压力容器对不锈钢和镍合金的基本技术要求.doc

压力容器对不锈钢和镍合金的基本技术要求 ——全国锅炉压力容器标准化技术委员会 出于安全考虑，各国政府都对压力容器的设计、材料、制造和使用实行强制性监督。许多压力容器常接触腐蚀性强的介质，大量采用铬镍不锈钢和镍合金。压力容器构件要进行成形和焊接，又很难进行设备整体的固溶热处理，要求成形和焊后状态即具有足够的耐蚀性，因而多采用低碳高铬镍（或高钼）的不锈钢和镍合金。按规定，压力容器所用材料牌号、状态与技术要求均应符合压力容器标准的规定，所用不锈钢应符合GB 150—1998《钢制压力容器》的规定。所用镍合金应符合JB/T 4756—2006《镍及镍合金制压力容器》的规定。要采用标准规定以外的材料，必须经由指定机构评审和批准。 压力容器由于承受压力，对所用材料最基本的技术要求还是材料强度。这种强度要求可以分为两个方面，一为检验要求，二为对保证数据的要求。检验要求主要是要求室温抗拉强度Rm和室温规定非比例延伸强度Rp0.2及Rp1.0的检验必须符合规定；保证数据的要求是材料生产部门必须提供材料从室温到最高设计温度（不锈钢最高700℃，镍合金最高950℃，视牌号而异）之间每隔50℃的强度下限值保证数据，这些强度保证数据包括各温度时的抗拉强度Rm、规定非比例延伸强度Rp0.2和 压力容器的强度设计原则是构件所承受的最高应力不得超过构件材料的许用应力。压力容器的设计温度多高于常温，必须确定材料在设计温度时的许用应力。设计温度时的许用应力是将在设计温度时的抗拉强度、规定非比例延伸强度、持久强度与蠕变强度四种强度的下限保证值分别除以各自的安全系数，得到各自的许用应力后，从中取最小值作为材料的许用应力。没有这些各温度时的四种强度数据下限值，就无法确定所用材料的许用应力，也就无法进行压力容器的强度设计。ISO和EN的压力容器用不锈钢标准中都已列出了这些数据，美国和日本也在其压力容器标准中列出了短时高温强度保证数据，而我国还没有这些数据。这使我们在制订不锈钢和镍合金压力容器标准时很为难，只好暂时采用了与国内牌号化学成分接近国外牌号的数据来确定许用应力。应当说这种做法可能存在一些偏差。这也成为压力容器用不锈钢和镍合金大部分采用进口材料的重要原因之一。另外，如果想要出口压力容器用国产不锈钢和镍合金材料或用其制成的压力容器，第一关就是材料必须得到进口国的评审与认可，没有自己各温度下的强度保证数据是很难通过评审的，在国际贸易中，这一项就很容易成为竞争的技术壁垒。 各温度时的四个强度的下限保证值并不是一、二个实测值能解决的，按ASTM和ISO的规定，每个牌号应在几十个以上的生产熔炼号（不是试验熔炼号）中取样测定，经规定的统计分析而得，可靠性应在99%或95%以上。只有不锈钢厂或不锈钢行业才有条件进行测定。这些测定并不存在技术难题，而只是工作量的问题。这些数据反映与代表了一个国家压力容器用不锈钢和镍合金的生产水平。 奥氏体不锈钢属高塑性材料，ISO、EN和欧洲各国对其的规定非比例延伸强度不仅测定Rp0.2，也测定Rp1.0，好处是用Rp1.0确定许用应力可以比用Rp0.2确定许用应力，更能充分发挥高塑性不锈钢的能力，可将许用应力提高20%～50%，即节省不锈钢材20%～50%，至今国产不锈钢仅测定与保证室温Rp0.2，而没有测定与保证Rp1.0，因而我国不锈钢压力容器还无法根据Rp1.0确定较高的许用应力，如能测定与保证Rp1.0，将可大大节省不锈钢用量，提高压力容器用不锈钢及其所制压力容器的市场竞争力。 希望国产不锈钢与镍合金能早日测定与保证各温度的各项强度下限保证值，早日测定与保证Rp1.0下限保证值，提高我国压力容器用不锈钢与镍合金的技术水平与质量。我们压力容器行业将会积极配合不锈钢行业进行这项工作。 全国锅炉压力容器标准化技术委员会秘书处 黄嘉琥 地址：北京市朝阳区安外小关街24号 电话：010传真：010邮编：100029