中国.欧洲压力容器用钢板标准分析.pdf

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1、中国、欧洲压力容器用钢板标准分析 舞阳钢铁有限责任公司张华红 一、概述 中国的压力容器用钢板标准有 3 个国家标准，即 GB6654-1996压力容器用钢板 、 GB3531-1996低温压力容器用低合金钢钢板 、GB19189-2003压力容器用调质高强度钢 板 ； 另外， GB150-1998中附录A包含有14Cr1MoR钢板标准， 在附录H中包含有12Cr2Mo1R 钢板标准。GB6654-1996 在 1998 年 4 月 23 日、2000 年 9 月 26 日由国家质量技术监督局发 布了第 1 号、 第 2 号共两次修改通知单， 内容分别为增加新牌号 15MnNbR 及对原牌号的

2、P、 S 含量、冲击温度及冲击功值、冶炼方法进行了调整；GB3531-1996 在 2000 年 9 月 26 日由 国家质量技术监督局发布了第 1 号修改单，取消了原标准中牌号 09Mn2VDR，并对其它原 牌号的 P、S 含量、冶炼方法及 16MnDR 的冲击功值进行了调整；原标准经调整后，提高了 GB6654-1996 和 GB3531-1996 的标准技术水平。 欧洲压力容器用钢板标准包含在 EN10028压力容器用扁产品规范中（钢板属于扁 产品） 。它由 7 个部分组成，EN10028-1 为一般要求，是压力容器用扁产品的通用技术要求； EN10028-2 为具有高温性能的非合金和合

3、金钢；EN10028-3 为正火的可焊接细晶粒钢； EN10028-4 为 Ni 合金低温性能钢；EN10028-5 为热机械轧制可焊接细晶粒钢；EN10028-6 为淬火加回火可焊接细晶粒钢；EN10028-7 为不锈钢（因我国压力容器用钢板标准无不锈钢 标准，所以本文不分析 EN10028-7 标准内容） 。 EN10028-1 的技术要求与 EN10028-2、 EN10028-3、 EN10028-4、 EN10028-5、 EN10028-6、 EN10028-7 的技术要求是相互独立且相联系的。EN10028-1 是总体通用技术要求， EN10028-2、EN10028-3、EN1

4、0028-4、EN10028-5、EN10028-6、EN10028-7 是对具体牌号 的特征规定，是对 EN10028-1 的补充。 二、标准内容 1 用产品类型 GB3531、GB6654、GB19189 均仅适用于钢板产品，而 EN10028 则适用于扁产品，此标 准中的扁产品类型有热轧钢板/钢带、热轧卷材、热轧窄条钢。从标准的适用产品类型来看， 欧洲标准注重标准的通用性，钢板属于扁产品，按扁产品分类来制订，这样就减少了标准的 数量；而国内标准则注重标准的专用性，针对钢板专门制订标准。 2 牌号及化学成分特点 2.1 牌号 2.1.1 中国与欧洲标准中可对应的压力容器用钢牌号见表 1。

5、中 国 标 准牌号牌号欧 洲 标 准 2.1.2 按标准化学成分特点进行分类的中国、欧洲标准钢牌号 1） 非淬火加回火钢的类别、标准号及钢牌号 a)碳素结构钢 i ) 普通碳素结构钢： GB6654-1996：20R ii ) 含有晶粒细化元素（Al 或 Nb 或 V 或 Ti）的碳素结构钢 EN100282-1992：P235GH、P265GH b)低合金高强度钢 i ) 普通低合金高强度钢： GB6654-1996：16MnR ii ) 含有晶粒细化元素（Al 或 Nb 或 V 或 Ti）的低合金高强度钢： GB6654-1996：15MnNbR、15MnVR、15MnVNR GB3531

6、-1996：16MnDR EN10028-2-1992：P295GH、P355GH GB6654-199620R P235GH P265GH EN10028-2-1992 GB6654-199616MnR、15MnNbR P355GH P355N、P355NH EN10028-2-1992 EN10028-3-1992 P355MEN10028-5-1996 GB6654-199615MnVRP420MEN10028-5-1996 GB6654-199615MnVNRP460N、P460NHEN10028-3-1992 GB3531-199616MnDR P355NL1、P355NL2EN10

7、028-3-1992 P355ML1、P355ML2EN10028-5-1996 GB3531-199609MnNiDR11MnNi5-3EN10028-4-1995 GB3531-199615MnNiDR13MnNi6-3EN10028-4-1995 GB150-1998 附录 H12Cr2Mo1R10CrMo9-10、 11CrMo9-10EN10028-2-1992 GB6654-199615CrMoR(g)13CrMo4-5EN10028-2-1992 EN10028-3-1992：P275（N、NH、NL1、NL2） 、P355（N、NH、NL1、NL2）、 P460（N、NH、NL

8、1、NL2） EN10028-5-1996：P355（M、ML1、ML2）、P420（M、ML1、ML2）、P460（M、 ML1、ML2） c) 合金钢 低温 Ni 合金钢 i ) 一般低温钢（-70 -45） ，Ni 含量范围：0.30%0.85% GB3531-1996：09MnNiDR、15MnNiDR EN10028-4-1995：11MnNi5-3、13MnNi6-3 ii ) 超低温钢(-196 -80)， Ni 含量范围：1.30%10.00% EN10028-4-1995:15NiMn6、12Ni14、12Ni19、X8Ni9、X7Ni9 CrMo 合金钢 GB6654-19

9、96：15CrMoR GB150-1998 附录 A：14Cr1MoR GB150-1998 附录 H：12Cr2Mo1R EN10028-2-1992：13CrMo4-5、10CrMo9-10、11CrMo9-10 Mo 合金钢 EN10028-2-1992：16Mo3 Mn-Mo-Nb 合金钢 GB6654-1996：18MnMoNbR Mn-Ni-Cr-Mo-Nb 合金钢 GB6654-1996：13MnNiMoNbR 2)淬火加回火钢 a)低焊接冷裂纹敏感性钢 GB19189-2003：07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR、12MnNiVR b) 焊接细晶粒钢 EN1002

10、8-6-1996：P355Q、P355QH、P355QL1、P355QL2、P460Q、P460QH、 P460QL1、P460QL2、P500Q、P500QH、P500QL1、P500QL2、P690Q、P690QH、 P690QL1、P690QL2。 2.2 标准化学成分特点 2.2.1 非淬火回火钢 1）碳素钢和低合金高强度钢 a) 欧洲标准和中国标准碳素钢的主要化学成分对比见表 2。 表 2 标准号牌号CSiMnPSAl（全） GB6654-199620R0.200.15-0.300.40-0.900.0300.020 EN10028-2-1992 P235GH0.160.350.40

11、-1.200.0300.0250.020 P265GH0.200.400.50-1.400.0300.0250.020 由表 2 中可以看出，欧洲标准中碳素钢的锰含量上限高于中国标准，范围较宽，且含有 晶粒细化元素(Al（全）0.020%)；而中国标准中该类钢的锰含量上限较低，范围较窄，且 对晶粒细化元素含量无规定，但其有害元素 S 含量低于欧洲标准的规定。 b)低合金高强度钢 由于此类钢的牌号较多，故其化学成分不再列表，仅将其各自特征简述如下。 欧洲标准 欧洲标准中的低合金高强度钢均为含有晶粒细化元素的钢种。欧洲标准侧重于 晶粒细化元素的应用，从成分设计上，强调钢的可焊性，体现其细晶粒特征。

12、 欧洲标准低合金高强度钢另一个重要特征是体现氮的微合金化作用。提倡在含 钒钢中加入氮，利用氮在钢中的作用，即促进碳氮化钒的析出，增强钒的沉淀强化作用， 细 化晶粒，从而大幅度提高钢的强度。欧洲标准中规定牌号的 V、N 元素含量见表 3。 表 3 牌号标 准 号V，最大，%N，最大，% P275N（NH、NL1、NL2）EN10028-3- 1992 0.050.020 P355N(NH、NL1、NL2)0.100.020 P460N（NH、NL1、NL2）0.200.025 P355M（ML1、ML2）EN10028-5- 1996 0.100.015 P420M（ML1、ML2）0.100.

13、020 P460M（ML1、ML2）0.100.020 中国标准 中国的压力容器用低合金高强度钢在实际生产中虽然均按照可焊接细晶粒工艺生 产，但在标准中并没有得到全部体现。如 16MnR 标准中没有强制规定细化晶粒元素含 量，但生产厂在生产中却按照细晶粒工艺生产。 2.2.2 淬火、回火钢 牌号 中国的淬火加回火钢包含在标准 GB19189 中，有 3 个牌号，即 07MnCrMoVR、 07MnNiCrMoVDR、12MnNiVR(仅有 490MPa 一个屈服强度级别)。欧洲标准 EN10028-6 可 焊接细晶粒淬火回火钢， 它包含 4 个强度级别 （屈服强度级别为： 355MPa、 46

14、0MPa、 500MPa、 690MPa）的钢种，共 16 个牌号。 标准成分特点 GB19189 中 3 个牌号的成分特点，重点体现低焊接冷裂纹敏感性（焊接裂纹敏感性组成 Pcm： 对于 07MnCrMoVR： Pcm0.20%， 对于 07MnNiCrMoVDR： Pcm0.21%， 12 MnNiVR： Pcm0.26%） 。 EN10028-6 标准中牌号的成分特点：细晶粒可焊接，可选择的细化晶粒元素，含量规定 具体，C 含量较高，淬透性元素含量上限范围宽。 GB19189 与同级别的 P500Q（QH、QL1、QL2）的 C、P、S 及淬透性元素 B、Cr、Mo、 Ni 标准含量的对

15、比见表 4。 表 4 标 准牌号CPSBCrMoNiPcm GB19189-200307MnCrMoVR 0.09 0.025 0.010 0.10- 0.30 0.10- 0.30 0.30 0.20 07MnNiCrMoVDR 0.09 0.020 0.010 0.10- 0.30 0.10- 0.30 0.20- 0.50 0.21 12 MnNiVR 0.15 0.025 0.010 0.30 0.30 0.15- 0.40 0.26 EN10028-6-1996 P500Q、P500QH 0.18 0.025 0.015 0.005 1.00 0.70 1.50 - P500QL1

16、P500QL2 0.18 0.020 0.010 0.005 1.00 0.70 1.50 - 淬透性元素含量高低受标准厚度的限制。 GB19189-2003 中 3 个牌号的标准适用厚度为 1260mm，而 EN10028-6 中标准适用厚度为150 mm。由于 EN10028-6 适用厚度范围宽， 所以其淬透性元素含量上限高，有利于生产厂化学成分的调整，以达到规定力学性能。 3 厚度允许偏差及重量 3.1 厚度允许偏差 GB3531、GB6654、GB19189 均将厚度负偏差限定为-0.25mm，EN10028-1 通用标准中 将厚度负偏差限定为-0.3 mm， 二者基本一致。 另外，

17、我国标准 （GB3531、 GB6654、 GB19189） 中没有规定同板差（同一张钢板的最大厚度与最小厚度差值） ，而 EN10028-1 引用的尺寸偏 差标准 EN10029 则规定了同板差（同一张钢板的最大厚度与最小厚度差值） ，从标准角度强 调了钢板厚度的均匀性。 3.2 重量 GB3531、GB6654、GB19189 规定，在计算重量时，需加上相应的厚度附加值，而 EN10028-1 则没有规定。这是由于国外钢板尺寸控制精度较高，偏差范围小，而国内一般控 制范围偏大所致。 4. 冶炼方法 GB3531、GB6654、GB19189 均规定“钢由氧气转炉或电炉冶炼。 ” GB191

18、89 中还规 定了“应经过真空处理。 ”我国标准规定侧重于详细、具体；而 EN10028-1 则规定“由制造 厂自己选择” 。侧重于体现标准最大自由度原则。 另外，在冶炼方法中，不管是我国标准还是欧洲标准均为镇静钢（即熔炼 Si0.10%或 Al0.015%） ； 欧洲标准 EN10028-1 强调了 “应为全镇静钢 （即熔炼 Al0.020%） ” ， 这一点， 从概念及要求上比“镇静钢”更深一层。我国标准除 GB6654 体现了“镇静钢”外，GB3531、 GB19189 均无文字体现。 5. 交货状态 我国标准和欧洲标准对于交货状态的规定各不相同，中国标准中各牌号的具体交货状 态见表 5

19、。 表 5 中国标准 标准号牌号 交货状态 GB6654 20R、16MnR、15MnVR 热轧、控轧或正火 15MnVNR、15MnNbR 正火 18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR 正火加回火 GB353116MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR 正火或正火加回火 GB15012Cr2Mo1R、14Cr1MoR 正火加回火 GB1918907MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR、12 MnNiVR 调质（即淬火加回火） 欧洲标准中各牌号的具体交货状态见表 6。 表 6 欧洲标准 标准号牌号交货状态 EN10028-2 P235GH、P265GH、P29

20、5GH、P355GH正火,也可由正火轧制代替正火 16Mo3正火或正火加回火 13CrMo4-5、10CrMo9-10、11CrMo9-10正火加回火 EN10028-3 P275N （NH、 NL1、 NL2） 、 P355N （NH、 NL1、 NL2） 、P460N（NH、NL1、NL2） 正火,也可由正火轧制代替正火 EN10028-4 11MnNi5-3、13MnNi6-3 正火加（回火） ，正火可由正火轧 制代替 15NiMn6、12Ni14、12Ni19 正火或正火加回火或淬火加回 火, 正火可由正火轧制代替 X8Ni9 对于 HT640,两次正火加回火或 淬火加回火 对于 HT

21、680,淬火加回火 X7Ni9淬火加回火 EN10028-5 P355（M、 ML1、 ML2） 、 P420 （M、 ML1、 ML2）、 P460（M、ML1、ML2） TMCP(热机械轧轧制) EN10028-6 P355Q、 P355QH、 P355QL1、 P355QL2、 P460Q、 P460QH 、 P460QL1 、 P460QL2 、 P500Q 、 P500QH 、 P500QL1 、 P500QL2 、 P690Q 、 P690QH、P690QL1、P690QL2 淬火加回火(调质) 从表 3、表 4 的交货状态表中可以看出，欧洲标准与我国标准的不同在于：提出 “正 火

22、轧制可以代替正火” 、并专门对 TMCP（热机械轧制）交货的钢材制定了标准，侧重于体 现轧制新工艺、新技术的应用；而我国标准对于高强度级别的钢板则侧重于进行热处理。 6. 表面质量 EN10028-1 要求对于 EN10028-2 至-6 的钢板执行 EN10163-2 的 B2 级，而我国标准的 表面质量则包含在各个产品标准中（其具体描述是一致的） 。二者的对比如下： 相同：都不允许存在裂纹、汽泡、折叠缺陷，钢板缺陷下的厚度和有害缺陷修磨后的 厚度不得小于钢板标准偏差范围内的最小厚度。此外，对于不同厚度的钢板，允许存在的缺 陷深度有具体规定。 不同：GB3531、GB6654、GB19189

23、 不允许存在缺陷增加夹杂和结疤等，没提及焊接 修理。而 EN10163-2 中明确规定，在合同中注明并获认可时，可采用焊接方法进行修理。 7. 力学及工艺性能 基本保证项目：力学及工艺性能基本保证项目的对比表见表 7。 表 7 中国标准基本保证项目欧洲标准基本保证项目 GB3531、 GB6654、 GB19189 常温拉伸（测定下屈 服强度） 、 横向 V 型冲 击、180弯曲试验 EN10028-1 常温拉伸（测定上屈服强 度） 、横向 V 型冲击 由表 7 可见，中国标准与欧洲标准的基本不同有以下两点： 1）欧洲标准规定测定上屈服强度，中国标准则规定测定下屈服强度。 2）欧洲标准没有弯曲

24、试验要求，中国标准则有弯曲试验要求。 另外，对于低合金高强度钢的冲击韧性，欧洲标准针对不同的钢种，规定了系列冲击 温度及冲击功值，供用户选择使用(EN10028-2 除外)；而中国标准则仅规定单一温度及冲击 功值。示例如下：选择可与 16MnDR 相对应的牌号 P355NL1 冲击韧性对比见表 8。 表 8 牌号及标准在下列温度下的最小冲击功值，J 16MnDR GB3531 横向 6-36mm36-100mm -4027-3027 P355NL1 EN10028-3 纵向横向 -50-40 -200+20-50-40-200+20 27344755631620273440 从表 9 中可以看

25、出，除标准基本要求外，P355NL1 的冲击韧性值规定较灵活，更利于 用户的选择和使用。 8. 检验规则 二者的对比见表 9。 表 9 标准分批规则取样（常温拉伸、冲击）位置冲击功验 类别收规则 中国 厚度 6-16mm 钢板， 每批重 量不大于 15 吨，厚度大于 16mm 钢板， 每批重量不大 于 25 吨。 板宽 1/4 处， 对于厚度大于 60mm 钢板， 试样轴线还要在板厚 1/4 处。 相同 欧洲每一轧制板板宽 1/4 处 拉伸试样：对于厚度30mm 的钢板， 拉 伸试样或减薄至 30mm,保留一个轧制表 面或在板厚 1/4 处 冲击试样：厚度40mm 时，为近表面 试样，距轧制表

26、面2mm，厚度大于 40mm 时，试样轴线还要在板厚 1/4 处。 表 9 显示出，欧洲标准的分批规则要严于中国标准，与美国 ASME SA20M 标准规定相 一致。 此外，考虑整张钢板性能的稳定性，GB19189 及欧洲标准对于长度大于 15m 的钢板， 还要求取 2 个样（取在产品两端） ，这一点要严于国内标准 GB6654-1996 和 GB3531-1996。 9. 对国内标准的几点建议 9.1 应制订通用标准，把产品标准相同之处（如尺寸偏差、表面质量、取样及制样、检验 规则等）纳入通用标准中，使通用标准和各产品标准形成一个有机统一的整体，且各产品标 准使用起来比较简便。 9.2 对于

27、非合金钢，应参照欧洲标准采用屈服点级别来表示钢牌号，且规定测定上屈服强 度，与国际接轨，应规定其系列冲击温度及冲击功值，供用户选择使用，以体现标准的灵活 性。 9.3 TMCP 是当代先进的冶金技术，在标准中应得以体现，因此，应专门制订TMCP 压 力容器用钢产品标准；在其它产品标准中，交货状态为正火时，增加“正火可由正火轧制 代替” ，体现轧制新工艺、新技术的具体应用。 9.4 在 GB3531低温压力容器用钢中，增加超低温钢牌号，形成低温钢牌号的系列化。 9.5 在 GB6654 中增加 CrMo 钢牌号，以满足市场需要。 9.6 基本保证项目与协议项目分开来写，使标准条款清晰，便于使用。 返回上页返回首页