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2 材料 

2.1  材料通用要求

2.1.1 基本要求

(1)壓力容器的選材應(yīng)當考慮材料的力學性能、物理性能、工藝性能和與介質(zhì)的相容性；

(2)壓力容器材料的性能、質(zhì)量、規(guī)格與標志，應(yīng)當符合相應(yīng)材料的國家標準或者行業(yè)標準的規(guī)定；

(3)壓力容器材料制造單位應(yīng)當在材料的明顯部位作出清晰、牢固的出廠鋼印標志或者采用其他可以追溯的標志；

(4)壓力容器材料制造單位應(yīng)當向材料使用單位提供質(zhì)量證明書，材料質(zhì)量證明書的內(nèi)容應(yīng)當齊全、清晰并且印制可以追溯的信息化標識，加蓋材料制造單位質(zhì)量檢驗章；

(5)壓力容器制造、改造、修理單位從非材料制造單位取得壓力容器材料時，應(yīng)當取得材料制造單位提供的質(zhì)量證明書原件或者加蓋了材料經(jīng)營單位公章和經(jīng)辦負責人簽字(章)的復(fù)印件；

(6)壓力容器制造、改造、修理單位應(yīng)當對所取得的壓力容器材料及材料質(zhì)量證明書的真實性和一致性負責；

(7)非金屬壓力容器制造單位應(yīng)當有可靠的方法確定原材料或者壓力容器成型后的材質(zhì)在腐蝕環(huán)境下使用的可靠性，必要時進行試驗驗證。

2.1.2    境外牌號材料的使用

2.1.2.1    境外材料制造單位制造的材料

(1)境外牌號材料應(yīng)當是境外壓力容器現(xiàn)行標準規(guī)范允許使用并且境外已有在相似工作條件下使用實例的材料，其使用范圍應(yīng)當符合相應(yīng)標準規(guī)范的規(guī)定；

(2)境外牌號材料的性能不得低于本規(guī)程的基本要求(如磷、硫含量，沖擊試樣的取樣部位、取樣方向和沖擊吸收能量指標，斷后伸長率等)；

(3)材料質(zhì)量證明書應(yīng)當滿足本規(guī)程 2.1.1 的規(guī)定；

(4)壓力容器制造、改造、修理單位應(yīng)當對實物材料與材料質(zhì)量證明書進行審查，并且對主要受壓元件材料的化學成分和力學性能進行驗證性復(fù)驗，復(fù)驗結(jié)果實測值符合本規(guī)程以及相應(yīng)材料標準的要求后，方可投料使用；

(5)用于焊接結(jié)構(gòu)壓力容器受壓元件的材料，壓力容器制造、改造、修理單位在首次使用前，應(yīng)當掌握材料的焊接性能并且進行焊接工藝評定；

(6) 主要受壓元件采用未列入本規(guī)程協(xié)調(diào)標準的標準抗拉強度下限值大于540MPa 的低合金鋼，或者用于設(shè)計溫度低于－40℃的低合金鋼，材料制造單位應(yīng)當按照本規(guī)程 1.9 的規(guī)定通過新材料技術(shù)評審，方可允許使用。

2.1.2.2    境內(nèi)材料制造單位制造的鋼板(帶)

境內(nèi)材料制造單位制造的境外牌號鋼板(帶)，應(yīng)當符合本規(guī)程 2.1.2.1 的各項要求，并且應(yīng)當制定企業(yè)標準。

2.1.2.3    境外牌號材料的選用

設(shè)計單位若選用境外牌號的材料，在設(shè)計文件中應(yīng)當注明其滿足 2.1.2.1 中的各項要求。

2.1.3    新材料的使用

2.1.3.1    未列入本規(guī)程協(xié)調(diào)標準的材料

主要受壓元件采用未列入本規(guī)程協(xié)調(diào)標準的材料，試制前材料的研制單位應(yīng)當進行系統(tǒng)的試驗研究工作，并且按照本規(guī)程 1.9 的規(guī)定通過新材料技術(shù)評審。

2.1.3.2    材料制造單位首次制造的鋼材

材料制造單位首次制造用于壓力容器的標準抗拉強度下限值大于 540MPa 的低合金鋼，或者用于壓力容器設(shè)計溫度低于－40℃的低合金鋼，應(yīng)當按照本規(guī)程 1.9 的規(guī)定通過新材料技術(shù)評審。

2.1.4    材料投用和標志移植

(1)壓力容器制造、改造、修理單位應(yīng)當保證所使用的壓力容器材料符合本規(guī)程的要求，并且在材料進貨檢驗時審查材料質(zhì)量證明書和材料標志；對不能確定質(zhì)量

證明書的真實性或者對性能、化學成分有懷疑的主要受壓元件材料，應(yīng)當進行復(fù)驗，確認符合本規(guī)程及相應(yīng)材料標準的要求后，方可投料使用；

(2)對于外購的第Ⅲ類壓力容器用Ⅳ級鍛件，應(yīng)當進行復(fù)驗；

(3)用于壓力容器受壓元件的材料在分割前應(yīng)當進行標志移植，保證材料具有可追溯性。

2.1.5    材料代用

壓力容器制造、改造、修理單位對受壓元件的材料代用，應(yīng)當事先取得原設(shè)計單位的書面批準，并且在竣工圖上做詳細記錄。

2.2    金屬材料技術(shù)要求

2.2.1    鋼材技術(shù)要求

2.2.1.1    熔煉方法

壓力容器受壓元件用鋼，應(yīng)當是氧氣轉(zhuǎn)爐或者電爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。對標準抗拉強度下限值大于 540MPa 的低合金鋼鋼板和奧氏體-鐵素體不銹鋼鋼板，以及用于設(shè)計溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件，還應(yīng)當采用爐外精煉工藝。

2.2.1.2    化學成分(熔煉分析)

2.2.1.2.1    用于焊接的碳素鋼和低合金鋼

碳素鋼和低合金鋼鋼材碳(C) 、磷(P) 、硫(S) 的含量， C ≤ 0.25 ％、P ≤0.035％、S≤0.035％。

2.2.1.2.2    壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼

壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件)，其磷、硫含量應(yīng)當符合以下要求：

(1) 標準抗拉強度下限值小于或者等于   540MPa   的鋼材， P≤ 0.030 ％、S≤0.020％；

(2)標準抗拉強度下限值大于   540MPa   的鋼材，P≤0.025％、S≤0.015％；

(3)用于設(shè)計溫度低于－20℃并且標準抗拉強度下限值小于或者等于 540MPa 的鋼材，P≤0.025％、S≤0.012％；

(4)用于設(shè)計溫度低于－20℃并且標準抗拉強度下限值大于  540MPa  的鋼材，P≤0.020％、S≤0.010％。

2.2.1.3    力學性能

2.2.1.3.1    沖擊吸收能量

厚度不小于 6mm 的鋼板、直徑和厚度可以制備寬度為 5mm 小尺寸沖擊試樣的鋼管、任何尺寸的鋼鍛件，按照設(shè)計要求的沖擊試驗溫度下的 V  型缺口試樣沖擊吸收能量( KV2 )指標應(yīng)當符合表 2-1 的規(guī)定。

表 2-1    碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件)沖擊吸收能量(注 2-1)

注 2-1：

(1)試樣取樣部位和方向應(yīng)當符合相應(yīng)鋼材標準的規(guī)定；

(2)沖擊試驗每組取 3 個標準試樣(寬度為 10mm)，允許 1 個試樣的沖擊吸收能量數(shù)值低于表列數(shù)值，但不得低于表列數(shù)值的 70％；

(3)當鋼材尺寸無法制備標準試樣時，則應(yīng)當依次制備寬度為 7.5mm 和 5mm 的小尺寸沖擊試樣，其沖擊吸收能量指標分別為標準試樣沖擊吸收能量指標的 75％和 50％；

(4)鋼材標準中沖擊吸收能量指標高于表 2-1 規(guī)定的鋼材，還需要符合相應(yīng)鋼材標準的規(guī)定。

2.2.1.3.2    斷后伸長率

(1)壓力容器受壓元件用鋼板、鋼管和鋼鍛件的斷后伸長率( A )應(yīng)當符合本規(guī)程以及相應(yīng)鋼材標準的規(guī)定；

(2)焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼、低合金高強度鋼和低合金低溫鋼鋼板，其斷后伸長率指標應(yīng)當符合表 2-2 的規(guī)定；

(3)采用不同尺寸試樣的斷后伸長率指標，應(yīng)當按照 GB/T 17600.1《鋼的伸長率換算  第 1 部分：碳素鋼和低合金鋼》和 GB/T  17600.2《鋼的伸長率換算   第 2 部分：奧氏體鋼》進行換算，換算后的指標應(yīng)當符合本條規(guī)定。

表 2-2    鋼板斷后伸長率指標(注 2-2)

注 2-2：鋼板標準中斷后伸長率指標高于本表規(guī)定的，還應(yīng)當符合相應(yīng)鋼板標準的規(guī)定。

2.2.1.4    鋼板超聲檢測

2.2.1.4.1    檢測要求

厚度大于或者等于 12mm 的碳素鋼和低合金鋼鋼板(不包括多層壓力容器的層板) 用于制造壓力容器主要受壓元件時，凡符合下列條件之一的，應(yīng)當逐張進行超聲檢測：

(1)盛裝毒性危害程度為極度、高度危害介質(zhì)的；

(2)在濕 H2S 腐蝕環(huán)境中使用的；

(3)設(shè)計壓力大于或者等于 10MPa 的；

(4)產(chǎn)品標準或者設(shè)計者要求逐張進行超聲檢測的。

2.2.1.4.2    檢測合格標準

鋼板超聲檢測應(yīng)當按照 NB/T 47013《承壓設(shè)備無損檢測》的規(guī)定進行。符合本規(guī)程 2.2.1.4.1 第(1)項至第(3)項的鋼板，合格等級不低于Ⅱ級；符合本規(guī)程 2.2.1.4.1 第(4)項的鋼板，合格等級按照相應(yīng)產(chǎn)品標準或者設(shè)計文件的規(guī)定。

2.2.1.5  超高壓容器用鋼專項要求

2.2.1.5.1   化學成分(熔煉分析)

超高壓容器用鋼鍛件，應(yīng)當經(jīng)爐外精煉工藝冶煉并且經(jīng)真空處理， P ≤0.012%、S≤ 0.005%，并且嚴格限定鋼中氫(H) 、氧(O) 、氮(N) 氣體含量及砷(As)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)、鉍(Bi)等有害痕量元素的含量。

2.2.1.5.2   力學性能

超高壓容器受壓元件用鋼鍛件的制造單位，應(yīng)當提供室溫力學性能，包括屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率、夏比(V 型缺口)沖擊吸收能量和側(cè)膨脹值，以及設(shè)計溫度下材料的屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率和斷面收縮率。其中 KV2 ≥47J，LE≥0.53mm， 當 Rm ≤880MPa  時 ， A ≥16%； 當 Rm ＞880MPa  時 ， A≥14%。

當改變冶煉、鍛造或者熱處理工藝時，還應(yīng)當提供鍛件的斷裂韌性( KIC )1/2脆轉(zhuǎn)變溫度(FATT50)，其中KIC ≥130MPa·m       。

2.2.1.6    非焊接瓶式容器用鋼專項要求(注 2-3)

2.2.1.6.1    瓶體用鋼材

2.2.1.6.1.1    冶煉和熱處理

(1)瓶體用鋼材應(yīng)當采用電爐或者氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉，加爐外精煉并且經(jīng)過真空處理；

(2)瓶體在加工成型以后，進行調(diào)質(zhì)(淬火+回火)熱處理，熱處理后的瓶體金相組織應(yīng)當為回火索氏體。

2.2.1.6.1.2    化學成分和力學性能

(1)盛裝氫氣、天然氣和甲烷等壓縮氣體用瓶式容器，其瓶體用鋼材化學成分，

C≤0.35%、P≤0.015%、S≤0.008%；經(jīng)熱處理后瓶體力學性能， Rm ≤880MPa、屈強比( ReL    Rm  ， ReL 為屈服強度)≤0.86、A≥20%；設(shè)計要求的沖擊試驗溫度下的KV2  ≥47J，LE≥0.53mm，橫向取樣；

(2)盛裝本條第(1)項以外其他壓縮氣體用瓶式容器，其瓶體用鋼材化學成分，P≤ 0.020%、S≤ 0.010%；經(jīng)熱處理后瓶體力學性能， Rm ≤ 1060MPa 、 ReL  Rm ≤0.90、A≥16%； 設(shè)計要求的沖擊試驗溫度下的 KV2 ≥47J， LE≥0.53mm，橫向取樣。

2.2.1.6.1.3   超聲檢測

瓶體用鋼材應(yīng)當按照 NB/T 47013 進行 100%超聲檢測，合格級別為Ⅰ級。

2.2.1.6.2   端塞用鋼材

端塞用鋼材應(yīng)當與瓶體材料相匹配并且采用鋼鍛件，鋼鍛件應(yīng)當符合  NB/T47008《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》、NB/T 47009《低溫承壓設(shè)備用低合金鋼鍛件》或者 NB/T 47010《承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件》的規(guī)定。與介質(zhì)接觸并且公稱直徑大于或者等于 50mm 的鋼鍛件，不得低于Ⅲ級；其余鍛件，不得低于Ⅱ 級。

2.2.1.7  儲氣井用鋼專項要求

2.2.1.7.1   井管和接箍用鋼管 力學性能應(yīng)當符合以下要求：

(1)當標準抗拉強度下限值  689MPa＜ Rm ≤750MPa  時， ReL   Rm    ≤0.90，斷后伸長率     A≥18%，設(shè)計要求的沖擊試驗溫度下的  KV2  ≥41J(橫向取樣，下同)，LE≥0.53mm；

(2)當  750MPa< Rm ≤810MPa  時， ReL0.53mm；

(3)當  810MPa< Rm ≤870MPa  時， ReL    Rm ≤0.91、A≥17%、 KV2 ≥47J，LE≥Rm ≤0.93、A≥15%、 KV2 ≥54J，LE≥0.53mm。

2.2.1.7.2   井口裝置與井底裝置用鋼材

儲氣井井口裝置與井底裝置的主要受壓元件的材料，應(yīng)當采用 Cr-Mo 鋼鍛件， 級別為Ⅲ級以上(包括Ⅲ級)，符合 NB/T 47008 的要求。

2.2.1.8  簡單壓力容器用鋼專項要求

簡單壓力容器用碳素鋼應(yīng)當滿足以下要求：

(1)供貨狀態(tài)為熱軋或者正火的鎮(zhèn)靜鋼；

(2)化學成分，C≤0.25％、S≤0.045％、P≤0.045％；

(3)室溫下標準抗拉強度下限值小于 510MPa。

注 2-3：非焊接瓶式容器、儲氣井、簡單壓力容器的含義見附件 A。

2.2.2    復(fù)合鋼板專項要求

壓力容器用復(fù)合鋼板應(yīng)當按照產(chǎn)品標準的規(guī)定選用，并且符合以下要求：

(1)復(fù)合鋼板復(fù)合界面的結(jié)合剪切強度，不銹鋼-鋼復(fù)合板不小于 210MPa，鎳-鋼復(fù)合板不小于 210MPa，鈦-鋼復(fù)合板不小于 140MPa，銅-鋼復(fù)合板不小于 100MPa， 鋯-鋼復(fù)合板不小于 140MPa；

(2)復(fù)合鋼板基層材料的使用狀態(tài)符合產(chǎn)品標準的規(guī)定；

(3)碳素鋼和低合金鋼基層材料(包括鋼板和鋼鍛件)按照基層材料標準的規(guī)定進行沖擊試驗，沖擊吸收能量合格指標符合基層材料標準或者訂貨合同的規(guī)定。

2.2.3    鑄鐵容器技術(shù)要求

2.2.3.1    鑄鐵材料的使用限制

鑄鐵不得用于制造盛裝毒性危害程度為極度、高度或者中度危害介質(zhì)，以及設(shè)計壓力大于或者等于 0.15MPa 的易爆介質(zhì)壓力容器的受壓元件，也不得用于制造管殼式余熱鍋爐的受壓元件，不允許拼接、焊補。

壓力容器允許選用以下鑄鐵材料：

(1)灰鑄鐵，牌號為 HT200、HT250、HT300 和 HT350；

(2)球墨鑄鐵，牌號為 QT350-22R、QT350-22L、QT400-18R 和 QT400-18L。

2.2.3.2    鑄鐵容器設(shè)計壓力、溫度限制

(1)灰鑄鐵容器，設(shè)計壓力不大于 0.8MPa，設(shè)計溫度范圍為 10℃～200℃；

(2)球墨鑄鐵容器，設(shè)計壓力不大于 1.6MPa，QT350-22R 和 QT400-18R 的設(shè)計溫度范圍為 0℃～300℃，QT400-18L 的設(shè)計溫度范圍為－10℃～300℃，QT350-22L 的設(shè)計溫度范圍為-20℃～300℃。

2.2.4    鑄鋼容器技術(shù)要求

2.2.4.1    鑄鋼材料的使用限制

鑄鋼不得用于制造盛裝毒性危害程度為極度、高度或者中度危害介質(zhì)，濕  H2S腐蝕環(huán)境，以及設(shè)計壓力大于或者等于 0.4MPa 的易爆介質(zhì)壓力容器的受壓元件。

2.2.4.2    鑄鋼材料的冶煉和化學成分

鑄鋼應(yīng)當是采用電爐或者氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼，其化學成分(熔煉分析)中的

P≤0.035%、S≤0.035%；可焊鑄鋼材料化學成分中的   C≤0.25%、P≤0.025%、S≤0.025%；高合金奧氏體耐熱鑄鋼還應(yīng)當采用爐外精煉工藝或者電渣重熔，其化學成分中的    P≤0.035S≤0.020%。

2.2.4.3    鑄鋼材料的性能

壓力容器受壓元件用鑄鋼應(yīng)當在相應(yīng)的材料國家標準或者行業(yè)標準中選用，并且在產(chǎn)品質(zhì)量證明書中注明鑄造選用的材料牌號。其室溫下標準抗拉強度下限值小于 540MPa、 A ≥17%；設(shè)計溫度下的 KV2 ≥27J。

2.2.4.4    鑄鋼容器設(shè)計壓力、溫度限制

(1)碳鋼或者低合金碳錳鋼容器，設(shè)計壓力不大于  2.5MPa，設(shè)計溫度范圍為-20℃～400℃；

(2) 低合金鉻鉬鋼容器，設(shè)計壓力不大于  4.0MPa，設(shè)計溫度范圍為  0 ℃～450℃；

(3)高合金奧氏體耐熱鋼容器，設(shè)計壓力不大于 4.0MPa，設(shè)計溫度上限參考同牌號鍛鋼。

2.2.5    有色金屬容器技術(shù)要求

2.2.5.1    通用要求

壓力容器用有色金屬(鋁、鈦、銅、鎳、鋯及其合金等)應(yīng)當符合以下要求：

(1)用于制造壓力容器的有色金屬，其技術(shù)要求符合產(chǎn)品標準的規(guī)定，如有特殊要求，需要在設(shè)計圖樣或者相應(yīng)的技術(shù)文件中注明；

(2)壓力容器制造單位建立嚴格的保管制度，并且設(shè)專門場所，與碳鋼、低合金鋼分開存放。

2.2.5.2    鋁和鋁合金容器

鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件時，應(yīng)當符合以下要求：

(1)設(shè)計壓力不大于 16MPa；

(2)含鎂量大于或者等于  3％的鋁合金(如  5083、5086)，其設(shè)計溫度范圍為-269℃～65℃；其他牌號的鋁和鋁合金，其設(shè)計溫度范圍為－269℃～200℃。

2.2.5.3    銅和銅合金容器

純銅和黃銅用于壓力容器受壓元件時，其設(shè)計溫度不高于 200℃。

2.2.5.4    鈦和鈦合金容器

鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件時，應(yīng)當符合以下要求：

(1) 鈦和鈦合金的設(shè)計溫度不高于   315 ℃，鈦- 鋼復(fù)合板的設(shè)計溫度不高于350℃；

(2)用于制造壓力容器殼體的鈦和鈦合金在退火狀態(tài)下使用。

2.2.5.5    鎳和鎳合金容器

鎳和鎳合金用于壓力容器受壓元件時，應(yīng)當在退火或者固溶狀態(tài)下使用。

2.2.5.6    鉭、鋯、鈮及其合金容器

鉭、鋯、鈮及其合金用于壓力容器受壓元件時，應(yīng)當在退火狀態(tài)下使用。鉭和鉭合金設(shè)計溫度不高于 250℃，鋯和鋯合金設(shè)計溫度不高于 375℃，鈮和鈮合金設(shè)計溫度不高于 220℃。

2.2.6  焊接材料

(1)用于壓力容器受壓元件焊接的材料，應(yīng)當保證焊縫金屬的拉伸性能滿足母材標準規(guī)定的下限值，沖擊吸收能量滿足本規(guī)程表 2-1 的規(guī)定；當需要時，其他性能也不得低于母材的相應(yīng)要求；

(2)焊接材料應(yīng)當滿足相應(yīng)焊材標準和產(chǎn)品標準的要求，并且附有質(zhì)量證明書和清晰、牢固的標志；

(3)壓力容器制造、改造、修理單位應(yīng)當建立并且嚴格執(zhí)行焊接材料驗收、復(fù)驗、保管、烘干、發(fā)放和回收制度。

2.3    非金屬材料技術(shù)要求

2.3.1  石墨壓力容器材料

2.3.1.1  石墨材料的一般要求

(1)用于制造壓力容器的石墨材料應(yīng)當進行工藝評定(包括浸漬工藝評定和復(fù)合物材料成型工藝評定)，工藝評定報告(CMQ)和工藝評定規(guī)程(CMS)應(yīng)當由制造單位技術(shù)負責人批準，經(jīng)過監(jiān)督檢驗人員確認；對于評定合格的工藝和材料，應(yīng)當定期進行驗證(每 6 個月至少一次)；

(2)用于制造壓力容器的石墨材料和粘接劑，應(yīng)當與工藝評定規(guī)程中規(guī)定的材料相一致，并且具有可追溯性；

(3)用于制造石墨材料和粘接劑的原材料，應(yīng)當在工藝評定報告中記錄其來源和等級。

2.3.1.2    石墨材料的性能要求

石墨材料的力學性能應(yīng)當符合表 2-3 的要求。

表 2-3    石墨材料力學性能要求

2.3.1.3    粘接劑要求

粘接劑應(yīng)當進行性能評定，粘接劑力學性能應(yīng)當符合表 2-4 的要求。

表 2-4    粘接劑力學性能要求

注 2-4：粘接劑指石墨填充料、合成樹脂和固化劑的混合物。

2.3.2    纖維增強塑料壓力容器材料

2.3.2.1    纖維增強材料

用于制造纖維增強塑料壓力容器的纖維增強材料應(yīng)當與樹脂有良好的浸潤性， 并且滿足設(shè)計要求。制造單位應(yīng)當檢測纖維最小強度，其值不得小于纖維制品標稱性能的 90%。

2.3.2.2    樹脂基體

用于制造纖維增強塑料壓力容器的樹脂應(yīng)當與設(shè)計文件的選材一致，使用前應(yīng)當復(fù)驗其熱變形溫度，其值應(yīng)當高于壓力容器設(shè)計溫度 20℃以上。

2.3.2.3    粘接材料性能要求

粘接所用材料的性能不得低于被粘接元件所用材料的性能。

2.3.2.4    熱塑性塑料襯里

熱塑性塑料襯里與纖維增強塑料結(jié)構(gòu)層的層間剪切強度不得小于 5MPa。

壓力容器許可證：gongju168.cn；