1、钢制化工容器材料选用规定HG 20581-1998 编制说明根据原化工部建设协调司的指示和安排，由全国化工设备设计技术中心站组织编制有关化工行业标准(设计)，作为设备设计和施工时必须遵循的指令性标准。本标准是在原化工行业标准HGJ 15-89(钢制化工容器材料选用规定的基础上修订而成的，修订过程中主要考虑了如下要点:(1 )GB 150(钢制压力容器对材料有关的内容已作较大的修改;(2)有关钢铁材料的国家标准、行业标准在近年已作较大的修改;(3)(压力容器安全技术监察规程已进行修订，目前虽尚未定稿、颁布，但从送审稿来看，已较原来作了很多调整;(4)增加关于焊接材料选用，包括与材料关系极为密切的
2、预热、焊后热处理等的规定z(5)增加关于铸钢、非受压元件用钢材的选用及材料质量要求;(6)对其它内容进行必要的修订、补充。下面就几个主要问题，作一说明。1.对GB150(钢制压力窑器的补充和具体化本标准是结合化工容器设计的具体情况，对GB150(钢制压力容器的补充和具体化。补充了设计选材原则、钢材技术要求、常压容器及非受压元件的设计选材、焊接材料选用、符合国外标准的钢材使用、钢材代用等方面的内容。又对钢材质量证明书应列出的项目、商品紧固件的性能、钢材的使用限制和范围。在NaOH溶液、高温高压氢腐蚀环境、液氨以及H2S应力腐蚀环境下的材料使用方面作了较为具体的补充。2.适用范围本标准的适用范围中
3、特别要注意的是包括了常压及非受压元件的化工容器及部件的设计材料要求，但不包括小于等于-20C低温容器。后者将另列专门的技术标准(HG20585)予以规定。3.定义定义部分列入的名词解释完全是为本规定的具体条款服务的，具体条款中提及的有关名词应以定义解释为准。4.应用标准的版本列入的有关标准、规范、技术条件一律不如年号，以现行的最新版本为准，这样可适应当前标准经常修改、变更的要求。5.钢材技术要求和钢材订货的附加要求当前我国钢材标准尚不能适应化工容器用钢的专门要求。为此，采用现行钢材标准时，设计者75 必须根据容器设计条件，根据本标准第5章的要求提出必要的协议项目及其它附加保证项目。第3. O.
4、 4、3.0.5条就是与第5章的钢材技术要求互相呼应的。6.不锈钢晶间腐蚀试验不锈钢晶间腐蚀试验是检验不锈钢在可能具有晶间腐蚀的场合下适用时，有无可能发生晶间腐蚀的一种试验方法，每一种试验方法对其适用的钢号、介质是具有一定对应性、代表性的。因此，对材料提出晶间腐蚀试验要求时必须同时兼顾下面几个方面:(1)使用场合是否可能导致材料发生晶间腐蚀;白附影K矶的态据状判样的试后意验注试quA哇准还很不完善，品力容器标准以外由于本标准此，国标中已列入标压力容器的执行具体化为前提的，因，但这并不妨碍对国品种。为此，参照日本JISB 82飞3美国ASME锅炉压力容器吧严第四卷编制了5.5条，对压力容器用铸钢
5、材料标准、铸造系数、元铸钢(碳钢和不锈钢)高温性能系参考DIN、JIS和ASTM有关性能值换算确定。10.商晶紧固件受压容器用紧固件有两类。一类是制造厂采用钢棒自行加工而成;另一类为商品紧固件。前者在GB150(钢制压力容器中已有规定，但对商品紧固件目前尚未有其它标准有所规定，而商品紧固件又是不可缺少的承载零件。近年来，国标紧固件标准参照ISO标准的前提下作了大幅度的修订，为此，在本标准中选择了一些常用商品紧固件标准及级别，规定了适用范围及配合要求。表5-11的使用范围为参考西德AD压力容器规范而确定的，表5-13的高温屈服强度也为参照西德76 D1N有关标准而得出的。ll.非受压元件用结构钢
6、材的选用对于受压容器用钢防止脆断的问题已引起设备设计的高度重视，但对于压力容器之外的焊接钢结构的脆断问题，虽然其实质是相同的，但至今未引起重视。标准、规范中对此的规定很少，且十分粗糙。近年来关于北方严寒地区室外钢结构的脆断问题已逐步提上议事日程，已有人对修订我国钢结构设计规范中的钢材选用提出了见解。本标准在制定中充分考虑了上述意见，并参考了西德DSA T 009焊接钢结构钢材质量等级的选择立法，对1止住了规定。钢材的质量等级的选择要苟搓应力大小、重要程度、温度、的钢结构都为焊接结构，所段，因此，规定相应来说要严格一些于市IEJ;中产水平的稳定和提高，将逐步放宽限制。管相提并论，并已在使用要求。
7、有缝铜管的生产尚需一段考核和成熟阶标准的制定原则是用于压力容器和换热器的焊管，符合我国现行的容规、GB150、GB151、JB4708的有关规定。焊接钢管是一种有别于奥氏体不锈钢无缝钢管的制造工艺，而不是什么新钢种、新材料。就其焊接特点来看，与压力容器的焊接是同一范畴的，但由于其连续、自动、大批量生产的特点，因此，又与容器的焊接有区别。HG20537标准的制定正是按照国外压力容器规范和压力装置用焊管标准的要求，结合国内相应规范的具体情况制定的。77 随着标准的批准和颁布，为化工行业中广泛使用不锈钢焊接钢管起到了有章可循、有法可依的作用。13.常用钢材规格化工容器设计中采用的钢材规格很多，钢材标
8、准中所列出的规格也很多，但经常有用户反映化工容器用钢备料、配套很困难，尤其是特种用途的钢材配套更困难。为此，从标准化以及采用的角度出发，很有必要提出精筒的常用钢材规格。表5一1、表5-6、表5一7就是本着这样的目的归纳提出的。常用不等于限制采用，设计者也可根据各自设计的特点，采用常用规格以外的钢材规格。14.使用介质的限制规定中第6.7.1条对NaOH洛液中使用温度的限制是根据美国NACE的调查报告和有关单位工程设计标准制定的。第6.7.3条高温氢腐蚀环境中选材的限制是按纳尔逊曲线制定的。考虑到焊接和焊后热处理对合金钢抗氢腐蚀性能的影响，因此，条款中又特别强调了焊后充分消除应力热处理的必要性，
9、详细说明见炼油设备设计1983年第1期。对于在温HzS应力腐蚀环境中防止碳钢和低合金钢设备发生应力腐蚀破裂的规定，国内目前尚未制定标准及规范。本规定第6.7.2条的内容主要依据湿HzS应力腐蚀环境的基本规律(温度、介质、浓度).确定了对腐蚀环境的定义。对材料和制造工艺的要求则主要依据美国API和NACE对碳钢、碳锺钢焊接容器在HzS应力腐蚀环境中防止发生破裂的规定以及日本高压力协会高强度使用标准等国外规范，以及德国鲁奇、林德等工程公司对HzS/HCN介质设备的工程规定而提出的。鉴于近年来液氨储罐应力腐蚀破裂问题在国内外引起普遍重视，为此，本标准修订6.7.4条对该介质的定义和对策作出了原则性的
10、规定，具体的要求可参见工业球罐安全技术文集(大连锅检所出版.1983年)有关文章。15.焊接材料选用焊接材料选用是本标准编制修订中增加篇幅最多的一部分。最近几年来，焊条标准参照美国AWS焊接材料标准作了较大修订，国内各焊条生产厂试制、生产了不少符合国内情况的焊接材料，而且焊接材料选用至今仍是化工容器设计中的一个空白。因此，在本标准中增加焊接材料选用十分必要。此部分内容编制时，主要遵循了下列几个原则:(1)根据目前国内焊接材料还未全部制定国标和专业标准的实际情况，以及国标修订后不能完全反映化工容器用焊接材料的全面要求这一现实。因此，本标准在规定设计图纸和设计文件上，以焊接材料的牌号(而不用国标的
11、型号)来标注。(2)本标准是对设计人员选用焊接材料进行规定，但并不妨碍制造厂根据各自具体情况，在满足设计要求的前提下，改变焊接方法或改变焊接材料品种。为此，特提出了第7.4条规定，务必引起设计、制造部门注意。(3)考虑到高合金钢、镰基合金使用日趋广泛，但国内这方面焊接材料缺门很多，与国际通用的焊材有较大差异，为此，在本标准中列人了美国AWS有关焊材牌号及要求。(4)焊接材料选用与焊接工艺，尤其与预热、焊后热处理关系密切。为此，提出了必要的有关预78 热、焊后热处理原则规定和推荐性要求。16.按国外标准生产的钢材使用近年来国内压力容器制造部门经常使用按国外标准生产的钢材。为此，专门设立第9章予以
12、明确。第9章的内容主要是强调了使用国外标准钢材必须熟悉相应的国外压力容器规范的有关规定。同时，由于国外钢材标准的体系与我国不同，钢材的技术要求往往由钢材标准、压力容器规范、工程公司标准等几个部分组成，以采购说明书和合同形式体现出来。为此，我们使用按国外标准生产的钢材时，同样应全面考虑这几方面的要求。对前两者，在第9.2.1、9.2.2条中己列出，对于国外工程公司标准则一般由本规定第5章的有关内容替代(见第9.2.3条)。国内的不锈钢和锚铝钢标准与国外的不锈钢、锚铝钢较为一致，国内设计单位习惯上按国际压力容器选取相应钢号的许用应力值(第9.3.1条)，而碳钢、低合金钢则由于合金体系、生产工艺、热处理、强度级别等方面差异很大，难于与国内钢号相对应，因此，许用应力的选取与前者有所不同(见第9.3.2条)。17.钢材代用问题钢材代用是目前化工容器制造中经常遇到的问题。为此，第10章专门对代用原则作了规定。79
