搜索结果: GB/T 150.2-2024, GB/T150.2-2024, GBT 150.2-2024, GBT150.2-2024
| 标准编号 | GB/T 150.2-2024 (GB/T150.2-2024) | | 中文名称 | 压力容器 第2部分：材料 | | 英文名称 | Pressure vessels - Part 2：Materials | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J74 | | 国际标准分类 | 23.020.30 | | 发布日期 | 2024-07-24 | | 实施日期 | 2025-02-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 150.2-2011 | GB/T 150.2-2024: 压力容器 第2部分：材料
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 150.2-2011
压力容器 第2部分:材料
2024-07-24发布
2025-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了钢制压力容器受压元件用钢材允许使用的牌号及其标准,钢材的附加技术要求,钢材
的使用范围(温度和压力),钢材的许用应力,焊接材料的基本要求。
本文件适用于设计温度-269℃~800℃、设计压力不大于35MPa的压力容器。
本文件不适用于GB/T 150.1规定的不适用范围。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
3 术语和定义
GB/T 150.1界定的术语和定义适用于本文件。
4 总体要求
4.1 本文件对压力容器受压元件用钢板、钢管、钢锻件、螺柱(含螺栓)用钢材和焊接材料做出了相关
规定。
4.2 压力容器受压元件用钢材应是焊接性良好的钢材,与受压元件相焊接的非受压元件用钢材也应是
焊接性良好的钢材。
4.3 允许采用未列入本文件但已列入GB/T 20878和GB/T 713.7中的奥氏体型不锈钢钢材,但其技
术要求(如磷、硫含量,强度指标)不应低于本文件所列入相应钢材标准中化学成分相近牌号的规定。
4.4 采用未列入本文件的钢材(符合4.3规定的钢材除外)时,其技术要求均应符合附录 A的有关
规定。
4.5 压力容器受压元件用钢材应附有钢材制造单位的钢材质量证明书,质量证明书的内容(需要时应
包括钢材交货状态的热处理工艺参数)应齐全、清晰,并且印刷可以追溯的信息化标识,加盖材料制造单
位质量检验章。可追溯的信息包括钢材制造单位名称、钢材标准号、牌号、规格、炉批号、交货状态、热处
理工艺参数(需要时)、质量证明书签发日期等内容。可追溯的信息化标记包括二维码或条码等。
4.6 容器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收。如无钢材制造单位的钢材质量证明书原件,应在
钢材质量证明书原件的复印件上加盖材料经营单位公章和经办负责人签字(章)。
4.7 选择压力容器受压元件用钢材应依据容器的使用条件(如设计温度、设计压力、介质特性和操作特
点等),钢材的化学成分、微观组织、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
以及经济合理性来确定。
4.8 压力容器受压元件用钢应采用氧气转炉或者电炉冶炼,也可采用电渣重熔法冶炼。对标准抗拉强
度下限值大于540MPa的低合金钢钢板和低合金钢锻件、奥氏体-铁素体型不锈钢钢板,以及使用温度
低于-20℃的低温钢钢板、低温钢锻件和低温钢钢管,还应采用炉外精炼。
4.9 压力容器受压元件用钢材的使用温度上限应符合下列规定。
a) 钢材的使用温度上限为附录C中表C.1~表C.8(许用应力表中粗线右侧的许用应力由钢材的
105h高温持久强度极限平均值所确定)各牌号钢材许用应力所对应的最高温度。如因工艺过
程要求,钢材需短时在高于使用温度上限操作时,由设计文件规定。
b) 非合金钢和碳锰钢钢材在高于425℃温度下长期使用时,应注意钢中碳化物相的石墨化倾向。
c) 奥氏体型不锈钢钢材的使用温度高于525℃时,钢中含碳量应不小于0.04%。
4.10 压力容器受压元件用钢的使用温度下限应符合下列规定。
a) 钢材的使用温度下限按第5章~第8章的相关规定。
b) 奥氏体型不锈钢钢材的使用温度下限为-269℃。使用温度高于或等于-196℃时,可免做
冲击试验。使用温度低于-196℃,应进行压力容器设计温度下的低温冲击试验,3个标准试
样冲击吸收能量平均值KV2≥54J,且侧膨胀值平均值LE≥0.53mm。奥氏体-铁素体型不锈
钢钢材可进行最低冲击试验温度为-40℃的冲击试验,3个标准试样冲击吸收能量平均值
KV2≥47J,且侧膨胀值平均值LE≥0.53mm。冲击试验其他要求应按4.11b)的规定。
c) 低温液氢、液氦压力容器用奥氏体型不锈钢钢材(钢板、钢管、钢锻件)的专项技术要求符合下
列规定。
1) 奥氏体型不锈钢钢材按GB/T 13305进行铁素体含量测定,铁素体含量应不大于3%。
2) 奥氏体型不锈钢钢材质量证明书中化学成分实测值计算的奥氏体稳定性系数Δ≥0,其
中Δ=Ni+0.5Mn+35C-0.0833(Cr+1.5Mo-20)2-12。
3) 奥氏体型不锈钢钢材质量证明书中化学成分实测值的低温马氏体自转变温度 Ms≤
-253℃或≤-269℃,其中 Ms(℃)={75(14.6-Cr)+110(8.9-Ni)+60(1.33-
Mn)+50(0.47-Si)+3000×[0.068-(C+N)]-32}/1.8。
4) 液氢压力容器用奥氏体型不锈钢钢材应进行-253℃的冲击试验,液氦压力容器用奥氏
体型不锈钢钢材应进行-269℃的冲击试验,冲击性能指标应符合4.10b)的规定。液氢
压力容器和液氦压力容器用奥氏体型不锈钢钢材也可进行-196℃的冲击试验,3个标准
试样冲击吸收能量平均值KV2≥70J,且侧膨胀值平均值LE≥0.76mm。冲击试验其他
要求应按4.11b)的规定。
d) 对用于低温低应力工况的钢材,其使用温度下限按GB/T 150.3的规定。
4.11 非合金钢和合金钢钢材的冲击试验应符合下列规定。
a) 非合金钢和合金钢钢材(钢板、钢管、钢锻件)的冲击性能指标应符合表1的规定。对标准抗拉
强度下限值随厚度增大而降低的钢材,表1中标准抗拉强度下限值是钢材最小厚度的标准抗
拉强度下限值。
b) 夏比V型缺口冲击试样的取样部位和试样方向应符合相应钢材标准的规定并优先选择厚度
为10mm的标准试样。冲击试验每组取3个标准试样,允许1个标准试样的冲击吸收能量数
值和侧膨胀值低于表1的规定值,但不应低于表1规定值的70%。当冲击试验结果不符合上
述规定时,应从钢材的同样部位和同样方向上再取3个标准试样进行复验,前后两组6个标准
试样的冲击吸收能量平均值和侧膨胀值平均值不应低于表1的规定值,允许有2个标准试样
低于规定值,但低于规定值的70%的试样只允许有1个。
c) 当钢材无法制备标准试样时(钢材厚度小于11mm),则应依次制备厚度为7.5mm或5mm
的小尺寸试样,冲击吸收能量平均值分别为标准试样冲击吸收能量平均值的75%或50%,单
个标准试样冲击吸收能量数值的要求按照4.11b)的规定。当钢材可制备标准试样时而制备
厚度为7.5mm或5mm的小尺寸试样,其冲击试验温度应分别降低5℃和10℃(冲击试验
温度低于-100℃的钢材除外),冲击吸收能量平均值分别为标准试样冲击吸收能量平均值的
75%或50%,单个标准试样冲击吸收能量数值的要求应按4.11b)的规定。
d) 钢材标准中,钢材的冲击吸收能量平均值和侧膨胀值平均值高于表1规定的,其冲击吸收能量
平均值和侧膨胀值平均值还应符合相应钢材标准的规定。
e) 夏比冲击试样的侧膨胀值测定按GB/T 229的规定,冲击试样的侧膨胀值合格指标与冲击试
样尺寸无关。
f) 冲击试验温度为-40℃~-100℃的低合金钢钢板和锻件可按GB/T 229测定转变温度Tt
(如:指定吸收能量值47J确定的转变温度Tt47、指定吸收能量上平台的百分数50%确定的转
变温度Tt50%US、指定侧膨胀值0.53mm确定的转变温度Tt0.53或指定剪切断面率50%确定的
转变温度Tt50%SFA)。
g) 钢板的冲击试验要求按第5章的相关规定。对Q245R、Q345R和13MnNiMoR钢板,如需进
行-20℃冲击试验,应在设计文件中注明。如需提高钢板的冲击吸收能量指标和侧膨胀
值,应在设计文件中规定。
h) 钢管的冲击试验要求按第6章的相关规定。
i) 钢锻件的冲击试验要求按第7章的相关规定。对20、16Mn、20MnMo和20MnMoNb钢锻
件,如需进行-20℃冲击试验,应在设计文件中注明。如需提高钢锻件的冲击吸收能量指标
和侧膨胀值,应在设计文件中规定。
j) 非合金钢、低合金钢和耐热钢钢棒的冲击试验要求按第8章的相关规定。
k) 焊接材料的冲击试验要求按第9章的相关规定。
4.12 钢材可按GB/T 15970.1~GB/T 15970.9或GB/T 4157进行应力腐蚀试验,也可按GB/T 17897
进行点腐蚀试验,具体试验方法和合格指标应在设计文件中规定。
4.13 奥氏体-铁素体型不锈钢钢板、锻件和钢管应按GB/T 13305的规定进行相比例测定,金相组织应
为奥氏体-铁素体,奥氏体含量应在40%~60%(铁素体应在60%~40%)。
4.14 对钢材有特殊技术要求时(如要求特殊冶炼方法、严格的化学成分、较高的冲击吸收能量指标或
侧膨胀值、附加保证高温屈服强度和抗拉强度、提高无损检测合格等级、增加力学性能检验率等),应在
设计文件中规定。
4.15 主要受压元件使用的钢材中,未列入本文件,也未列入压力容器(承压设备)专用钢板国家标准、
专用锻件行业标准、专用复合钢板行业标准的钢材,应按照TSG21的规定进行技术评审后,钢材可用
于制造压力容器。
注:压力容器(承压设备)专用钢板国家标准包括GB/T 713.1、GB/T 713.2、GB/T 713.3、GB/T 713.4、GB/T 713.6和
GB/T 713.7,专用锻件行业标准包括 NB/T 47008、NB/T 47009和 NB/T 47010,专用复合钢板行业标准包括
NB/T 47002.1、NB/T 47002.2、NB/T 47002.3和NB/T 47002.4。
4.16 主要受压元件使用的钢材(奥氏体型不锈钢钢材除外),未列入本文件,但已列入压力容器(承压
设备)专用钢板国家标准、专用锻件行业标准、专用复合钢板行业标准的,材料研制单位应制定企业标准
并且按照相关规定向社会公示,提供必要的材料数据(包括化学成分、拉伸性能、疲劳试验数据、断裂韧
性以及其他满足该材料使用范围要求的相应性能参数)。材料应经压力容器用材料(钢板、锻件)型式试
验机构的试验验证,证明其各项性能指标满足本文件要求的,可用于制造压力容器。
4.17 对本文件中标准抗拉强度下限值大于540MPa或者用于设计温度低于-40℃的合金钢钢板及
锻件(奥氏体型不锈钢钢材除外),材料制造单位首次制造时应同时满足a)和b)的要求,证明其各项性
能指标满足本文件要求的,可用于制造压力容器。
a) 钢材制造单位应向钢材使用单位提供材料焊接性试验报告和焊后热处理工艺等技术资料,并
且根据设计需要提供钢材高温短时拉伸性能、疲劳试验数据、断裂韧性,以及确定落锤试验
(DWT)、韧脆转变温度(Tt50%US)结果的系列试验数据。对使用温度高于材料蠕变温度的,钢
材制造单位应提供钢材的高温性能试验数据(屈服强度、持久强度、蠕变极限等)。
b) 钢材应经压力容器材料(钢板、锻件)型式试验机构的试验验证。
4.18 用于压力容器主要受压元件的钢板及锻件,已列入本文件但板材厚度或者锻件公称厚度超出本
文件规定范围的,其各项性能应不低于本文件中已规定厚度范围内的最低要求。压力容器设计单位应
提出上述钢材满足设计要求的材料订货技术条件,压力容器制造单位应进行材料复验,证明材料各项性
能均符合同牌号材料标准规定厚度范围内的最低要求和材料订货技术条件,可用于制造压力容器。
4.19 设计单位在选用符合本文件4.15、4.16和4.18规定的钢材时,应在设计文件中提供选材满足
TSG21基本安全要求的具体说明,包括材料的力学性能、物理性能、工艺性能和与介质相容性等,同时
提出具体的材料订货技术条件,明确压力容器制造、使用、检验等相关技术要求,并且对设计选材负责。
4.20 选用符合4.15、4.16和4.18规定的钢材用于压力容器主要受压元件时,压力容器制造单位应对
其进行化学成分(按炉号)、力学性能(按批号)的验证性复验,复验结果经监督检验机构确认合格后,可
以投料使用,材料复验报告应纳入产品质量证明文件。
4.21 主要受压元件使用的钢材,已列入本文件但未列入压力容器(承压设备)专用钢板国家标准、专用
锻件行业标准、专用复合钢板行业标准、钢管国家标准或者行业标准的钢材(符合4.3规定的钢材除外)
以及境外牌号钢材的使用规定,其技术要求应按附录A的规定。
4.22 压力容器制造或现场组焊单位对受压元件用钢材的代用,应取得原设计单位的书面批准,并在竣
工图上做详细记录。
4.23 钢材纳入本文件应满足的技术要求按附录B的规定。
4.24 各钢材的许用应力按TSG21和GB/T 150.1确定,各钢材的许用应力应按表C.1~表C.8的规
定。各钢材许用应力表中间温度的许用应力可用内插法求得。
4.25 Q235系列钢板的使用规定应按附录D的规定。
4.26 钢材的高温屈服强度见附录E中表E.1~表E.8、高温持久强度极限平均值见表E.9~表E.12、弹性
模量见表E.13、平均线膨胀系数见表E.14。
4.27 高合金钢牌号近似对照见附录F中表F.1。
5 钢板
5.1 非合金钢和合金钢钢板
5.1.1 GB/T 713.1、GB/T 713.2、GB/T 713.3、GB/T 713.4和GB/T 713.6中钢板的使用状态、厚度、
使用温度上限及许用应力按表C.1的规定。
5.1.2 表C.1中所有用连铸坯或钢锭轧制的钢板,压缩比应不小于3.0,用定向凝固钢坯轧制的钢
板,压缩比应不小于2.4。用电渣重熔钢坯轧制的钢板,压缩比应不小于2.0。
5.1.3 钢板制造单位交货的钢板应按表C.1中的使用状态进行供货。
5.1.4 下列非合金钢和低合金钢钢板,应在正火状态下使用:
a) 用于多层容器内筒的Q245R、GB/SA516Gr485和Q345R;
b) 用于壳体厚度大于36mm的Q245R、GB/SA516Gr485和Q345R;
c) 用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等)厚度大于60mm 的 Q245R、GB/SA516Gr485
和Q345R;
d) 厚度大于50mm的Q345R钢板,其正火加回火状态可代替正火状态。
5.1.5 下列非合金钢和合金钢钢板应逐热处理张进行拉伸和V型缺口冲击试验(冲击试验温度按照相
应钢板标准):
a) 调质热处理钢板;
b) 多层容器的内筒钢板;
c) 壳体厚度大于60mm的钢板。
5.1.6 对厚度大于36mm调质状态、厚度大于80mm正火或正火加回火状态的壳体用钢板可增加一
组在厚度1/2处取样的冲击试验,冲击试验温度按照相应钢板标准的规定,冲击性能指标应符合表1的
规定。GB/T 713.1、GB/T 713.2、GB/T 713.3、GB/T 713.4和GB/T 713.6中1/2处取样的冲击性能指
标高于表1规定的,还应符合相应钢材标准的规定。
5.1.7 对厚度大于50mm调质状态、厚度大于100mm正火或正火加回火状态的壳体用钢板,应规定
较严格的冲击试验要求,设计文件可选用下列方法:
a) 冲击试验温度按照相应钢板标准的规定,冲击性能指标高于相应钢板标准的规定;
b) 冲击试验温度低于相应钢板标准规定的试验温度,冲击性能指标符合相应钢板标准的规定。
5.1.8 对设计温度低于-20℃且厚度大于36mm调质状态的钢板和设计温度低于-40℃且厚度大
于40mm的正火或正火加回火状态的钢板可增加落锤试验(DWT)。试验按GB/T 6803进行,采用P-2型
试样,无塑性转变温度(NDTT)不高于相应钢板标准规定的冲击试验温度加15℃。
5.1.9 壳体用钢板(不包括多层压力容器的层板)应按表2的规定逐张进行超声检测,超声检测方法和
质量分级按NB/T 47013.3的规定。
5.1.10 用于设计温度高于350℃的Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR和12Cr2Mo1VR钢板,可按
批进行设计温度下的高温拉伸试验(测定屈服强度和抗拉强度),试验按GB/T 228.2进行,其高温屈服
强度值见表E.1。
5.1.11 压力容器受压元件......
|