本帖最后由 王乐13592193328 于 2025-7-4 08:37 编辑
Q580DR超高强低温压力容器用钢板技术规格
Q580DR牌号定义与定位- 牌号名称: Q580DR
- 类别: 高强度低温压力容器用钢板
- 牌号解析:
- Q580:最小屈服强度 ≥ 580 MPa
- D:低温韧性("低"的拼音首字母)
- R:容器用钢("容器"拼音首字母)
- 核心特性:
- 双重极限性能:
✅ 超高强度: 580 MPa级屈服强度(国产容器钢板最高强度等级之一)
✅ 深冷韧性: 保证 -70°C 环境下的抗脆断能力(冲击功 KV₂ ≥ 47J) - 尖端工艺: 通过 微合金化设计 + 调质热处理(淬火+回火) 实现强韧性极限平衡
▶️ 应用场景定位: 液氢(-253°C)储运内支撑结构、超低温高压反应器、深海装备、大型LNG储罐关键部件等 兼具超高压与超低温的极端工况
Q580DR执行标准- 强制标准: GB/T 713-2023
- 关联规范:
- GB/T 150.2《压力容器 第2部分:材料》(许用应力取值)
- ASME BPVC VIII-1(对标材料需论证,如SA-553 Type I)
Q580DR化学成分(熔炼分析,GB/T 713-2023)元素 | C ≤ | Si ≤ | Mn | P ≤ | S ≤ | Alt ≥ | Ni ≤ | Cr ≤ | Mo ≤ | V ≤ | Nb ≤ | B ≤ | Ceq(IIW) ≤ | Pcm ≤ | % | 0.12 | 0.40 | 0.90~1.60 | 0.012 | 0.005 | 0.020 | 1.00 | 0.80 | 0.60 | 0.05 | 0.05 | 0.003 | 0.45 | 0.23 |
- 核心控制点:
- 超纯净冶炼: P≤0.012%、S≤0.005%(接近核电钢水平)
- 镍(Ni)关键作用: 最高允许1.00% Ni,显著提升低温韧性
- 碳当量严控: Ceq ≤ 0.45%, Pcm ≤ 0.23(保障焊接性)
- 五害元素总和 ≤ 0.015%(As+Sn+Sb+Pb+Bi,避免晶界脆化)
📌 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
Q580DR力学性能(横向试样)性能指标 | 要求值或范围 | 测试条件 | 屈服强度 ReL (MPa) | ≥ 580(所有厚度≤150mm) | 淬火+回火状态 | 抗拉强度 Rm (MPa) | 720~890 |
| 断后伸长率 A (%) | ≥ 17 |
| 冲击韧性 (KV₂) | -70°C 下 ≥ 47J(单个试样最低值) | 夏比V型缺口横向试样 | 弯曲性能 | 180°弯曲无裂纹 | d=3a(a:试样厚度) | Z向性能 | 协议要求 | Z15/Z25/Z35(GB/T 5313) |
- ► 强度优势: 屈服强度是Q345R的 1.7倍,壁厚减薄可达30%以上
- ► 韧性巅峰: -70°C冲击功 ≥47J(远超Q420DR的-50°C要求)
Q580DR供货状态- 唯一允许状态: 淬火+回火 (Quenched & Tempered, QT)
- 工艺目的: 获得回火索氏体组织,实现强度与韧性最佳匹配
- 禁用其他状态: 正火或热轧态无法满足性能要求
Q580DR核心应用领域- ❄️ 超低温高压容器:
- 液氢(LH₂)储罐 内胆支撑结构(-253°C环境)
- LNG接收站 高压泵舱壳体(-162°C + 10MPa以上)
- ⚡ 能源装备:
- 核电站 稳压器壳体(高辐照韧性要求)
- 深海油气 水下分离器(高压+低温海水环境)
- 🔬 尖端科技:
- 航空航天 液氧/液氮高压储罐
- 超导装置 低温杜瓦容器
🔍 替代材料: 可替代欧美牌号如 ASTM A553 Type I(-60°C)、EN 10028-6 P690QL3(-60°C),实现国产化突破 Q580DR凭借高强度、良好的低温韧性、出色的焊接性能以及卓越的综合性能优势,Q580DR 钢板在多个关键领域得到了极为广泛的应用:
- 低温液化气体储存领域:是制造 LNG(液化天然气)储罐、液氧储罐、液氮储罐等低温液化气体储存设备的不二之选 。这些储罐需要在极低温度下储存高压液化气体,Q580DR 钢板优异的低温韧性与高强度,能够确保储罐在长期低温、高压的严苛工况下安全无虞,有效防止泄漏等危险情况的发生 。
- 石油化工低温装置:在石油化工行业的低温分离设备、冷冻设备、低温管道等装置的制造中广泛应用 。石油化工生产过程涉及多种低温、高压、强腐蚀介质,Q580DR 钢板能够完美适应这种复杂且严苛的工况,有力保障装置的稳定运行,为生产的高效进行提供坚实支撑 。
- 冷链物流与食品加工:常用于制造冷链运输车辆的冷藏箱体、食品冷冻加工设备等 。在冷链物流与食品加工领域,设备需要频繁经历低温环境,Q580DR 钢板的低温性能与耐腐蚀性能,能够确保设备在长期使用过程中结构始终保持稳定,为食品保鲜与加工安全提供可靠保障 。
- 深冷科研设备:在低温超导实验设备、深冷物理研究装置等深冷科研设备的制造中发挥着至关重要的作用 。这些科研设备对材料性能的要求近乎苛刻,Q580DR 钢板凭借自身独特的优势,成功满足了科研设备在极端低温环境下的严苛要求,为科研工作的顺利开展提供了强有力的支持 。
Q580DR制造与焊接关键控制⚠️ 焊接工艺(需绝对严格遵守)控制项 | 要求 | 预热温度 | ≥ 150°C(板厚>20mm需升温至180~250°C) | 层间温度 | ≤ 200°C(防止过热区脆化) | 焊接材料 | 专用高镍焊材(如T/P690类焊丝ER110S-G,-70°C熔敷金属KV₂≥60J) | 热输入控制 | ≤ 20 kJ/cm(推荐脉冲MAG/激光-电弧复合焊) | 焊后热处理 | 强制要求 PWHT(回火温度比母材低30℃以上,需做焊接工艺评定WPS) | 断裂韧性验证 | 必须通过 CTOD试验(裂纹尖端张开位移,≥0.15mm) |
🔍 无损检测要求部件 | 检测方法 | 验收等级(GB/T 2970 / JB/T 4730) | 钢板 | 超声检测(UT) | I级(最高级,单缺陷≤Ф2mm当量) | 焊缝 | 100% RT + 100% UT + TOFD | RT:Ⅰ级 / UT:B级 / TOFD:无超标缺陷 |
Q580DR采购与验收必备项- 合同关键条款:
1. 牌号:Q580DR-GBT713-20232. 状态:QT(淬火+回火) 3. 冲击温度:-70°C 4. 无损检测:超声波探伤I级 5. Z向性能:若需要注明等级(如Z35) 6. 附加要求:模拟焊后热处理(SPWHT)后冲击复验 - 钢厂资质: 仅限具备 特种钢冶炼+调质生产线 的钢厂(宝武、鞍钢、南钢等)
- 质保文件: 必须提供含 CCT图(连续冷却转变曲线) 的材质证书
Q580DR总结:Q580DR代表着中国压力容器钢的 技术制高点,其价值在于:
🔶 打破国外垄断:实现-70℃/580MPa级材料自主可控
🔶 解决设计矛盾:同步满足高压减薄与超低温韧性需求
🔶 拓展工程极限:使液氢储运、深海工程等国家重大装备成为可能
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