GBT 18442.2固定式真空绝热深冷压力容器材料.pdf

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1、 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 GB/T 18442.2- -201 代替GB/T 18442.2-2011 固定式真空绝热深冷压力容器 第 2 部分：材料 Static Vacuum Insulated Cryogenic Pressure Vessel - Part 2：Material (征求意见稿-2018.2) -发布 -实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 ICS 23.020.40 J 76 GB/T 18442.2- -201X I 目 次 前 言 . II 1范围 . 1 2规范性引用文件 . 1 3术语

2、和定义 . 1 4一般要求 . 2 5罐体材料 . 2 6焊接材料 . 4 7内容器支撑材料 . 5 8外购件 . 5 9其他材料 . 5 GB/T 18442.2- - II 前 言 本标准 GB/T 18442固定式真空绝热深冷压力容器分为以下七个部分： 第 1 部分：通用要求； 第 2 部分：材料； 第 3 部分：设计； 第 4 部分：制造； 第 5 部分：检验与试验； 第 6 部分：安全防护； 第 7 部分：内容器应变强化技术规定。 本部分为 GB/T 18442 的第 2 部分：材料。本部分按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则给出的规 则起草。 本部分代替 GB/T 184

3、42.22011固定式真空绝热深冷压力容器 第 2 部分：材料。与 GB/T 18442.22011 相比，主要技术变化如下： 取消了主要受压元件内容； 根据 TSG 21 及 GB/T 150.2 修订了钢板、锻件、管子和管件材料的一般要求； 修改了罐体用钢板、钢锻件、管子与管件、绝热材料、焊接材料、内容器支撑材料和其他材料 的要求，将绝热材料、外购件及管件的要求分别并入罐体及外购件部分； 修改了吸附剂材料要求并将其内容独立成章节； 增加了罐体材料的性能指标和质量控制要求。 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262）提出并归口。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件

4、的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分起草单位： 本部分主要起草人： 本部分所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T 18442.22011； GB 184422001。 GB/T 18442.2- - 1 固定式真空绝热深冷压力容器 第 2 部分：材料 1 范围 本部分规定了固定式真空绝热深冷压力容器 （以下简称深冷容器） 常用的钢板、 锻件、 管子和管件、 绝热材料、吸附剂材料、焊接材料、支撑材料及外购件材料的基本要求。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修

5、改单）适用于本文件。 GB/T 150.2 压力容器 第 2 部分：材料 GB/T 713 锅炉和压力容器用钢板 GB/T 3531 低温压力容器用钢板 GB/T 13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T 13550 5A 分子筛及其试验方法 GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T 17600（所有部分） 钢的伸长率换算 GB/T 18442.1 固定式真空绝热深冷压力容器 第 1 部分：总则 GB/T 24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带 GB/T 31480 深冷容器用高真空多层绝热材料 GB/T 31481 深冷容器用材料与气体的相容性判定导则 HG/T

6、2690 13X 分子筛 JC/T 1020 低温装置绝热用膨胀珍珠岩 NB/T 47009 低温承压设备用低合金钢锻件 NB/T 47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定 NB/T 47018 焊接材料的订货技术条件 YS/T 599 超细氧化钯粉 TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程 3 术语和定义 GB/T 150 和 GB/T 18442.1 中确立的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 夹层 interspace 指内容器与外壳之间形成的密闭空间。 3.2 罐体 tank 由内容器、外壳和绝热层等组成的压力容器。 3.3 GB/

7、T 18442.2- - 2 内容器 inner vessel 储存深冷液体，并能承受工作压力的内胆。 3.4 外壳 outer shell 形成和保护真空绝热空间的密封容器。 4 一般要求 4.1 材料的选择应考虑材料的力学性能、物理性能、工艺性能和与介质的相容性。 4.2 罐体选用材料应符合 TSG 21、GB/T 150.2 以及相应国家标准或者行业标准的规定。 4.3 可能与氧气或富氧环境接触的材料，其与氧的相容性应符合 GB/T 31481 的规定。 4.4 与受压元件相焊的非受压元件用材料应具有良好的韧性及焊接性。 4.5 受压元件材料制造单位应在材料的明显部位作出清晰、牢固的出厂

8、钢印标志或者采用其他可追溯 的标志。 4.6 受压元件材料制造单位应向制造单位提供材料质量证明书，材料质量证明书的内容应齐全、清晰 并且印制可以追溯的信息化标识，加盖材料制造单位质量检验章。 4.7 制造单位从非材料制造单位取得罐体和管路用材料时，应取得材料制造单位提供的材料质量证明 书原件或加盖了材料经营单位公章和经办负责人签字（章）的复印件。 4.8 制造单位应对取得的材料、外购件的质量证明书的真实性和一致性负责。 4.9 境外牌号材料和新材料的使用应符合 TSG 21 的有关规定。 5 罐体材料 5.1 一般要求 5.1.1 罐体受压元件的材料应符合相应材料标准和设计图样的规定。 5.1

9、.2 罐体受压元件用钢应为氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢，并应采用炉外精炼工艺。 5.1.3 内容器受压元件用钢的力学性能应满足下列要求： a) 应具有良好的塑性，其标准室温屈服强度（或0.2%规定非比例延伸强度）应不大于460MPa， 标准抗拉强度上限值应不大于725MPa； b) 材料质量证明书中室温屈服强度（或0.2%规定非比例延伸强度）与室温抗拉强度之比应不大 于0.85； c) 钢板的断后伸长率不小于10 000/Rm （%），奥氏体型不锈钢的断后伸长率应不小于40。采 用不同尺寸试样的断后伸长率指标， 应按照GB/T 17600进行换算， 换算后的指标应符合本条规 定。 5.2 钢板

10、 5.2.1 内容器用钢板 5.2.1.1 奥氏体型不锈钢钢板应符合 GB/T 24511 的规定，且以固溶状态交货。热轧钢板表面加工类 型不低于 1D 级，冷轧钢板表面加工类型不低于 2B 级。 5.2.1.2 内容器常用钢板材料的力学性能指标按表 1 的规定。 5.2.1.3 当采用表 1 以外的钢板时，应符合本标准和相应材料标准的规定。 GB/T 18442.2- - 3 表 1 内容器常用钢板力学性能指标 钢 号 钢板标准 交货状态 厚度 mm 室温强度指标 MPa RP0.2 RP1.0 Rm 断后伸长率 A/% S30408 GB/T 24511 固溶处理 336 220 250

11、520 40 S30403 210 230 490 S31608 220 260 520 S31603 210 260 490 5.2.2 外壳用钢板 5.2.2.1 钢板应有良好的可焊性、足够的强度和冲击韧性，同时还应考虑外界环境的腐蚀作用。当选 用低合金钢钢板时， 应符合 GB/T 713 或 GB/T 3531 的规定； 当选用奥氏体型不锈钢钢板时， 应符合 GB/T 24511 的规定。 5.2.2.2 外壳常用钢板材料的力学性能指标按表 2 的规定。 5.2.2.3 当采用表 2 以外的钢板时，应符合本标准和相应材料标准的规定。 表2 外壳常用钢板力学性能指标 钢号 钢板 标准 交货

12、状态 厚度 mm 室温强度指标 MPa ReL(Rp0.2) Rm 断后伸长率 A/% Q245R GB/T 713 热轧，控轧或正火 316 245 400520 25 1636 235 Q345R 316 345 510640 21 1636 325 500630 16MnDR GB/T 3531 正火，正火加回火 616 315 490620 21 1636 295 470600 S30408 GB/T 24511 固溶处理 336 220 520 40 S30403 210 490 5.2.2.4 断后伸长率（A）应符合下列规定： a) 外壳封头、筒体用钢板的断后伸长率(A)应不小于1

13、0 000/Rm(%)，且不小于20%； b) 当相应钢板标准规定的断后伸长率(A)高于a）的规定时，还应符合钢板标准的规定； c) 外壳其他受压元件用钢板和钢锻件的断后伸长率(A)应符合相应钢材标准的规定； GB/T 18442.2- - 4 d) 采用不同尺寸试样的断后伸长率指标，应按GB/T 17600进行换算，换算后的指标应符合a)、b)、 c)的规定。 5.3 钢锻件 5.3.1 内容器用不锈钢锻件应符合 NB/T 47010 的规定，锻件级别应不低于级。 5.3.2 外壳用低合金钢锻件和不锈钢锻件应分别符合 NB/T 47009、NB/T 47010 的规定，锻件级别应 不低于级。

14、 5.4 管子和管件 5.4.1 管子用材料应符合 GB/T 150.2 和设计图样的规定，且应符合 GB/T 13296 或 GB/T 14976 的规 定。 5.4.2 管件应符合相应标准的规定。当管件采用钢锻件时，应符合 5.3 的规定。 5.4.3 管件采用冷成形加工成形时，其成形后的铁素体测量值应不大于 15%。 5.5 绝热材料 5.5.1 膨胀珍珠岩（珠光砂）应符合 JC/T 1020 的规定，且含水率不大于 0.3%（质量比） 。 5.5.2 阻光剂应具有良好的化学稳定性。 5.5.3 高真空多层绝热材料应符合 GB/T 31480 的规定，且应采用导热系数小、放气率低的脱脂纤

15、维 布或者脱脂纤维纸等材料。 5.5.4 复合绝热使用的超细玻璃纤维棉应符合下列要求: a) 使用温度范围：77K300K； b) 燃烧性能级别：A级； c) 含水率0.3%（质量比）； d) 可燃物含量0.2%（质量比）； e) 密度16kg/m3； f) 热导率： 在标准大气压力和常温下,热导率0.033 W/ （mK） ； 在真空度为0.133Pa （0.001mmHg） 和温度-196（77K）232（505K）下，热导率0.0036 W/（mK）。 5.6 吸附剂材料 5.6.1 5A 分子筛应符合 GB/T 13550 的规定，13X 分子筛应符合 HG/T 2690 的规定。 5

16、.6.2 氧化钯应符合 YS/T 599 的规定。 5.6.3 Ag400 合成银离子交换分子筛应符合以下规定： a) 一般孔径尺寸：载体分子筛的开放孔径尺寸为7.4A，B笼内部孔径尺寸为2.2A； b) 硬度值（球形）：按球盘法强度测试方法，硬度值90； c) 吸附热：1800 BTU/lb.H2O； d) 银含量37%（质量比）； e) 可燃性：在富氧条件下不可燃； f) 热稳定性500； g) 粘结剂：耐酸性，占20%（质量比）； h) 视密度（质量/（实体体积+内部闭口孔隙体积）: 910kg/m31100 kg/m3； i) 含水率2.0%（质量比）。 6 焊接材料 GB/T 184

17、42.2- - 5 6.1 焊接材料应符合 NB/T 47018.1NB/T 47018.4 的规定，且有清晰、牢固的标志，并附有质量证明 书。 6.2 焊接材料的选用应考虑焊接接头力学性能与罐体母材的匹配，且应符合 TSG 21 的规定。 6.3 焊接材料应按 NB/T 47014 的要求进行焊接工艺评定，评定合格后方可使用。 7 内容器支撑材料 7.1 非金属内容器支撑材料应尽可能采用热导率小、使用温度在材料允许使用温度范围内、真空下表 面放气率低和具有良好的低温冲击韧性的材料。 采用玻璃钢作为内容器支撑材料时， 其出厂文件应包含 强度参数（压缩强度、弯曲强度、拉伸强度、冲击韧性等）、热导

18、率、线膨胀系数、允许使用温度范围、 耐磨性能和放气速率等性能参数，确保选用的玻璃钢满足深冷容器的绝热性能和结构强度要求。 7.2 采用金属内容器支撑材料时，应满足产品的低温性能要求，同时使用温度应在材料允许使用温度 范围内，且材料应具有良好的低温冲击韧性。 8 外购件 8.1 外购件应符合相应的国家标准或行业标准的规定，且有质量证明文件或产品合格证。 8.2 进口阀门等压力管道元件还应符合国家主管部门的相关规定。 8.3 紧固件应符合相应国家标准或行业标准的规定。 8.4 密封垫片应根据充装介质、工作压力和温度正确选用，且符合相应标准的规定。 9 其他材料 9.1 支座与设备主体焊接的垫板应采用与主体材料牌号相同的材料。 9.2 支座材料应有足够的强度和冲击韧性。 9.3 罐体用其他材料应符合设计图样的要求。