GB-713-2008《锅炉和压力容器用钢》讲义

GB713－2008《锅炉和压力容器用钢板》讲解内容GB713－2008《锅炉和压力容器用钢板》是对GB713－1997《锅炉用钢板》和GB6654—1996《压力容器用钢板》两个标准进行修订合并而成的。这项工作从2005开始，到2007年完成。2008年3月发布新标准，同年9月1日起实施。锅炉及压力容器用钢板是重要产品，关系到生命财产安全，技术要求高，生产难度大。标准的制修订工作难度也比较大，特别由原来已经执行多年的标准合并为一个标准难度更大。为了做好两个标准的修订和合并工作，征求了一些有关单位的意见，调查标准的执行情况，查阅标准档案资料，收集了ISO、EN、JIS和ASTM等国际国外主要标准。国外这方面的标准比较多，尤其是美国，ASTM有30多个压力容器用钢板标准，体系比较乱。日本标准受美国的影响比较明显，JIS的锅炉及压容器用钢板标准也比较多，有11个。EN和ISO压力容器用钢板标准的系列完整、分类清楚、数量不多。EN10028压力容器用钢板包含7部分，即7个标准。ISO9328压力容器用钢板包含5部分，比EN少2个标准，但内容与EN10028的内容是一样的，ISO正火和调质钢板合订一个标准，TMCP控轧控冷钢也没有单独标准。与国外比，国内压力容器用钢板标准少，不配套、有空缺。GB713和GB6654对应的国外标准主要有ISO9328－2、EN10028－2、JISG3115、JISG4109、ASTMA299、ASTMA387。对这些标准进行了分析对比，基本了解国内外标准情况和标准水平后，在原标准的基础上，结合国情和使用部门的要求，并参考国际国外标准，对原来两个标准进行修订和合并。这次修订和合并标准的原则，是结合国情和用户的要求，EN10028－2：2002作为重要参照和采用的对象。在新标准中引进国际国外标准中通用的、典型的国内已经生产使用的牌号，淘汰原标准中性能差的、用户不满意的牌号；反映国内冶炼和轧钢技术进步，降低硫、磷等杂质含量，提高钢的纯净度和性能指标，不断完善和提高标准水平，以满足使用要求。根据标准的修改和变化情况，主要讲解如下主要内容：1、标准名称压力容器用钢板标准的名称，有些国家叫锅炉及压力容器用钢板，如法国NFA36－205（1982）锅炉及压力容器用碳素钢及碳锰钢，前苏联гOCT5520－79锅炉及压力容器用碳素钢、低合金钢和合金钢板，JISG3119：1987锅炉及其他压力容器用锰钼钢和锰钼镍钢。考虑到国内锅炉和压力容器分开订标准多年，大家已成习惯，草案初稿将标准名称暂为“锅炉及压力容器用钢板”，这样各方都好接受。后来按照锅容标委意见，改为“承压设备用钢板”。征求意见时，有些单位提出还是叫“锅炉及压力容器用钢板”好，意见不统一，经有关主管部门协商，送审稿的名称又改为“锅炉和压力容器用钢板”。并得到审定会的同意。2、牌号表示方法锅炉和压力容器用碳钢或碳锰钢和不含铬钼的低合金高强度钢，牌号表示方法ISO、EN和JIS标准都一样，用屈服强度或抗拉强度和英文字母表示。国际上所有工程结构用钢通用标准或专用标准牌号都是用强度表示的。国内GB/T700、GB/T1591、船体用钢、桥梁用钢、建筑用钢等等也都如此。这样表示比较科学直观，反映工程用结构钢的特征，便于使用选材。也有利于生产厂根据自己的设备、工艺、技术、原料和产品尺寸规格等情况，以及不同的使用要求，更好地控制钢的成分，以昀佳的成分达到昀佳的性能，更好地满足使用的要求。为此，本标准草案也将这类钢的表示方法改为在牌号前用屈服强度的“屈”字和在牌号后用锅炉“锅”字、压力容器“容”字的汉语拼音字母表示，与国际上牌号表示方法一致，以便于进行国际技术交流和经济贸易。在牌号后边用“GR”表示“锅炉和容器”，与标准名称相吻合。等到两个标准合并过一段时间后，大家习惯了，下次修订标准可以考虑牌号后边只用一字母“R”或其他字母表示。锅容标委同意改变碳钢和低合金高强度钢牌号表示方法，并建议将“GR”改为“承压设备”的“压”字汉语拼音字母“Y”表示，牌号后边的“GR”也都改为“Y”。根据征求意见，标准名称改为按初稿叫“锅炉和压力容器用钢板”牌号后边的“Y”改为“R”。牌号表示应尽量简单，锅炉和压力容器都是容器，用“R”表示较好。含铬钼合金钢牌号表示方法不变，还是用平均C含量和合金元素表示。ISO、EN标准也是这样表示。JIS和ASTM标准这类钢表示不同，用字母和数字表示，如JISG4109的SCMV1、SCMV2等等；ASTMA387的Grade12、Grade11、Grade22等。3、尺寸、重量及允许偏差3.1尺寸范围由于锅炉和压力容器行业发展要求，钢板尺寸规格加大，轧机不断改造更新，引进宽厚板生产线，根据舞钢等单位意见，标准初稿将Q245R的厚度由原20g、19Mng150mm和原20R100mm厚增加到200mm厚，Q345R的厚度由原16Mng150mm厚和原16MnR120mm厚增加到200mm厚，18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR的厚度增加到150mm。国外JIS锅炉、压力容器板厚度到200mm，EN到250mm。按锅容标委的意见，标准征求意见稿Q245Y的昀大标准厚度改为150mm，Q345R加大到200mm，Q370R为60mm，15CrMoR加大到150mm，14CrMoR、12Cr2Mo1R为150mm。18MnMoNbR、12Cr1MoVR按原标为100mm。原标准钢板宽度到3800mm，是按舞钢轧机生产的板宽规定的，现在宝钢5米轧机已投产，本标准将钢板宽度加宽到4800mm，与GB/T709－2006钢板钢带尺寸、外形及允许偏差标准一致。3.2厚度偏差锅炉压力容器钢板的负偏差，EN标准规定-0.30mm，JIS和GB标准为-0.25，公差各国都按通用标准，GB713、GB6654按GB/T709规定的公差。GB/T709正在修订，原来负大正小的偏差新标准改为正负相等的偏差，为了满足不同使用要求，除了正负相等的标准偏差（N类）外，还有按公称厚度规定的负偏差（A类，负小正大）、固定负偏差为0.3mm（B）类、固定负偏差为零，按公称厚度规定正偏差（C类）。各类偏差的公差值都是相等的。新GB/T709的公差与原标准不一样，较厚较宽部分钢板的公差较原标准加严了。因此，本标准的偏的B类偏差。其他的尺寸、外形及允许偏差按新GB/T709执行。3.3计算理论重量的厚度新GB/T709参照JISG3193-1990和宝钢企标，计算理论重量的厚度为钢板的允许昀大厚度和昀小厚度的平均值，计算结果与原标准公称厚度加上附加值的计算方法是一样的，但这种计算方法比较简单，而且省去计算附加值的表。4.牌号锅炉和压力容器用钢板两个标准和有7个牌号，有4个牌号相同，即20钢16Mn、13MnNiMoNb、15cro;有3个牌号不同，锅炉钢有22Mng、19Mng、12Cr1MoVg;压力容器钢有15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR。相同牌号成分大同小异，但压力容器钢的P.S含量比锅炉标准低的多。两个标准合并，牌号是首要的问题，特别像锅炉和压力容器这样重要的专用钢标准。牌号的处理有两种方法，一种是不经整合，将两个标准的牌号都照原放到新标准里，这样很简单，但钢号很多很乱，不成系列，没有标准化。另一种是牌号要经过整合，落后的牌号要淘汰，先进的国际上通用的牌号要纳入，成分和性能一样的和接近的要合并，有的成分和性能要适当调整，采取了后一种做法。两个标准钢的牌号的具体成分见表1和表2－1997锅炉用钢板化学成分，%PSAls牌号CSiMnVNbMoCrNi不大于20g≤0.200.15～0.300.50～0.900.0350.03522Mng≤0.300.15～0.400.90～1.500.0250.02515CrMog0.12～0.180.15～0.400.40～0.700.45～0.600.80～1.200.0300.03016Mng≤0.200.20～0.551.20～1.600.0350.03019Mng0.15～0.220.30～0.601.00～1.600.0300.025≥0.02013MnNiCrMoNbg≤0.150.10～0.501.00～1.600.005～0.0200.20～0.400.20～0.400.60～1.000.0250.02512CrlMoVg0.08～0.150.17～0.370.40～0.700.15～0.300.25～0.350.90～1.200.0300.030－1996压力容器用钢板牌号和化学成分化学成分，%牌号CMnSiVMoNbNCrNiSP20R≤0.200.40～0.900.15～0.300.0200.03016MnR≤0.201.20～1.600.20～0.550.0200.03015MnVR≤0.181.20～1.600.20～0.550.04～0.120.0200.03015MnVNR≤0.201.30～1.700.20～0.550.10～0.200.010～0.0200.0200.03018MnMoNbR≤0.221.20～1.600.15～0.500.45～0.650.025～0.0500.0200.02513MnNiMoNbR≤0.151.20～1.600.15～0.500.20～0.400.005～0.0200.20～0.400.60～1.000.0200.02515CrMoR0.12～0.180.40～0.700.15～0.400.45～0.600.80～1.200.0200.030注：①厚度大于60mm的20R锰含量上限可以提高1.00%。②铬、镍、铜含量当作为残余元素时应和不大于0.30%，其总含量不大于0.60%。供方如能保证，可不作分析。③为改善20R、16MnR的性能，可添加微量合金元素。，16Mng19Mng和16MnR，13MnNiCrMoNbg和13MnNiMoNbR，15CrMog和15CrMoR等9个牌号分别合并。这些牌号成分和性能基本一样，19mm和16mm除了C含量上限差2个外，其他成分没有什么不同，完全可以合并。19Mng是引进DIN17155（1983）中的19Mn6，与16Mng、16MnR合并成分和性能需要作些调整，对成分和性能的要求，只能就高不就低，按国内牌号命名方法，19Mn应叫17Mn，C比16Mn多2个C，性能σs≥355Mpa比16Mn高10Mpa。现在低金钢的C含量一般都不超过0.2%，19Mn与16mm合并，降2个C。20g和20R合并后改为Q245R，16Mng、19Mng和16MnR合并后改为Q345R，15CrMog和15CrMoR合并后改为15CrMoR。4.2淘汰15MnVR、15RMnVNR和22Mng这些牌号目前生产和使用较少，根据用户的意见，取消。15MnVR主要用厚度6～8mm的多层包扎容器，强度波动较大、韧性偏低。多层容器的发展方向是加大层板的厚度，缩短容器制造周期，降低成本。国外已普遍采用12～21mm层板，国内有些容器制造厂也成熟使用厚度为12～16mm层板。取消15MnVR后，可以选用16MnR和15MnNbR。15MnNbR钢板以前主要用于制造氧气球形储罐，现已被强度更高、韧性和焊接性更好的07MnCrMo钢板所取代。关于22Mng，这个牌号的成分性能不合理、不对应、C含量高到0.30%（比16Mn高10个C）、Mn含量与16Mn一样，但σs为275Mpa，比16Mn低70Mpa，可是σb与16mm一样。本来草案初稿想将该牌号的成分和σb进行调整，作为ISO630、EN10025和新GB/T700中的275Mpa级的牌号放在标准里，但考虑到该牌号来自权威的ASME和AST