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工业金属管道设计规范

都好生意-让天下的生意都好做,都赚钱 / 2020-09-16

金属材料的低温韧性试验要求


4.3.1管道设计温度低于或等于-20℃,而高于本规范附录A中使用温度下限的碳素钢、低合金钢、中合金钢和高合金铁素体钢,出厂材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验。
4.3.2奥氏体不锈钢,含碳量大于0.1%,设计温度低于-20℃而高于本规范附录A中使用温度下限时,出厂的材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验。
4.3.3奥氏体高合金钢的使用温度等于或高于-196℃时,可免做低温冲击试验。
4.3.4符合下列条件之一时,管道材料可免做低温冲击试验:
    4.3.4.1使用温度等于或高于-45℃,且不低于本规范附录A中材料使用温度下限,同时,材料的厚度无法制备5mm厚试样时。
    4.3.4.2除了抗拉强度下限值大于540MPa的钢材及螺栓材料外,使用的材料在低温低应力工况下,若设计温度加50℃后,高于-20℃时。
    注:低温低应力工况为设计温度低于或等于-20℃的受压的管道组成件,其环向应力小于或等于钢材标准中屈服点的1/6,且不大于50MPa的工况。
4.3.5需热处理的材料,应在热处理后进行冲击试验。
4.3.6下列条件的材料用于管道时,母材、焊缝及热影响区应增加冲击试验:
    (1)Q235-A、Q235-B及Q235-C材料,使用温度在图4.3.6曲线A以下至附录A表中使用温度下限(-10℃)范围内时。
    (2)钢号为10、20、20g、16Mn、20R、16MnR及15MnVR的材料,使用温度在图4.3.6曲线B以下至附录A表中使用温度下限范围内时。
    (3)使用温度低于0℃至附录A表中使用温度下限范围内的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR及Cr-Mo低合金钢(不包括低温钢)的任意厚度的钢板。

图4.3.6碳钢、锰钢材料冲击试验的温度

4.3.7在温度下限以上使用有色金属和它的合金材料时,如填充金属成分与母材成分不同,焊接接头应进行低温拉伸试验,延伸率应符合设计规定。
4.3.8制造厂已作过冲击试验的材料,但加工后经过热处理时,应进行低温冲击试验。
4.3.9焊接结构中,对热影响区的低温冲击试验可满足对基体材料的冲击试验。
4.3.10材料冲击试验的方法应按现行国家标准《金属夏比缺口冲击试验方法》GB/T 229的规定。在低温下的冲击功值应符合低温用材料标准或表4.3.10的规定。当冲击功不相同的基体材料焊接一起时,其冲击试验能量应符合较小抗拉强度的基体材料的要求。

表4.3.10夏比低温冲击试验的冲击功

注:①表中冲击功数值适用于标准试样,如用小型试样时,冲击功Ak应乘以试样的实际宽度与标准宽度(10mm)之比。
②本表碳钢和低合金钢的冲击试验数据适用于镇静钢。
③抗拉强度大于650MPa的钢材,冲击功与650MPa材料相同。
4.3.11试样应从同批、同规格、同样加工、焊接和热处理条件的材料中制取。


条文说明

4.3金属材料的低温韧性试验要求
4.3.1 碳钢和低、中合金钢进行低温冲击试验的温度,是与现行国家标准《钢制压力容器》GB 150取得一致。即在-20℃及以下使用的低温材料、焊缝和热影响区都要做冲击试验。
4.3.2、4.3.3符合现行国家标准《钢制压力容器》GB 150的规定。
4.3.4碳钢材料在低温低应力工况下,最低使用温度可降至-70℃并免做冲击试验。第4.3.4.2款是参照GB 150的规定。根据低温低应力工况下使用温度降低量,20#钢管如加厚,在应力很低的情况下,可用于低于-20℃的寒冷地区及冷冻的系统中。
4.3.6本条第(1)、(2)项曲线A、B参照了ASME B31.3的规定。曲线B开头从-29℃改为-20℃。第(3)项参照GB 150的规定。
4.3.7~4.3.9参照了ASME B31.3的规定。
4.3.10材料的冲击韧性试验方法,按照现行国家标准的规定。并采用V型缺口试样。本规范的冲击功数据与现行国家标准《钢制压力容器》GB 150的规定相符。这些数据与ASME B31.3的冲击功数据是相近的。