锅炉及压力容器对钢材性能的要求
压力容器常用材料的基本知识
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℃。
锅炉及压力容器常用钢材的化学成分、力学性能及许用应力列表
表10-13 钢锻件的许用应力 公称厚度 （mm) ≤300 (四）15MnV 钢锻件 15MnV 表10-14化学成分 化学成分（%） C 0.12～ Si 0.20～ Mn 1.20～ Mo -Cr ≤0.30 S ≤0.035 P ≤0.035 Ni ≤0.30 在下列温度（℃）下的许用应力 ≤20 150 100 150 150 147 200 135 250 129 300 116 350 110
公称厚度 （mm) ≤300 ＞300～
Akv(J) ≥34 ≥34
HB 118～180
500
115～178
公称厚度 （mm) ≤300 ＞300～
500
500
（九）12Cr1MoV钢锻件 12Cr1MoV钢锻件 Cr
表10-34化学成分 化学成分（%） C 0.08～ Si 0.17～ Mn 0.40～ Mo 0.25～ Cr 0.90～ S ≤0.035 P ≤0.035 Ni ≤0.30
公称厚度 （mm) ≤300
Akv(J) ≥34
HB 118～180
＞300～
500
正火加回火 ≥620 或调质
430～600
≥255
≥19
≥34
115～178
公称厚度 （mm) ≤300
表10-28 JB4726对钢锻件高温屈服强度的规定 在下列温度（℃）下的σ0.2（MP）不小于 200 220 250 210 190 300 196 176 350 186 167 400 176 157 450 167 152 500 162 147
500
（七）15CrMo 钢锻件 15CrMo
表10-26化学成分 化学成分（%） C 0.12～ Si 0.17～ Mn 0.40～ Mo 0.45～ Cr 0.80～ S ≤0.035 P ≤0.035 Ni ≤0.30
压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式
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。
质技监局锅发[1999]154号 压力容器安全技术监察规程(2010年起将被废止)
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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
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
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
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。
新GB中关于压力容器用材料的问题
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%。
对锅炉压力容器的代用材料有何要求材料代用有哪些手续
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。
锅炉用钢管及钢材料标准
锅炉用钢管及钢材料标准锅炉用钢管及钢材料标准随着世界经济的发展，科技的创新，信息的传播，时空缩短了人类之间交往距离，标准在日常生活中无处不在，标准关系你我他。
标准化是经济贸易发展的需要，标准化工作对国民经济和社会发展起着重要的技术支撑作用。
可以说：标准化让各种各样的连接和界面都更加经济、有效，而标准化的规模则从点对点，延伸到了全国范围，再到全世界。
我国国民经济和社会发展需要一个完善的、先进的、与国际接轨的标准体系作为重要技术基础，规范我国市场经济秩序和完善我国社会主义市场经济体系建设需要标准体系作为必要的支撑，在全球经济一体化的新形式下，提高我国产品质量、服务质量和工程质量，增强我国企业和产品在国际市场的竞争力，需要先进的与国际接轨的标准体系作为重要的应对手段，建设小康社会，确保消费安全，提高人民生活质量，需要一个完善的先进的与国际接轨的标准体系作为必要条件。
因此，标准化工作就越来越凸显其重要作用。
而安全始终贯穿于标准化工作中。
安全牵涉的面很广，对于人类来说，面临着：交通安全、食品卫生安全、房屋建筑、生活起居、天灾人祸等隐患，对于冶金行业就牵涉到在工作环境中造成的特种安全设备的质量与安全性的所在，这就取决于设备材料的质量与性能。
而控制与保证质量的法宝就是标准！标准是工业技术的具体体现，因此，标准是否能及时体现技术的发展方向和服务于生产是衡量标准先进性的一个重要指标。
目前我国与人身安全有着密切关系的标准包括：锅炉用钢、压力容器用钢、气瓶、石油化工、建筑结构用钢、桥梁钢等方方面面，大部分均为强制性国家标准。
锅炉用钢标准是标准研究的重点领域。
锅炉压力容器是生产和生活中广泛使用的、危险性较大的特种设备，一旦发生事故，会造成严重的人身伤亡及重大的财产损失。
我国政府明确指出安全技术规范是规定强制执行的特种设备安全性能和相应的设计、制造、安装、修理、改造、使用管理规定和检验检测方法以及许可、考核条件、程序的一系列具有行政强制力的规范性文件，凡安全技术规范所引用的标准，标准一旦被引用，具有与安全技术规范同等的法律效力和强制属性，并成为法律法规体系的组成部分。
钢材在高温下具有什么性能高压锅炉和高温压力容器常选用什么材料
钢在高温下的性能如何？高压锅炉和高温压力容器中经常使用哪
些材料
在较高温度下承受载荷的钢材，各种性能都与在常温下的性能有
明显的区别。
除了力学性能会随着温度的升高发生明显变化外，钢材
在高温下还会出现蠕变、松驰等异常现象。
所谓蠕变，是指金属在高
温下承载，应力虽不增加，而它的塑性变形却随着时间逐渐增加的现象。
因此，对于高温承压部件材料的强度，不仅要考虑它的短期高温
强度指标，更主要是考虑它的抗蠕变性能，即蠕变极限和持久强度。
蠕变极限是材料在一定温度下，在规定的使用时间内，使试件产生一
定量总变形的应力值。
持久强度是指在给定温度下，使材料经过规定
时间发生断裂的应力值。
蠕变极限反映的是材料在高温下工作的变形量，耐久强度反映了在高温下长期工作的材料的抗断裂能力，它更好
地反映了高温元件的失效特点，所以特别适用于高温承压部件。
用于制造高温承压部件的材料，应具有足够高的强度和持久塑性、良好的组织稳定性、高的松驰稳定性、良好的抗氧化性等性能。
目前，高压锅炉和高温压力容器中使用的耐热钢通常是低合金耐热钢，常用
的有钼钢Mo、铬钼钢Cr--Mo及铬钼钒钢 Cr—Mo—V三大类。
它们的
合金元素含量少，工艺性能好，广泛用于制造使用温度在600℃以下的承压部件。
常用的钢种有16Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。
一些
承压部件工作温度可能更高些，则采用高合金镍铬钢，如OCrl8Ni9、OCr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等。
对锅炉压力容器用钢材的基本要求有哪些
锅炉和压力容器用钢的基本要求是什么
锅炉和压力容器用钢的基本要求主要包括以下三个方面：
（1）具有良好的力学性能。
首先，制造锅炉、压力容器的材料应具有适当的强度（主要是指屈服强度和抗拉强度），以防止在承受压力时发生塑性变形甚至断裂。
对于锅炉和中、高温压力容器，还应考虑材料的抗蠕变性能，测定材料的高温性能指标，即蠕变极限和持久强度。
其次，制造锅炉、压力容器的材料必须具有良好的塑性，以防止锅炉、压力容器在使用过程中因意外超载而导致破坏。
第三，制造锅炉、压力容器的材料应具有较高的韧性，使锅炉、压力容器能够承受操作过程中可能遇到的冲击载荷。
特别是操作温度或环境温度较低的压力容器，更应考虑材料的冲击韧性值，并对材料进行操作温度下的冲击试验，以防止容器在运行中发生脆性破裂。
（2）具有良好的工艺性能。
由于锅炉、压力容器的承压部件，大都是用钢板滚卷或冲压成形的，所以要求材料有良好的冷塑性变形能力，在加工时容易成形且不会产生裂纹等缺陷。
其次，制造锅炉、压力容器的材料应具有较好的可焊性，确保材料能够在规定的焊接工艺条件下获得高质量的焊接接头。
第三，要求材料具有适宜的热处理性能，容易消除加工过程中产生的残余应力，而且对焊后热处理裂纹不敏感。
（3）它具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。
设计压力容器时，必须根据其使用条件，选择适当的耐腐蚀。
锅炉压力容器制造许可条件(三)
锅炉压力容器制造许可条件(三)第五十五条压力容器用钢要求（一）用于容器受压元件的材料，其使用范围不得超过相应标准规定的允许范围。
（二）用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳钢和低合金碳钢，钢材的含磷（P）量不应大于0.030%,含硫(S)量不应大于0.020%。
（三）用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳钢和低合金钢，钢材的含碳量不应大于0.25%,且碳当量Ceq⑴不大于0.45%。
如需含碳量大于0.25%的钢材，则应满意下列要求：1、建筑前征得用户的同意；2、碳当量Ceq不得大于0.45%；3、供应材料的焊接性试验报告和焊接工艺评定报告，并报总局平安监察机构审查、批准。
（四）用于焊接结构压力容器受压元件的调质低合金钢，假如钢材的标准抗拉强度下限值σь≥540MPa，钢材的含磷（P）量不应大于0.020%含硫(S)量不应大于0.015%。
焊接裂纹敏感系数Pcm⑵不应大于0.25%。
且应供应材料的焊接性试验报告和焊接工艺评定报告，报总局平安监察机构审查、批准。
（五）用于移动式压力容器罐体的钢板和用于压力容器的低合金钢板，每批应抽两张钢板进行冲击试验，试验温度为-20℃或按图样规定。
冲击试验要求和冲击韧性合格指标按表3的规定。
<imgalt=““src=“/UploadFiles/Tech/200810/20 08102920354435.gif”width=740onload=“javascript: if(this.width740)this.width=740”border=undefined 第五十六条制造要求（一）冷成形的碳钢和低合金钢制凸形封头应在成形后进行消退应力热处理。
（二）符合下列条件之一的压力容器，需进行焊后整体消退应力热处理：1、盛装毒性程度为极度、高度危害介质的压力容器；2、壳体厚度大于16mm、设计温度低于-20℃的压力容器；3、碳钢厚度大于32mm（如焊前预热100℃以下时，厚度大于38mm）；4、低合金钢厚度大于30mm（如焊前预热100℃以上时，厚度大于34mm）；5、任意厚度的Cr-Mo低合金钢。
锅炉及容器板材标准
锰Mn 铬Cr 钼Mo 镍Ni 铝Al 钛Ti 铌Nb 钒V 硅Si 硒Se 氮N容器板容器板图片容器板是钢板中的一大类－－容器板具有特殊的成分与性能主要用于做压力容器使用，针对用途，温度，耐腐的不同，所应该选用的容器板材质，也不尽相同。
热处理：热轧，控轧，正火，正火＋回火，回火＋淬火（调质）如：20R，16MnR，14Cr1MoR，15CrMoR，09MnNiDR，12Cr2Mo1R，16MnR(HIC)，20R(HIC)等等分类以上不中国牌号，国外的牌号也有许多。
如：SA516Gr60，SA516Gr65，SA516Gr70等等。
锅炉和压力容器用钢板新旧标准主要内容对照锅炉和容器用钢板新旧标准内容对照GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》新标准从2008年9月1日开始执行，它代替旧标准GB713-1997《锅炉用钢板》和GB6654 -1996《压力容器用钢板》。
一、新旧标准主要区别：1、标准名称变化：类别标准名称标准号旧标准锅炉用钢板GB713-1997 旧标准压力容器用钢板GB6654-1996 新标准锅炉和压力容器用钢板GB713-2008 2、标准中牌号的区别：新标准旧标准旧标准GB713-2008 GB713-1997 GB6654-1996 Q245R 20G 20R Q345R 16MnG、19MnG 16MnR Q3 70R -- 15MnNbR 18MnMoNbr -- 18MnMoNbR 13MnNiMoR 13MnNiCrMoNbg 13MnNiMoNbR 15CrMoR 15CrMog 15CrMo R 12Cr1MoVR 12Cr1MoVg -- 14Cr1MoR -- -- 12Cr2Mo1R -- -- 3、化学成分区别（%）：类别牌号P S Alt新标准Q245R ≤0.025 ≤0.015 ≤0.020 旧标准20G ≤0.035 ≤0.035 --- 旧标准20R ≤0.03 ≤0.020 --- 新标准Q345R ≤0.02 5 ≤0.015 ≤0.020 旧标准16MnG ≤0.035 ≤0.030 --- 旧标准16MnR ≤0.030 ≤0.020 --- 新标准Q370R ≤0.025 ≤0.015 ---旧标准15MnNbR ≤0.025 ≤0.015 --- 注：新标准中Q245R、Q345R钢中加入Nb、Ti、V等微量元素，Alt含量的下限不适用。
GB713-2014 《锅炉和压力容器用钢板》标准修订情况介绍及内容要点分析
GB 713-2014 《锅炉和压力容器用钢板》标准修订情况介绍及内容要点分析1 GB 713《锅炉和压力容器用钢板》标准修订背景GB 713-2008《锅炉和压力容器用钢板》标准[1]（以下简称GB 713-2008）于2008年9月1日起实施。
2012年7月1日，国家标准化管理委员会批准了GB 713-2008《锅炉和压力容器用钢板》国家标准第1号修改单[2]近年来，欧洲标准EN 10028-2009《压力容器用钢板》提高了锅炉及压力容器用钢的技术要求，特别是EN 10028.2-2009（以下简称GB 713第1号修改单），并于2012年10月1日起实施。
[3]和EN 10028.3-2009[4]中大大降低钢中S 、P 元素含量，提高冲击功要求；在国内，锅炉容器行业对钢板的成分控制、性能水平等要求越来越高。
随着国内钢厂冶金装备水平和产品开发实力的不断提高，新产品不断出现，在不同领域、关键设备等实现了应用，并取得了良好的效果，有的达到了国际先进水平。
因此，对GB 713-2008进行修改势在必行。
[5]2014年6月24日，国家标准化管理委员会发布了GB 713-2014《锅炉和压力容器用钢板》 [6]2 GB 713-2014修订的主要内容（以下简称GB 713-2014）,并将于2015年4月1日实施。
从GB 713-2014内容来看，标准修订的主要内容为：⑴ 扩大钢板厚度范围；⑵ 纳入新牌号：Q420R 、07Cr2AlMoR 和12Cr2Mo1VR ；⑶ 降低各牌号的S 、P 含量上限；⑷ 提高各牌号的夏比V 型冲击功指标；⑸ 规定钢锭、电渣重熔坯压缩比；⑹ 规定大单重钢板组批原则。
3 GB 713-2014标准内容要点分析３．１ 钢板厚度范围的变化 近年来，承压设备的设计、建造在不断朝高参数化方向发展，[7]３．２ 牌号表示方法 从而使材料规格也不断地大型化。
GB 713-2014适用的钢板厚度范围为：3mm ～250mm ，相关牌号厚度变化见表1。
锅炉和压力容器用钢GB713
表 10-3 锅炉和压力容器用钢板的高温力学性能
牌号
厚度/mm >20〜36
屈服强度 Rel 或 Rp0.2/Mpa≥
试验温度/℃
200
250
300
350
400
450
500
186
167
153
139
129
121
—
Q245R Q345R
>36〜60
178
161
147
133
123
116
—
>60〜100
164
—
0.015 ~ — ≤0.025 ≤0.015
—
0.050
-— 0.45~0.65 0.025
— ≤0.020 ≤0.010
—
~0.050
13MnNiMoR <0.15 0.15~0.50 1.20~1.600.20~0.400.60~1.000.20~0.40 0.005~ — ≤0.020 ≤0.010 — 0.020
-—
—
—
V
P
S
Alt
— ≤0.025 ≤0.015 ≥0.020
Q345R
≤0.20
≤0.55 1.20~1.60 —
-—
—
—
— ≤0.025 ≤0.015 ≥0.020
Q370R
≤0.18
≤0.55 1.20~1.60 —
18MnMoNbR ≤0.22 0.15~0.50 1.20~1.60 —
-—
压力容器用钢板是适用于中常温压力容器受压元件，专用于制造石油、化工、气体 分离、气体 储运的容器或其他类似设备，如各种塔器、换热器、储罐、罐车等。
压力容器用钢
一、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.一般说来，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 S(Q 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0.65~0.75，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，无论从制造工艺或安全使用来说，都希望有良好的塑性。
锅炉钢材材质
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。
20G比较便宜性能好比20钢只贵约500元/吨，使用压力比16MnR还要高。
20g钢材中的一种材质。
属锅炉板。
g为锅炉板中“锅”的第一个字母：g.执行标准：GB713-1997(内外部标准均执行此标准）适用范围：厚度6mm-150mm的钢板。
因为钢板在交货的时候为正公差交货，所以，锅炉板还有厚度附加值表。
在理论计算钢板重量的时候，需要在厚度的基础上，加上表上相对应的数值。
根据要求，可对钢板进行热处理交货：控轧，正火等。
探伤标准执行：JB/T4730.3-2005，分三个等级。
20G抗拉强度屈服强度断后延伸率410-550MPa 235-245MPa 20%20g与20号钢的区别有20#钢，也有20g。
它们除含碳量一样外，20g还有一些微量元素更适合用作锅炉压力容器使用的特性。
另外20g还着重考核它的物理性能。
比如弯曲、冲击和抗拉性能。
Q235A是钢材的牌号,这种钢材是市场上最常见的材质,一般用作结构.有板材、管材、型材、棒材等。
以前人们通称A3（读作啊3钢）钢。
Q235A是普通碳素结构钢的一种表示方法，代表材料的屈服强度是235兆帕。
国外最相似的钢号是：ss400.你如果需要到钢材市场采购的话，告诉经销商是Q235A或A3他都会告诉你的。
这是最普通的钢材之一。
Q235B与Q235A的区别你说的是碳素结构钢牌号把（碳素结构钢)(GB/T 700-1988）牌号表示方法说明: Q235Bb 其中Q：钢材屈服强度“屈”的拼音首位字母，235：屈服点（强度）值（MPa），B：质量等级A、B、C、D，b：脱氧方法（F：沸腾钢，b：半镇静钢，Z：镇静钢(可省略)，TZ：特殊镇静钢(可省略)低合金槽钢中Q345A和Q345B中的A、B是质量等级的区别，其最主要的区别在于是否需要做常温冲击试验，A不需要做，B需要做。
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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
16Mn，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500-700Mpa
14CrMnMoVB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%。
其组织多数仍为F+P。
由于少量合金元素的加入可以大大提高钢材的强度，并改善了钢材的耐腐蚀性能和低温性能。
低合金钢可轧制成各种钢材，如板材，管材，棒材和型材等。
它广泛用于制造远洋轮船、大跨度桥梁，高压锅炉，大型容器，汽车，矿山机械及农业机械等。
大型化工容器材料采用16MnR，生量比碳钢可减轻1/3。
用15MnV制造球形贮罐，与碳钢相比节省45%。
焊接
5. 低合金热强钢
在原油加热，裂解，催化设备中，常用到许多能耐高温的钢材。
如裂解炉管，要求承受650～800℃高温。
20号钢在540℃下于氧化性气体中，因氧化强度只有50MPa。
因为石墨化。
常用的抗氧化钢
——Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni2
热强钢
——12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20
6. 不锈耐酸钢
是不锈钢(耐大气)和耐酸钢(不锈)的总称，
铬不锈钢——1Cr13多用作化工机器中受力大的耐蚀零件，如轴，活塞杆，阀件，螺栓，浮阀等
0Cr13,Cr17Ti F组织，有良好塑性
铬镍不锈钢——1Cr18Ni9 18-8不锈钢
有较高的抗拉强度，较低屈服点，极好的塑性和韧性，焊接性能和冷弯成型性能好，用来制造贮罐，塔器，反应釜，应用最广。
7. 低温用钢
深冷分离，空分，液化气贮罐低温使用。
低温钢平均含碳量0.08～0.18%，单相F组织，加入适量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素改善钢的综合机械性能。
常用低温用钢
1) 低合金低温用钢
16MnDR -40℃机械性能优于一般低碳钢
2) 镍钢
2.25% -60℃
3.5% -100℃9% -200℃
3) 高锰奥氏体钢
15Mn25Al4 其中Mn是形成A的基本元素，Al作为稳定A的元素。
4) 铬镍奥氏体不锈钢
18-8奥氏体不锈钢
国外低温设备用钢，以高铬镍为主，其次用镍钢，铜，铝。