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4 材料

4.1 一般規(guī)定

4.1.1 鋼材選用應(yīng)綜合考慮油罐的設(shè)計溫度、介質(zhì)腐蝕特性、材料使用部位、材料的化學(xué)成分及力學(xué)性能、焊接性能等,并應(yīng)符合安全可靠和經(jīng)濟合理的原則。

本條規(guī)定了油罐用鋼材(鋼板、鍛件、鋼管、螺栓、螺母及焊接材料)和結(jié)構(gòu)型鋼的選用原則。本條維持原規(guī)范的規(guī)定,依據(jù)是本規(guī)范第1章“總則”。

4.1.2 油罐所用鋼材應(yīng)采用氧氣轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉,對于標準屈服強度下限值大于390MPa的低合金鋼鋼板,以及設(shè)計溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件,還應(yīng)當采用爐外精煉工藝。

目前我國冶金企業(yè)的冶煉設(shè)備已基本上淘汰了平爐,故本條取消了原規(guī)范中“平爐”冶煉,修訂為“油罐所用鋼材應(yīng)采用氧氣轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉”。同時參照現(xiàn)行國家標準《壓力容器 第2部分:材料》GB 150.2的相關(guān)技術(shù)要求,增加了“對于標準屈服強度下限值大于390MPa的低合金鋼鋼板,以及設(shè)計溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件,還應(yīng)當采用爐外精煉工藝”的規(guī)定。

本規(guī)范中“標準屈服強度下限值小于或等于390MPa的低合金鋼鋼板”和“標準屈服強度下限值大于390MPa的低合金鋼鋼板”是維持原規(guī)范分別對“低合金強度鋼鋼板”和“低合金高強度鋼鋼板”的界定范圍。該界定范圍可與現(xiàn)行國家標準《壓力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011中將“標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa的低合金鋼鋼板”界定為低合金高強度鋼鋼板相對應(yīng)。

本條新增對低合金高強度鋼鋼板(標準屈服強度下限值大于390MPa的低合金鋼鋼板)以及設(shè)計溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件“還應(yīng)當采用爐外精煉工藝”的規(guī)定,是考慮到上述兩類鋼板和鍛件因技術(shù)要求及應(yīng)用場合不同,而對其冶煉方法提出了更高要求。

所謂的“爐外精煉”也可稱為“二次煉鋼”或鋼包精煉。爐外精煉的生產(chǎn)流程[高爐煉鐵→鐵水預(yù)處理(KR脫硫)→電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼→爐外精煉→連鑄或鑄錠]代替了傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程(高爐煉鐵→電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼→鑄錠),并將傳統(tǒng)的煉鋼工藝分為兩步:電爐或轉(zhuǎn)爐初煉:在氧化性氣氛下進行爐料的熔化、脫磷、脫碳和主合金化;鋼包精煉:在真空、惰性氣體或可控氣氛下進行脫氧、脫硫、去除夾雜物、微調(diào)成分等。爐外精煉具有以下冶金作用:一是使鋼水溫度和成分均勻化,保證鋼材質(zhì)量均勻;二是微調(diào)成分使成品鋼的化學(xué)成分控制在很窄的范圍之內(nèi);三是降低鋼水中硫、磷雜質(zhì)含量以及氫、氮、氧等氣體含量,改變鋼中夾雜物形態(tài)、組成和去除有害元素,提高鋼水的純凈度。

4.1.3 選用鋼材和焊接材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接性能應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標準的規(guī)定。

4.1.4 對所選用鋼材有特殊要求時,應(yīng)在圖樣或有關(guān)技術(shù)文件中注明。

4.1.5 碳素鋼和低合金鋼鋼材及其焊接接頭的沖擊試驗應(yīng)符合下列規(guī)定:

1 碳素鋼和低合金鋼鋼材(鋼板、鋼管、鍛件)及其焊接接頭的沖擊功應(yīng)符合相應(yīng)鋼材標準的規(guī)定,且不應(yīng)低于表4.1.5的規(guī)定。

表4.1.5  碳素鋼和低合金鋼鋼材及其焊接接頭的沖擊功

注:對Rm隨厚度增大而降低的鋼材,按該鋼材最小厚度范圍的Rm確定沖擊功指標。

2 夏比V型缺口沖擊試樣的取樣部位、方向及缺口位置應(yīng)符合相應(yīng)標準的規(guī)定。沖擊試驗每組應(yīng)取3個標準試樣,可有1個試樣的沖擊功數(shù)值低于表4.1.5的規(guī)定,但不得低于表4.1.5規(guī)定值的70%。當鋼材尺寸無法制備標準試樣時,則應(yīng)依次制備寬度為7.5mm或5mm的小尺寸沖擊試樣,其沖擊功指標應(yīng)分別為標準試樣沖擊功指標的75%或50%。

本條為新增條款。本條內(nèi)容主要是在取消了原規(guī)范表4.2.5的基礎(chǔ)上,為預(yù)防碳素鋼和低合金鋼鋼制焊接油罐發(fā)生脆性破壞,參照現(xiàn)行國家標準《壓力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011中第3.8條的有關(guān)規(guī)定,對碳素鋼和低合金鋼鋼材(鋼板、鋼管、鍛件)及其焊接接頭規(guī)定了沖擊試驗最低沖擊功的要求。對鋼材標準中沖擊功指標高于本條表4.1.5規(guī)定的鋼材,還應(yīng)符合相應(yīng)鋼材標準的規(guī)定。如對鋼板的沖擊試驗要求還應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 700、《鍋爐和壓力容器用鋼板》GB 713、《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》GB 3531和《壓力容器用調(diào)質(zhì)高強度鋼板》GB 19189的規(guī)定;對鍛件的沖擊試驗要求還應(yīng)分別符合現(xiàn)行行業(yè)標準《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》NB/T 47008和《低溫承壓設(shè)備用低合金鋼鍛件》NB/T 47009的規(guī)定;對鋼管的沖擊試驗要求還應(yīng)符合本章相關(guān)條文的規(guī)定。對于上述鋼材的焊接接頭沖擊試驗用樣的制作要求可參照現(xiàn)行行業(yè)標準《承壓設(shè)備焊接工藝評定》NB/T 47014的有關(guān)規(guī)定。

原規(guī)范表4.2.5《低溫夏比(V形缺口)沖擊試驗最低沖擊功規(guī)定值》中的內(nèi)容是參照《鋼制壓力容器》GB 150—1998中附錄C編制的,現(xiàn)已由現(xiàn)行國家標準《壓力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011中第3.8條表1所代替,故將其移至本條以對選用鋼材及其焊接接頭的沖擊試驗最低沖擊功要求進行了一般性規(guī)定。

4.1.6 不同溫度下鋼材的彈性模量選取應(yīng)符合表4.1.6的規(guī)定。

表4.1.6  鋼材的彈性模量

注:中間溫度的彈性模量可用線性內(nèi)插法計算。

原規(guī)范中第4.1.6條規(guī)定的不同溫度下鋼材的彈性模量是按《鋼制壓力容器》GB 150—1998中附錄F(提示附錄)表F5的規(guī)定選取的,現(xiàn)行國家標準《壓力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011附錄B(資料性附錄)表B.13已將其修訂(見表4),其修訂值與美國標準《焊接石油儲罐》API 650中表P-1規(guī)定的數(shù)值很接近,故本條表4.1.6“鋼材的彈性模量”采用了現(xiàn)行國家標準《壓力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011規(guī)定的碳素鋼和碳錳鋼設(shè)計溫度下的彈性模量值(見表4)。

表4  鋼材的彈性模量

注:①在-40℃下的彈性模量;

②在90℃下的彈性模量;

③在260℃下的彈性模量。

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