壓力容器專用鋼板和鍛件是在優質碳素鋼和合金鋼的基礎上派生出來的,化學成分有嚴格控制,P、S含量進一步降低,除保證拉伸的各項指標外,對沖擊韌性有嚴格的規定;這些鋼在冶煉時有良好的脫氧,控制晶粒度,要求組織結構均勻,去除非金屬夾雜物-減少冶金缺陷。鋼廠應向用戶提供鋼材質量保證書。

1.壓力容器用鋼板(GB713-2008)

該標準名稱為《鍋爐和壓力容器用鋼板》,包括的鋼號有:Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNLR.13MnNiMoR,15CrMoR.14Cr1MoR.12Gr2MolR,12CrlMoVR 等。現概要的介紹如下:

(1) 碳素鋼。Q245R(原20R)供貨狀態為熱軋,控軋或正火,鋼板厚度大于60mm時,錳含量上限可提高到1.20%,以提高鋼材的淬透性。它常用于制造承壓較低的壓力容器主要受壓元件.如簡體和封頭等。

(2) 低合金鋼。Q345R(原16MnR)屬350MPa強度等級。主要靠錳(≤1.6%)的固溶強化來提高強度,具有良好的焊接性能,在用于制造具有應力腐蝕介質的容器時,焊后須進行消除應力處理。該鋼屬鐵素體一珠光體型材料,供貨狀態為熱軋、控軋或正火。

13MnNiMoR屬400MPa等級用鋼,類似于德國BHW35牌號,它以多元(Mn,Ni,Mo)固溶強化效果來增加鋼的強度,其中的少量Mo還可促進鋼在正火時發生中溫特變,獲得強韌配合較好的低碳貝氏體組織,此鋼以正火加回火態供貨,且規定回火溫度不低于620℃。

18MnMoNbR屬500MPa等級用鋼,其合金化原則與以上所述相似,具有較好的綜合力學性能,通過添加Mo和Nb進一步提高熱強度,可用于制作中溫(500℃)壓力容器,如氨合成塔中溫變換爐等。由于具有氫敏感性,對特厚鋼板焊后應立即進行消氧處理,以避免氫致延遲裂紋的發生。該鋼屬馬氏體型調質鋼,供貨狀態為正火加回火(回火溫度不得低于620℃)。

2.壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件JB4726-2016

在此標準中列出11個鋼號:兩個碳鋼為20、35、3個低合金鋼為16Mn、20MnMo、20MnMoNb;5個珠光體耐熱鋼為15CrMo,12Cr1MoV、14Cr1Mo、12Cr2Mo1,1Cr5Mo;1個中碳合金結構鋼為35CrMo。在冶煉方法、化學成分、力學性能等方面大體上與相應鋼號的鋼板和鋼管類同。但是根據重要程度,鍛件劃分4個等級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,按此順序檢驗項目逐級加多加嚴。按規定用作簡體和封頭主要受壓元件的鍛件(簡形和碗形)及公稱厚度大于300mm的低合金鍛件應選用Ⅲ級、Ⅳ級。標準中還規定了各鋼號鍛件交貨的熱處理狀態。

在鍛造工藝上,要求達到一定的鍛造比,如以鋼錠為原料時,鍛件主截面部分的鍛造比不得小于3,以軋材為原料時,鍛造比不得小于1.6。此外還要求使用的鋼鍵頭尾應有足夠的切除量,以確保去除縮孔及嚴重偏析等缺陷。

鍛件檢驗所需的試樣,從取樣部位,取樣方向和數景等方面都作了明確具體的規定,以確保檢驗試樣的鍛造狀態熱處理狀態與實用鍛件相一致,這樣得出的檢驗數據才具有真實性和代表性。