GB 12337-1998 钢制球形储罐.pdf

ICS 23.020.10 ICS 23.020.10 J 74 J 74 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB12337-1998 GB12337-1998 钢 制 球 形 储 罐 钢 制 球 形 储 罐 Steel spherical tanks Steel spherical tanks 代替GB 12337-1990 代替GB 12337-1990 批准部门国 家 质 量 技 术 监 督 局批准部门国 家 质 量 技 术 监 督 局 1998-12-08 发布 1999-12-01实施1998-12-08 发布 1999-12-01实施 国 家 质 量 技 术 监 督 局 发布 国 家 质 量 技 术 监 督 局 发布 前 言 前 言 本标准是根据国家技术监督局 1993 年制修订国家标准项目计划的安排对 GB 1233790 进行修订。本标准是一部包括球壳、支柱、拉杆等的设计计算、材料的选用 要求、结构要素的规定，以及球形储罐以下简称球罐的制造、组焊、检验与验收的综 合性国家标准。 本标准是在已实施的 GB 1233790钢制球形储罐的基础上，经过调查分析和实 验验证，结合成功的使用经验，并吸取国际同类标准的先进内容，加以充实、完善和提 高，根据确保球罐安全使用的原则制定的。球罐的设计、制造、组焊、检验与验收除符 合本标准规定外，还应符合 GB 150 的有关规定。 本标准与 GB 1233790 标准相比，主要有以下内容的修改 根据 GB 150 的修订，修改相关内容。 支柱与球壳的连接增加直接连接结构型式和 U 形柱结构型式。 修改支柱稳定性校核的内容。 增加高强度高韧性钢的制造、组焊要求。 补充有关自动焊的内容。 计算实例从正文中取消，编在标准释义中。 本标准的附录 A、附录 B 都是标准的附录。 本标准的附录 C 是提示的附录。 本标准从实施之日起，同时代替 GB 1233790。 本标准由全国压力容器标准化技术委员会提出并归口。 本标准由机械工业部兰州石油机械研究所负责起草，参加起草的单位有化工部化 工球罐联营工程公司、劳动部大连锅炉压力容器检验研究所、中石化总公司北京石化工 程公司、中石化总公司兰州石化设计院、兰州石油化工机器总厂。 本标准主要起草人刘福录、姚玉晶、刘溢恩、刘洪波、张 杰、虞敏敏、 孙 洁。 参加本标准编制的工作单位及人员有 中石化总公司规划院寿比南、黄秀戎、顾振铭、王为国、叶乾惠。 中国通用石化机械工程总公司张忠考。 化工部建设协调司梁之洵。 劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局宋鸿铭、张建荣。 中石化北京石化工程公司李世玉。 本标准于 1990 年 5 月 25 日首次发布，于 1998 年 3 月第一次修订。 本标准由全国压力容器标准化技术委员会负责解释。 1 1 范 围 范 围 本标准规定了碳素钢和低合金钢制球形储罐（以下简称“球罐” ）的设计、 制造、组焊、检验与验收的要求。 1.11.1 本标准适用于设计压力不大于 4 MPa 的桔瓣式或混合式以支柱支撑的球 罐。 1.21.2 本标准适用的设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。 1 1.31.3 本标准不适用于下列球罐 a）受核辐射的球罐； b）经受相对运动（如车载或船载）的球罐； c）公称容积小于 50m 3的球罐； d）要求作疲劳分析的球罐； e）双壳结构的球罐； 2 2 引用标准 引用标准 下列标准所包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。 本标准出版 时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方面应探讨使用下列标 准最新版本的可能性。 GB 1501998 钢制压力容器 GB/T 2281987 金属拉伸试验方法 GB/T 2291994 金属夏比缺口冲击试验方法 GB/T 2321988 金属弯曲试验方法 GB/T 6691988 优质碳素结构钢技术条件 GB/T 7001988 碳素结构钢 GB/T 9841985 堆焊焊条 GB/T 9851988 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB/T 9861988 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 GB/T 30771988 合金结构钢技术条件 GB/T 32741988 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 GB 35311996 低温压力容器用低合金钢钢板 GB/T 39651995 熔敷金属中扩散氢测定方法 GB/T 48421995 氩气 GB/T 51171995 碳钢焊条 GB/T 51181995 低合金钢焊条 GB/T 52931985 碳素钢埋弧焊用焊剂 GB/T 60521993 工业液体二氧化碳 GB 64791986 化肥设备用高压无缝钢管 GB 66541996 压力容器用钢板 GB/T 81101995 气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝 GB/T 81621987 结构用无缝钢管 GB/T 81631987 输送流体用无缝钢管 GB 99481988 石油裂化用无缝钢管 GB/T 100451988 碳钢药芯焊丝 GB/T 124701990 低合金钢埋弧焊用焊剂 GB/T 149571994 熔化焊用钢丝 GB/T 149581994 气体保护焊用钢丝 GB/T 172611998 钢制球形储罐型式与基本参数 GBJ 987 建筑结构荷载规范 JB 253680 压力容器油漆、包装和运输 2 JB 470792 等长双头螺柱 JB 470892 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T 470992 钢制压力容器焊接规程 JB 472694 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB 472794 低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB 473094 压力容器无损检测 3 总 则 3 总 则 球罐的设计、 制造、 组焊、 检验与验收除必须符合本标准的规定外， 还应符合 GB 150 的规定。 3.1 球罐的范围 3.1 球罐的范围 本标准管辖的球罐，其范围是指球壳及与其连为整体的零部件，且划定在下列范围 内 3.1.13.1.1 球罐与外部管道连接 a焊接连接的第一道环向接头坡口端面； b螺纹连接的第一个螺纹接头端面； c法兰连接的第一个法兰密封面。 3.1.2 3.1.2 球罐接管、人孔的承压封头、平盖及其紧固件。 3.1.3 3.1.3 非受压元件与球壳内、外表面的焊接接头，接头以外的元件，如支柱、拉杆和 底板等，亦应符合本标准的有关规定。 3.1.4 3.1.4 直接连在球罐上的超压泄放装置。超压泄放装置应符合 GB 150 附录 B“超压泄 放装置”的规定。连接在球罐上的仪表等附件，应符合有关标准的规定。 3.2 资格与职责 3.2 资格与职责 3.2.1 3.2.1 球罐的设计、制造、组焊单位应具备健全的质量管理体系。设计单位应持有压 力容器含球罐设计单位批准书，制造和组焊单位应持有压力容器含球罐制造许可 证。 3.2.2 3.2.2 球罐的设计、制造、组焊必须接受质量技术监督部门锅炉压力容器安全监察机 构的监察。 3.2.3 3.2.3 设计单位的职责 3.2.3.1 3.2.3.1 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。 3.2.3.2 3.2.3.2 球罐的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。 3.2.3.3 3.2.3.3 设计图样的技术文件中，应写明所盛装介质的名称、成分组成、适用的国家 标准行业标准、主要工艺参数、特殊要求等。 3.2.3.4 3.2.3.4 球罐的设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。 3.2.4 3.2.4 制造、组焊单位的职责 3.2.4.1 3.2.4.1 制造、组焊单位应按照设计图样进行制造与施工，如需变更原设计应取得原 设计单位的认可。 3.2.4.2 3.2.4.2 制造单位对每台球罐应提供下列技术文件 a 球壳板及其组焊件的出厂合格证； b 材料质量证明书； c 球壳板与人孔、接管、支柱的组焊记录； 3 d 无损检测报告； e 球壳排版图； 必要时，还应提供下列技术文件 f 材料代用审批文件； g 与球壳板焊接的组焊件热处理报告； h 球壳板热压成型工艺试验试板的力学和弯曲性能报告； i 球壳板材料的复验报告； j 极板试板焊接接头的力学和弯曲性能试验报告。 3.2.4.3 3.2.4.3 组焊单位对每台球罐应提供下列技术文件 a 原设计图和竣工图； b 球罐竣工验收证明书。证明书至少应包括下列内容 球壳板及其组焊件的质量证明书； 球罐基础检验记录； 球罐施焊记录附焊缝布置图； 焊接材料质量证明书或复验报告； 产品焊接试板试验报告； 焊接接头无损检测报告； 焊接接头返修记录； 球罐焊后整体热处理报告； 球罐几何尺寸检查记录； 球罐支柱检查记录； 球罐压力试验报告； 基础沉降观测记录； 球罐气密性试验报告。 3.3 球罐各部分名称 3.3 球罐各部分名称 球罐及支柱各部分的名称如图 1、图 2 所示。 4 图 1 球罐各部分名称 图 2 支柱各部分名称 5 3.4 定义 3.4 定义 3.4.1 3.4.1 压力 除注明者外，压力均指表压力。 3.4.2 3.4.2 工作压力 工作压力指在正常工作情况下，球罐顶部可能达到的最高压力。 3.4.3 3.4.3 设计压力 。 设计压力指设定的球罐顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条 件，其值不低于工作压力。 球罐上装有超压泄放装置时，应按 GB150 附录 B“超压泄放装置”的规定确定设计 压力。 对于盛装液化气体的球罐，在规定充装系数范围内，设计压力应根据工作条件下可 能达到的最高金属温度确定。 3.4.4 3.4.4 计算压力 计算压力指在相应设计温度下，用以确定球壳各带厚度或受压元件厚度的压力，其 中包括液柱静压力。 3.4.5 3.4.5 试验压力 试验压力指在压力试验时，球罐顶部的压力。 3.4.6 3.4.6 最大允许工作压力 最大允许工作压力系指在设计温度下，球罐顶部所允许承受的最大表压力。该压力 是根据球壳的有效厚度计算所得，且取最小值。 3.4.7 3.4.7 设计温度 设计温度指球罐在正常工作情况下，设定的受压元件的金属温度沿元件金属截面 温度平均值。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。 设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度。对于 0℃以下 的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。 低温球罐的设计温度按附录 A标准的附录确定。 标志在铭牌上的设计温度应是是球壳设计温度的最高值或最低值。 元件的金属温度可用传热计算求得。或在已使用的同类球罐上测定，或 按内部 介质温度确定。 3.4.8 3.4.8 试验温度 试验温度指压力试验时，球壳的金属温度。 3.4.9 3.4.9 厚度 3.4.9.1 3.4.9.1 计算厚度 计算厚度指按公式计算得到的厚度。需要时，尚应计入其他载荷所需厚度（见 3.5.2。 3.4.9.2 3.4.9.2 设计厚度 设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。 3.4.9.3 3.4.9.3 名义厚度 名义厚度指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。 即标 注在图样上的厚度。 注名义厚度不包括加工裕量。 3.4.9.4 3.4.9.4 有效厚度 6 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。 3.5 设计的一般规定 3.5 设计的一般规定 3.5.1 3.5.1 对有不同工况的球罐，应按最苛刻的工况设计，并在图样或相应技术文件中注 明各工况的压力和温度值。 3.5.2 3.5.2 载荷 设计时应考虑以下载荷 a 压力； b 液体静压力； c 球罐自重包括内件以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载 荷； d 附属设备及隔热材料、管道、支柱、拉杆、梯子、平台等的重力载荷； e 风载荷，地震力，雪载荷； 需要时，还应考虑下列载荷 f 支柱的反作用力； g 连接管道和其他部件的作用力； h 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力； i 包括压力急剧波动的冲击载荷； j 冲击反力，如由流体冲击引起的反力等。 3.5.3 3.5.3 厚度附加量 厚度附加量按式1确定 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 21 CCC 式中厚度附加量，mm； C 钢材厚度负偏差，按 3.5.3.1，mm； 1 C 腐蚀裕量，按 3.5.3.2，mm。 2 C 3.5.3.1 3.5.3.1 钢材厚度负偏差 钢板或钢管的厚度负偏差按钢材标准的规定。 当钢材的厚度负偏差不大于 O.25 mm， 且不超过名义厚度的 6％时，负偏差可忽略不计。 3.5.3.2 3.5.3.2 腐蚀裕量 为防止球罐元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，应考虑腐蚀裕量，具体 规定如下 a 对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的球罐寿命和物料对金属材料的腐蚀速率 确定腐蚀裕量； b 球罐各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量； c 腐蚀裕量取不小于 1 mm。 3.6 许用应力 3.6 许用应力 3.6.1 3.6.1 本标准所用材料的许用应力按第 4 章选取。确定许用应力的依据为钢材除螺 栓材料外按表 1，螺栓材料按表 2。 7 表 1 表 1 材 料 许用应力 取下列各值中的最小值，MPa 碳素钢、低合金钢 σb/3.Oσs/1.6 σ t /1.6 s 表中σb钢材标准抗拉强度下限值，MPa； σs钢材标准常温屈服点，MPa； σ t 钢材在设计温度下的屈服点，MPa。 s 表 2 表 2 材 料 螺栓直径，mm 热处理状态 许用应力，MPa ≤M22 σ t /2.7 s 碳素钢 M24～M48 热轧、正火 σ t /2.5 s ≤M22 σ t /3.5 s M24～M48 σ t /3.O s 低合金钢 ≥M52 调 质 σ t /2.7 s 3.6.2 3.6.2 设计温度低于 20℃时，取 20℃时的许用应力。 3.7 焊接接头系数 3.7 焊接接头系数 双面焊全焊透对接接头的焊接接头系数φ按下列规定选取 100％无损检测 φ1.00 局部无损检测 φ0.85 3.8 压力试验 3.8 压力试验 球罐制成后应经压力试验。压力试验的种类、要求和试验压力值应在图样上注明。 压力试验可采用液压或气压，一般采用液压，试验液体按 8.10.4 的要求，作气 压试验的球罐必须满足 8.10.5 的要求。 3.8.13.8.1 试验压力 试验压力的最低值按下述规定，试验压力的上限应满足 3.8.2 应力校核的限制。 液压试验 1.25 T pp t ][ ][ σ σ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 气压试验 1.15 T pp t ][ ][ σ σ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 8 式中PT试验压力，MPa； P设计压力，MPa； [σ]球壳材料在试验温度下的许用应力，MPa； [σ] t球壳材料在设计温度下的许用应力，MPa。 注球罐铭牌上规定有最大允许工作压力时，公式中应以最大允许工作压力代替设计压力 P。 3.8.2 3.8.2 压力试验前的应力校核。 压力试验前，应按式4校核球壳应力 σT e eiT DP δ δ 4 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4式中 σT试验压力下球壳的应力，MPa； PT试验压力，MPa； 球壳内直径，mm； i D δe球壳的有效厚度，mm。 σT满足下列条件 液压试验时，σT≤0.9σsφ 气压试验时，σT≤O.8σsφ 式中σs球壳材料在试验温度下的屈服点，MPa； φ球壳的焊接接头系数。 3.9 气密性试验 3.9 气密性试验 如果图样有要求， 球罐还应进行气密性试验。 气密性试验应在压力试验合格后进行。 3.9.1 3.9.1 盛装下列物料的球罐应进行气密性试验 a毒性程度为极度或高度危害的物料； b易燃的压缩气体或液化气体。 注毒性程度分级和易燃介质的划分按压力容器安全技术监察规程的规定下同。 3.9.2 3.9.2 气密性试验压力按式5确定。 PT 1.0p ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 式中PT试验压力，MPa； p设计压力，MPa。 4 材料4 材料 4.1 基本要求 4.1 基本要求 4.1.14.1.1 球罐受压元件用钢应符合本章规定。 非受压元件用钢， 当与受压元件 焊接时， 9 也应是焊接性能良好的钢材。 4.1.2 4.1.2 采用本章规定以外的其他钢号的钢材，还应符合 GB150 附录 A“材料的补充规 定”的有关规定。 4.1.34.1.3 球罐受压元件用钢应由平炉、电炉或氧气转炉冶炼。钢材的技术要求应符合相 应的国家标准、行业标准或有关技术文件的规定。 4.1.4 4.1.4 球罐用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书，制造单位应按质量证明书对 钢材进行验收 ，必要时尚应进行复验。如无钢材生产单位的钢材质量证明书（原件， 则应按压力容器安全技术监察规程的规定。 4.1.5 4.1.5 选择球罐用钢应考虑球罐的使用条件如设计温度、设计压力、物料特性等、 材料的焊接性能、球罐的制造工艺和组焊要求以及经济合理性。 4.1.6 4.1.6 球罐的设计温度低于或等于-20℃时，钢材还应符合附录 A 的规定。 4.1.74.1.7 当对钢材有特殊要求时如要求特殊冶炼方法、较高的冲击功指标、 提高无损 检测要求、增加力学性能检验率，考虑介质对钢材腐蚀的要求等，设计单位应在图样 或相应技术文件中注明。 4.1.84.1.8 当设计温度高于 2OO℃时，其许用应力值按 GB 150 的规定。 4.2 钢板 4.2 钢板 4.2.1 4.2.1 钢板的标准、使用状态及许用应力按表 3 的规定。 4.2.24.2.2 凡符合下列条件的钢板，应在正火状态下使用 a 球壳用钢板 厚度大于 30 mm 的 20R 和 16MnR； 厚度大于 16 mm 的 15MnVR； 任意厚度的 15MnVNR； b 其他受压元件法兰、平盖等用厚度大于 50 mm 的 20R 和 16MnR。 4.2.3 4.2.3 符合下列条件的球壳用钢板， 应逐张进行拉伸和夏比V 型缺口常温或低温冲击 试验。 a 调质状态供货的钢板； b 厚度大于 60 mm 的钢板。 4.2.4 4.2.4 用于球壳的下列钢板，当球罐的设计温度和钢板厚度符合下列情况时，应每批 取一张钢板进行夏比V 型缺口低温冲击试验。试验温度为球罐的设计温度或按图样的 规定，试样取样方向为横向。 a 设计温度低于 0℃时，厚度大于 25 mm 的 20R，厚度大于 38 mm 的 16MnR、15MnVR 和 15MnVNR。 10 表 3 表 3 常温强度指标 在下列温度℃ 下的许用应力，MPa 钢号 钢板标准使用状态 厚度 mm σb MPa σs MPa ≤20100 150 200 注 20R GB 6654热轧，正火 6～16 ＞16～36 ＞36～60 ＞60～100 400 400 400 390 245 235 225 205 133 133 133 128 133 132 126 115 132 126 119 110 123 116 110 103 16MnR GB 6654热轧，正火 6～16 ＞16～36 ＞36～60 ＞60～100 ＞100～120 510 490 470 460 450 345 325 305 285 275 170 163 157 153 150 170 163 157 153 150 170 163 157 150 147 170 159 150 141 138 15MnVR GB 6654热轧，正火 6～16 ＞16～36 ＞36～60 530 510 490 390 370 350 177 170 163 177 170 163 177 170 163 177 170 163 15MnVNR GB 6654正火 6～16 ＞16～36 ＞36～60 570 550 530 440 420 400 190 183 177 190 183 177 190 183 177 190 183 177 07MnCrMOVR 调质 16～50 610490 203 203 203 203 1 16MnDR GB 3531正火 6～16 ＞16～36 ＞36～60 ＞60～100 490 470 450 450 315 295 275 255 163 157 150 150 163 157 150 147 163 156 147 138 156 147 138 128 07MnNiCrMoVDR 调质 16～50 610490 203 203 203 203 1 09Mn2VDR GB 3531 正火 正火加回火 6～16 ＞16～36 440 430 290 270 147 143 147 143 注中间温度的许用应力，可按本表的应力值用内插法求得。 1该钢板技术要求见 GB150 附录 A“材料的补充规定”。 b 设计温度低于-10℃时，厚度大于 12mm 的 20R，厚度大于 20 mm 的 16MnR、15MnVR 和 15MnVNR。 低温冲击功的指标根据钢板标准的抗拉强度下限值按附录 A 相应的规定。 4.2.54.2.5 球罐的设计温度低于或等于-20℃时， 钢板的使用状态及最低冲击试验温度应符 合表 4 的规定。 11 表 4 表 4 钢 号 使用状态 厚度，mm 最低冲击试验温度，℃ 热轧 6～25 16MnR 正火 6～120 -20 07MnCrMoVR 调质 16～50 -20 表 4完 表 4完 钢 号 使用状态 厚度，mm 最低冲击试验温度，℃ 6～36 -40 16MnDR 正火 ＞36～100 -30 07MnNiCrMoVDR 调质 16～50 -40 09Mn2VDR 正火，正火加回火 6～36 -50 4.2.6 4.2.6 凡符合下列条件的球壳用钢板，应逐张进行超声检测 a 厚度大于 30 mm 的 20R 和 16MnR 钢板； b 厚度大于 25 mm 的 15MnVR 和 15MnVNR 钢板； c 厚度大于 20 mm 的 16MnDR 和 09Mn2VDR 钢板； d 调质状态供货的钢板； e 上下极板和与支柱连接的赤道板。 钢板的超声检测应按 JB 4730 的规定，热轧、正火状态供货的钢板质量等级应不低 于Ⅲ级，调质状态供货的钢板质量等级应不低于Ⅱ级。 4.3 钢管 4.3 钢管 4.3.1 4.3.1 钢管的标准及许用应力按表 5 的规定。 4.3.2 4.3.2 15MnV、09Mn2VD 和 09MnD 钢管应在正火状态下使用。 4.3.3 4.3.3 当球罐的设计温度低于或等于-20℃时， 钢管的使用状态及最低冲击试验温度应 符合表 6 的规定。 因尺寸限制无法制备 5mm10 mm55 mm 小尺寸冲击试样的钢管，免做冲击试验， 各钢号钢管的最低设计温度按附录 A 的规定。 4.4 锻件 4.4 锻件 4.4.14.4.1 锻件的标准及许用应力按表7 的规定。 12 表 5 表 5 常温强度指标在下列温度℃下的许用应力，MPa 钢 号 钢管标准 壁厚 mm σb MPa σs MPa ≤20 100 150 200 注 10 GB/T8163 GB 9948 GB 6479 ≤10 ≤16 ≤16 17～40 335 335 335 335 205 205 205 195 112 112 112 112 112 112 112 110 108 108 108 104 101 101 101 98 20 GB/T8163 GB 9948 ≤10 ≤16 390 410 245 245 130 137 130 137 130 132 123 123 20G GB 6479 ≤16 17～40 410 410 245 235 137 137 137 132 132 126 123 116 16Mn GB 6479 ≤16 17～40 490 490 320 310 163 163 163 163 163 163 159 153 15MnV GB 6479 ≤16 17～40 510 510 350 340 170 170 170 170 170 170 170 170 09MnD ＜16 400 240 133 133 128 119 1 注中间温度的许用应力值可按本表的应力值用内插法求得。 1该钢管的技术要求见 GB 150 附录 A“材料的补充规定”。 表 6 表 6 钢号 使用状态 壁厚，mm 最低冲击试验温度，℃ 10 正火 ≤16 -30 20G 正火 ≤16 -20 16Mn 正火 ≤20 -40 09MnD 正火 ≤16 -50 表 7 表 7 常温强度指标在下列温度℃下的许用应力，MPa 钢 号 锻件标准 公称厚度 mm σb MPa σs MPa ≤20 100 150 200 20 JB 4726≤100 370 215 123 119 113 104 16Mn JB 4726≤300 450 275 150 150 147 135 ≤300 530 370 177 177 177 177 ＞300～500 510 355 170 170 170 170 20MnMo JB 4726 ＞500～700 490 340 163 163 163 163 16MnD JB 4727≤300 450 275 150 150 147 135 ≤300 530 370 177 177 177 177 ＞300～500 510 355 170 170 170 170 20MnMoD JB 4727 ＞500～700 490 340 163 163 163 163 08MnNiCrMoVD JB 4727≤300 600 480 200 200 200 200 09Mn2VD JB 4727≤200 420 260 140 140 注中间温度的许用应力值，可按本表的应力值用内插法求得。 13 4.4.2 4.4.2 锻件级别由设计单位确定，并在图样中注明在钢号后附上级别符号，如 16MnⅡ。人孔锻件的锻件级别不应低于Ⅲ级。 4.4.3 4.4.3 当球罐的设计温度低于或等于-20℃时， 锻件的热处理状态及最低冲击试验温度 按表 8 的规定。 表 8 表 8 钢号 热处理状态 公称厚度，mm 最低冲击试验温度，℃ ≤200 -40 16MnD 正火加回火，调质 ＞200～300 -30 09Mn2VD 正火加回火，调质 ≤200 -50 ≤500 -30 20MnMoD 调质 ＞500～700 -20 08MnNiCrMoVD 调质 ≤300 -40 4.5 螺柱和螺母 4.5 螺柱和螺母 4.5.1 4.5.1 螺柱用钢的标准、使用状态及许用应力按表 9 的规定。 表 9 表 9 常温强度指标在下列温度℃下的许用应力，MPa 钢 号 钢材标准 钢材 使用状态 螺柱规格 mm σb MPa σs MPa ≤20 100 150 200 Q235-A GB/T 700 热轧 ≤M20 375235 87 78 74 69 ≤M22 530315 117 105 98 91 35 GB/T 699 正火 M24～M27510295 118 106 100 92 ≤M22 805685 196 176 171 165 40MnB GB/T 3077 调质 M24～M36765635 212 189 183 180 ≤M22 835735 210 190 185 179 40MnVB GB/T3077 调质 M24～M36805685 228 206 199 196 ≤M22 805685 196 176 171 165 40Cr GB/T3077 调质 M24～M36765635 212 .189 183 180 ≤M22 7 0 0550 157 141 137 134 M24～M48660500 167 150 145 142 30CrMoA GB/T3077 调质 M52～M56660500 185 167 161 157 ≤M22 8 3 5735 210 190 185 179 M24～M48805685 228 206 199 196 M52～M80805685 254 229 221 218 35CrMoA GB/T3077 调质 M85～M105735590 219 196 189 185 40CrNiMoA GB/T3077 调质 M52～M140930825 306 291 281 274 注中间温度的许用应力值，可按本表的应力值用内插法求得。 4.5.2 4.5.2 低合金钢螺柱用毛坯，经调质热处理后进行力学性能试验。 4.5.2.1 4.5.2.1 同一钢号、同一炉号、同一断面尺寸、同一热处理制度、同时投产的螺柱毛 坯为一批，每批取一件进行试验。 14 4.5.2.2 4.5.2.2 试样的取样方向为纵向，直径不大于 40mm 的毛坯，试样的纵轴应位于毛坯中 心；直径大于 40 mm 的毛坯，试样的纵轴应位于毛坯半径的 1/2 处。试样距毛坯端部的 距离不得小于毛坯的直径，但拉伸试样的头部或夹持部分不受此限制。 4.5.2.3 4.5.2.3 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 GB/T 228 的规 定。冲击试验方法按 GB/T 229 的规定。试验结果应符合表 10 的规定，表中冲击功的规 定值系三个试样试验结果的平均值，允许有一个试样的试验结果小于规定值，但不得小 于规定值的 70％。对钢号和规格符合 JB 4707 标准的低合金钢螺柱用钢材，其力学性能 可按该标准验收。 4.5.2.4 4.5.2.4 拉伸试验结果不合格时，应从同一毛坯上再取二个拉伸试样进行复验，测定全 部三项性能。试验结果中只要有一个数据不符合表 10 的规定，则该批毛坯判为不合格。 表 10 表 10 钢 号 回火温度 ℃ 规格 mm σb MPa σs σ0.2 MPa δ5 ％ AKv J ≤M22 ≥805 ≥685 40MnB ≥550 M24～M36 ≥765 ≥635 ≥13 ≥34 ≤M22 ≥835 ≥735 40MnVB ≥550 M24～M36 M805 ≥685 ≥12 ≥34 ≤M22 ≥805 ≥685 40Cr ≥550 M24～M36 ≥765 ≥635 ≥13 ≥34 ≤M22 ≥700 ≥550 30CrMoA ≥600 M24～M56 ≥660 ≥500 ≥15 ≥61 ≤M22 ≥835 ≥735 M24～M80 ≥805 ≥685 ≥54 35CrMoA ≥560 M85～M105 ≥735 ≥590 ≥13 ≥47 40CrNiMoA ≥520 M52～M140 ≥930 ≥825 ≥12 ≥54 4.5.2.5 4.5.2.5 冲击试验结果不合格时，应从同一毛坯上再取三个冲击试样进行复验，前后 两组六个试样的冲击功平均值不得小于规定值，允许有二个试样的冲击功小于规定值， 但其中小于规定值 70的只允许只有一个。否则该批毛坯判为不合格。 4.5.2.6 4.5.2.6 被判为不合格的整批毛坯可重新热处理，然后按上述程序重新取样进行拉伸 和冲击试验。 4.5.3 4.5.3 低合金钢螺柱，当设计计温度低于或等于-20℃时，应进行设计温度下的低温冲 击试验。低温用螺柱的钢号及冲击试验要求按表 11 的规定。 表 11 表 11 钢 号 规格，mm 最低冲击试验温度℃ AKv，J 30CrMoA ≤M56 -100 ≥27 ≤M56 -100 35CrMoA M60～M80 -70 ≥27 M5 2 ～M80 - 70 40CrNiMoA M 85～M140 -50 ≥31 4.5.4 4.5.4 与各螺柱用钢组合使用的螺母用钢可按表 12 选用， 设计者也选用有使用经验的 15 其他螺母用钢。调质状态使用的螺母用钢，其回火温度应高于组合使用的螺柱用钢的回 火温度。 表 12 表 12 螺母用钢 螺柱钢号 螺母钢号 钢材标准 使用状态 使用温度下限，℃ Q235-A Q215-A，Q235-A GB/T 700 热轧 ＞-20 Q235-A GB/T 700 热轧 ＞-20 35 20，25 GB/T 699 正火 ＞-20 40MnB 35，40Mn，45 GB/T 699 正火 ＞-20 40MnVB 35，40Mn，45 GB/T 699 正火 ＞-20 40Cr 35，40Mn，45 GB/T699 正火 ＞-20 40Mn，45 GB/T699 正火 ＞-20 30CrMoA 30CrMoA GB/T3077 调质 -100 40Mn.45 GB/T 699 正火 ＞-20 35CrMoA 30CrMoA，35CrMoA GB/T3077 调质 -100 40CrNiMoA 35CrMoA， 40CrNiMoAGB/T3077 调质 -70 4.6 焊接材料 4.6 焊接材料