一、化学成分
我国承压设备用材料化学成分的技术水平近几年有显著提高,虽然部分材料牌号标准规定的P、S含量已经超过美国标准,接近或达到欧盟标准的水平,但总体水平仍低于美国、日本和欧洲标准。
1) GB 3531-1996《低温压力容器用低合金钢钢板》第1号修改单规定16MnDR上限值分别为0.025和0.015,与EN10028.3: 1992中对应牌号P355NL2的相同,但在EN10028.3: 2003中该牌号已经分别降为0.020和0.010。
2) 某些牌号对化学成分的规定滞后,如各国的HastelloyB-2中的硅含量均为≤0.10%.但我国的相应牌号Ns322的硅含量为≤1.00%,相差了10倍:各国HastelloyC-276在20世纪80年代以后,碳含量已从≤0.020%改为≤0.010010,而我国1994年标准中,相应牌号NS334的碳含量却仍为≤0.020%,耐蚀性相差很多。
3) 中外标准化学成分存在的一个主要差别是:我国牌号实物化学成分往往十分接近标准规定值但不t分稳定,而国外牌号实物化学成分往往明显优于标准的规定值,其中以日本牌号最为明显。
二、常温机械强度
承压设备用的材料标准必须在保证室温抗拉强度的同时,保证室温屈服强度或规定延伸强度下限值的检验合格,这是承压设备用材料的基本要求。尤其是对于拉伸试验时没有明显屈服现象的绝大多数不锈钢材料和有色金属材料而言,在确定许用应力时大多以规定延伸强度作为决定性因素。因此,就承压设备用材料而言,保证室温规定延伸强度下限值的检验合格往往比保证室温抗拉强度下限值的检验合格更为重要。
国外现行的承压设备用材料标准均规定,应保证室温规定延伸强度下限值的检验合格(个别材料标准除外),但我国标准对下述承压用材料均没有将室温规定延伸强度的检验作为必保技术要求:
1)不锈钢压力加工材料国家标准中只将室温Rp0.2作为附加技术要求;
2)铝板、无缝管、棒、型材中的部分牌号不保证室温RF0.2。;
3)镍及镍合金多数国家标准中没有将室温RF0.2作为必检技术要求:
4)钛材标准中的板材、锻件、铸件均将室温规定延伸强度作为必检项目、而管材、换热管、棒材则是将室温规定延伸强度作为附加技术要求:
5)压力加工铜材标准(除翅片管标准外)中都没有要求检验室温规定延伸强度。
三、 高温机械强度
1)多数标准缺乏各温度时的短时强度保证值
多数承压设备的设计温度高于室温,有些低于室温,但设计中必须按照设计温度时的抗拉强度和屈服强度(或规定延伸强度)米确定没计温度时的许用应力。一般规定在设计温度低于室温时采用室温时的许用应力设计,而在设计温度高于室温时.(在蠕变范围以下)应根据设计温度时的抗拉强度和屈服强度(或规定延伸强度)来确定该设计温度时的许用应力。
欧盟材料标准(尤其是承压专用材料标准)中常列有各温度时的Rrn RP0.2、RPl。等短时强度保证值。中国只有GB 6654和GB 713等承压设备专用钢材标准中有各温度时的强度数据,但没有RPI.O,其他材料标准都没有列出各温度时的抗拉强度和规定延伸强度(或屈服强度)保证值,使采用这些材料时无法确定该材料在各温度时的许用应力。
2)绝大多数标准没有高温长时强度保证值数据
承压设备用材料的许用应力应在由短时强度确定的许用应力和由长时强度确定的许用应力之间取小值,长时强度指持久强度和蠕变强度,持久强度常用i05}i的平均持久强度。蠕变强度常用l05h蠕变率为1%的蠕变强度。持久强度的安全系数常用l.5.蠕变强度的安全系数常用1。
欧盟、ISO及欧洲一些工业国家的承压用钢标准中大多都列出材料在各高温时的高温长时强度的保证数据(美、日则在压力容器标准中列出),我国材料标准中除GB 5310-1995《高压锅炉用无缝钢管》中有持久强度保证数据外,其他材料标准中都没有列出这些数据,我国GB 150-1998《钢制压力容器》中列出的一些持久强度数据基本上来源于国外标准。不是自己测定的。
缺乏高温长时强度数据是我国承压设备用材料标准获得国际承认的瓶颈,也是我国承压设备用材料牌号被国外规范采纳的瓶颈,除了通过实验测定自己的数据并获得认可外,没有其他途径可走。
四、板材厚度问题
承压设备用板材标准中规定板材的最大厚度有2种:一种是所能轧制的最大厚度,还有一种是能保证规定力学性能的板材最大厚度,我国板材标准中往往前者的厚度比后者的厚度大得多。由于承压设备用板材必须保证力学性能,因此只能在板材标准所规定的保证力学性能的板厚范围内订购。也就是说,承压设备关心的是板材标准中能保证力学性能的最大板厚,而不是能供货的最大板厚。
事实上,随着承压设备的日益大型化和高参数化,对能够保证力学性能的材料最大厚板提出了越来越高的要求,而在承压设备实际建造中,对于承载较大的零部件也常常采用较厚板材,如管板、法兰、封头等,有时也用厚板代替锻件。因此,板材标准中能够保证力学性能最大板厚决定了其在承压设备领域中的应用。
-----www.jlsyyq.com济南金力试验仪器有限公司-------0531-87152366