第1条规定的除外）。 a: 中压容器 b: 低压容器（仅限毒性程度和高度危害介质)。 c: 低压反应器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)。