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首次发布的《承压设备用不锈钢钢板及钢带》强制性国家标准解析

已解决 悬赏分:0 - 解决时间 2012-02-29 16:51

    摘要:介绍了2009年首次发布的GB 24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》强制性标准,对该标准的性质、标准结构、技术内容以及适用范围等进行了系统解读,并与现行的GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》、GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》做了简要对比,供不锈钢承压设备相关行业贯彻执行该标准时参考。

    关键词:承压设备 不锈钢钢板 不锈钢钢带
 
前言
    GB 24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》属于首次制定的强制性国家标准,于2009年10月30日发布、2010年6月1日正式实施。本标准由中国钢铁协会提出,由冶金工业信息标准研究院等三个单位起草,参考了欧洲EN 10028-7:2007《压力容器用钢的扁平产品 第7部分:不锈钢》标准,共分九章及三个附录,内容较多,达17页。本标准的发布、实施对从原材料上保证承压设备的安全性具有重要的意义。
1 标准性质
    按我国标准化法的规定,我国国家标准、行业标准和地方标准分为强制性标准和推荐性标准两类。保障人体健康,人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定必须执行的标准是强制性标准,其他标准为推荐性标准。强制性标准一经发布实施就必须贯彻执行。推荐性标准则自愿采用。
    承压设备是压力容器、压力管道、承压附件等以流体压力为基本载荷的设备总称。各种承压设备的质量直接关系到人身和财产安全。作为制造耐腐蚀承压设备的原材料,不锈钢钢板及钢带的质量好坏直接关系到承压设备的安全性。近年来,因原材料质量所引发的锅炉、压力锅等不锈钢承压设备爆炸等安全事故屡有发生。现行的GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》和GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》等相关标准已不适应承压设备对不锈钢钢板和钢带的需要。因此,国家质量检验检疫总局制定发布了GB 24511-2009《承压设备用不锈钢钢钢板及钢带》,并将该标准定为强制性国家标准,以进一步规范承压设备用不锈钢钢板和钢带的生产和验收,确保承压设备的安全性。
    另外,根据国家质量监督检疫检验总局《关于强制性标准实行条文强制的若干规定》,强制性标准又可分为全文强制和条文强制两种形式。标准的全部技术内容需要强制执行时,为全文强制形式;标准中部分技术内容需要强制执行时,为条文强制形式。GB 24511-2009属于条文强制的标准。但标准中推荐性条款较少,只包括标准中表2脚注a、5.1.3.2.1、6.4.1.1、6.5、6.7这五项需要供需双方协商的项目(见表1)。其他技术内容均为强制性的。
1 标准中的推荐性条款

 款
   
标准中的表2脚注a
公称厚度>80mm~100mm的热轧厚钢板的厚度允许偏差供需双方协商
5.1.3.2.1
不切边热轧钢带的宽度允许偏差由供需双方协商
6.4.1.1
对于热轧厚钢板,当厚度超过标准表16规定的最大厚度时,经供需双方协商,可进行力学性能试验,试验数据仅供参考,不作为交货依据。
6.5
经需方要求,奥氏体不锈钢应进行晶间腐蚀试验,试验方法和评定标准应在合同中注明。
6.7
根据需方要求并经供需双方商定,可对钢的化学成分、力学性能、非金属夹杂物规定特殊要求,或补充规定耐腐蚀试验、无损检验等特殊检验项目,具体合格级别和试验方法应由供需双方协商确定,并在合同中注明。

 
2 标准结构(GB 24511-2009的层次划分见表2)
2   GB 24511-2009的结构

章、条
    
章、条
    
1
范围
6
技术要求
2
规范性引用文件
6.1
制造方法
3
订货所需信息
6.2
化学成分
4
分类及代号
6.3
交货状态
5
尺寸、外形、重量及允许偏差
6.4
室温力学性能和工艺性能
5.1
尺寸及允许偏差
6.5
晶间腐蚀
5.1.1
尺寸范围
6.6
表面加工及质量要求
5.1.2
厚度允许偏差
6.7
特殊要求
5.1.3
宽度允许偏差
7
试验方法
5.1.4
长度允许偏差
8
检验规则
5.2
外形
8.1
检查和验收
5.2.1
镰刀弯
8.2
组批规则
5.2.2
切斜度
8.3
取样部位及取样数量
5.2.3
不平度
8.4
复验和判定
5.2.4
钢卷的外形
9
包装、标志和质量证明书
5.3
重量
附录A(规范性附录)
不锈钢的密度值
5.4
尺寸及外形测量
附录B(资料性附录)
不锈钢的热处理制度
5.4.1
尺寸测量位置
附录C(资料性附录)
列入本标准的不锈钢牌号对照表
5.4.2
外形测量方法
 
 

3 要点解析
3.1 范围
    GB 24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》规定了承压设备用不锈钢钢板及钢带的分类和代号、尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等内容,适用于宽度不小于600mm的承压设备用热轧、冷轧不锈钢钢板及钢带(含卷切钢板)。
3.2 规范性引用文件
    本标准引用文件较多,共引用了36项文件,全部为国家标准。需要注意的是,这36项国家标准均属于非注日期引用。因此,贯彻GB 24511-2009时,应执行这些引用标准的最新版本。
3.3 订货所需信息
    通常情况下,钢材标准都要对订货内容做出明确规定,以避免供需双方因合同内容问题而引发争议。GB 24511-2009对承压设备用不锈钢钢板及钢带所规定的订货内容与其它一般不锈钢钢板及钢带差异不大,内容包括产品名称、牌号和代号、标准编号、尺寸及精度、重量或数量、表面加工类型、交货状态、其他特殊要求。其中,标准规定的表面加工类型见表3。
3表面加工类型

类别
简称
加工类型
表面状态
  
热轧产品
1E
热轧、热处理、机械除氧化皮
无氧化皮
机械除氧化皮的方法(粗磨或喷丸)取决于产品种类,除另有规定外,由钢材生产厂选择。
1D
热轧、热处理、酸洗
无氧化皮
适用于确保良好耐腐蚀性能的大多数钢的标准。是进一步加工产品常用的精加工。允许有研磨痕迹。
冷轧产品
2D
热轧、热处理、酸洗或除鳞
表面均匀、呈亚光状
冷轧后热处理、酸洗。亚光表面经酸洗或除鳞产生。可用毛面辊进行平整。毛面加工便于在深冲时将润滑剂保留在钢板表面。这种表面适用于加工深冲部件,但这些部件成型后还需抛光处理。
2B
冷轧、热处理、酸洗或除鳞、光亮加工
2D表面光华平直
2D表面的基础上,对经热处理、除鳞后的钢板用抛光辊进行小压量的平整。属最常用的表面加工。

 
3.4 分类及代号(标准按三种方法对钢材进行分类。分类及代号见表4)
4 钢材分类及代号

序号
分类
代号
1
按边缘状态分类
 
1.1
切边
EC
1.2
不切边
EM
2
按尺寸精度分类
 
2.1
厚度普通精度
 
2.2
厚度较高精度
PT
3
按轧制工艺分类
 
3.1
热轧厚钢板
P
3.2
热轧钢板及钢带
H
3.3
冷轧钢板及钢带
C

3.5 尺寸、外形、重量及允许偏差
    在钢材尺寸方面,标准按热轧厚钢板、热轧钢板及钢带、冷轧钢板及钢分别规定了厚度、宽度、长度尺寸的范围、允许偏差及测量方法。在外形要求方面,标准按钢材类别规定了镰刀弯、切斜度、不平度及钢卷的外形等四项要求及其测量方法等。标准规定的钢材公称尺寸范围见表5。选用钢材宽度尺寸和厚度尺寸时,应按该表规定执行。
5 公称尺寸范围            单位:mm

产品类别
代号
公称厚度
公称宽度
热轧厚钢板
P
6.0~100
600~4800
热轧钢板及钢带
H
2.0~14.0
600~2100
冷轧钢板及钢带
C
1.5~8.0
600~2100

 
    钢板或钢带的厚度尺寸很重要,直接关系到承压设备的安全。与GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》、GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》相比,承压设备用不锈钢钢板及钢带的厚度公差较严。此外,标准对厚度测量位置的规定,与普通不锈钢钢板和钢带的规定也有所差异。本标准规定,切边热轧钢带(包括热轧钢板)的厚度在距边部不小于25mm处测量;不切边钢带(包括热连轧钢板)的在距边部不小于40mm处测量。切边热轧厚钢板在距边部(纵边和横边)不小于25mm处测量。不切边热轧厚钢板的测量部位由供需双方协议。切边冷轧钢板和钢带在距离剪切边不小于25mm处测量;不切边冷轧钢板和钢带的厚度在距离轧制边不小于40mm处测量。
3.6技术要求
    承压设备用不锈钢钢板及钢带的技术要求包括制造方法、化学成分、交货状态、室温力学性能和工艺性能、晶间腐蚀试验、表面加工及质量要求、特殊要求等。标准共规定了17个牌号,并对应给出了相应的化学成分、力学性能、密度、热处理制度等。值得指出的是,标准所给出的热处理制度仅供参考。实际操作时也可选用其他热处理制度。本标准规定的17个牌号及其对应的密度值、热处理制度见表6,新牌号与旧牌号、国外牌号的对照见表7,供使用时参考。设计不锈钢承压设备时,要根据具体用途,从本标准所规定的17个牌号中选择合适的牌号作为承压设备用材料。
6 承压设备用不锈钢钢板及钢带的新旧牌号对比、密度值及热处理制度

类别
牌号
密度
kg/dm3)20℃
热处理制度
奥氏体型钢
06Cr19Ni10
7.93
1040℃水冷或其他方式快冷
022Cr19Ni10
7.90
07Cr19Ni10
7.90
1095℃水冷或其他方式快冷
06Cr25Ni20
7.98
1040℃水冷或其他方式快冷
06Cr17Ni12Mo2
8.00
022Cr17Ni12Mo2
8.00
06Cr17Ni12Mo2Ti
7.90
015Cr21Ni26Mo5Cu2
8.00
06Cr19Ni13Mo3
8.00
022Cr19Ni13Mo3
7.98
06Cr18Ni11Ti
8.03
奥氏体-铁素体型钢
022Cr19Ni5Mo3Si2N
7.70
950℃~1050,水冷或其他方式快冷
022Cr22Ni5Mo3N
7.80
1040℃~1100,水冷或其他方式快冷
022Cr23Ni5Mo3N
7.80
铁素体型钢
06Cr13Al
7.75
780℃~830,快冷或缓冷
019Cr19Mo2NbTi
7.75
8000℃~1050,快冷
06Cr13
7.75
罩式炉退火:约760℃,缓冷
连续退火:800℃~900℃,缓冷

 
7 不锈钢牌号对照

新牌号
GB/T20878-2007
旧牌号
GB/T3280-1992
GB/T4237-1992
美国
ASTM A240/240M-08
日本
JIS G4304:2005
JIS G4305:2005
欧洲
EN 10028:2007
06Cr19Ni10
0Cr18Ni9
S30400,304
SUS304
X5CrNi18-10,1.4301
022Cr19Ni10
00Cr19Ni10
S30403,304L
SUS304L
X2CrNi19-11,1.4306
07Cr19Ni10
S30409,304H
SUH304H
X6CrNi18-10,1.4948
06Cr25Ni20
0Cr25Ni20
S31008,310S
SUS310S
X12CrNi23-12,1.4845
06Cr17Ni12Mo2
0Cr17Ni12Mo2
S31600,316
SUS316
X5CrNiMo17-12-2,1.4401
022Cr17Ni12Mo2
00Cr17Ni14Mo2
S31603,314L
SUS316L
X2CrNiMo17-12-2,1.4404
06Cr17Ni12Mo2Ti
0Cr18Ni12Mo2Ti
S31635。316Ti
SUS316Ti
X6CrNiMoTi17-12-2,1.4571
015Cr21Ni26Mo5Cu2
N08904,904L
X1CrNiMoCu25-20-5,1.4539
06Cr19Ni13Mo3
0Cr19Ni13Mo3
S31700,317
SUS317
022Cr19Ni13Mo3
00Cr19Ni13Mo3
S31703,317L
SUS317L
X2CrNiMo18-15-4,1.4438
06Cr18Ni11Ti
0Cr18Ni10Ti
S32100,321
SUS321
X6CrNiTi18-10-2,1.4541
022Cr19Ni5Mo3Si2N
00Cr18Ni5Mo3Si2
S31500
022Cr22Ni5Mo3N
S31803
SUS329J3L
X2CrNiMoN22-5-3,1.4462
022Cr23Ni5Mo3N
S32205,2205
06Cr13Al
0Cr13Al
S40500,405
SUS405
X6CrAl13,1.4002
019Cr19Mo2NbTi
00Cr18Mo2
S44400,444
SUS444)
X2CrNiMoTi18-2,1.4521
06Cr13
0Cr13
S41008,410S
SUS410S)
X6Cr13,1.4000

 
    在“技术要求”方面,需要说明的是:
    1)本标准所规定的不锈钢牌号,与现行的GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》、GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》等相关标准是一致的。
    2)本标准与GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》和GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》相比,化学成分中有害元素P、S的含量加严,力学性能中抗拉强度指标有所提高,以适应承压设备安全性的需要。同时,增加了“规定非比例延伸强度Rp1.0的规定。即对承压设备用不锈钢钢板和钢带而言,不仅要求“Rp0.2,而且要求Rp1.0
    3)本标准是对应钢材的最大厚度规定力学性能指标的。本标准规定的热轧厚钢板、热轧钢板及钢带、冷轧钢板及钢带三类钢材的最大厚度,除了经退火处理的铁素体型钢分别为8mm、14mm、25mm外,经固溶处理的奥氏体型钢以及经热处理的奥氏体-铁素体型钢均分别为8mm、14mm和80mm。而GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》和GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》只笼统给出了力学性能指标,却没有提及钢材的最大厚度。因此,承压设备用不锈钢的厚度在本标准规定的范围内时,才可以用本标准相对应给出的力学性能指标判断钢材是否合格。当需要热轧厚钢板、且厚度超过标准规定的最大厚度时,也可以进行力学性能试验,但试验数据仅供参考,不作为交货依据。
3.7试验方法与检验规则
    本标准的“试验方法”和“检验规则”两章与GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》和GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》的内容基本一致。主要有三点不同:
    1)将“晶间腐蚀试验”项目的取样方法及部位修改为按双方协议执行。因此,采购承压设备用不锈钢钢板和钢带时,如果需要做晶间腐蚀试验,则供需双方应协商确定取样方法及部位。
    2)在“组批规则”中增加了每批重量的规定,要求每批钢材的重量不超过40t。
    3)关于复验和判定规则所执行的标准不同。GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》和GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》要求按GB/T247标准进行复验,而本标准则要求按GB/T17505《钢及钢产品交货一般技术条件》的有关规定执行。需要指出的是,现行的GB/T247-2008《钢板和钢带包装、标志和质量证明书的一般规定》已将原1988年版本中的包括钢材复验在内的所有验收规定均取消了,只对钢板和钢带的包装、标志和质量证明书等做出规定。因此,今后不论是承压设备用不锈钢钢板和钢带,还是一般不锈钢钢板和钢带,验收钢材时均应按GB/T17505《钢及钢产品交货一般技术条件》进行复验。
    此外,需要说明的,一是力学性能试验要求做规定非比例延伸强度(Rp0.2Rp1.0)、断后伸长率A和硬度试验。其中Rp1.0只有当需方要求并在合同中注明时才进行检验。二是经退火处理的铁素体型钢除了拉伸试验和硬度试验外,当需方有要求且在合同中注明时还需做弯曲试验。奥氏体型、奥氏体-铁素体型钢则没有此项要求。三是只有需方要求并在合同中注明时才做晶间腐蚀试验。
4结束语
    首次发布的GB 24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》产品标准,已于2010年6月份正式实施。由于该标准是强制性国家标准,实施后必须贯彻执行,如违反了标准规定,将要受到相应处罚,因此不论是钢材的生产者还是使用者都应积极贯彻执行该标准,以确保承压设备的安全性和产品质量。
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