09MnNiDR制压力容器制造技术条件0101.docx
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09MnNiDR制压力容器制造技术条件0101
09MnNiDR制压力容器制造技术条件0101
09MnNiDR制低温压力容器制造
技术条件
（04041-0101）
编制:
校核:
审核:
华陆工程科技有限责任公司
2006年08月
第1页共25页
09MnNiDR制低温压力容器制造技术条件1总则
1.1适用范围
本技术条件适用于壳体材料为09MnNiDR,-60?
?
设计温度?
-40?
低温压力容器的制造、检验和验收。
1.2相关的规范、标准和文件
1.2.1容器的制造、检验和验收除应满足本技术条件外，还应满足图样、相
关技术文件以及GB150附录C和GB151附录A的要求。
1.2.2与本技术规格书相关的规范、标准
——<<压力容器安全技术监察规程>>99版
——GB150-1998《钢制压力容器》及附录C
——GB151-1999《管壳式换热器》及附录A
——ASMEII材料C篇《焊条、焊丝及填充金属》
——HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》
——HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》
——JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
——HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》
——SH/T3525-2004《石油化工低温钢焊接规程》
——JB/T4708-2000《钢制压力容器工艺评定》
——JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
——JB/T4730-2005《承压设备无损检测》
——GB3531《低温压力容器用低合金钢板》
——GB/T229《金属夏比缺口冲击试验方法》
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——JB4727-2000《低温压力容器用低合金钢锻件》
——GB/T5118《低合金钢焊条》
——GB/T12470-2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》
上述规范、标准应采用最新版，如涉及相关增补以采购单签发生效日期
为准。
1.2.3当执行标准、规范、材料本技术规格书发生矛盾处，以较严格要求
为准。
1.3设备制造要求
1）低温压力容器的设备制造必须在有资质的第三方监造下进行;2）设备制造厂应持有ISO9001认证证书，并具有生产同类设备经验及丰
富业绩者。
3）施焊低温压力容器的焊工应按照焊接工艺评定规程进行培训，考试合
格后方可上岗。
2材料标准
材料选用标准如下:
1）板材――09MnNiDR，应符合GB3531标准。
2）锻件――09MnNiD，应符合JB4727标准中的III级。
3）管材――09MnD，应符合GB150及附录C标准。
4）螺柱（螺母）――35CrMoA（35CrMoA）应符合GB150及附录C标准。
5）焊接材料――焊材的选择应与设备主体材质相匹配,并应经过焊接工
艺评定为合格。
推荐的焊条牌号见图样。
3材料要求
设备钢板及锻件除符合09MnNiDR低温容器用钢板材料说明书（附件1）和
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09MnNiD低温容器用锻件材料说明书（附件2）外，还应符合以下要求:
3.1材料质量证明书
1）设备材料应有生产厂的材料质量证明书原件，检验项目和内容应符合
上述标准和相关技术条件的要求。
2）制造厂应将焊材的质量证明书（包括化学成份、力学性能、药皮含水
量和熔敷金属扩散氢含量等）及焊接工艺评定报告（包括焊缝及其热
影响区的低温冲击功值等）作为设备竣工资料。
3.2低温压力容器制造前必须进行以下工作:
3.2.1进厂材料的复验
1）受压元件材料的复验要求应按《压力容器安全技术监察规程》99版中
第25条的规定进行,复验合格后方可投入使用。
2）压力容器制造厂应按炉复验材料的化学成份、冷弯性能，除C、P、S
的化学成份应符合附件1及附件2中的要求外,其余应符合相关标准中
的要求。
3）压力容器制造厂应按照下列要求进行材料超声波复测:
——厚度?
16mm的板材，应逐张进行检测，合格级别符合JB,T4730
中的III级要求。
——压力容器用的无缝钢管，应逐根进行检测，合格级别符合JB,
T4730中的III级要求。
——锻件应按JB4727中的III级锻件要求进行复验。
4）压力容器制造厂应每批（钢板每批取一组试样;钢管抽两根，各取一组
试样，锻件抽一件，棒材每根），复验材料冲击试验温度下的夏比（V
型缺口）冲击功。
每批由同一牌号同一炉罐号、同一规格和同一热处
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理制度组成。
复验应符合表1要求:
表1低温容器主要受压元件材料低温冲击功
低温夏比（V型缺口）冲击试验
三个试样冲击单个试样冲击试验温度试样取向
类别材料牌号使用状态
（?
）功平均值功最小值
Akv（J）Akv（J）钢板09MnNiDR正火+回火横向-70?
54?
48锻件09MnNiD正火+回火切向-70?
54?
48管材09MnD正火纵向-50?
27?
20螺柱35CrMoA调质纵向-100?
27?
20
试样尺寸为10x10x55。
试板的取样要求和数量应符合GB150及附录C标准中的要求。
当材料受截面尺寸限制时，允许取小试样（7.5×10×55、5×10×55、2.5×10×55），其冲击功指标根据试样宽度按比例缩减。
按批进行冲击试验的钢材，当代表批的任一组受检钢材不合格时，应逐件进行试验，逐件试验仍不合格的钢材，允许再次热处理后重新试验。
09MnD钢管在钢管出厂时随带同冶炼炉号、同热处理炉号的钢管钢坯板试样供设备制造厂作进厂复验材料试板和对接焊缝工艺评定试板用。
35CrMoA双头螺柱，毛坯经调质热处理后进行力学性能试验:
a.同一钢号、同一炉号、同一断面尺寸、同一热处理制度的螺柱毛坯为一批，每批取一件进行试验。
b.试样的取样方向为纵向。
d?
40mm毛坯，试样的纵轴应位于毛坯半径中心。
d,40mm毛坯，试样的纵轴应位于毛坯半径1/2处。
c.每件毛坯上取拉伸试样一个，冲击试样三个。
拉伸试验方法按GB228，冲击试验方法按GB2106规定。
试验结果应符合如下要求:
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冲击试验温度-70?
，三个冲击试样试验结果的平均值A?
41J,允许有kv一个试样的试验结果小于规定值，但不得小于规定值的70%。
设备制造厂对螺柱毛坯供货商按上述要求进行订货，并在进厂后进行复验。
3.2.2焊接工艺评定试验
低温压力容器施焊前应按JB4708进行焊接工艺评定。
焊接工艺评定试样应按本技术条件4.1.5进行消除焊接残余应力热处理，焊接工艺评定试样热处理应和设备热处理工艺一致。
经热处理的焊接工艺评定试样应按JB4708进行拉伸试验、冲击试验和弯曲试验。
1）拉伸和弯曲试验的试样要求、试验方法和合格指标按JB4708和表3。
2）低温夏比（V形缺口）冲击试验
a.冲击试验温度应低于或等于壳体或其受压元件的最低设计温度
上海焦化有限公司项目中的低温设备材料的焊接工艺评定的冲击试验温度既考虑该材料允许的最低冲击试验温度，又考虑受压元件的最低设计温度。
冲击试验温度值见表2。
b.冲击试验最低冲击功规定值
焊接工艺评定试样（焊后热处理状态）的最低冲击功的指标值见表2，09MnNiD冲击试验温度-70?
和09MnD在-50?
的最低冲击功值完全按标准规范值要求。
在冲击试验温度-45?
时把最低冲击功作相应提高，以保证设计温度-45?
的低温设备的受压元件的低温冲击韧性。
c.按JB4708规定，设备的接管与壳体、换热管与管板的角焊缝的焊接工艺评定可用相对应材料的对接焊缝代替。
设备接管材料09MnD和壳体材料09MnNiDR的焊接、换热管09MnD和管板锻件09MnNiD的焊接，及接管锻件09MnNiD和壳体09MnNiDR焊接均为角焊缝焊接。
由于09MnD和
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09MnNiD的材料低温冲击功在实际工程应用中，在相同冲击温度下，均低于09MnNiDR材料的冲击功，因此要求做09MnD（管子管坯板）和09MnNiDR，09MnD（管子管坯板）和09MnNiD，09MnNiD和09MnNiDR对接焊缝焊接工艺评定。
铁素体钢之间的异种钢焊接，焊缝金属、强度较低侧的熔合线和热影响区的冲击功要求按较低强度侧的母材，要求见表2。
强度较高侧的熔合线和热影响区的冲击功要求按较高强度侧母材，符合表2。
冲击试验温度按较高侧温度见表2。
接头的拉伸和弯曲性能按两侧母材中的较低要求，拉伸的性能要求见表3。
3）角焊缝焊接工艺评定试样还需进行如下检验。
a.外观检查不得有裂纹。
b.金相检验
管材角焊缝试样（见JB4708图3），将试件等分切制4块试样，焊缝的起始和终了位置应位于试样焊缝的中部。
每块试样取一个面进行金相检验，任意两检验面不得为同一切口的两侧面。
合格要求为焊缝根部应焊透，焊缝金属和热影响区不得有裂纹，未熔合。
角焊缝两焊脚之差不得大于1.5mm。
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表2低温钢焊接工艺评定低温冲击功要求
标准试样小尺寸试样
10×10×557.5×10×555×10×552.5×10×55最低冲击试钢号类别最小冲击功A（J）kv验温度?
3个试样单个3个试样单个3个试样单个3个试样单个
平均试样平均试样平均试样平均试样
271920.514.514106.84.8-70
09MnNiDR钢板
54384129282013.69.6-45
换热管09MnD21151611.210.57.45.33.7-50
接管
271920.514.514106.84.8-70
09MnNiD锻件
54384129282013.69.6-45
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表3低温材料的力学性能
类别钢号材料供货状态规格（mm）Rm（Mpa）Rel（Mpa）A（%）
6~16440~570?
300
正火
钢板09MnNiDR,16~36430~560?
280?
23
正火+回火
36~60430~560?
260钢管09MnD正火?
16400~500?
240?
26
Q+T
锻件09MnNiD淬火+回火420~570?
260?
23
（回火温度600?
）
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4设备制造和检验
4.1设备制造
4.1.1加工成形与组装
1）对焊后不进行消除应力热处理的低温容器，不得采用锤击等强制手段
进行成形或组装,不得在受压元件上刻划或敲打材料标记、焊工钢印
等。
2）采用经过正火、正火加回火或调质处理的钢材制造的受压元件，宜采
用冷成形或回火温度以下的温成形。
采用温成形时,须避开钢材的回火
脆性区。
若在回火温度以上热成形时,应根据需要进行与母材相同或类
似的热处理。
3）U型弯管采用冷弯，且弯曲半径小于10倍的换热管外径时，冷弯后
须进行消除应力的热处理。
对经过热处理的管材，在热弯或弯曲半径
小于10倍换热管外径时的冷弯后，须重新进行与原热处理工艺相同
的热处理。
4）钢板或钢管采用冷成形时，须对其变形度（纤维伸长率）加以控制，
材料允许的冷加工变形度如下:
a.含镍量小于1.5,的铁素体低合金钢和碳素钢，冷加工变形度应小于
等于2,（钢板），5,（钢管）。
b.材料加工变形度超过上述允许值时,必须采用热成形或冷成形后消
除应力热处理。
热成形的终压温度不得低于材料的再结晶温度。
4.1.2焊接材料
1）低温压力容器受压元件或受压元件与非受压元件焊接所用的手工电弧
焊焊条应采用低氢碱性焊条。
埋弧焊焊剂应采用碱性或中性焊剂。
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2）铁素体钢之间的焊接，一般采用铁素体型的焊接材料;本工程低温焊
接材料按ASMEIIC篇《焊条、焊丝及填充金属》采用国外进口的3.5Ni
焊接材料。
3）铁素体钢之间的异种钢焊接用焊接材料,一般按韧性要求较高侧的母
材选用。
4）焊接材料的型号、牌号、技术要求、试验方法、检验规则以及质量管
理等，应符合ASMEIIC篇《焊条、焊丝及填充金属》。
5）焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验，其检验方
法按相应的焊条标准或技术要求。
6）焊接材料熔敷金属S、P含量应不高于母材。
4.1.3焊接
1）设备施焊前应按JB4708进行焊接工艺评定试验，评定合格后方可施
焊。
2）应严格控制焊接线能量。
在焊接工艺评定所确认的范围内，选用较小
的焊接线能量。
焊条电弧焊时，焊条不宜摆动，采用窄焊道多层多道
施焊。
3）受压元件的坡口应采用机械方法进行切割，如采用打磨坡口，则应见
金属光泽，且坡口应进行磁粉探伤检查，合格级别按JB/T4730中的
MT-I级。
4）焊接区域内，包括对接接头和角接接头的表面，不得有裂纹、气孔和
咬边等缺陷。
焊缝与母材应圆滑过渡。
对接接头的焊缝余高不得大于
焊接厚度的10,，且不大于3mm，超过部分应磨平，角焊缝应圆滑，
不允许向外凸起。
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5）低温容器的焊接还必须符合以下规定:
a.受压元件之间的焊接必须采用全焊透结构。
b.受压元件与非受压元件的焊接接头应连续焊。
c.插入式接管、短筒节、人孔、手孔筒节、凸缘等与设备焊接的端部
内侧必须打磨成R3~5mm的光滑圆角，凸起的焊肉应打磨至于设备
内表面齐平。
外部焊肉圆滑过渡。
d.引弧须采用引弧板或坡口内引弧，不得在非焊接部位引弧。
e.由于机械加工、焊接或组焊引起的容器表面损伤和缺陷应打磨清除，
修磨深度不得大于容器厚度的5,，且不大于2mm;f.焊接附件、工装卡具及拉筋等必须使用与设备壳体相同的焊接材料
和焊接工艺;必须由合格的正式焊工进行施焊，焊道长度不得小于
50mm;同时上述附件以及内件支撑件等必须在设备热处理前施焊完
毕，热处理后不得施焊。
6）钢板厚度δ?
30，预热温度?
50?
，并应控制层间温度在150?
以下。
预热宜采用电加热法。
4.1.4产品的焊接试板
1）每台低温容器都应制备产品焊接试板。
焊接试板的制取、检验项目和
试验方法以及合格指标等均应符合JB4744中的规定。
2）产品焊接试板，应进行焊缝金属及热影响区的低温夏比（V型缺口）
冲击试验，试验温度为设备的设计温度，当设计温度为-60?
时，应
符合冲击温度为-70?
时表2中最低冲击功要求，设计温度为-45?
时，
应符合表2中冲击温度为-45?
时的要求。
3）产品焊接试板须在产品制作过程中，同所制容器的筒体材料（包括母
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材和焊接材料）、同样的焊接工艺和焊接条件与产品焊接接头同时焊
接，不得在产品完成后补做。
4.1.5焊后热处理
1）设计温度为-20?
-40?
的钢板厚度大于16mm（接头较薄板厚度）的
低温容器或元件，施焊全部完成并经检验合格后，应进行消除应力的
热处理。
2）设计温度低于-40?
设备受压元件,不管受压元件的焊接接头厚度大小，
低温压力容器或部件施焊全部完成并经检验合格后，一律应进行消除
应力的热处理。
3）热处理工艺应与焊接工艺评定的热处理工艺（温度曲线）一致。
壳体及
壳体内外施焊件组焊完毕进行整体焊后热处理，焊后热处理温度为
540~580?
，制造商的热处理工艺交买方审查。
4）焊后热处理应在耐压试验前进行。
5）热处理时，设备内要有足够的支撑，以保证设备热处理的变形量满足
要求。
4.2无损检测
4.2.1容器的对接接头（A、B类焊缝）的射线探伤比例、合格级别按设计图样
要求，容器壁厚大于38mm，其A、B类焊缝应附加20%UT-I级检查。
4.2.2容器上公称直径?
250?
的接管与壳体焊接的D类焊缝应进行100%UT-I级检验。
4.2.3低温压力容器下列部位，应进行表面检测，合格级别按JB/T4730中
的MT-I级要求。
1）A、B、C、D类焊缝在热处理前和热处理后均需作100%MT-I检查。
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2）受压元件与非受压元件焊缝，例容器下封头与裙座，筒体与鞍座垫板
等。
3）容器壳体上工装卡具及拉筋等临时附件拆除表面、补焊前的坡口、补
焊表面以及电弧焊擦伤处。
4）对于固定管板式换热器的壳程筒体与管板的第二条环焊缝氩弧焊打
底的第一道焊缝以及最后的焊接接头表面;
5）采用上下两种不同材质的低温容器的裙座，其上段筒体与下段筒体
连接的对接接头;
4.2.4对于设计压力大于等于1.6MPa，且设计温度低于-40?
的设备法兰用紧固件35CrMoA（螺柱）、35CrMoA（螺母）应逐件进行磁粉检测，合格级别为按JB/T4730中的MT-I级要求。
5其余应符合相关标准中的规定。
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附件1
09MnNiDR低温容器用钢板材料
说明书
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09MnNiDR低温容器用钢板材料说明书1总则
1.1适用范围
本说明书规定了本工程中容器设计温度为-40~-60?
时,使用
09MnNiDR压力容器用钢板的材料要求，适用于按GB150附录C设计的
压力容器使用的低温钢板件。
1.2相关的规范、标准和文件
1.2.1与本说明书相关的规范、标准
——<<压力容器安全技术监察规程>>99版
——GB150-1998以及附录C《钢制压力容器》
——GB151-1999以及附录A《管壳式换热器》
——HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》
——JB/T4730《承压设备无损检测》
——GB3531《低温压力容器用低合金钢钢板》
——GB228《金属拉伸试验方法》
——GB229《金属夏比缺口冲击试验方法》
——GB232《金属弯曲试验方法》
——GB709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》
上述规范、标准应采用最新版，如涉及相关增补以采购单签发生效
日期为准。
1.2.2相关文件
采购单和采购单所附的其他文件（如采购图/草图等）。
1.2.3当执行标准、规范、材料说明书发生矛盾处，以较严格要求为准。
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1.3供货厂的资质
钢板制造厂应持有ISO9001认证证书，并具有生产同类钢板经验及丰富
业绩者。
2材料技术要求
2.1钢板的供货应遵循本说明书1.2节所列规范、标准和文件及如下各节的要求，且需进行下列检验要求。
钢板按批检验，即每一个批应由同一牌号、同一炉号、同一厚度、同一热处理制度的钢板所组成。
2.2化学成品分析
1）板材化学成份除应符合GB3531的规定外，钢板制造厂出厂检验和设备制造厂进厂复验，按同冶炼炉号检验化学成份，对下述组成有如下限制:
Cr?
0.25%S?
0.010%P?
0.012%Si:
（0.15~0.5）%
Mn:
（1.2~1.6）%Cu?
0.25%Ni:
（0.3~0.8）%C?
0.12%
2）碳当量CE,,C，Mn,6，（Cr，Mo，V）/5，（Ni，Cu）/5,%
碳当量CE?
0.45%
2.3力学性能
钢板的力学性能除应符合GB3531中的规定外（见表1），还应进行下列补充试验:
表1:
冷弯试验
钢板出厂抗拉强度屈服点伸长率
牌号钢板厚度b=2a
供货状态Mpaσsδs。
180
6~16440~570?
300
正火
09MnNiDR,16~36430~560?
28023d=2a
正火加回火
36~60430~560?
260
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2.3.1夏比V形缺口冲击试验
对09MnNiDR钢板的夏比V形缺口冲击试验应符合GB3531中的相
应规定。
试验温度为-70?
，冲击功三个试样的平均值A?
54J，单个kv
试样A?
48J,试样取样为横向。
kv
。
2.3.2钢板进行冷弯试验R=180d=2a
3无损检测
3.1超声检测
3.1.1按GB150中附录C的要求，厚度超过16mm的板材，应逐张进行100%
超声波检测，合格级别按JB4730中的I级。
3.1.2钢板表面不得有裂纹、裂口、气泡、结疤、折叠和夹杂等缺陷。
钢板
不得有分层。
3.1.3钢板制造厂应提供书面的检验规程。
3.1.4钢板制造厂应提供超声波检验员资格评定证书。
4钢板的供货热处理状态
4.1钢板应进行正火或正火加回火热处理。
4.2热处理条件如温度、恒温时间、冷却条件等应在材料合格证书中说明。
5钢板的尺寸和允许偏差（最大允许偏差）以mm表示，钢板的尺寸按采
购单的规定，偏差按GB3531中的规定。
6合金冶炼和生产工艺由钢厂负责选择并在材料合格证书中说明，选择的
合金冶炼和生产工艺应能保证供货的钢板完全达到本说明书规定的各项
要求。
7钢板的标记
7.1钢板的标记方法按GB247标准中的规定进行。
第18页共25页
8文件
8.1钢厂提供的材料检验合格书应符合GB3531的要求，并以中文发布。
所有检验合格证书应为原件。
8.2材料合格证书至少应包括材料说明书要求的资料和如下附加内容。
a.钢厂名称
b.买方的采购单编号
c.材料名称和等级
d.合格证书标别号
e.发布日期
f.材料尺寸/规格
g.合金冶炼和生产工艺
h.热处理炉批号或炉号
i.钢厂的钢板编号
j.热处理及其细节（包括温度、恒温时间、冷却条件等）k.化学成份分析和碳当量
l.热处理条件下实际机械性能试验结果
m.超声波检测结果，包括相关验收标准/准则的说明并提供详细的记
录。
对于机械性能及其试件的编号、取样位置和方向以及试件尺寸
和规格等均应在合格证书中说明。
n.文件最终认可应由采购方和业主实施，最终认可的职责是对所有文
件的审查。
9其它
在钢板订货之前，应举行有钢板制造厂、业主和容器制造厂参加的技术协调会，讨论有关钢板供货的技术和质量问题。
第19页共25页
附件2
09MnNiD低温容器用锻件材料
说明书
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09MnNiD低温容器用锻件材料说明书1总则
1.1适用范围
本说明书规定了本工程中容器设计温度为-40~-60?
时,使用09MnNiD
压力容器用锻件的材料要求，适用于按GB150设计的压力容器使用的低
温钢锻件。
1.2相关的规范、标准和文件
1.2.1与本说明书相关的规范、标准
——<<压力容器安全技术监察规程>>99版
——GB150-1998《钢制压力容器》及附录C
——GB151-1999《管壳式换热器》及附录A
——HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》
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