(S)A515Gr70是(S)A515系列中強(qiáng)度最高的牌號,最小抗拉強(qiáng)度為70 ksi(485 MPa),屈服強(qiáng)度不低于34 ksi(235 MPa)。其結(jié)構(gòu)效率最高,可在高壓工況下減薄壁厚、減輕設(shè)備重量。雖然仍具備可焊性,但通常需更嚴(yán)格的預(yù)熱和焊后熱處理以防止裂紋。廣泛用于高應(yīng)力關(guān)鍵部件,如高壓反應(yīng)器、汽包和厚壁高溫容器。因其高強(qiáng)度特性,特別適用于對空間和重量有嚴(yán)格要求的大型石化和發(fā)電裝置。
以下是(S)A515Gr70所屬的類別(S)A515系列的共同特點:
(S)A515 是一種中高溫壓力容器用碳素鋼鋼板的標(biāo)準(zhǔn)系列,其名稱中的 “A515” 指美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)編號 ASTM A515/A515M《中高溫壓力容器用碳鋼鋼板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》。前綴 “S” 表示該材料符合美國機(jī)械工程師學(xué)會(ASME)鍋爐與壓力容器規(guī)范的要求,即 SA515,用于ASME認(rèn)證的壓力設(shè)備制造。括號形式“(S)”是一種非正式但廣泛使用的寫法,表示該牌號既可指ASTM A515,也可指ASME SA515,適用于不同設(shè)計規(guī)范的工程項目。該標(biāo)準(zhǔn)下包含三個強(qiáng)度等級:Gr.60、Gr.65 和 Gr.70,分別對應(yīng)最小抗拉強(qiáng)度為60 ksi(415 MPa)、65 ksi(450 MPa)和70 ksi(485 MPa)。
(S)A515 鋼板主要用于制造在中高溫條件下運行的壓力容器和鍋爐部件,如反應(yīng)器殼體、熱交換器管板、集箱、蒸汽鍋爐汽包等。其適用工作溫度范圍較廣,通??捎糜?50°C以下的服役環(huán)境,特別適合需要良好強(qiáng)度和一定抗蠕變能力的承壓設(shè)備。由于其成熟的性能和廣泛的認(rèn)可度,(S)A515 系列鋼材在石化、電力、化工等行業(yè)中應(yīng)用廣泛,尤其在北美市場和采用ASME標(biāo)準(zhǔn)的國際項目中被視為主流材料之一。
該系列鋼板的主要特點包括:良好的常溫與中溫強(qiáng)度,隨著牌號升高,強(qiáng)度相應(yīng)提高;優(yōu)異的焊接性能,可通過常規(guī)焊接工藝進(jìn)行連接,焊前一般僅需適度預(yù)熱,焊后可通過熱處理消除殘余應(yīng)力;良好的冷熱加工成型性,便于卷板、沖壓和彎曲;同時具備足夠的沖擊韌性和組織穩(wěn)定性,確保設(shè)備在長期高溫運行下的安全性。材料通常以正火狀態(tài)交貨,有助于細(xì)化晶粒、提高均勻性和綜合力學(xué)性能。
目前,(S)A515 鋼板執(zhí)行的最新標(biāo)準(zhǔn)為 ASTM A515/A515M-22 或?qū)?yīng)的 ASME SA-515/SA-515M-22,標(biāo)準(zhǔn)名稱為《Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Intermediate- and Higher-Temperature Service》。該版本于2022年發(fā)布,規(guī)定了化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱處理、無損檢測等技術(shù)要求,是當(dāng)前國際上廣泛采用的技術(shù)依據(jù)。
| 項目 | (S)A515 Gr.60 | (S)A515 Gr.65 | (S)A515 Gr.70 |
|---|---|---|---|
| 標(biāo)準(zhǔn)名稱 | ASTM/ASME SA-515/SA-515M | ASTM/ASME SA-515/SA-515M | ASTM/ASME SA-515/SA-515M |
| 強(qiáng)度等級 | Grade 60 | Grade 65 | Grade 70 |
| 最小抗拉強(qiáng)度 | 60 ksi (415 MPa) | 65 ksi (450 MPa) | 70 ksi (485 MPa) |
| 最小屈服強(qiáng)度 | 30 ksi (205 MPa) | 32 ksi (220 MPa) | 34 ksi (235 MPa) |
| 伸長率(標(biāo)距50mm,%) | ≥21% | ≥20% | ≥18% |
| 典型用途 | 低壓鍋爐、輔助容器、中溫承壓設(shè)備 | 中高壓反應(yīng)器、換熱器、工業(yè)容器 | 高壓反應(yīng)器、汽包、厚壁容器、高應(yīng)力部件 |
| 強(qiáng)度水平 | 最低 | 中等 | 最高 |
| 焊接性能 | 最佳,預(yù)熱要求低 | 良好,需適度預(yù)熱 | 可焊但要求高,需嚴(yán)格預(yù)熱和焊后熱處理 |
| 碳當(dāng)量 | 最低 | 中等 | 最高 |
| 韌性表現(xiàn) | 最好,低溫韌性較優(yōu) | 良好 | 相對較低,但仍滿足中溫韌性要求 |
| 加工成型性 | 最佳,冷熱加工性能優(yōu)異 | 良好 | 較好,但對工藝控制要求更高 |
| 適用溫度范圍 | ≤約350°C | ≤約350°C | ≤約350°C(長期使用建議≤345°C) |
| 交貨狀態(tài) | 通常為正火(Normalized) | 通常為正火 | 通常為正火 |
| 主要優(yōu)勢 | 成本低、易焊接、易加工 | 強(qiáng)度與可焊性平衡 | 高強(qiáng)度,可減薄壁厚,節(jié)省材料和重量 |
