HGT 20684-1990 化学工业炉金属材料设计选用规定.pdf

中华人民共和国行业标准 化学工业炉金属材料设计选用规定 H G / T 2 0 6 8 4 - 1 9 9 0 主 编 单 位 批准单位 实 施 日期 化工部工业沪设计技术中心站 吉化公司设计院 中华 人民共和国化学工业部 一 九 九 一 年 五 月 一 日 根据化工部基建司的安排，由化工部工业炉设计技术中心站组织编制 化学工业炉 金属材料设计 选用规定， 作为 指导工业炉设计的 部颁指令性技术文件。 本规定对 材料的 技术要求、 材料的使用范围与限制、 炉用金属材料的 设计选用、 焊 接材V的选用 要求 等作了规定。 本规定由化工部第八设计院负责编制。主编人为姜惠敏同志，校审人为杨慧莹、赵 沛华同志。参加中心站校 审定稿工作的有刘志学1 曹长淦同志。 各单位在执行本标准 过程中，如发现需要修改或补充之处， 请将意见 和有关资料提 供化工部工业炉中 心站，以 便今后修订时参考。 化工部工业妒设计技米中心站 一九九0年十二月 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 1 范围 T . 了 本规 定包括了化学工业炉沪用金属材料的技术要求和选用原则， 适用于化学 工业沪的设计。 1 . 2 化 学工业炉炉用金属材料 ( 以 下简 称为材料)包括碳 钢、普通低合金钢、合 金钢、不锈钢、耐热 钢、 铸铁和合金铸钢等。 2 遵循的 规范和标准 2 . 1 材料的质量、 规格和常规技术要求应符合附录A 中的 最新版国 家标准、 部颁 标准或技术条件。 2 . 2 材料的验收、 焊接、焊缝的试验及检验应符合或 参照附录B 中的最新版 规 范 或标准中的有关规定。 2 . 3材料 的 选 用 可 参 照国 家 劳动 部 颁 发 的 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 ， 劳动 部 颁 发 的 蒸 汽 锅 炉 安 全 技 术 监 察 规 程 和 国 家 标 准 G B 1 5 。 一 a s 钢 制 压 力 一容器 中 的有关规定。 2 . 4 本规定未列入的 材料和标准 ( 包括某些已 列入的材料)， 当其遵循所采用的 相应规范和标准，并符合本规定第3 童中的右羊务款要隶时.才充许f用。 3 一 般 规 定 3 . 1 各金属零部 件 ( 如钢结构、 炉壳、 炉管、 管支架等)的 用材选择和技术要求 应符合本规定。若设计对材料有更高或特殊的要求， 应在图 纸或有关的技术文件中 予以 说M. 3 . 2 在 设计图纸或有关的技术文件中 应注明被选用材料的 牌号、 标准、 规格、使 用状态及附加的技术要求。 3 . 3 本规定中 列入的 材料和标准应优先采用。 若选用不规定未列入的材料和标准， 该材料除应符合选用标准的要求外，还应符合太规定第4 , 5 章中的有关要求。 4 材料的技术要求 主要受压元件用钢材应由电炉、 平炉或 氧气转 . h 冶 炼，铸材允许采用. 由_冲夭 炉、 感应炉或 增祸炉冶炼的 浇铸件. 4 . 2 炉管应为轧制或离心铸造的无缝钢管。 4 . 3 材料的化 学成分和机械性能应符合相 应标准或本 规定附录C 的规定。 4 . 4 Q 2 3 5 一 A· F ( A 3 F )、 Q 2 3 5 一A· Z ( A 3 ) 及氧气转沪冶炼的Q2 3 5 一 A· F ( A Y 3 F )、 Q2 3 5 一 A· Z ( A Y 3 )钢板用作主要受压元件时. 应符合G B 1 5 0 一 8 9 舰 制 压力容器 中的限制要求. 4 . 5 除“ 4 , 4 “ 要求 外， 当 A 3 F , A Y 3 F , A 3 , A Y 3 钢板的设计温度X 2 0 0 0 C 时， 应按G B7 0 。 一 a s 要求保证 屈服点。 4 . 6 符合 “ 4 , 4 “要求的 钢板在加 工制造过程中 需经受较大冷 变形者， 应按G B 7 0 o- 一8 8 附加保证冷弯性能. 4 . 7 G B 6 6 5 4 - 8 6 中的普通低合 金钢钢板用作主要受压 元件 时， 设 计温 度 在 2 5 0 0 G ， 且经冷加工成型时， 应把常温冲击改作时效冲 击，其合格指 标为2 0 J /C m i ( V 型缺口 试样)。 4 . 8 用 作 炉 管管 件 和 承受 重 载 的 重 要构 件 的 锻 材， 应按 J B 7 5 5 - 8 5 中 的1 级或I 级以 上的锻件要隶检验。 礴 . 9 按 G B 8 1 6 3 一 8 7 生产 的 工 。 、 2 0 , I G M n 钢 钢 管用 作 主 要 受 压 元 件 时， 应 保 证化 学成分和机械性能;并逐根进行水压试验。 4 . 1 0 用作炉管或受压部件的钢管在那工制造过程中 需进行胀管、 翻边或弯曲时， 应作扩口、卷 边或压扁试验， 若采用的钢管标准中上述的试验项目 不属子必保项目 ，则 应作为附加要求提出。 4 . 1 1设计 压力)9 . 8 1 MP a 的 护管， 其管材 应附加超声波探伤的要求。探伤应逐很 进行，检 验结果应符合G B 5 7 7 7 一 8 6 中 不出现对比试样缺陷回波C 5 级的墓准幅度。 5 材料的使用范围与限制 5 . 材料的使 用温度范围应符合表I 的规定。 5 . 2 紧固 件材料的使用温度范围应符合表2 的规定。 5 . 3 材料的使用状态应符合表3 的规定. 5 . 4 含碳 童的限制 用于 焊接的 受压元件用歇钢和低 合金钢，含碳f应0 . 2 4 %1采用更高含碳奋的 龄 钢和低合 金钢制作受压元件时， 必须经过焊接工艺评定，合格后方 可用于焊接结构。 5 . 5 有害介质影响下的 材料要求 5 .5 .1 氢一- 接 触气相氢 或含氢气体的 受压部件， 当设计温度X2 0 0 0 C 时， 应根据设计温度和氢 的分压按图1 的 规定选择碳钢、 碳铝i ff . 铬相钢 或奥氏体不锈钢。具体选用时， 应 在设 计温度 基础上 加2 0 0 C 的安全裕度.若氮与氨、 氮、 硫化氢、 水蒸汽等气体共 存时，可 按图1 所规定的用材适当提高用材的等级。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 0. “ 刃 贾 0 .呢 r 0 0 0 11 口) 4 已 扮D o t . 口 . 弓 lo o “ :叫 00门月 口口，. 0心的1 .口口1 内U卜. 00目.语 ! - S L ; : : 。 ! : ， ， : : 蜜剩名担深分喊犷俪出艳握姐担一圈 ，0旧入 翻，份狱你田众减 阵件陷比.曰四尼性引以黔川 绍之成曰01 一参虽茸斗 一一一车布玉弋澎 山尸 000曰 层。二的 三 ， 一 一一一 刹 一 一 二 二 下尸 ， 寸 下 一 ， - I - - - f - 犷 .曰令碱 三蕊一 呀门01 _纽 一三 000 不。苍叭1 ，口口 47 蹄毕枷，漂 誉尸伽族，袱今风 赶长田喇坦歌娜田 取侣埃恩，一弘母织 联奴公跳旬娜碌盔! 址貂织眨取劫公肠豁畏! 烟段 表 泉 录 口。街盗叫恻 照牟属塌 的L， 长嘴 仍卜寸丫 仍卜嘴护 协卜嘴丫 0仍门20 D价N之0 心。 创蛆暇俐 州sln们9入口卜 仍目!呻欲口1 苏华 侧叫旺划名慕 9的你卜叻9口匕 仍的一OT的的a口 Nsr卜卜的0扔山幻 的肠一筋芍66中叨 卜仍|们91闰山叻 仗门卜仲0们口叨 ?!6卜节9口叨 仍钧15勺6你a公 卜al州91目口口 担 李裂 981呼功叼gH匕 心的1州1卜山口 的的11T卜口匕 仍9!。1卜口叨 仍的!寸卜叫仍山口 目的!N叫6阅叻 的81对卜叫的HO 川的!引叫口口口 竖弓 N .州02 .曰0灼 .公0卜 阶卜V) 门2 4 0 ' C )硫腐蚀部位的材料选择， 应根据设计温度及硫和硫化氢的含 量选 择碳钢、不同的铬铂钢、铬不锈钢或铬镍奥氏体不锈钢。当有液相水存在 ( 或介质 的温 度在露点温度以下)的情况下， 硫化氢分压3 . 4 3 x 1 0 - M P a 时，应选择抗硫 化 氢应力腐蚀破裂的材料， 且焊后应进行应力消除热处理。焊缝金属硬度的控制应按下述 要求。 当物料的P H值6 时，焊缝金属及其热影响区经热处理后的硬度应控 制在HB G 2 0 0 1 P H 值)6 时， 硬度应控制在HB G2 3 5 a 5 . 5 . 3 钒和钠 当嫩料中含有钒和钠的 化合物对， 应根据设计温度及钒和钠的含量来选择材料。钒 和钠的总量在7 5 P P m以 下时， 按表t 的规定选择部 件的用材，当 含 量7 5 P P m 时， 若设 计温度超过“0 0 C ，则应选择耐钒和钠腐蚀较好的 高N i - C r 合金。 5 . 6 用于直 接接触烟气的 炉用构件材料，其使用温度的限制应符合表4 的 规定。 表 4 护用构件材料的使用温度范围 材料 碳钢 和一般 铸铁 合 金 钢和 耐热 铸钢 0一般铸铁系指灰铸铁和球5铸铁 品种包 括板、 管、低铸及 型材等 I C r 1 8 td i 9 T i 8 0 01 0 0 0 1 0 0 0 - 1 1 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 11 0 0 - -1 2 6 0 5 . 7 5. 7 5. 了. 的标 记 。 其它限制 铸 铁、 耐热 铸 铁及 一般 铸 钢 件 均 需作 时 效 处 理 。 含 有 低 熔点 金属 如锡、 铅、 锌等 的 颜料 和 油 漆· 不 允 许 用作 高 温 合 金幼管 5. 7 . 3 5 . 7. 4 无质量证明书或标记的 材料不允许用作受压元件。 在表1 所规定的范围内，当设计温度3 5 0 0 C 时。应尽量不选用合 金钢，设 计温度5 0 0 0 C ，应尽量不选用不锈耐热钢。 6 炉用金属 材料的 设计选用 6 . 1 设计选用原则 6 . 1 . 1 总原则是安全可靠、 经济合理。 6 . 1 . 2 根据炉型结构及零部件所处的具体工艺条件 ( 如燃料的品种和特性、工艺 介质的组成和特性、 设计温度和设计 压力等)，结合各类金属材料的化 学成分、 常温和 高温机械性能、 物理性能以及耐蚀性等，按总原则的要求进行设计选用 。 6 . 2 材料的设计选用 6 . 2 . 1 炉管材料 ( 1 )炉管材料应具有高的 高温性能 ( 包括蠕变极限、 持久强度、抗氧化性 能等) 、 耐蚀性、 组织稳定性，时效倾向 小，易于加工和制造，良好的可焊性等性能。 C 2 )根据炉管的设计温度， 按表t 的 规定进行设计选用。若工艺介质中存在有害介 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 反时，则送材应符合5 . 5 中的规定。 6 . 2 . 2 直按接il l: 气的炉内构件用材料 ( 1 )直接接触烟气的 沪内构件 ( 如管支架、管板、 挡板和隔板、 吹灰器及温度计 套 管等 ) 的 用 材， 应 根 据 其 所 接 触的 烟 气 温度 加上 5 0 ' C 作 为 设 计温度 按表4 选取 。 ( 2 )翅片 或钉头的用 材，应根据它们的最高计 算温 度来选取， 并符合下述规定: 最高 计 算 温 度 丈4 5 0 ' C 时， 选 用 碳钢 ; 4 5 9 ' C 而 6 2 0 ' C 时， 选用 l C r i 3 ; 6 2 0 ' C 时，选用1 C r 1 8 N i 9 T i , 6 . 2 . 3 不与烟气接触的炉用构件 材料 ( 1 )钢结构和有内衬的炉壳，因设计温度不高，一般选用碳钢。 ( 2 ) 非直接接触烟气的 受压元件用材，应根据其所处的具体工艺条件按 G B 1 5 0 - 8 9 ( 钢制压力容器中 所规定的 材料和要求进行选 取。 ( 3 ) 衬里锚固 件的 用材，应根据锚固 件的 计算温度从表4 中选取，也可 按 其所处 的烟气温度来选取，当 烟气温度5 6 0 ' C 时，选用碳钦， 5 6 0 ' C 时， 选取1 8 一 8 或2 5 - 2 0 型耐热钢. 6 . 3 各类材料的化学成分和机械性能 6 . 3 . 1 表1 和表 2 中所列的材料， 其化学成分和机械性能应符合相应 材料标准的规 定;无标准的 材料 、其成分和性能参照附录C . 6 . 3 . 2 材料的高温性能除相应的标准中给出外，其它常用材料参照附录D. 7 焊接材料的选用要求 了 . 1 遵循的标准 采用的焊接材料应符 合附录A 中的最新版国家标准、部颁指令性技术文件。 7 . 2 设计选用的原则 7 . 2 . 1 焊接材料的设 计选用应 根据母材的化学成分、 机械性能以 及它们的使用条 件进行， 并应符合下列 原则。 ( 1 )同种钢的 焊接， 应选用与 母材化学成 分和机械性能一致或接近的焊接材 料 。 ( 2 )异种钢的焊接， 应按下列要求选用焊接材料. a . 铁素体钢之间的 焊接， 可按强度等级较低、抗 裂性能较好的 母材或根据合金元素 含量较低的母材或合金元素 含量介于两种母材之间的材料选用焊接材料. b . 铁素体钢和奥氏体钢 之间的焊接， 应选取合金元素含量等于或高于奥氏休钢母 材 含量的奥氏体过渡层的焊接材料，也可选用镍基焊接 材料. ( 3 )主要受压元件 用的普通低合金钢或合金钢焊接， 应采用低氢碱性型焊接材 料。 ( 4 )选用未列入本规定的焊接材料 ( 包括新研制和国外的焊 接 材料)时.除应符 合有关的 标准规定外，必须经过鉴 定.鉴定的内容应包括抗 裂性试验、 焊接工艺评 定 等，合格后方可使用。 7 . 2 . 2 同种钢或异种钢焊接时的焊接材料选 用参见附录E e 了 . 3 焊前预热和焊后热处理 7 . 3 . 1 焊 前 预 热和 焊 后热 处 理 制 度， 应 根 据 各 种波 焊接 材 料 的 特 性， 遵照 G B 1 5 0 一 8 9 钢制压力容器，J B /Z 1 5 0 一7 3 钢制压力容器焊接 规程 及有关标准和规范 的要求进行。 7 . 3 . 2 异种钢焊接时的焊前预热，应按照可焊性差的 材料的预热温度进行预 热， 焊后热处理应按照热处理规范要求较低的材料来选择热处理制度. 了 . 3 . 3 奥氏体钢之间、 奥氏 体钢和铁素体钢之间的焊接， 一般焊后不需热处理。 若有特殊要求，应在图纸或技术文件中予以注明. 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 附录A 本 规定引用的材料标准 本 规定引用的 材料标准如下: G B 6 9 9 一 8 8 优质碳素结构钢技术条件 G B 7 0 。 一 7 9 普通碳裹结构钢技术条件 GB 7 0 。 一8 8 碳素结构钢 GB 7 1 0 一 “ 优质碳素结构钢薄钢板技术条件 G B 7 1 1 -8 8 优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽 钢带 G B 7 1 3 一 8 6 锅炉用碳素钢和低合金钢钢板 G B 9 1 2 一 8 2 普通碳素结构钢和低合金结构钢薄 钢板技术 条件 GB 1 2 2 0 一8 4 不锈钢棒 GB 1 2 2 1 一8 4 耐热钢棒 G B 1 3 4 8 一 8 8 球墨铸铁件 G B 1 5 9 ， 一 8 8 低合金结构钢 G B 2 1 0 。 一 8 0 不锈耐酸钢铸件技术条件 G B 2 2 7 0 一 8 0 不锈钢无缝钢管 G B 3 0 7 7 一 8 8 合金结构钢技术条件 G B 3 0 8 7 一 8 2 低中压锅炉用 无缝钢管 G B 3 2 7 4 一I 碳案结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 G B 3 2 8 0 一 8 4 不锈钢冷轧钢板 GB 4 2 3 7 一8 4 不锈钢热轧钢板 GB 4 2 3 8 一8 4(耐热铆板 G B 5 3 1 。 一 8 5 高压锅护用无缝钢管 GB 5 6 7 6 一8 5 一般工程用铸造碳钢 G B 6 4 7 9 一 8 6 化 肥设备用高压无缝钢管 G B 6 6 5 4 一 8 6 压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板 G B 6 9 6 7 - 8 6 工程结构用中、高强度不锈钢铸件 G B 8 1 6 3 一 8 7 输送流体用无缝钢管 G B 8 4 9 2 一 8 7 耐热 钢铸件 G B 9 4 3 。 一 s 8 ( 灰铁铸件 G B 9 9 4 8 一 8 8 石油 裂化用无缝钢管 G B 9 4 3 7 一 8 8 耐热铸铁件分类及技术条件 J B 7 5 5 -8 5 压力容器锻件技术条件 J B 2 6 3 3 一 8 1 锅炉锻件技术条件 J B 2 6 3 7 一 8 1 锅炉承压球是铸铁件技术条件 J B 2 6 3 9 一 8 1 锅护 承压灰铁铸件技术条件 J B 2 6 4 。 一 8 1 锅炉管道附件承压铸钢件技术条件 Y B /Z 8 一7 5 耐热钢推荐钢号技术条 件 HG5 一1 5 5 7 一 8 4 高温承压用离心铸造合金炉管技术条件 S HJ 1 o 4 卜 8 4 炼油广管式加热炉铬2 5 镍1 2 合金钢铸件工程技术条 件 Q /Z B 6 7 一 7 3 特殊性能高合金钢铸件 GB 9 8 3 一8 5 不锈钢焊条 GB 1 3 o 。 一7 7 焊接用钢丝 G B 4 2 5 3 - 8 4 惰性气体保护焊 接用不锈钢棒及钢丝 G B 4 2 4 2 一8 4 焊接用不锈钢丝 GB 5 . 1 7 一8 5 碳钢焊条 GB 5 1 = 8 一8 5 低合金钢焊条 GB5 2 9 3 一8 5 碳素钢埋弧焊用焊剂 Y B / Z 1一7 S 焊接用 钢丝推荐钢号技术条件 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 附录 B 本规定引 用和参照的标准和规范 本规定引用的有关材料验收、 焊接、 焊缝的试验和检验标准和规范如下 G B 3 3 2 3 一 8 7 钢熔化焊对接接头射线照相和 质量分级 G B 4 1 6 3 一 “ 不锈 锅管超声波探伤方法 G B 5 6 ”一 8 5 铸钢件射线照相及底片等级分类方法 G B 5 7 7 7 一 8 6 无缝钢管超声波探伤方法 G B 7 2 3 3 一 8 7 铸钢件超声探伤及质量评级方法 G B 9 4 4 4 一 8 8 铸钢件磁粉探伤及质量评级方法 Z B J 7 4 0 0 3 一 8 8 压力容器用 钢板超声波 探伤 J B 1 1 5 1 - 7 3 高 压无缝钢管超声波探伤 J B 1 1 5 2 一 8 1 锅炉和钢制压力容器对接悍缝超声波探伤 J B 1 6 1 4 一 8 3 锅炉受压元件焊接接头机械性能试验方法 J B 3 9 6 3 一 8 5 压力容器锻件超声波探伤 J 3 3 9 6 5 一8 5 钢制压力容器磁粉探伤 J B 4 2 4 8 一8 6 压力容器锻件磁粉探伤 本规定参照的有关材料验收、焊接、 焊缝的试验及检验标准和 规范如下: J BI 创3 一 8 3 锅炉受压元件焊接技术 条件 J B 3 3 7 5 一 8 3 锅护原材料入厂检验 J B 3 9 6 4 一 8 5 压力容器焊接工艺评定 J B /Z 1 0 5 一 7 3 钢制压力容器焊接规程 附录C 材料的化学成分和机械性能 本附录给出了表1 和表2 中无标准的钢号及部分国外常用的 炉用金 属材料的化学成分 和机械性能 ( 见表C 1 )，同时还规定了部分炉管 和管件材料的 使用温度范围 ( 见表 C2 ) 。 一一气岁一乱岁一划酬训一引引州州圳 -1气争T以1叭卜N-产梦砚护2侣廿阅 .-!胃洲蔺到型刊创州训酬侧) 1-1-.T-翻的比一0叭峭2目胃 3 X1 o 已 搜拟毖写足次侧朴拙留葬龙众抽 工Q娜 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 训|目留冲同1|1.|训一0目叫叫一刀之ldl内 -0绍r-00TT-山11 “!“.“!。一曰燕拌比一日排日一日日教靴比 物族牟君二叙胜裕一11器丫|一|蘸!lljj曰魏推甜能lre. 十.叫.叫止川转钊一龙哗;丁州爆汗樵阵f 绍班一:蛆脚卜嘲一皿蔽已到-.赛 曰裸侧明叹玛公睡振众粉 。搁冥君份卞射买用址回圳阅七加 到口解 。和妞令视葵河认年瑞日滚一只宜城占之+岛工川0 户取田祖.碑每.卜91仍工畴侣级粗属窟书.盆6仍仍0 。曰氮调冥塑辑侧恶9忿书。坦任T琳箱城霖扮圳泪e二侧 U粥绷 6 7 附录D 材料的高温性能 本附录给出了部分材料的高温性能， 供炉管强度设计时参考. D. t 国 产炉用管材的高温性能 D. 1 . 1 国产炉管高温短时机械性能见表Di e 表 Dl 国产炉管高沮短时机械强度 钢号 a s Z G4 C r 2 5 N i 2 0 Z G4 C r 2 5 N i Z 0 A 温度，. c 一 兰 - - 一一871 一 - Q1,M P a .一 3 113 一 必 1 1 3 Z G5 C , Z S N i 3 6 C o 1 5 W 5全1 1 8全 2 5 H P- N b D . i . 2 D . 1 . 3 国产炉管高温持久强度见表D 2 , 说 明 表D2 国产炉管的高通持久强度 国产的Z G4 C r 2 5 Ni 2 0 和Z G4 Cr 2 5 N i 2 0 A 的离心铸 管的高温强度性能已达到 国 外的H K 4 0 的性能，因此D 3 中 的图及表完 全可以应用于国产炉管的强度计算时参 考。 国产的HP 和HP - N b 离心铸管 已在 四川化工机械厂试制成功， 性能与国外同 锅号 断裂时间h 87 10C , 69M P一 ，820C , 4 1M P a Z Wr 2 S Nt 2 0 Z 2 S!李 1 1 Z G 4 C r 2 5 N i 2 0 A ， 2 5 1 3 1 1 类产品相似，因高温持久强度数 据还未公开发表，若设计需要，可与该厂联系或者参考 国 外回 X * 材 料 的 数 据. D . 2 S u p e r t h e r m q 高 A 性 能见 I- D 3 . 表D3S u p e r t h e r m 的高温性能 一比 01/200 0'/Ioao 0'heooo VITMPa mpg MPa I 1X VI T MPa'48 31 20 2225 SS 9 129 5 1 2I3 11 - I, 0.7 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 D. 3 D . 3 . 1 D. 3 . 2 HK40的高温性能 HK4 。 的高温短时拉伸性能兄表D 。 HK 40的蠕变断裂强 度见图D。 缓D4 HK40的高温短时拉伸性能 之片长侧 摆 1 8 6 80 幻2 3 5 2 0 6 1 2 一一 ” ，一二 赚一令一令令 卜叼)一一)甘 1 卜、 一l 、l 一 ! 悯、l 一 l一I4 队 叼权 仁 、 冬 、1 卜 一 、 、 ! ) 、权1 仪 队 长 “ 入 认 丈认 、 一1 、咭 、成 一 一 、 J 阅 、- 1 写 1 8 式中: 1 导2 0二 12 22 32 42 52 6 尸 P .1 0 一 二 T·( 1 5 +l o g t ) 护 -L . rt0 0 娜 1 1 er指致; T 谧度，“ K， t 时间，五 。 图DI HK4 O 的蟋变断裂强度 D. 4 Mo d 。H K4 o 的高 温性能 D. 4 . I Mod.HK 40的高温短时拉伸性能见表D S 。 农D SMo d . HK40的高涯短时拉件性能 温 度。 1口 。 . :6 M Pa入 ! P ! 5 。 。 晰娜 ·一拐 一咖 一 潇 ， 一 1 6 ，1 1 8 :， !- 69 D. 4 . Z Mod 。HK40的蟠变断裂强度见图D2. .戍峭 着 队，llll毛 t 卜 I、 (tl 育 七、I I l 、权 长1 七一.、l 、 卜 l l l了 基ij、 1 弓 卜ll 、卜、l 旦 卜、 卜 !卜 礼 1 仪 今 、兮 。尽 卜ll 、魂 、 l 从 ll一八今 叫 一 、 1 . 冈l 卜. 1、 式 中: 图DZ HP 的高温性能 尸 P二1 0 一 急 。 T·( 1 5 +1 。 t ) P L a r s o .Mi l l 亡 t 指 数， T 一一 沮度，“ K ; t 一一 时间，b 。 Mo d.HK40的蠕变断裂强度 D. 5 D. 5 . 1 D 。 5 2 HP 的高温短时拉伸性能见表D6 . HP 的蠕变断裂强度见图D3 。 妄D6HP 的高通短时拉伸性能 ， 万了下一百一 下下万丁下一 一 一 兰 一 一 竺 竺 一一一一一 竺 竺 - 一三应 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 卜、尹 、 . 门l I (口Il 卜 、lI II I 、I、阮I一Il1 、 冈.、 ! 、 I旧1 呜一)1 ld 卜! I 、 I l一fI自 、 I 、一 1卜1 I I司 卜 侧I. - 1、 I月 I_、 队 匀 l 目 · 洲队习! _ 一洲队 交、三 )一l ， III，仅为化学工业 炉常用材质的 标准， 这井不排斥使用其它 ( 本规定未列入)材料标准中的材料。为此， 本规定列人2; 的内 容，主要就是考虑 上述因素. 2 . 2 有关材料的检验、 施焊时的焊接材料、 焊缝的检验等标准，应根据材料的特 点和使用条件参照使用。 应符合的标准或参考的 规范， 规程等均参见附 录B o 2 . 3 国内 现阶段在化学工业炉的 设计中 还没有一套完整的 规范和规定。现行的几 个规范和规定v m 锅炉压力容器安全监察暂行 条例、 燕汽 锅炉安 全技 术监 察规 程、 压力 容器安全技术监察规程、 水管锅炉受压元件 强度计算、 锅壳式锅 炉受 压 元 件 强度 计 算、 钢 制压 力 容 器 等 ， 与 化 学 工 业炉 的 条件 有 所 不同 ， 适 用 范 围也不尽相同，对材料的 要求虽具有相同的 特点， 但也有所不同.因此，对上述有关规 范和规定只能参H执行，而不能全部套用. 2 . 4国的各 级标准在 近期内均进行了大童的修订和修改，变动较大 这是科技 进步在标谁工作中的 反映。为了使本规定能符合当前的技术水平，所列的各项标准和规 范均应是最新版 o . 3 一般规定 化学工业炉各金属零部件的用材， 除应符合所选用的材料标准要求外.还由于工业 炉的特殊性 ( 如高温、易氧化、 直接接触烟气及有腐蚀的介质等)， 需要增加或补充一 些要求， 这些补充的技术要求应该反映在 设计图纸或技术文件内，以 便在 材料采灼.炉 子的 制 造 和 使 用中 遵 照执 行 ， 保 证 生 产的 正 常 秩 序 ， 达 到预期 的 设 计 指标 。 这 是 制汀 本 规定的目的. 4 材料的技术要求 本规定主要是对化学工业炉炉用金属材料在 具休选用时需增加的补充要求进行了 规 定.由于参照的标准、规范或规定对 材料、 材料的 焊接、 检验等均有规定，因此， 本规 定只对这些标准、规范或规定要求之外，适合于工业炉的特点对材料的要求作一些增加 或补充。 4 . 1 材料的 冶炼方法对其质量和性能有较大的影响.在G B 1 5 0 - 8 9 钢制压力容 器2 . 1 , 3 中明 确规定:“ 压力 容器受压元件用 钢应由 平炉、 电炉或氧气转炉冶炼”. 作为化学工业炉的受压元件，其工作条件有时比 压力容器受玉元件还要恶劣，同时， 沪 用受压元件还采用了铸件，因此对材料的冶炼方 法有此规定. 4 . 2 化学工业炉的主要受压元件是炉管， 由于 炉管长期在高温烟气或火焰直接接 触的 条件下工作，同时管内有时还存在着化学反应，要求 材料具 有高的持久强度 ( 蠕变 断裂强度)，除了在成分上应控制在标准规定的范围内，还必 须采用无缝的轧制或离心 铸造管，以适应不同条件下的 工作要求. 4 . 3材料的 化学成分和机械性能一 般在各自 的标准中均 有规定，但还有一部分经 常使用而暂无标准或已经过鉴定还没有列入各级标准的材料，以及少部分的常用国外材 料，它们的 化学成分和机械性能在 本规定的 附录C 、 附录D 和附录E 中给出，供设计 选 用时参考. 4 . 4 G B 1 5 0 一 8 9 钢制压力容器第二章对A 3 F ( A Y 3 F )、A 3 ( A Y 3 )四个 钢号的材料在板厚、 设计压力、设计温度和接触介 质上均有明确的限制 并在确定这些 材料的 许用应力值时考虑了 质量系数，这是因 为材料质量不稳定的缘故。国外许多国家 对这类材料的限制也较严格， 这是为了 保证安全的需要.故本规定也对此作了限制。由 于G B 7 0 。 一7 9 已 被G B ' 7 0 。 一 8 8 所取代，近 期内 为过渡时期，均可采用不同年号的标准 订购材料。 新标准的钢号表示方法与旧标准明 显不同，材料的性 能保证值也不 同。 为 此，在 本规定内 把新标准的钢号列在 首位，等同于 新标准钢 材牌 号用括号以 示区别， 井 同样给予限制. 4 . 5 当 设计温度2 0 0 ' C 时， A 3 F ( A Y 3 F ) , A 3 ( A Y 3 )材料的 许用应力值 的 确定是屈服限起主导作用，若是采用Q 2 3 5 一 A· F 和Q2 3 5 一 A· Z ， 在G B 7 0 。 一8 8 中 它们的屈服限是标准规定给予 保证 的， 而按G B 7 0 0 - 7 9 采购的A 3 F ( A Y 3 F ) , A 3 ( A Y 3 )，在该标准中，屈服强度和冷弯性能仅当 需方有要求 时， 作为附加保证项目 在 合同中注明， 钢厂才予以 保证.同时，因 上述材料的质量在生产中的 不稳定，为保证强 度计算的安全，提出按G B 7 0 0 一 7 9 订购的A 3 F ( A Y 3 F )、A 3 2 2 m m, 壁厚与外径的比值(1 o % 的钢管应作压扁试 验， 经 需方要求 可作扩口 或卷边试验。 G B 3 0 8 7 一 8 2 外径2 2 二 二 、 壁厚 2 2 -4 0 0 m m 的钢管需作压扁试验，外径1 5 9 m m , 4厚8 m m 的 优 质 碳 素钢 和不 锈 钢 钢 管 需作 扩口 试 骏 ，合 金 钢 和耐 热钢韧 管根据需方要隶， 经供需 双方协商也可作扩口 试验。 G B 5 3 1 0 一 8 5 : 外径2 2 m m 的 钢管需作压扁试验，壁厚2 2 - M 的婀管需作压扁试验，根据需方要求， 壁厚(8 m m 的钢管可作护口 试验. 从以 止各标准可以 看出， 各标准对这 三个试验的要求是既有共同 点，又有不同点， 般讲压扁 试验标准中 均是必保项目 ，而扩口 试验、 卷边试验的 要求不一。因 此本规定 对此作附加要求提出，以引起设计选用人员的重视. 4 . 1 1在 化 学 工 业 炉 的 条 件 中 ， 炉 管 的 设 计 压 力 有 的 大 于 或 等于 9 .8 1 M P a ( 如引 进装置中的开主加热护等)，在此情况下，为了保证炉管的 质量，使工业沪能安全运 行， 提出了 凡设计压力9 , 8 1 m r a 的钢管，须逐根作超声波探伤的要求. 这是 因为超 声波探伤比 水压试验更能发现内 部的 缺陷。对于这一 点，G B 5 3 1 0 - 8 5 和G B 9 9 4 8 - 8 8 中 均规 定 了 这条 要 求. 具体 探伤 数 量 和 合 格 指 标， 由 供需 双 方协 议， 5 材料的 使用范围与限制 5 . 1 材料的使用温度范围与限制 5 . 1 . 1本 规 定 所 列 的 材 料 系 化 学 工 业 炉 经 常 使 用 的 ， 井 不 排 斥 使 用 其 它 材 料 · . 5 . 1 . 2 材料的使用温度是选择化学工业炉用材的关键，由子各类材料的合金元素 含量的不同 它们的热强性、耐蚀性和抗氧化性能也是不同的 ，同时由于工艺介质及燃 料中含有不同的有害物质，也会影响到材料的 使用温度. 为此，制订了表 的使用温度 与限制， 这在各国或各公司的规范中 均有规定. 但是应该注意的是，本规定中的限制在 具体选材时应根据具体的务件进行合理选择. 现把已收集到的标准规范中的有关限制或规定列于 附表 ， 予以 说明。 5 . 1 . 3 正文表1 中的用途一栏内的内容，仅局 限于化 学工业炉炉用金属的范围，至 于其它用途，可参考其它专 业标谁或手册 5 . 1 . 4 HG 5 - 1 5 5 7 - 8 4 中的材料牌号与国外常用 的HK4 0 , S u o e r t h e r m相司; H P 和HP 一 N o 也 分别与N外1HP 和M 。 d , H P 相 1 其成分 和性能列入附录，以便 于 设计选用。1 5 . 2 紧固件材料的堕用温度限制 作 为紧固 件的 用 材， 要求 具 有 足 够的 强 度， 低 的 缺口 4 4 感 性， 在 高温 下 要 求 有 一定 的持久强度，以 及小的蠕变脆化倾向和良 好的抗氧化 性;司 时紧固件长 期处于应力 状态 下工作，又要求给垫片有一定韵压力，; 蔺 足密封的要求，不允许有泄漏故要求材料有 较好的 抗松弛性。 为此，紧固件的 材料要得到良好的综合机械性能，一般需进行正火或 调质处理，因而t = . 们的使用温度范围不 宜订得太高，在大部 分琦 况 ，紧固 件的实除操 作温度大大低于其它部件的操 作温度。基于 上述原因，紧固 件的温度; 贪 钊比同 钢号的其 它材料 ( 如板、管、锻件等)要严一些。 5 . 3 材料的化学成分确定之后，其机械性能亦基本确定，为了在实际使用中有 良 好的综合机械性能，可以通过热处理的方法来获得。对不同的材料或同种 材料，为了满 足相同或不同的性能要求，就需要进行不同的热处理.在生用中，材料的热处理状态 也 就是它们的使用状态， 这是相当 重要的。 因此， 本规定参照G B 1 5 0 -3 9 钢制压力容 器等规范和标淮， 制订了材料的使用 状态. 5 . 4 压力容器安全技术监察规程中 规定， 含碳皇大于。 . 2 4 %的 钢材， 不 得用 于焊接容器。 但在实际使用中，不可避免 地出现 一些含碳量稍高于。 . 2 4 %的 钢材 ( 如2 5 号钢)，需要局部用于焊接制造。从碳对 钢材的影响看， 碳含量的增加， 会提高钢 材的 强度， 同时脆性也增加， 这样材料的可焊性差，焊接时会产 生裂纹。因此对含碳量应有 一定的限制.若把含碳量限制在0 . 2 4 %以下，则会把一部分可焊