鍋爐壓力容器及汽水管道金屬材料選材規(guī)范1.1基本要求1.1.1鍋爐、壓力容器及汽水管道受壓元件材料、承重構件材料及其焊接材料應符合國家、行業(yè)及團體相關標準的規(guī)定。1.1.2鍋爐、壓力容器及汽水管道受壓元件材料、承重構件材料及其焊接材料的選擇，應根據(jù)部件的應力狀態(tài)、服役溫度、介質腐蝕特性等服役條件和預期的安全服役壽命，綜合考慮材料的力學性能、抗腐蝕性能、工藝性能、金相組織和經濟性確定。1.1.1.2條：金屬材料特指：受壓元件材料、承重構件材料及其焊接材料。后續(xù)條文中若無針對性要求仍簡稱為金屬材料。承重構件是指鍋爐主要的立柱、大板梁等。在大型鍋爐的安裝現(xiàn)場此類部件也發(fā)生過質量事故。TSGTSG21-2016第2.1條：壓力容器的選材應當考慮材料的力學性能、物理性能、工藝性能和與介質的相容性。鍋爐和壓力容器用材料必須是鍋規(guī)和容規(guī)中規(guī)定的材料，否則未經批準，不得使用。取消鍋爐壓力容器鋼管鋼板制造許可后，實行管制。不在容桂和鍋規(guī)中規(guī)定的材料，需經評審批準后方可使用。TSGTSGG0001-2012第2.1條：鍋爐使用的受壓元件材料金屬材料、承載構件材料及其焊接材料應當符合有關國家標準和行業(yè)標準的要求。受壓元件及其焊接材料在使用條件下應當具有足夠的強度、塑性、韌性以及良好的抗疲勞性能和抗腐蝕性能。第2.2條性能要求：(1)鍋爐受壓元件和與受壓元件焊接的承載構件鋼材應當是鎮(zhèn)靜鋼；(2)鍋爐受壓元件用鋼材室溫夏比沖擊吸收能量KV2不低于27J；(3)鋼板的室溫斷后伸長率A應當不小于18%。1.1.3鍋爐、壓力容器及汽水管道受壓元件材料、承重構件材料及其焊接材料，應有產品合格證和質量證明書。進口材料應有質量證明書及商檢合格的文件。質量證明書應包括下列信息：a）基本信息：制造商、材料牌號、檢驗簽字和合格章；b）制作工藝信息：冶煉方法、加工工藝、焊接工藝（如適用）、熱處理工藝；c）成分和性能檢驗信息：化學成分、力學性能、金相組織、無損檢測結果等資料。1.1.1.3條：產品的質量取決于制造過程中的控制，為了獲得制造階段的相關信息，本條明確和細化了材料質量證明文件的要求，提出了質量證明書應包含基本信息、制作工藝信息、檢驗信息等的要求。TSGG0001和TSG21：鍋爐和壓力容器材料使用單位應當對所取得的材料及材料質量證明書的真實性和一致性負責。DL/T715-2015第3.5條：進口金屬產品應有報關單、商檢報告、原產地證書，檢驗人員應對報關單、商檢報告、原產地證書和產品標記進行確認。TSGG0001和TSG21、DL/T438-2016規(guī)定：金屬材料或部件不是由材料制造單位直接提供時，供貨單位應提供材料質量證明書原件或材料質量證明書復印件并加蓋供貨單位公章和經辦人簽章。取消鍋爐和壓力容器用鋼板和鋼管的制造實行材料制造許可制度由制造廠負責分包質量?！短胤N設備目錄》2014年114號文。TSGZC001-2009《鍋爐壓力容器鋼板制造許可規(guī)則》同時廢止。按照《特種設備安全監(jiān)察條例》，目前特種設備安全監(jiān)察不涉及流通和經營環(huán)節(jié)，無法對材料供應商進行監(jiān)督管理，因此只能增加材料使用單位的責任。如果使用的材料有問題而造成特種設備安全事故，從特種設備安全監(jiān)察的角度，材料的使用單位即壓力容器制造單位應當負主要責任。至于材料供應商的責任，容器制造單位因此的損失等，應當由司法訴訟解決。材料的使用單位主要是指鍋爐壓力容器的制造單位或安裝單位?！短胤N設備安全監(jiān)察條》和《特種設備安全法》體現(xiàn)使用者負責特種設備的安全主體責任。1.1.4應用于600℃參數(shù)以上鍋爐承壓部件的新型材料，根據(jù)使用單位需要，制造單位還應向用戶提供蒸汽側氧化性能、煙氣側腐蝕性能數(shù)據(jù)。1.1.1.4條：隨著超超臨界機組的投入使用，鍋爐高溫受熱面管材料的抗蒸汽側氧化性能和抗煙氣側腐蝕性能日益成為影響高參數(shù)機組安全穩(wěn)定運行的重要因素，因此強調應用于600℃參數(shù)以上鍋爐承壓部件的新型材料，制造單位應向用戶提供蒸汽側氧化性能、煙氣側腐蝕性能數(shù)據(jù)。1.1.5鍋爐及管道用金屬材料入廠復驗按JB/T3375執(zhí)行，壓力容器用金屬材料入廠復驗按TSG21執(zhí)行。合金鋼材料在安裝及修理改造使用時，應進行光譜復驗。高合金材料宜采用直讀光譜儀進行成分復驗。1.1.1.5條：提出了鍋爐及管道、壓力容器用金屬材料入廠復驗執(zhí)行標準。TSGG0001：第2.8條：鍋爐制造、安裝、改造、修理單位應當對鍋爐用材料按照有關規(guī)定進行入廠驗收，合格后才能使用。下來情況可以不進行理化和無損檢測復驗：（1）材料使用單位驗收人員按照采購技術要求在材料制造單位進行驗收，并且在檢驗報告上進行見證簽字確認的；TSG21：對不能確定質量證明書的真實性或者對性能、化學成分有懷疑的主要受壓元件材料，應當進行復驗。GB/T16507.2-2013：3.5鍋爐制造、安裝單位應當對鍋爐用材料按照有關規(guī)定進行驗收，合格后才能使用。GB/T16507-1996規(guī)定鍋爐應按JB/T3375《鍋爐原材料入廠檢驗規(guī)則》進行入廠復檢，GB/T16507-2013不再強制要求使用JB/T3375進行入廠復檢。DL/T438-2016：1.2d）電廠設備更新改造及檢修更換材料、備用金屬材料的檢驗按照本標準中相關規(guī)定執(zhí)行，鍋爐部件金屬材料的復檢按照GB/T16507、TSGG0001以及訂貨技術條件執(zhí)行。超超臨界機組使用了大量中高合金鋼，材料設計由少量多元復合強化，向多元復合強化過渡，其化學成分繁多且復雜，因此增加了對高合金材料宜采用直讀光譜儀進行成分復驗的要求。1.1.1.5條：超超臨界機組使用了大量中高合金鋼，材料設計由少量多元復合強化，向多元復合強化過渡，其化學成分繁多且復雜，因此增加了對高合金材料宜采用直讀光譜儀進行成分復驗的要求。DL/T438-2016：1.4凡是受監(jiān)范圍的合金鋼材及部件，在制造、安裝或檢修中更換時，應驗證其材料牌號，防止錯用。安裝前應進行光譜檢驗，確認材料無誤，方可使用。1.2材料選用1.2.1鍋爐、壓力容器及汽水管道用鋼板、鋼管、鍛件、鑄鋼件、緊固件和焊接材料應符合本標準及TSGG0001、TSG21及DL/T715的規(guī)定。DL/T438-2016DL/T438-2016有關材料選用的規(guī)定：7.1.3超超臨界機組高壓旁路用高旁閥替代安全閥，低溫再熱蒸汽進口管道和高旁減溫減壓后管道用鋼應采用15CrMoG/P12、SA-6911-1/4CrCL22或更高等級的合金鋼管。7.2.3.5若高壓旁路閥門后的低溫再熱蒸汽管道為碳鋼管，應更換為合金鋼管。案例《關于開展火力發(fā)電廠高壓旁路管道材料核查的通知》案例亞臨界機組調查情況DL/T438-2016DL/T438-2016鋼管表面質量的規(guī)定：9.1.2受熱面管材主要見證以下內容：a）管材制造商的質保書，進口管材的報關單和商檢報告。b）國產鍋爐受熱面用無縫鋼管的質量檢驗應符合GB5310、GB/T16507的規(guī)定及訂貨技術條件，同時參照NB/T47019的規(guī)定；進口鋼管的質量檢驗應符合相應牌號的國外標準（若無行業(yè)標準，可按企業(yè)標準）及訂貨技術條件，重要的鋼管技術標準有ASMESA-213/SA-213M、DINEN10216-2、EN10216-5，同時應滿足GB5310的規(guī)定。c）管子內外表面不允許有大于以下尺寸的直道及芯棒擦傷缺陷：熱軋（擠）管，大于壁厚的5%，且最大深度0.4mm；冷拔（軋）鋼管，大于公稱壁厚的4%，且最大深度0.2mm。對發(fā)現(xiàn)可能超標的直道及芯棒擦傷缺陷的管子，應取樣用金相法判斷深度。T91管子芯棒擦傷案例。1.2.2鍋爐高溫受熱面管材料應滿足抗蒸汽氧化性能要求，根據(jù)部件服役壁溫，按DL/T715選擇。表1鋼管選用對照牌號標準編號適用范圍TSGG0001GB/T16507DL/T715壁溫(℃)20G類似牌號：SA-210A-l、SA-106BGB5310受熱面管子≤460≤460集箱、管道≤430≤43012CrMoG,15CrMoG類似牌號：T2/P2,Tl2/Pl2（ASME）GB5310受熱面管子≤560≤550集箱、管道≤550≤520熱強性、穩(wěn)定性，熱脆、石墨化，抗氧化性能12Cr1MoVGGB5310受熱面管子≤580≤580集箱、管道≤565≤56012Cr2MoG類似牌號：T22、P22(ASME、ASTM)10CrMo9-IO(ISO、EN)GB5310受熱面管子≤600*≤580碳化物析出聚集長大GB5310集箱、管道≤575≤57012Cr2MoWVTiB鋼102GB5310受熱面管子≤600*≤575蒸汽側氧化嚴重12Cr3MoVSiTiBGB5310受熱面管子≤600*無該鋼管07Cr2MoW2VNbB類似牌號：T/P23、STBA23（JIS）7CrWVMoNb9-6（EN）HCM2S（日本住友金屬）GB5310受熱面管子≤600*≤575焊接再熱裂紋敏感10Cr9Mo1VNbN類似牌號：T91/P91、F91(ASME)GB5310受熱面管子≤650*爐內壁溫≤610，爐外壁溫≤630氧化、腐蝕GB5310集箱、管道≤620≤61010Cr9MoW2VNbBN類似牌號：T/P92、F92(ASME)GB5310受熱面管子≤650*爐內壁溫≤620，爐外壁溫≤650氧化、腐蝕GB5310集箱、管道≤630≤63007Cr19Ni10類似牌號：TP304H(ASME)GB5310受熱面管子≤670*≤670*蒸汽氧化、高溫煙氣腐蝕10Cr18Ni9NbCu3BN類似牌號：S30432(ASMESA-213)Super304H（日本住友公司）GB5310受熱面管子≤705*≤705*07Cr25Ni21NbN類似牌號：TP310HCbN(ASME)HR3C（日本住友公司）GB5310受熱面管子≤730*≤730*07Cr19Ni11Ti類似牌號：TP321H(ASME)GB5310受熱面管子≤670*≤670*07Cr18Ni11Nb類似牌號：TP347H(ASME]GB5310受熱面管子≤670*≤670*08Cr18Ni11NbFG類似牌號：TP347HFG(ASME)GB5310受熱面管子≤700*≤700*DL/T715-2015包含鋼管材料種類較多，如TP316H、T/P911、NF709/R等未列入鍋規(guī)范圍。*處壁溫指煙氣側管子外壁溫度，其他壁溫指鍋爐的計算壁溫。碳素鋼或低合金鋼管壁薄，導熱系數(shù)大，內外壁溫差小（小于10℃），一般采用中徑壁溫作為計算壁溫。高合金鋼、奧氏體不銹鋼管壁厚，導熱系數(shù)低，內外壁溫差大（1000MW機組過熱器super304H的內外壁溫超過100℃），一般采用溫度最高的外壁壁溫作為計算壁溫。1.2.3設計出口介質溫度為566℃及以上的鍋爐使用的18Cr-8Ni等級的奧氏體鋼高溫段受熱面管，宜采用細晶鋼或采用內壁噴丸等工藝措施以提高抗蒸汽氧化性能。1.1.2.3條：材料的選用原則應符合TSGG0001、TSG21和DL/T715。強調了鍋爐受熱面管材料應滿足抗蒸汽氧化性能要求?？紤]到目前提高超超臨界機組受熱面管抗蒸汽側氧化性能的主要手段之一是采用工藝措施，因此提出了1.2.3條的要求。TSGG0001：第2.4條：鍋爐的代用材料應當符合本規(guī)程材料的規(guī)定,材料代用應當滿足強度、結構和工藝的要求，并且應當經過材料代用單位技術部門(包括設計和工藝部門)的同意。強調了生產環(huán)節(jié)的材料代用。TSG21：第2.1.5條：壓力容器制造、改造、修理單位對受壓元件的材料代用，應當事先取得原設計單位的書面批準，并且在竣工圖上做詳細記錄。TSGG0001和TSG21主要針對制造環(huán)節(jié)，未強調“使用單位”同意的要求。材料代用須滿足強度和結構的基礎外，還需要滿足工藝要求。如用不銹鋼替代碳鋼或者低合金鋼，強度結構都能滿足，但焊接及熱處理很難實施。這樣的代用也不可取。DL/T438-2016DL/T438-2016：增加對奧氏體不銹鋼管子晶粒度和噴丸層的檢驗。在噴丸層對受熱面管奧氏體不銹鋼內壁噴丸質量進行見證。9.1.2受熱面管材主要見證以下內容：f）內壁噴丸的奧氏體耐熱鋼管的噴丸層檢驗報告，并對噴丸表面進行宏觀檢驗。1）噴丸表面應潔凈，無銹蝕或殘留附著物，不應存在的目視可見的漏噴區(qū)域，也不應存在噴丸過程中附加產生的機械損傷等宏觀缺陷。2）有效噴丸層深度的測量可采用金相法或顯微硬度曲線法。若采用金相法，有效噴丸層深度應不小于70μm；若采用硬度曲線法，有效噴丸層深度應不小于60μm。3）在噴丸管同一橫截面距內壁面60μm處，沿時鐘方向3點、6點、9點、12點四個位置測得的硬度值應高于基體硬度的100HV，且四個位置硬度值的差值不宜大于50HV。9.1.6受熱面安裝前，應進行以下檢驗：k）若對鋼管廠、鍋爐制造廠奧氏體耐熱鋼管的晶粒度、內壁噴丸層的檢驗有疑，可對奧氏體耐熱鋼管的晶粒度、內壁噴丸層隨機抽檢。Super304H的晶粒度：GB5310-2017中規(guī)定10Cr18Ni9NbCu3BN（Super304H）、08Cr18Ni11NbFG（TP347HFG）的晶粒度7-10級，為細晶粒鋼。ASMESA213中S30432（Super304H）未規(guī)定晶粒度。所以在訂購境外牌號的鋼管時要強調細晶粒鋼。DL/T1603-2016DL/T1603-2016《奧氏體不銹鋼鍋爐管內壁噴丸層質量檢驗及驗收技術條件》：本標準規(guī)定了火力發(fā)電廠奧氏體不銹鋼鍋爐管內壁噴丸層質量檢驗的項目、方法和技術要求。1.3材料代用1.3.1鍋爐、壓力容器及汽水管道制造、安裝時使用代用材料應征得原設計單位和使用單位的同意，同時辦理設計變更通知書，并書面通知使用單位。代用材料時應有充分的技術依據(jù)，并符合下列規(guī)定：a）代用材料的化學成分宜與原材料相當，其力學性能、組織性能、化學性能不低于原材料；b）按代用材料制定焊接工藝和熱處理工藝；c）若代用材料工藝性能不同于設計材料，應經工藝試驗驗證后方可使用；d）代用材料幾何尺寸發(fā)生變化時，應進行強度校核。1.1.3.1條：提出了受壓元件和承重部件材料代用要求，包括制造、安裝環(huán)節(jié)。1.3.1條強調了制造和安裝時使用代用材料應征得使用單位的同意，辦理設計變更通知書，并書面通知使用單位。TSGG0001：第2.4條：鍋爐的代用材料應當符合本規(guī)程材料的規(guī)定,材料代用應當滿足強度、結構和工藝的要求，并且應當經過材料代用單位技術部門(包括設計和工藝部門)的同意。強調了生產環(huán)節(jié)的材料代用。TSG21：第2.1.5條：壓力容器制造、改造、修理單位對受壓元件的材料代用，應當事先取得原設計單位的書面批準，并且在竣工圖上做詳細記錄。TSGG0001和TSG21主要針對制造環(huán)節(jié)，未強調“使用單位”同意的要求。材料代用須滿足強度和結構的基礎外，還需要滿足工藝要求。如用不銹鋼替代碳鋼或者低合金鋼，強度結構都能滿足，但焊接及熱處理很難實施。這樣的代用也不可取。DL/T438-2016、DL/T715-2015：第3.7條：選用代用材料時，應選化學成分、設計性能和工藝性能相當或略優(yōu)者：若代用材料工藝性能不同于設計材料，應經工藝評定驗證后方可使用。1.3.2鍋爐、壓力容器及汽水管道檢修中使用代用材料時，應征得鍋監(jiān)師的同意，并經企業(yè)技術負責人批準。所使用的代用材料性能應略優(yōu)于原設計材料。1.3.3應做好材料代用的記錄、歸檔工作，設計變更通知書應包含下列內容：a）代用材料的化學成分、常溫力學性能、高溫力學性能、金相組織、抗腐蝕性能；b）代用材料的加工工藝、焊接工藝、熱處理工藝；c）代用后的熱力計算對比、強度校核對比。1.1.3.3條：材料代用會給安全生產帶來一定的負面影響，使用單位為了有效履行安全生產主體責任，必須有對材料代用的知情權。DL/T715-2015：第3.8制造、安裝中使用代用材料，應得到設計單位和使用單位的許可，并由設計單位出具修改通知單。檢修中使用代用材料應征得金屬技術監(jiān)督專職工程師的同意，并經總工程師批準。DL/T715-2015：第3.9代用前和組裝后，應對代用材料進行材質復查，確認無誤后，方可投入運行。1.4國外材料的使用1.4.1有使用業(yè)績的國外牌號金屬材料，其各項性能指標應符合相應的國外技術標準及訂貨技術條件，同時應滿足相應的國家標準、行業(yè)標準或企業(yè)標準。1.4.2首次將國外牌號的金屬材料用于電站鍋爐、壓力容器及汽水管道的部件時，應按照國內相應的技術標準進行性能試驗，并經過工程試用驗證，滿足技術條件要求后方可使用。1.4.3國內制造商生產的國外牌號金屬材料或制品，應提供該產品的技術評審資料，按照該材料國外標準驗收，并滿足國內相關標準要求。1.1.4條：將國外材料進行了區(qū)分，分為“有使用業(yè)績的國外牌號金屬材料”、“首次將國外牌號的金屬材料用于電站鍋爐、壓力容器及汽水管道時”、“國內制造商生產的國外牌號金屬材料或制品”，針對不同情況，提出了要求。TSGG0001和TSG21對于境內制造企業(yè)制造境外牌號材料的驗收要求不同。DL612的要求與TSGG0001一致。TSGG0001：2.1.1鍋爐受壓元件采用境外牌號的材料(1)應當是國外鍋爐用材料標準中的牌號，或者化學成分、力學性能、工藝性能與國內鍋爐用材料相類似的材料牌號，或者成熟的鍋爐用材料牌號（如德國牌號BHW35就是未列入標準的成熟鍋爐用鋼）；(2)按照訂貨合同規(guī)定的技術標準和技術條件進行驗收；(3)首次使用前，應當進行焊接工藝評定和成型工藝試驗，滿足技術要求后才能使用；(4)鍋爐強度計算應當采用該材料的技術標準或者技術條件所規(guī)定的性能指標進行。2.1.2材料制造單位生產境外牌號的材料材料制造單位生產國外牌號的材料應當按照該材料國外標準的規(guī)定進行生產和驗收，并且對照國內鍋爐材料標準。如果缺少檢驗項目，應當補做所缺項目的檢驗，合格后才能使用，批量生產前應當按照本規(guī)程1.6進行技術評審。（需要技術評審）TSGG0001-2012是2012年10月23日頒布，早于2015年頒布的《特種設備目錄》，因此關于技術評審的內容還未修訂。屆時，DL612中的“技術評審”如何實施，誰來主管？TSG21：2.1.2.1境外材料制造單位制造的材料(1)境外牌號材料應當是境外壓力容器現(xiàn)行標準規(guī)范允許使用并且境外已經有在類似工作條件下使用實例的材料，其使用范圍應當符合境外相應標準規(guī)范的規(guī)定，如我國產品標準列有相近化學成分和力學性能的牌號時，其使用范圍還應當符合相應產品標準的規(guī)定；(2)境外牌號材料的技術要求不得低于境內相近牌號材料的技術要求(如磷、硫含量，沖擊試樣的取樣部位、取樣方向和沖擊功指標，斷后伸長率等)；(3)材料質量證明書應當符合本規(guī)程2.1.1的規(guī)定；(4)壓力容器制造、改造、修理單位應當對實物材料與材料質量證明書進行審核，并且對主要受壓元件材料的化學成分和力學性能進行驗證性復驗，符合本規(guī)程及其相應材料標準的要求后才能投料使用；(5)用于焊接結構壓力容器受壓元件的材料，壓力容器制造、改造、修理單位在首次使用前，應當掌握材料的焊接性能并且進行焊接工藝評定；(6)標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa，用于設計溫度低于-40℃的低合金鋼，以及超高壓容器用鋼，材料制造單位還應當按照本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術評審，其材料方可允許使用。2.1.2.2境內材料制造單位制造的鋼板(帶)境內材料制造單位制造的境外牌號鋼板(帶)，應當符合本規(guī)程2.1.2.1的各項要求，并應當制定企業(yè)標準。（可免除技術評審）1.5材料及制品的管理1.1.1物資供應部門、各級倉庫、車間和工地應有金屬材料及制品的保管、使用、驗收和領用等管理制度。1.1.2金屬材料及制品按材料牌號和規(guī)格分類存放，并掛牌明示。庫存材料應有便于識別的標記，切割下料前應作標記移植。1.1.3保管制度應根據(jù)氣候條件、周圍環(huán)境和存放時間，防止金屬材料及制品變形、腐蝕和損傷。經長期貯存后再使用的金屬材料及制品，應檢查和分析腐蝕狀況。1.1.4奧氏體鋼部件在運輸、存放、保管、使用過程中應滿足：a）單獨存放，嚴禁與碳鋼或其它合金鋼管混放接觸。b）運輸及存放應避免使材料遭受鹽、酸及其他化學物質的腐蝕，避免雨淋。尤其是沿海及有此類介質環(huán)境的地區(qū)。c）存放不允