ASTM A516美标中低温压力容器用碳钢板的特点分析与生产控制

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王国文

新余钢铁股份有限公司江西新余 338001

摘要本文通过对ASTM A516美标中低温压力容器用碳钢板的特点分析，并与国内相应的锅炉、压力容器钢板标准对比，找出异同点，将美标ASTM A516的标准要求通过消化吸收转化为易于理解的内部生产技术管理规定来指导生产，能更好地满足ASTM A516标准要求。

关键词美标；中低温压力容器板；特点分析；生产

1 概述

美国材料与试验协会标准ASTM A516／A516 M((中低温压力容器用碳钢板》是国际上具有权威性的压力容器类标准，美国机械工程师协会(ASME)在制订国际性锅炉和压力容器规范时，完全等同采用了ASTM A516标准，对应的ASME标准号为ASME SA516／SA516M；按ASTM A516或ASME SA516生产的锅炉、压力容器板在欧洲、印度、中东具有广阔的市场。ASTM A516标准中钢种分为4个强度级别：55(380)、60(415)、65(450)、70(485)，各级别屈服强度比我国GB713—1997《锅炉用钢板》、GB6654—1996《压力容器用钢板》及GB3531—1996《低温压力容器用低合金钢钢板》相应级别低20－100 MPa；屈服强度、抗拉强度不论钢板多厚只有一个值，不同于我国锅炉压力容器板标准考虑规格效应的影响(注：规格效应是指屈服强度、抗拉强度要求值随着钢板厚度增加到一定厚度，屈服强度、抗拉强度值相应下调的现象)。此外，冲击试验温度也比我国低温压力容器板低。为此，研究ASTM A516标准的要求，并将这些要求转化为便于理解和操作的生产技术管理规定，来指导生产，是很有必要的。

2 ASTM A5 1 6标准的特点

2．1 对缺口韧性有较高要求的焊接锅炉、压力容器用钢板；

2．2 按板厚≤12．5 mm、>12．5—50 mm、>50－100 mm、>100—200mm、>200mm规定C含量上限，最高可以到0．31％。

2．3 按板厚≤12．5 mm、>12．5 mm设定Mn成分，≤12．5 mm Gr．55级：Mn 0．60—0．90％，Gr．60级：Mn0．60—1．20％，Gr．65、Gr．70级：Mn0．85—1．20％；>12．5—50mm Gr．55级：Mn 0．60—1．20％，Gr．60、Gr．65、Gr．70级：Mn 0．85—1．20％。

2．4 各级别S、P≤0．035％．

2．5 钢要求细奥氏体晶粒度，即完全镇静钢。

2．6 厚度≤40 mm的钢板通常以轧制状态供货，但有冲击要求的钢板必须正火处理。

2．7 厚度>40 mm的的钢板，必须正火处理。

2．8 考虑了焊接性能，所有级别对碳当量有要求。

2．9 屈服强度：Gr．55级ReH≥205 MPa，Gr．60级：ReH≥220 MPa，Gr．65级ReH≥240 MPa，Gr．70级：ReH≥260 MPa，比我国锅炉、压力容器板标准要求低20－100 MPa。

2．10 抗拉强度：Gr．55级Rm 380－515 MPa，Gr．60级：Rm 415—550 MPa，Gr．65级Rm 450—585 MPa Gr．70级：Rm 485－820 MPa，与我国锅炉、压力容器板标准相当。

2．11 钢板厚度允许负偏差为－0．3 mm，与我国GB712—2000<<船体用结构钢》标准要求负偏差相同。厚度允许正偏差比我国钢板尺寸偏差标准GB／T709—2006要求宽。

2．12 用户通常要求做超声波检验，检验标准为ASTMA578／A578 M。

2．13 对未规定元素Nb、V、Ti、及残余元素Cr、Ni、Cu、Mo有限制要求。并在质量证明书上反映。

2．14 力学试验试样采用200mm标距或50mm标距。与国内通常采用的比例试样要求不同。

2．15 冲击试样为纵向试样。

2．16 出口印度的锅炉板质量证明书必须符合印度锅炉管理规范型式4证书(IBR{orm IV)要求。

3 按ASTM A516／A516 M标准生产生产技术管理规定编制的主要内容

新钢公司技术中，C,,2 00 7年1月初开始研究ASTM A516／A516 M标准，并于2007年1月20日完成《按ASTM A516／A516 M标准生产技术管理规定》作业文件。主要编制内容如下：

3．1 成分设定

ASTM A516／A516标准要求是细奥氏体晶粒度钢。因此，对Als有要求，标准规定Als≥0．015％为细化晶粒钢．内控规定Als：0．015－0．040％。考虑到焊接性能，对C成分上限控制比ASTM A516／A516 M标准要求低。具体见表1。

3．2 产品尺寸、外形、重量及允许偏差的设定

3．2．1 产品尺寸：按合同规定尺寸，厚度大于40 mm的钢板在合同中注明立轧齐边火焰切两头交货。

3．2．2 外形：

a钢板不平度按实长测量，具体按表2规定。

b钢板镰刀弯按实长测量，具体为：

长度：4000～6000 mm，镰刀弯：≤8 mm

长度：>6000 mm，镰刀弯：≤12 mm

c钢板波浪度：钢板不允许有肉眼可见的波浪。

3．2．3 重量：按理论重量，钢的密度为7．85 g／cm3。

3．2．4 钢板尺寸允许偏差：

a厚度允许正偏差按表3规定，允许负偏差为－0．3 mm。用户对厚度允许偏差有不同要求，则在合同中注明，并在合同规定允许负偏差基础上加严0．05 mm验收交货。

b宽度允许偏差：厚度：6．0～<10．5 mm 允许偏差： 12．0 mm

厚度：10．5～<16．0 mm 允许偏差： 15．0 mm

厚度：16．0～<25．0 mm 允许偏差： 1 8．0 mm

厚度：25．0～<40．0mm 允许偏差： 20．0 mm

厚度：≥40．0mm 允许偏差： 25．0mm

c长度允许偏差：长度：4000～<6000 mm 允许偏差：±18．0 mm

长度：≥6000 mm 允许偏差： 25．0 mm

3．3 表面质量

连铸坯表面质量要求及检查处理按宽厚板、中板生产技术管理规定执行；钢板表面质量及检查处理按GB／T3274规定执行。

3．4 力学性能及工艺性能参数确定

3．4．1 产品力学性能及工艺性能见表4。

3．5 冶炼、连铸、轧制工艺规定

钢的冶炼、连铸、轧制工艺参照表5。

3．6试样及试验标准

力学试验试样：按GB／T2975～1998规定取样，试样加工后尺寸见表6。试验按GB／T228－2002规定进行。

3．6．1 冲击试验试样：按GB／T2975—1998规定取样，试验按GB／T229－1994规定进行。

3．6．2 冷弯试样：按GB／T2975－1998规定取样。冷弯试验按GB／T232－1999规定进行。试样加工后尺寸：

试样宽度：30 mm；长度≥250 mm；钢板厚度≤40 mm，试样厚度为原钢板厚度；钢板厚度>40mm，试样厚度可以机加工减薄至不小于40mm，并保留一侧原表面。弯曲试验时试样保留的原表面应位于弯曲处的外曲面上。

3．6．3 超声波探伤：试验按ASTMA578／A578 M规定进行。

3．7 内部流转与标识

按厂内牌号进行流转，轧钢单位在连铸坯进炉前将厂内牌号按计划转换为相应ASTM A516牌号进行标识、轧制、喷板标、打钢印，英制按ASTM A516－1996、公制按ASTM A516M－1996标识出厂，钢板上打钢印内容：公司商标、轧编号、执行标准号、牌号，其它应符合GB／T247—1997规定。按板标开具质量证明书。

4 实施效果

由于对ASTM A516／A516 M标准及其相应的理化检测标准进行了深人研究，并且全部转化为生产技术管理规定下发执行，生产组织者、操作者便于理解控制。自2007年2月开始接单以来，已生产了2万吨Gr．60、Gr．70两个等级的锅炉板销往印度、欧洲。产品质量全部符合ASTM A516／A516 M标准规定要求，由于出口钢板比国内销售价高300—600元／吨，取得了显著经济效益。

5 结束语

通过对ASTM A516／A516 M标准特点的分析，并与国内锅炉、压力容器板相近钢种比较，找出异同点，并将ASTM A516／A516 M的要求全部转化为企业生产技术管理规定来指导生产，是保证产品质量符合ASTM A516／A516 M标准规定要求的一种好方法，具有推广意义。

参考文献

[1]ASTM A516／A516 M《中低温压力容器用碳钢板》．

[2]l GB713－1997《锅炉用钢板》．

[3]GB6654－1996《压力容器用钢板》．

[4]GB351－1996《低温压力容器用低合金钢钢板》．

[5] ASME锅炉及压力容器规范(国际性规范)Ⅱ材料A篇铁基材料2004版中国《ASME规范产品》协作网翻译，中国石化出版社出版，2005．

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