本帖最后由 王乐13592193328 于 2025-7-4 08:23 编辑
Q580R高强压力容器用钢板技术规格
Q580R牌号定义与定位- 牌号名称: Q580R
- 类别: 高强度压力容器用钢板
- 牌号解析:
- Q580: 表示最小屈服强度为 580 MPa 级别的高强度低合金钢。
- R: 代表“容器”(Rongqi)用钢。
- 核心特性: 通过 微合金化 + 调质热处理(淬火+回火) 实现高强度(580~720MPa级屈服)、良好的韧性和焊接性组合,满足现代高压、大型化或轻量化压力容器对高强减薄和安全可靠的严苛要求。
Q580R执行标准- 强制性标准: GB/T 713-2023 《锅炉和压力容器用钢板》
- 适用设计规范: GB/T 150.2《压力容器 第2部分:材料》、ASME BPVC VIII-1 (对应牌号需对照确认,如SA-841等)。
Q580R化学成分 (熔炼分析,依据 GB/T 713-2023)元素 | C 最大值 | Si 最大值 | Mn | P 最大值 | S 最大值 | Alt (酸溶铝) 最小值 | Cr 最大值 | Mo 最大值 | Ni 最大值 | V 最大值 | Nb 最大值 | Ti 最大值 | B 最大值 | Ceq (IIW) 最大值 | Pcm 最大值 | 含量 (wt%) | 0.18 | 0.50 | 1.00~1.70 | 0.020 | 0.008 | 0.015 | 0.30 | 0.50 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 0.03 | 0.003 | 0.48 | 0.26 |
- 关键点:
- 低碳+超低S、P: 基础保障焊接性及韧性。
- 多元微合金化: 常用Cr、Mo、Ni、V、Nb、Ti、B组合,实现淬透性、细晶强化和析出强化。
- 严控碳当量: Ceq ≤ 0.48%, Pcm ≤ 0.26% (确保可焊性,但需严格工艺)。
- 高纯净度: P≤0.020%、S≤0.008%控制夹杂物,保证韧性。
注: Ceq(IIW) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B Q580R力学性能 (依据 GB/T 713-2023)- 测试状态: 必须经淬火+回火 (调质 QT) 处理供货,以稳定高强度与韧性。
- 取样方向: 横向试样。
性能 | 要求 | 屈服强度 ReL (MPa) | ≥ 580 (所有厚度 ≤ 150mm) | 抗拉强度 Rm (MPa) | 720~890 | 断后伸长率 A (%) | ≥ 16 (横向) | 冲击韧性 (KV₂) | 试验温度: 20°C (或按协议更低至 -20°C) |
| 平均值 ≥ 60J, 单个值 ≥ 47J (横向) | 弯曲试验 (180°) | d = 3a, 弯后完好无裂纹 | 厚度方向性能 (Z向) | 协议要求 (需注明级别: Z15, Z25, Z35,按 GB/T 5313) |
Q580R核心特性与优势- 超高强度: ≥580MPa屈服强度,是Q345R (~345MPa)的1.7倍,大幅降低设备壁厚/重量(尤其大型球罐、反应器),节省材料和运输成本。
- 良好韧性保障: 在20°C或低温环境下保持充足抗脆断能力(KV₂ ≥47J)。
- 综合性能优: 高强度+韧性+塑性均衡匹配(需调质态保证)。
- 严控焊接性: 通过Ceq/Pcm限制确保可焊,但需配套工艺。
- 高纯净度: 超低P、S控制提升抗裂性。
- 可选Z向性能: 满足厚板抗层状撕裂要求。
Q580R供货状态- 唯一指定: 淬火 + 回火 (Quenched and Tempered, QT)
必须通过调质热处理获得理想显微组织(回火索氏体),保证高强度与韧性的最佳平衡 Q580R主要应用领域
Q580R用于需高强减薄或承受高压的严苛工况,典型场景: - 超大型液化气储罐: 丙烷/丁烷球罐(减少壁厚,降低自重和地基成本)。
- 高压反应容器: 加氢反应器(外壳)、煤液化反应器、高压聚乙烯反应釜。
- 大直径厚壁设备: 合成塔、变换炉、大型换热器壳体。
- 水电站高压设备: 高压钢岔管、压力钢管。
- 特种气体储运设备: 高压无缝气瓶用钢坯(需满足更严标准)。
- 替代进口材料: 在需要ASME SA-841/SA-517 Gr.F等场合国产化替代。
Q580R关键制造工艺要点1. 冷热加工:- 切割: 适用火焰、等离子、激光(厚板需预热100~150°C防冷裂)。
- 成形:
- 冷成形: 仅限低变形率、小曲率部件(需评估回弹和韧性损伤)。
- 热成形: 推荐工艺(加热温度≤950°C),成形后需重新调质处理恢复性能。
2. 焊接(核心工艺,需极度严格管控):- 预热: 强制要求! 通常≥100°C~200°C(依厚度、拘束度、Pcm而定,需WPS规定)。
- 道间温度: 严格控制≤250°C(防止过热区脆化)。
- 焊接材料: 选用等强匹配且高韧性焊材(如MIG/MAG焊丝ER100S-G,埋弧焊剂SJ101+S2焊丝)。
- 线能量控制: 严格限制上限(常≤20~35kJ/cm)(防粗晶区性能劣化)。
- 焊接方法:
- SMAW:适用小口径/修补(焊条E10015-G)。
- GMAW/FCAW:推荐(精确控能)。
- SAW:用于长直焊缝(控能+多层多道)。
- 焊后热处理 (PWHT): 必须执行(回火温度略低于母材回火温30℃以上),消除应力、恢复韧性。
- 焊接工艺评定 (PQR/WPS): 强制要求(含CTOD断裂韧性试验)。
3. 无损检测:- 钢板本体检: 超声波探伤 I级(最严格等级)。
- 焊缝检测:
- 100% RT + 100% UT(双检保障)。
- 重要对接接头增加 TOFD(衍射时差法) 检测。
Q580R选材与应用注意事项- 最新标准: 强制使用 GB/T 713-2023,注意:
- 冲击基准温度调整为 20°C(老标准为0°C),需协议低温韧性要求。
- 新增对“最大厚度效应”的屈服强度补偿说明(厚度>60mm时需确认)。
- 设计许可应力: 必须依据 GB/T 150.2-2024 最新数据(强度利用系数可能低于普通钢)。
- 采购规范: 合同中必须明确:
- 牌号:Q580R + 执行标准:GB/T 713-2023
- 状态:QT(淬火+回火)
- 尺寸公差、数量
- 冲击试验温度(默认20°C,或协议-10°C/-20°C)
- 钢板探伤等级(I级)
- Z向性能(如需):Z15/Z25/Z35
- 替代进口牌号参考:
- 美标:SA-841 (相近强度级别)
- 欧标:EN 10028-6: P690Q (如P690QL1/QL2), DIN 17155: 19Mn6
- 制造商能力: 选择具备 调质线和大吨位轧机 的钢厂(宝武、南钢、鞍钢等),索要符合国标的材质证书。
Q580R因高强度、良好焊接性能、耐腐蚀及高温性能优势,
Q580R 钢板在众多领域广泛应用:
- 压力容器制造:是制造石油、化工、能源行业中高温反应器、储罐、管道等压力容器的理想材料。在高温、高压、强腐蚀介质环境下,Q580R 钢板性能可满足严苛工况要求,保障设备安全稳定运行。
- 能源行业:用于石油和天然气开采设备,如油井套管、输油管道,以及核电站设施建造。能承受开采过程中的高温、腐蚀性介质,确保设备安全运行与高效生产。
- 化工设备:化工行业存在大量高温、腐蚀性介质,Q580R 钢板凭借优异耐高温和耐腐蚀性能,被广泛应用于制造化工反应容器、蒸馏塔等设备。
- 航空航天与汽车制造:在航空航天领域用于制造飞机、导弹、火箭等载具关键部件;汽车制造中用于制造引擎、底盘部件,提高汽车性能与安全性。
- 建筑领域:常用于制造桥梁、高楼大厦等大型结构支撑材料,提高建筑物稳定性与安全性。
Q580R总结:Q580R代表国产压力容器用钢的高端水平,是 “轻量化高压设备”的核心材料,适用于对强度、重量、安全性要求极严的场景。其成功应用的关键在于: - 钢厂严格生产与调质工艺控制
- 设计精确计算减薄后强度和刚度
- 制造厂严格执行高强钢焊接与热处理规范
- 全流程无损检测保障
如需该材料在ASME或欧标中的对标牌号、焊接工艺参数参考或具体应用案例,可进一步提供专项说明。
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