金属材料百科

压力容器钢

2023-07-01

英文

steel for pressure container

简介

用于制造压力容器的主体设备和零件的专业用钢。压力容器绝大多数由钢板拼焊而成。在制造过程中钢板要经受冷热加工和焊接,所以要求压力容器钢具有良好的工艺性能,并且要求具有一定强度和足够的韧性,使在正常工作条件下承受外载荷而不发生脆性破坏。

压力容器钢在碳素钢基础上发展了低合金钢和合金钢。从表1中看出钢的含碳量较低,一般不大于0.20%,使压力容器钢具有较低碳当量(Ceq)和较低的焊接敏感系数(Pam),以保证钢的焊接性能。此外,压力容器使用条件苛刻,多数容器内装有易燃易爆气体,并具有一定压力,容易发生爆炸事故。因此,要求压力容器钢具有较好的韧性。为确保容器安全 一般采用低合金钢或不锈钢制造三类压力容器。

制造压力容器多采用铝镇静钢和含镍钢。目前正在用0.5Ni代替2.5Ni;用1.5Ni代替3.5Ni;用9Ni代替1Cr18Ni9Ti。中国1984~1989年期间也开发了1.5Ni、3.5Ni、5Ni和9Ni钢。

中国国家标准规定的压力容器钢化学成分和力学性能分别见表1和表2。

表1 压力容器用碳素钢化学成分

钢 种 化 学 成 分/%
C Si Mn P S V Ni Cr Ti
A3R ≤0.22 0.12~0.30 0.40~0.65 ≤0.040 ≤0.045        
18MnR ≤0.22 0.20~0.60 1.2~1.6 ≤0.040 ≤0.035        
16MnDR ≤0.20 0.20~0.60 1.2~1.6 ≤0.035 ≤0.035        
09MnVDR ≤0.22 0.20~0.50 1.4~1.6 ≤0.035 ≤0.035 0.04~0.10      
15MnVR ≤0.18 0.20~0.60 1.2~1.6 ≤0.040 ≤0.045 0.04~0.12      
20HP ≤0.22 ≤0.035 0.35~0.65 ≤0.035 ≤0.035        
15MnHP 0.12~0.20 ≤0.035 0.65~1.0 ≤0.035 ≤0.035        
12MnCrVHP 0.08~0.15 ≤0.035 0.80~1.2 ≤0.035 ≤0.035 0.02~0.12      
1Cr18Ni9Ti ≤0.12 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030   8.0~11 17~18.0 5(C-0.02)
~0.80

表2 压力容器钢力学性能

钢 种 厚度
/mm
屈服强度
σs/MPa
抗拉强度
σb/MPa
伸长率
δ5/%
冲 击 值 b=2a
180°
温度
/℃
AK/J
不 小 于
A3R 6~16 235 342 26 常温 44 d=1.5a
17~26 225 342 26 40
27~36 225 342 26 37.6
38~60 215 342 26 37.6
16MnR 6~16 343 510 21 常温 37.6 d=2a
17~26 323 490 20 37.6 d=3a
27~36 304 490 20 37.6
38~60 254 470 19 37.6

续表2

钢 种 厚度
/mm
屈服强度
σs/MPa
抗拉强度
σb/MPa
伸长率
δ5/%
冲 击 值 b=2a
180°
温度
/℃
AK/J
不 小 于
16MnDR 6~20 314 470~617 21 -40 16.8 d=2a
21~38 314 470~598 19 -30 16.8 d=3a
09MnVDR 6~20 323 461~588 21 -70 16.8 d=2a
15MnVR 6~16 392 529 18 常温 37.6 d=3a
17~26 342 510 17 37.6
27~36 352 510 17 37.6
38~60 333 490 17 37.6
20HP 2.5~12 245 390 25 常温 21.6 d=1.5a
15MnHP 2.5~16 295 440 26 常温 21.6 d=2a
12MnCrVHP 2.5~12 325 440 22 常温 21.6 d=2a
1Cr18Ni9Ti 6~50 196 539 40 -196 21.6 d=2a

注:a-试样厚度,mm;b-试样宽度,mm;d-弯心直径,mm。