HG／T 20581-2020 标准规范下载简介
HG／T 20581-2020 钢制化工容器材料选用规范.pdf8.0.2钢材代用时应核查下列要素：
1代用钢材的强度、塑性、韧性、化学成分、导热系数、线膨胀系数对设计条件（温度、压 力、介质、结构）的适应性； 2代用钢材对制造加工工艺的适应性（尤其要注意焊接工艺、焊接材料、焊后热处理等）； 3代用钢材对均匀腐蚀和各种局部腐蚀（应力腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、冲刷腐蚀等）的 适用性； 4代用钢材与原设计钢材的钢材标准差异（如化学成分、检验项目、检验率）。中外材料标 准中，代用钢材牌号与原设计钢材牌号的对照关系、相近关系、不同类型关系的区别； 5两种不同组织（铁素体、奥氏体）的钢材互相代用所引起的热应力、异种钢焊接问题； 6代用钢材的经济性。 8.0.3凡本规范列入的钢材（钢材标准及其钢号）同时符合下列各项条件者，可互相代用： 1代用钢材符合第6章的有关技术要求； 2代用钢材符合第7章的有关使用限制和范围 3原设计单位已符合8.0.2中各要素的要求，并认为可以代用。 8.0.4除现行国家标准《压力容器第2部分：材料》GB/T150.2一2011附录A以外的无标准的 钢材不得作为受压元件的代用钢材。
钢材不得作为受压元件的代用钢材。
8.0.5其他情况的钢材代用可按本规范处理
恒大林溪郡--项目方案设计（中机国际工程设计研究院有限责任公司）商品级紧固件（4.6级和8.8级螺栓、螺钉、螺柱）的钢材化学成分和热处理要求应符合表A.1 的规定
A.1钢材的化学成分禾
2力学性能（粗牙螺母
分碳素钢和低合金钢用特殊焊接材料的化学成分可参考表B.1的规定，其力学性能可参考 的规定。部分奥氏体用特殊焊接材料的化学成分和力学性能可参考表B.3的规定。
表B.1特殊电焊条成分（熔敷金属）
表C.2镍及镍合金焊条熔敷金属力学性能
表C.3镍及镍合金钨极气体保护焊（GTAW）用焊丝化学成分（百分比）
注：表中所列化学成分除已规定外，单个值均指最大值。 当规定时，Co≤0.12% b当规定时，Ta≤0.30%。
当规定时，Co≤0.12%。 当规定时，Ta≤0.30%。
表D.0.2ECuNiB和SCu7158熔敷金属化学成
1，包括带*的元素在内的其他元素总含量，不应超过规定的0.5%。 2.表中所列数值除已规定者外，单个值系指最大值。
为便于在执行本规范条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均这样做的用词： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。 规范中指定应按其他有关标准、规定执行时的写法为“应符合…的规定”或“应按
1为便于在执行本规范条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均这样做的用词： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。 规范中指定应按其他有关标准、规定执行时的写法为“应符合…的规定”或“应按执行”。
[65］《钢制压力容器一一分析设计标准》JB4732（2005年确认） ［66］《压力容器用复合板》NB/T47002（所有部分） [67］《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB/T47008 [68］《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB/T47010 ［69］《承压设备无损检测第3部分：超声检测》NB/T47013.3 ［70］《承压设备无损检测第4部分：磁粉检测》NB/T47013.4 ［71］《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014 [72]］《压力容器焊接规程》NB/T47015 [73］《承压设备用焊接材料订货技术条件》NB/T47018（所有部分） ［74］《高硫原油加工装置设备和管道设计选材导则》SH/T3096 [75］《高酸原油加工装置设备和管道设计选材导则》SH/T3129 ［76］《石油化工湿硫化氢环境设备设计导则》SH/T3193 ［77]《情性气体保护焊用不锈钢丝》YB/T5091 ［78］《焊接用不锈钢丝》YB/T5092 [79]《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21一2016
钢制化工容器材料选用规范
中华人民共和国化工行业标准
华人民共和国化工行业标准
HG/T20581—2020
现行行业标准《钢制化工容器设计基础规范》HG/T20580中已有的术语定义，本规范不再 故本规范删除了受压元件和非受压元件的术语和定义。
化工行业用的碳素钢的含碳量一般小于0.8%。化工行业用碳素钢举例：现行国家标准《碳素结 构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/T3274中的Q235B和Q235C，现行国家标准《锅炉和 压力容器用钢板》GB/T713中的Q245R，现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB/T6479、《输 送流体用无缝钢管》GB/T8163和《石油裂化用无缝钢管》GB/T9948中的10和20，现行行业标准 《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB/T47008和《优质碳素结构钢》GB/T699中的20和35等，
低合金高强度钢的碳含量（熔炼分析）一般不大于0.20%，合金元素含量总和一般不大于2.5%， 抗拉强度下限值大于540MPa，具有较好的冲击韧性和焊接性。 化工行业用低合金钢举例：现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB/T713中的Q345R 和Q370R，现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB/T6479中的Q345B、Q345C、Q345D 和Q345E，现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163中的Q345D，现行行业标准《承压 设备用碳素钢和合金钢锻件》NB/T47008中的16Mn等。 低合金高强度钢举例：现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB/T713中的18MnMoNiR和 13MnNiMoR，现行国家标准《压力容器用调质高强度钢板》GB/T19189中的所有牌号，现行行业 标准《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB/T47008中的20MnMo、20MnMoNb和20MnNiMo， 现行国家标准《合金结构钢》GB/T3077中的40MnB、40MnVB、40Cr、30CrMoA、35CrMoA、 35CrMoVA、25Cr2MoVA和40CrNiMoA
2.0.9最大模拟焊后热处理
2.0.10最小模拟焊后热处理
对于Cr含量大于等于2.25%的珠光体耐热钢及高温用珠光体耐热钢，最小模拟焊后热处理包合 482℃以上的所有中间热处理。
按照现行法规《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21一2016、现行国家标准《压力容器第 2部分：材料》GB/T150.2一2011和《钢制球形储罐》GB/T12337一2014进行了修订。参照现行国家 标准《钢制球形储罐》GB/T12337一2014，增加了球形容器上下极板和支柱连接的赤道板的无损检测 要求。 第3款规定了复合板基材的无损检测要求，第4款和第5款规定了复合板的基材和覆层的结合 率的无损检测要求。根据工程经验整合了复合钢板无损检测的要求。 现行行业标准《承压设备无损检测第3部分：超声检测》NB/T47013.3一2015的1号修改通 知单，于2018年5月14日以第7号公告批准，自2018年7月1日起实施，本修改单中将表6和
必要时受压元件的正火要与其原材料的正火分别进行，除非最终热成形温度处于正火温度范围 内（如封头、锥体等的热成形），否则不得将部件的热成形与原材料的正火合并进行。同时，不得 将压力容器产品的热处理与原材料的正火合并进行。这是确保碳钢和低合金钢钢板在正火状态下使 用的措施，这里的正火温度范围为850℃～960℃。 本条按照现行国家标准《钢制球形储罐》GB/T12337一2014的规定，第6款新增了球罐用高强 钢钢板的使用状态要求，
5.3.2从标准化以及采用的角度出发，很有必要提出精简的常用钢材规格。表5.3.2和表5.3.3就 是以此为目的归纳提出的。常用不等于限制采用，设计者也可根据各自设计的特点，采用常用规格 以外的钢材规格。
是以此为目的归纳提出的。常用不等于限制采用，设计者也可根据各自设计的特点，采用常用规格 以外的钢材规格。 5.3.4本条中列举的是比较常见且运输不受限的换热管的长度，随着装置的大型化和材料技术的 发展，实际目前换热管长度已经有用到14000mm、15000mm、16000mm、17000mm和18000mm 甚至更长。
位水平参差不齐，近几年的工程经验显示，多次出现不合规的超声检测，从而达不到水压试验的效 果，故增加了“当设计未规定时”。特别是重要的换热管和关键设备的接管，宜规定进行水压试验。 现行国家标准《无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管缺欠的自动涡流检测》GB/T7735一2016中将 原有的A级基本等效为E4H级，且现行国家标准《无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管缺欠的自动涡 流检测》GB/T7735一2016正文中6.5.1和6.5.2.2中b）的注中，明确验收等级E4H和E4可作为替 代水压试验的涡流检测的验收等级
6.3.1对于受压容器用钢防止脆断的问题已引起设备设计的高度重视，但对于压力容器之外的焊 接钢结构的脆断问题，虽然其实质是相同的，但至今未引起重视。标准、规范中对此的规定很少 本规范在制定中考虑了上述意见，并参考了德国DSAT009“焊接钢结构钢材质量等级的选择 方法”，对此做了规定。 钢材的质量等级的选择要考虑应力大小、重要程度、温度、板厚4个因素。由于化工容器中沙 及的钢结构都为焊接结构，所以，焊接与否这个因素就一并计入了。关于冷变形率，由于一般冷变 形率不大，在2%以下，所以，就未列人必须考虑的因素，但若冷变形率有可能大于2%时，应予 考虑。
6.4.3国外压力容器及管道用钢材标准和设计规范中往往把有缝钢管与无缝钢管相提并论，并已 在工程项目中广泛使用。但国内碳素钢焊接钢管只能适应低压的水、煤气管的使用要求。有缝钢管 作为锅炉和压力容器用钢管尚需在产品质量上作较大的提高。 6.4.5由于现行国家标准《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T12771一2008水平低于国际上通用 的化工装置的不锈钢焊管标准，代表了国内一般焊管生产厂的较低质量水平，不能符合化工、石化 装置设计的要求，但尚可符合一些介质无毒、无爆炸危险、无腐蚀性、对连续长周期运行要求较低 的场合。故本规范参照现行国家标准《压力容器第2部分：材料》GB/T150.2一2011规定的现行 国家标准《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T12771一2008中各类焊接钢管的使用限制和范围。 6.4.6由于国内化工装置中设计使用焊管较少，特别是换热管焊管就更少，国内高质量焊管的生 产尚需一段考核和成熟阶段，因此，规定相应来说要严格一些，范围小一些，要求高一些。今后随 着使用、设计经验的积累和生产水平的稳定及提高，将逐步放宽限制。 本规范的修订原则是用于压力容器和换热器的焊管，符合我国现行法规《固定式压力容器安全 技术监察规程》TSG21一2016、现行国家标准《压力容器第2部分：材料》GB/T150.2一2011和 《热交换器》GB/T151一2014的有关规定。 焊接钢管是一种有别于奥氏体不锈钢无缝钢管的制造工艺，而不是新钢种、新材料。就其焊接 特点来看，与压力容器的焊接是同一范畴的，但由于其连续、自动、大批量生产的特点，因此，又 与容器的焊接有区别。随者标准的批准和颁布，为化工行业中广泛使用不锈钢焊接钢管起到了有章 可循、有法可依的作用
6.7紧固件的使用温度范围及限制
6.8使用介质的限制
6.8.1对NaOH溶液中使用温度的限制是根据美国NACE调查报告NACESP0403一2015和有关 单位工程设计标准制定的。温度在46℃到沸腾温度之间时，碳钢设备中NaOH浓度大于5%时就可 能会发生应力腐蚀开裂。无论温度是多少，当浓度低于2%（质量分数）时，可以选择不对碳钢进 行焊后热处理，也有一些人在低于浓度5%（质量分数）的时候都不进行处理。但是，当整体浓度 不高，但有局部浓缩情况下（如在停工期间直接进行蒸汽吹扫），整体的浓度在（50～100）×10 时，浓缩区域也会发生NaOH溶液应力腐蚀。避免局部浓度过高导致腐蚀的方法是避免偏离泡核沸 腾（departurefromnucleateboiling，DNB），保证内表面与腐蚀性物质的隔离。 碳钢所有的焊接接头、冷成形的弯管和热交换器的弯管段如果工作环境在B区，则需要进行消 除应力热处理。
即使整体环境在A区DL／T 1674-2016 35kV及以下配网防雷技术导则，但一些有伴热设备中的局部位置的温度可能会达到B区温度。如果不能 故好严格的温度控制，碳钢焊接接头和弯管也需要进行消除应力热处理。 NaOH溶液腐蚀环境下，不提前做水洗的出蒸汽的设备和管道也需要做消除应力热处理。一些 报告中认为提前做水洗能够有效防止NaOH应力腐蚀开裂。 300奥氏体不锈钢的NaOH应力腐饨开裂可参考图1
图1300奥氏体不锈钢在NaOH溶液中腐蚀
碳素钢的焊片热处理温度推荐来源于NACE8X194，制造广可根据经验进行微调。 6.8.4高温氮腐蚀环境选材的限制是按纳尔逊线（APIRP941一2016）制定的。考到焊接和 焊肩热处理对合金钢抗氨腐蚀性能的影响，条款中又特别强调了焊后充分消除应力热处理的必要性 奥氏体不锈钢在图6.8.4所尔的温度及氢分低使用不会小起氢腐蚀，因此不需要进行焊后消 除成力热处理。图6.8.4及本条第2款“碳钢”特指碳索钢和低合金钢。 6.8.5液氨储罐应力腐蚀破裂问题在珂内外引起菩遍重视，本条对该介质的定义和对策作出了原 则性的规定。考虑到目前液氨的纯度凹到99.9%数量级以上，故本规范取消了0.2%的水缓蚀剂的辅 助猎施。 6.8.7限制介质成分是腐蚀环境下完善化1设备设计的必要措施，妞间时实施本条所提示的措施 a
焊接材料选用的编制主要依据：在原化工行业标准《钢制化工容器材料选用规定》HG/T20581 2011的基础上，根据近年实施取得的经验，并依据现行行业标准《压力容器焊接规程》NB/T47015 和《承压设备用焊接材料订货技术条件》NB/T47018的内容，近几年焊接材料标准的大量升版内容， 以及国内外工程公司的标准规范，进行补充和具体化。 焊接材料选择原则： 1.钢制化工容器焊接材料选用原则应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合钢 制化工容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。 2.焊接材料技术类别与型号选用应与钢制化工容器用母材相匹配。 3.焊接材料技术要求与钢制化工容器设备产品焊接接头相适应。熔敷金属性能不低于母材焊 后性能标准规定的最低值，并留有足够的裕量。 4.焊接材料熔敷金属中有害含量不超出相应母材规定的限值。
7.7异种金属材料的煌接材料选用
.7.1奥氏体不锈钢与铁素体钢之间的异种钢焊接接头焊接材料选用原则来源于APIRP582 度超过315℃时JCT2418-2017 掺钕硼酸氧钙钆钇激光自倍频晶体通用技术条件及测试方法，镍基焊接材料的选用可参照下表。
钢材代用是目前化工容器制造中经常遇到的同题。为此，第8章专门对代用原则做了规定， 周代用钢材与原设计钢材间导热系数、线膨胀系数的对应，强调考虑抗应力腐蚀、晶间腐蚀 窝蚀、冲刷腐蚀等局部腐蚀性能。 （1）钢材代用条件 a）不得变更原有设计，不得变更原设计规定的结构尺寸和规格，不得变更图纸，代用钢 材要满足原设计条件和要求； b）代用钢材性能优于原始设计钢材时，不得减少代用钢材的厚度，代用钢材性能略差于 原始设计钢材时，也不得增加代用材料的厚度，并应重新进行强度或刚度校核； c）钢材代用应考虑与相邻钢材的相容性，还要考虑由此引发的制造、检验等变化。 2）中外钢材标准中，代用钢材牌号与原设计钢材牌号的对照关系、相近关系、不同类型关系 a）对照关系是指不同国家之间的相应牌号具有如下关系： 一一同为压力加工材料牌号或铸件材料牌号； 一一具有很接近的标准化学成分范围，或相同的标准化学成分范围； 一具有很接近的性能，或相同的性能。 采用与原设计钢材对照牌号的钢材代用，可以使代材问题较为简单，在钢材代用中经常采 用。采用与原设计钢材对照牌号的钢材代用也要注意因某些关键化学成分差别导致的特定敏感 性能差异。 b）相近关系是指不同国家之间的相应牌号具有如下关系： 一同为压力加工材料牌号或铸件材料牌号； 一具有接近的标准化学成分范围； 一具有接近的性能。 采用与原设计材料牌号相近牌号的钢材代用，需要注意虽然化学成分和性能接近，但在某 些情况下使用性能的差异，如稳定化奥氏体不锈钢与非稳定化奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的 差异；含钼的奥氏体不锈钢和不含钼的奥氏体不锈钢在还原性介质中耐蚀性能和耐点蚀、耐缝 隙腐蚀性能的差异；不同含碳量的奥氏体不锈钢除耐蚀性的差别外还应注意其高温和低温工况 下力学性能的差异。20管比10管许用应力高、塑性低，但仍在可用范围内，因而10管及其 国外对照牌号与20管及其国外对照牌号可以互代，10管和20管不是对照牌号而是相近牌号。 c）不同类型的钢材也可代用，如采用奥氏体不锈钢代用碳素钢或低合金钢，应以优代劣， 不宜以劣代优。不同类型的钢材代用除需要校核强度、稳定性外，还应考虑异种材料焊接 等制造工艺性能。应考虑代用钢材与相邻钢材的相容性，如热膨胀系数的差异引起的热应 力，电负性差异较大时可能引起的电偶腐蚀，碳素钢、低合金钢抗氯离子应力腐蚀性能较 好而奥氏体不锈钢对氯离子引起的应力腐蚀较为敏感等。经济合理性也是不同类型的钢材 代用需要考虑的问题。不同类型的钢材代用需要考虑的问题较多，工程中较少采用。