本帖最后由 王乐13592193328 于 2025-6-19 08:42 编辑
08Ni3DR低温压力容器钢板技术信息报告
08Ni3DR材料牌号与标准- 中国牌号： 08Ni3DR
- 执行标准： GB/T 3531-2014 《低温压力容器用钢板》
- 相近牌号参考：
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- 国际： ASTM A203 Gr. D (Ni 3.5%, 但要求和应用相近)
- 欧洲： P355NL1 (EN 10028-4, 镍含量不同)
- 日本： SL3N255 / SL3N275 (JIS G3127)
- 等级/类型： 低合金中镍低温钢，正火 (Normalizing) 状态供货。
08Ni3DR主要化学成分 (GB/T 3531-2014, %)
元素 | 最大含量 (%) | 目标控制范围 (典型值) | 备注 | C | ≤ 0.10 | 0.06 - 0.09 | 保证强度、焊接性 | Si | 0.15 - 0.40 | 0.20 - 0.35 | 脱氧、保证强度 | Mn | 0.30 - 0.80 | 0.40 - 0.70 | 细化晶粒、提高强度 | Ni | 3.25 - 3.75 | 3.40 - 3.65 | 核心元素，保证低温韧性 | P | ≤ 0.012 | ≤ 0.010 | 有害元素，严格控制 | S | ≤ 0.006 | ≤ 0.004 | 有害元素，严格控制 | Mo | ≤ 0.10 | ≤ 0.08 | (一般不含或极低) | V | ≤ 0.03 | ≤ 0.02 | (一般不含或极低) | Cr | ≤ 0.25 | ≤ 0.20 | (一般不含或极低) | Cu | ≤ 0.25 | ≤ 0.20 |
| | Al (全) | ≥ 0.020 | 0.020 - 0.060 | 细化晶粒 | Ti | ≤ 0.03 | ≤ 0.02 | (控制夹杂) | Nb | ≤ 0.02 | ≤ 0.015 | (有时微合金化) |
注意：最终化学成分以钢厂质保书和标准要求为准。 08Ni3DR力学性能 (GB/T 3531-2014, 正火状态，横向试样)性能指标 | 要求值 | 典型值 (示例) | 备注 | 抗拉强度 Rm | 520 - 640 MPa | 550 - 620 MPa |
| | 规定非比例延伸强度 Rp0.2 | ≥ 345 MPa (厚度 ≤ 50mm)
≥ 335 MPa (50mm < 厚度 ≤ 60mm) | 360 - 420 MPa |
| | 断后伸长率 A50mm | ≥ 21% | 23 - 28% |
| | 弯曲试验 d=3a | 180°，无裂纹 (b≥35mm时取横向弯曲试样) | 合格 | a:试样厚度，d:弯心直径 | 冲击韧性 (V型缺口) | | | 核心性能指标 | +20°C | ≥ 90 J (平均值) | ≥ 110 J |
| | -70°C | ≥ 47 J (平均值)，单个试样值≥ 38 J | ≥ 60 J (平均) | 保证极低温韧性 | -101°C | (标准未直接规定，用户特殊要求时协商) | ≥ 34 J (平均, 示例) | 需特殊协议 |
注意：冲击韧性是衡量低温钢合格与否的关键指标，需满足标准要求且通常要求一定富裕量。 08Ni3DR热处理状态- 供货状态： 正火 (Normalizing, N)。加热到 AC3 点以上适当温度保温一段时间，然后空冷。
- 目的：
- 使组织均匀化、细化晶粒。
- 获得良好的综合力学性能，特别是低温韧性。
- 消除热轧过程中的内应力。
- 后续热处理： 一般用于焊接后的焊后热处理 (PWHT)。具体温度和时间需根据焊接工艺评定结果确定，避免损害母材韧性。通常控制在 540°C - 590°C 范围内。
08Ni3DR主要特点和优势- 优异的低温韧性： 核心优势。镍元素显著改善材料在低温下的冲击韧性和脆性转变温度，使其能够在 -70°C 甚至更低温度下安全服役（取决于具体设计条件）。
- 良好的强度： 具有足够的抗拉强度和屈服强度，满足压力容器结构强度要求。
- 良好的塑性和加工性能： 具有一定延展性，便于冷热加工成型（如卷制、冲压）。
- 良好的焊接性： 碳当量 (CEV IIW/Pcm) 较低 (典型值 CEV < 0.35, Pcm < 0.22)，焊接性尚可。但仍需严格按照焊接工艺规程 (WPS) 执行，选用合适的低氢焊接材料。
- 微合金化纯净钢： 严格控制 S, P 等有害元素含量，保证纯净度，提高韧性和抗裂性。
08Ni3DR主要应用领域
08Ni3DR 主要用于制造低温 (-45°C 至 -101°C) 环境下工作的压力容器、储罐和管道，特别适用于： - 液化天然气 (LNG) 储罐和设备 (内罐、管道支撑等) - 常见于 -162°C 设计，但-101°C是常见的板层温度要求。
- 液氮、液氧、液态乙烯等低温介质储罐及运输设备。
- 合成氨、煤化工等工业中的低温分离、净化设备。
- 低温乙烯球罐等。
08Ni3DR加工制造注意事项
- 材料识别与验收：
- 严格核查钢厂质保书 (MTC, Mill Test Certificate)，确保牌号、规格、炉批号、化学成分、力学性能 (尤其是 -70°C 冲击韧性) 等符合 GB/T 3531-2014 及相关技术协议要求。
- 检查钢板表面质量、标记清晰度。
- 焊接：
- 焊材选择： 必须选用与母材匹配的低温钢焊材。焊材熔敷金属的冲击韧性应满足设计要求（通常要求不低于母材在相同温度下的要求）。
- 焊接工艺： 必须进行严格的焊接工艺评定 (PQR)，制定并执行经过批准的焊接工艺规程 (WPS)。
- 严格控制焊接输入： 采用低输入热量的焊接方法（如 GMAW, SMAW），合理控制层间温度（一般不超过预热温度上限，或标准规定值），避免因热输入过大导致焊缝或热影响区 (HAZ) 韧性下降、产生冷裂纹或回火脆化。
- 预热： 根据母材厚度、拘束度、环境温度和所用焊材确定预热温度。对于厚板或高拘束条件，预热是必要的。
- 焊后处理： 清根彻底、焊后打磨光滑，避免应力集中。
- 焊缝检验： 除目视、尺寸检查外，必须进行无损检测（RT, UT, MT/PT），确保内部和表面无超标缺陷。
- 焊后热处理 (PWHT)：
- 非常重要，特别对于厚板和重要结构。有助于释放焊接残余应力，提高韧性稳定性（尤其对于含 Mo 钢）。
- 温度和时间需严格控制（见第4节）。避免过高的温度和过长时间导致回火脆性或过度软化。
- 冷热加工：
- 热成型温度范围一般为 920°C - 980°C，终压温度应不低于 850°C。成型后需重新正火处理或保证组织满足要求（需协议）。
- 冷成型应避免过度变形导致塑性下降或产生裂纹。如变形率较大，需考虑进行恢复力学性能的热处理。
- 切割：
- 推荐使用机械加工（车、铣、锯）或等离子切割。若用火焰切割，需预热切割区域，并打磨去除淬硬层和热影响区（热影响区硬度需控制）。
08Ni3DR注意事项- 规范与设计： 材料选用和使用必须严格遵循 GB/T 150《压力容器》、NB/T 47047《压力容器用钢板及钢带》、设计规定和相关安全技术规范的要求。
- 追溯性： 确保材料和制造过程的所有记录可追溯（材料证明书、焊材证明书、焊接记录、无损检测报告、热处理记录等）。
- 标准时效性： 关注标准 GB/T 3531-2014 是否有更新版本（或客户指定其他如 ASME/ASTM 标准）。
- 特殊要求： 对于极其关键的应用 (如 -101°C以下设计)，可能对成分纯净度、韧性要求（如横向低温韧性、CTOD）、无损检测等级等有更严格的规定，需在采购技术协议中明确。
- 材料来源可靠性： 选择具有良好信誉和生产经验的大型钢厂采购，确保质量稳定
- 08Ni3DR
- 检验要求
- （一）无损检测需通过超声波探伤（UT）、磁粉检测（MT）等无损检测方法 。超声波探伤可检测钢材内部的缺陷，如裂纹、气孔、夹杂等；磁粉检测主要用于检测钢材表面和近表面的缺陷 。通过这些检测手段，确保钢材质量符合标准，避免因内部缺陷导致设备在使用过程中发生安全事故 。
（二）工艺试验进行焊接工艺评定、成型性能试验等 。焊接工艺评定用于验证焊接工艺的正确性和可靠性，确保焊接接头的性能符合要求；成型性能试验则检验钢材在加工成型过程中的表现，评估其是否能满足实际生产中的成型需求 。
（三）第三方认证需符合中国压力容器安全监察规程等相关标准和规定，并通过第三方认证机构的检测和认证 。第三方认证能保证产品质量的公正性和权威性，增强用户对产品的信任度，确保 08Ni3DR 钢板在压力容器等重要领域的安全使用 。
七、注意事项（一）焊接材料选择焊接 08Ni3DR 钢板时，需匹配低温焊材（如 AWS ER80S - Ni1） 。合适的焊接材料能保证焊接接头在低温环境下的性能与母材相近，避免因焊接材料选择不当导致接头性能下降，影响设备的整体质量和安全性 。
（二）热处理焊后需进行消应力退火（SR 处理），以消除焊接过程中产生的残余应力，避免冷裂纹的产生 。合理的热处理工艺能改善焊接接头的组织结构，提高其韧性和抗疲劳性能，延长设备的使用寿命 。
（三）使用温度限制需根据设计厚度和冲击试验数据确定最低允许使用温度 。不同厚度的钢板在低温环境下的性能表现有所差异，通过冲击试验获得的数据能准确确定其最低使用温度，防止在实际使用中因温度过低导致材料脆化，引发安全事故 。
08Ni3DR总结08Ni3DR (GB/T 3531-2014) 是一种含镍量约为 3.5% 的正火态低合金钢，核心价值在于其优异的 -70°C 甚至更低温度下的冲击韧性。它是制造 LNG 储罐内层、低温乙烯球罐以及其他 -45°C 至 -101°C 低温压力容器和设备的关键材料。成功应用的关键在于严格的质量控制（特别是低温冲击韧性）、精心设计的焊接工艺、严格执行的焊后热处理以及全程可追溯的质量记录。 在使用该材料前，务必： - 确认符合适用的最新标准和设计规范要求。
- 仔细审查钢厂提供的质保书。
- 针对具体项目制定详细的制造、焊接和检验工艺文件。
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