1. 簡要介紹
Q345R是一種中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 713.2-2023規(guī)定的低合金高強度壓力容器用鋼板。 “Q”代表屈服強度,“345”表示厚度≤16mm時最小屈服強度為345MPa,“R”意為“容器”。它具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能(強度、塑性及韌性)、良好的焊接性和工藝性能,被廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)中制造反應(yīng)器、換熱器、球罐等壓力容器。
2. 牌號釋義
其牌號“Q345R”依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 713.2-2023進行命名和釋義:
Q:是漢字“屈”(Qu)的漢語拼音首字母,表示鋼材的屈服強度。
345:表示鋼材厚度≤16毫米時,規(guī)定的屈服強度下限值,單位為兆帕(MPa)。
R:是漢字“容”(Rong)的漢語拼音首字母,表示此鋼材專用于壓力容器。
因此,Q345R直接解讀為“屈服強度下限為345兆帕的壓力容器用鋼”。
3. 物理特性
Q345R的核心物理特性主要體現(xiàn)在其力學(xué)性能上,這些性能會隨鋼板厚度增加略有變化:
| 厚度 (t) mm | 屈服強度 (ReL) MPa ≥ | 抗拉強度 (Rm) MPa | 斷后伸長率 (A) % ≥ | 沖擊功 (KV2, 0℃或-20℃) J ≥ |
|---|---|---|---|---|
| t ≤ 16 | 345 | 470 - 640 | 21 | 34 |
| 16 < t ≤ 36 | 325 | 470 - 640 | 20 | 34 |
| 36 < t ≤ 60 | 315 | 470 - 640 | 20 | 34 |
| 60 < t ≤ 100 | 305 | 470 - 640 | 20 | 34 |
| 100 < t ≤ 150 | 285 | 450 - 620 | 20 | 34 |
| 150 < t ≤ 200 | 265 | 450 - 620 | 20 | 34 |
此外,它還具有良好的冷彎性能(180°彎曲試驗,d=2a)和高溫性能(如在500℃時,屈服強度仍不低于180MPa)。
4. 化學(xué)特性
Q345R的化學(xué)成分設(shè)計旨在保證其強度、韌性、焊接性和耐蝕性,特點是低碳、適量錳硅合金化、嚴(yán)格控制有害元素1。其熔煉化學(xué)成分需符合以下要求(%):
| 元素 | 標(biāo)準(zhǔn)要求 (%) | 元素 | 標(biāo)準(zhǔn)要求 (%) |
|---|---|---|---|
| 碳 (C) | ≤ 0.20 | 鉬 (Mo) | ≤ 0.08 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.55 | 鈮 (Nb) | ≤ 0.050 |
| 錳 (Mn) | 1.20 - 1.70 | 釩 (V) | ≤ 0.050 |
| 磷 (P) | ≤ 0.025 | 鈦 (Ti) | ≤ 0.030 |
| 硫 (S) | ≤ 0.010 | Alt | ≥ 0.020 |
| 銅 (Cu) | ≤ 0.30 | Cu+Ni+Cr+Mo | ≤ 0.70 |
| 鎳 (Ni) | ≤ 0.30 | ||
| 鉻 (Cr) | ≤ 0.30 |
嚴(yán)格控制磷、硫 (P≤0.025%, S≤0.010%):低雜質(zhì)含量有助于提高鋼材的純凈度,從而改善韌性、塑性和抗脆性斷裂能力,并減少焊接熱裂紋的風(fēng)險。
5. 應(yīng)用領(lǐng)域
Q345R因其均衡的性能和經(jīng)濟性,是制造中低壓壓力容器的主力材料,廣泛應(yīng)用于:
石油化工:各類原料儲罐、反應(yīng)釜殼體、換熱器殼體、分離器、塔器。
氣體工業(yè):液化石油氣(LPG)儲罐、液氨儲罐、壓縮空氣儲罐、工業(yè)氣體儲罐。
能源電力:鍋爐系統(tǒng)中的低壓汽包、除氧器水箱、低壓加熱器殼體。
制藥與食品工業(yè):發(fā)酵罐、配料罐、儲液罐等(需符合衛(wèi)生要求)。
環(huán)保水處理、通用工業(yè)等領(lǐng)域的壓力容器。
6. 測試及生產(chǎn)方法
測試方法:
力學(xué)性能測試:包括拉伸試驗(測定屈服強度、抗拉強度、伸長率)、夏比V型缺口沖擊試驗(測定低溫沖擊韌性,通常在0℃或-20℃)和彎曲試驗。
無損檢測:通常采用超聲波探傷(UT)來檢測鋼板內(nèi)部的分層、夾雜等缺陷,常見要求達到NB/T 47013.3標(biāo)準(zhǔn)中的II級或I級。
其他測試:根據(jù)需求,還可進行高溫拉伸試驗、厚度方向性能(Z向)測試等。
生產(chǎn)方法:
冶煉與連鑄:普遍采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉,并經(jīng)過爐外精煉(如LF爐、RH真空脫氣等)以精確控制成分、去除有害氣體和夾雜物。
軋制:采用控制軋制或熱機械軋制(TMCP) 工藝,通過控制軋制溫度和變形量來細化晶粒,優(yōu)化性能。
熱處理:最常用的交貨狀態(tài)是正火(N)13。正火處理(加熱到Ac?以上30-50℃后空冷)可以細化晶粒、均勻組織,顯著提高鋼板的韌性,尤其是低溫沖擊韌性,并改善其加工性能。
7. 國際標(biāo)準(zhǔn)相近牌號
Q345R與國際上其他標(biāo)準(zhǔn)的壓力容器用鋼有相近或可對應(yīng)的牌號,但具體替代需嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計規(guī)范和要求進行對比評估。
美國 (ASTM) ? ?
A516/A516M Gr.70,這是與Q345R最為常用和接近的對應(yīng)牌號。同樣用于中低溫壓力容器,其力學(xué)性能和化學(xué)成分類似。
歐洲 (EN)
P355GH,EN 10028-2標(biāo)準(zhǔn)中的正火可焊接細晶粒鋼。屈服強度定義(355MPa)和用途與Q345R相似。
日本 (JIS)?
SPV355,JIS G3115標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓力容器用鋼,其抗拉強度范圍和屈服強度值與Q345R接近。
