本规定适用于化工用设计压力不大于35. OMPa、设计温度等于或低于一20℃且不低于一196℃的钢制低温压力容器。

中华人民共和国行业标准
HG20585-1998
钢制低温压力容器技术规定
Technical Specification for Steel Low Temperature Pressure Vessels1998—11-18
国家石油和化学工业局
1999—03-01
中华人民共和国行业标准
钢制低温压力容器技术规定
Technical Specification for Steel Low Temperature Pressure VesselsHG20585—1998
主编单位：全国化工设备设计技术中心站批部门：国家石油和化学工业局实施日期：一九九九年三月一日全国化工工程建设标准编辑中心（原化工部工程建设标准编辑中心）1999北京
本标准（HG20585一1998）是在原标准（HGJ19～89）的基础上，根据多年实施取得的经验，并依据国标GB150一19.98.的内容以及近年来国内外工程公司的标准规范进行了修订。新修订的标准较原标准有如下主要改变：1.参照ASMEVI一1（95）修改低温降、低应力工况的规定；2.修改小尺寸钢管免作冲击试验的规定；3.明确对控温热加工材料的评定要求；4.取消国内外低温用钢材标准有关内容。本标准的附录A、B为本标准的附录。本标准由全国化工设备设计技术中心站提出并归口管理。本标准由全国化工设备设计技术中心站主编。本标准主要起草人：应道宴
HG20585《钢制低温压力容器技术规定》是结合化工容器设计的具体情况，对GB150《钢制压力容器》的补充和具体化，对钢制低温压力容器的设计、选材、结构、制造和检验进行了规定。本标准的适用范围、引用标准及定义，除另有规定外，均与GB150《钢制压力容器》（以下简称GB150)相同。
1.0.1本规定适用于化工用设计压力不大于35.0MPa、设计温度等于或低于一20℃且不低于一196℃的钢制低温压力容器。
1.0.2铁素体钢在低于某一转变温度且具有相当的应力水平和存在足够尖锐的缺口（缺陷）时，可能导致低应力脆性破断。对此，本规定在材料、设计、结构和制造等方面提出了相应要求。1.0.3铬镍奥氏体钢制造的低温压力容器，当其设计温度不低于196℃时，只需满足下列各项要求，其余按常温压力容器考虑。1母材应为含碳量小于等于0.10%的标准铬镍奥氏体钢，如0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、OCr18Ni10Ti等。
2如采用铸造材料，设计温度小于一70℃时，奥氏体铸钢也应在设计温度下进行低温夏比冲击试验，且符合表4-2要求。
3焊接材料及工艺应符合下列各项要求：(1)焊缝金属含碳量小于等于0.10%。（2）焊缝金属的化学成份应符合GB983《不锈钢焊条》中E308、E308L、E309和GB4233、4242《焊接用不锈钢丝》中H0Cr21Ni10、H00Cr21Ni10、H0Cr26Ni21的要求。（3）设计温度小于70℃焊接工艺评定时，应进行焊缝金属的低温冲击试验且符合表4一2要求。
4冷加工变形度应符合6.2.2条3款的规定。1.0.4本规定只适用于低温压力容器本件、受压元件（包括接管、法兰及紧固件等）及与低温受压元件直接焊接的非受压元件。非低温受压元件和接触低温，但不属受压元件也不与受压元件直接焊接者，不必遵守本规定。
1.0.5低温压力容器的设计除应符合本规定的有关要求外，其余尚应符合下列标准的相应要求。GB150
HG20580
HG20581
HG20582
HG20583
HG20584
《钢制压力容器》
《钢制化工容器设计基础规定》《钢制化工容器材料选用规定》《钢制化工容器强度计算规定》《钢制化工容器结构设计规定》《钢制化工容器制造技术要求》423
2定义
2.0.1最低工作温度：系指容器在正常工作过程中可能出现的最低金属温度。2.0.2设计温度（最低）：系指容器在正常工作过程中，在相应的设计压力下，受压元件金属可能达到的最低温度。
当容器的各个部位在工作过程中可能产生不同的温度时，可取预计的不同温度作为各相应部位的设计温度。
1当容器器壁与工作介质直接接触并有外部保温时，应取介质最低温度或按介质正常工作温度再减去可能的温度向下波动值作为设计温度，2当器壁两侧具有热量传递过程时，可根据传热计算而得出的壁温或实测壁温，并考虑温度波动值后的最低温度确定设计温度。3受环境低温影响的压力容器，当其设计温度受环境温度控制时，其最低设计温度按如下原则确定：
(1）盛装压缩气体且无保温设施的储存容器，设计温度取最低环境温度①降3℃。（2）盛装液体体积占容器容积1/4以上的无保温的储存容器，设计温度取最低环境温度。（3)有保温或物料经常处于流动状态的容器，设计温度应根据物料的温度、流量、容器大小、散热情况等综合考虑壁温，通过计算分析或参考实例确定。（4)除为事故停车特设的容器外，考虑环境温度对容器壁温的影响应以正常运行条件为依据。一般不以事故状态的意外降温或停车后的自然降温来确定设计温度。2.0.3低温工作压力：系指低温压力容器及其受压元件在相应工作温度低于或等于一20℃工况下的工作压力。
2.0.4低温低应力工况，系指容器壳体或其受压元件在低温（≤一20℃)操作条件下一次总体薄膜应力降至GB150规定的材料许用应力[与相应焊按接头系数中乘积的75%以下的工况。①最低环境温度为该地区历年来各月“月平均最低气温”的最低值。“月平均最低气温”为当月各天最低温度相加后除以当月的天数。
3低温、低压力工况的压力容器
3.0.1设计温度的调整
1设计温度不低于一46℃时，低温低应力工况压力容器的设计温度调整（提高）按表3--1的要求。调整后的设计温度等于设计温度t与温度调整值△t之和。表3——1
应力比。/（[]
注：①应力值处于中间值时，△t可取内插值；②也可取3.0.1条2款应力条件为准。设计温度调整值At.(C）
2设计温度低于一46℃但不低于一100℃时，仅当容器壳体或其受压元件的一次总体薄膜应力降至小于或等于钢材标准常温届服点的六分之一，且不大于50MPa时设计温度调整值△t可取50℃。
3设计温度低于一100℃时，设计温度调整值为0。3.0.2调整后的设计温度等于或低于一20℃时，压力容器的选材（包括钢材及焊接接头冲击试验温度）、设计、制造、检验要求均按调整后的设计温度来确定。3.0.3调整后的设计温度高于一20℃但低于0C时，压力容器的钢材及其焊接接头的冲击试验温度应等于或低于调整后的设计温度。而其它设计、制造、检验要求可不必遵循本标准的规定。3.0.4调整后的设计温度不低于0℃时，压力容器的选材、设计、制造、检验要求均不必遵循本标准的规定。
3.0.5应根据容器可能出现的各种工况，选择最苛刻的工作温度一应力组合，作为确定低温低应力工况的依据。
3.0.6低温低应力工况不适用于钢材标准抗拉强度下限值大于540MPa的低温容器。425
4材料
4.0.1低温压力容器受压元件采用的钢材，除应符合1.0.5条所列标准的规定外，还应符合本标准的要求。
4.0.2低温压力容器受压元件所采用的钢材，必须是镇静钢。4.0.3低温压力容器及其受压元件所采用的钢材，除因材料截面尺寸太小，无法制取2.5mm×10mm×55mm的小尺寸试样的情况外（此时应按4.0.6条），必须按4.0.5条要求进行夏比（V型缺口)低温冲击试验。www.vv99.net
4.0.4低温压力容器受压元件用材料标准、使用状态及冲击试验最低试验温度按有关钢材标准及GB150的规定。
对于未列人本标准的钢材（国家标准或行业标准及牌号），或采用更低的冲击试验温度者，应同时满足下列条件。
1经评定认为，材料性能和技术要求与本规定所列的钢材相当或更高，且符合4.0.5条的要求。
2采用比钢材标准及GB150规定更低的冲击试验温度或改变热处理状态时，冲击试验的取样率应符合下列要求：
钢板—一逐张；
钢管，钢棒一比4.0.5条4款规定增加一倍：锻件—检验级别不低于JB4726～4728直级，冲击试验取样率增加倍进行。3经设计单位设备技术负责人同意。4.0.5夏比（V型缺口）低温冲击试验1试验温度根据容器的最低设计温度确定，并应考虑承载应力的类型和大小，截面厚度及焊接接头韧性下降等因素。确定原则如下：(1)试验温度应等于或低于设计温度(一般情况下取等于设计温度）。(2)设计条件符合低温低应力工况时，冲击试验温度可按3.0.1~3.0.5条进行调整。当调整后的冲击试验温度高于或等于0C时，可不必进行低温冲击试验。（3）壳体厚度大于16mm，但又无法进行焊后消除应力热处理的容器，应按表4一1的要求降低壳体材料及其焊接接头的冲击试验温度。（4)母材可能因焊接而导致热影响区冲击韧性下降较多时，材料选用时应考虑有较大的韧性裕量，或降低母材的冲击试验温度，以保证焊接接头各个部位（热影响区、熔合线、焊缝金属）的低温韧性均能达到本规定的要求。
（5)除环境低温容器外，安装在容器外的螺栓材料的试验温度，一般可比壳体设计温度提高15～30℃。在有保温的情况下，对焊或平焊法兰用螺栓的设计温度可比壳体提高15℃；活套法兰用螺栓可提高30℃。螺母用材料的冲击试验温度允许比螺栓的试验温度提高30℃。（6)对不需焊接，且以承受弯曲应力为主的承压元件，如螺栓连接的平盖、活套法兰等，材料的冲击试验温度允许比容器的设计温度提高30℃。426
表4-1不进行焊后热处理的壳体材料及焊接接头冲击试验温度设计温度
20~-40
降低温度
设计温度
-41～-60
降低温度
设计温度
61~-80
降低温度
2试样的热处理状态应符合材料的最终使用状态，其中包括加工过程中的热加工、消除应力热处理等。
3试样制取要求
（1）试样为符合GB2106《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》要求的10mm×10mm×55mm夏比冲击试样，以三个试样为一组进行试验。（2）如受材料截面尺寸限制，无法制取标准尺寸试样时，应制取7.5mm×10mm×55mm、5mm×10mm×55mm，2.5mm×10mm×55mm的小试样进行试验，当可能制取标准尺寸试样时，不允许采用小试样进行试验，当无法制取标准试样试验时，应采用尽可能大的小试样进行试验。（3)试样的缺口应沿材料的厚度方向切制（棒材沿直径方向切制）。4试验方法及取样数量
试验方法应符合GB4159《金属低温夏比冲击试验方法》的要求。取样数量应符合下列要求：(1)钢板
每批钢板由同一炉罐号、同一厚度、同一热处理炉次组成，6～16mm钢板每批应不大于15吨，大于16mm钢板应不大于25吨，每批钢板取一组三个试样。取样位置在钢板端部1/4板宽处，横向制取（试样长度方向与轧制方向垂直）。板厚大于等于30mm时，试样中心线应位于1/4板厚处。试样缺口轴线与板面垂直。(2)钢管
每批钢管由同一炉罐号、同一规格尺寸、同一热处理炉次组成，每批数量不得超过200根，任选两根钢管各在其一端取一组三个试样。取样方向视钢管的直径和壁厚而定，可能时沿切向制取，否则沿纵向制取。试样缺口轴线尽可能与管壁垂直。用于制造容器简体的钢管，每批应按钢管数的10%各取一组（三个）试样，且不少于两根，进行低温冲击试验。当钢管数不大于两根时，每批取一根。（3)钢棒（包括螺栓材料）
每批钢棒由同一炉罐号、同一规格尺寸、同一热处理炉次组成，在每批最终热处理完成的钢棒中任选一根取一组三个试样。
取样方向为纵向，试样中心尽量位于钢棒半径的1/2处。(4)锻件
取样按JB4726～4728的规定。
5冲击功按材料强度等级应达到表4一2所列的要求。427
钢材类别
铁素体钢
焊接接头
奥氏体钢
材料标准
规定的最低
抗拉强度
>412~510
>510~570
焊缝金属
表4-2低温冲击功要求
最小冲击功准》A(J)
10mm×10mmX55mm7.5mmX10mmX55mm标准试样
3个试样
小斌样
3个试样
5mmX10mmX55mm
小试样
3个试样
.5mm×10mm×55mm
小试样
3个试样
注：高强度钢（o>570MPa）每个试样的Axv均应不低于27J，其它钢种三个试样中只允许一个试样的冲击功低于表列的平均值，但应不低于平均值的70%（见表列的单个试样值）。6冲击试验结果未达到要求者，按以下情况分别处理：（1)一组三个试样的数值均低于规定的平均数值，或两个试样的数值低于规定的单个数值者，受检钢材或焊接接头判为不合格。(2)对于上述以外的情况，应在同一样坏（或受检钢材）上再制取三个试样进行复验。前后六个试样的平均值不得小于规定值，低于规定平均值的试样数量不得多于两个，单个值不合格的情况不得重复出现，否则仍属不合格
（3)按批进行冲击试验的钢材，当代表该批的任一受检钢材不合格时，应逐件进行试验，或将该批钢材重新处理，按新批次重新检验。(4)逐件进行冲击试验的钢材，试验不合格者，允许重新热处理后重新试验。4.0.6低温用钢管（GB150所列），因钢管尺寸限制，无法制备2.5mm×10mm×10mm冲击试样时，可免作冲击试验。其它低碳钢和碳锰钢钢管，因钢管尺寸限制，无法制备2.5mm×10mm×10mm冲击试样时，可免作冲击试验，但最低设计温度按表4--3的规定。表4-3免作冲击试验的钢管最低设计温度钢管名义厚度（mm）
焊后状态使用
最低设计温度（℃)
焊后热处理状态使用
注：免作冲击试验的钢管不再适用本标准第3章的设计温度调整。4.0.7用于制造低温压力容器简体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按JB4730428
进行超声波探伤，且不低于Ⅲ级。1板厚大于16～20mm的钢板，每批抽检20%，最少一张。2板厚大于20mm的钢板，逐张检查。3用作低温压力容器筒体的无缝钢管应逐根按JB4730进行超声波探伤检查。4.0.8低温压力容器用锻件按JB4726~4727，应不低于级要求，设计压力大于等于1.60MPa时，应不低于直级。
4.0.9低温压力容器用焊接材料（手工电焊条、气体保护焊焊丝、埋弧焊焊丝和焊剂等），应符合下列要求。
1低温压力容器受压元件或受压元件与非受压元件焊接用手工电弧焊焊条，应选用GB5117《碳钢焊条》和GB5118《低合金焊条》的低氢碱性焊条。埋弧焊焊剂应选用碱性或中性焊剂。具体的可供选用的焊条牌号见附录B所示。2铁素体钢之间的焊接一般应采用铁素体型焊接材料（9%Ni钢除外）。焊接接头的低温冲击试验温度以及焊缝金属、熔合线（工艺评定时作）、热影响区低温冲击功要求均与母材相同，符合表4-2要求。
3铁素体钢之间的异种钢焊接用焊接材料一般按韧性要求较高侧的母材选用。异种钢焊接工艺评定和产品焊接试板的热处理状态应与容器最终使用状态相同。性能检验时应符合下列要求：(1)焊接接头抗拉强度不低于两侧母材中最低抗拉强度的较小值。(2)焊缝金属、强度较低侧的熔合线和热影响区的冲击功要求按较低强度侧母材，符合表4一2要求。强度较高侧的熔合线和热影响区的冲击功要求按较高强度侧母材，符合表4一2要求。（3）接头的弯曲试验要求按两侧母材中的较低要求。4奥氏体钢之间的焊接材料选用应符合1.0.3条3款的要求。5铁素体钢与奥氏体钢之间的异种钢焊接一般应选用Cr23Ni13或Cr26Ni21型高铬镍或镍基焊接材料，焊后原则上不再进行消除应力热处理。该类异种钢焊接工艺评定和产品焊接试板应符合下列要求：
(1)焊接接头抗拉强度不低于两侧母材中最低抗拉强度的较小值。（2)铁素体钢侧的熔合线和热影响区的冲击功应按铁素体钢的抗拉强度，符合表4一2要求，焊缝金属的冲击功应符合表4一2要求。（3)接头应作侧弯试验，弯曲直径d=4a，180°。弯曲试验后在拉伸面上的任何方向测量不得有超过1.5mm的开裂缺陷，熔合线处也不得有超过3mm的开裂缺陷。4.0.10在材料标准规定的必保技术条件之外，限定化学成份、规定热处理状态、改变性能指标、增加检验项目或增加检验率等，必须在设计图样或技术文件中注明。4.0.11采用国外低温压力容器用钢材进行设计或施工者，也必须符合本规定对材料的相应要求，材料的许用应力按GB150规定的安全系数计取。4.0.12与低温压力容器受压元件直接焊接的非受压附件材料，其低温韧性及焊接接头性能需与受压元件匹配。
5强度计算及结构设计
5.0.1低温压力容器受压元件材料的许用应力取常温20C的数值。强度计算方法按GB150及HG20582的规定。
5.0.2低温压力容器及其部件的结构设计应充分考虑以下各项要求：1结构尽可能简单，减少焊接件的拘束程度。2结构应避免产生过大的温度梯度。3结构应减少局部的应力集中以及截面的急剧变化。4附件的连接焊缝不应采用不连续焊或点焊。5容器的鞍座，耳座、支腿（球罐除外）或裙座宜设置垫板或连接板，尽量避免直接与容器壳体相焊。垫板或连接板按低温用材考虑。6容器焊有接管及载荷复杂的附件，需焊后消除应力而不能整体进行热处理时，应考虑部件单独热处理的可能性。
7接管补强应尽可能采用整体补强或厚壁管补强，若采用补强板，应为全焊透结构，且焊缝圆滑过渡。
5.0.3焊缝的结构设计应符合下列规定：1压力容器受压部分的焊缝根据所在位置分为A.B、C、D四类，分类原则同GB150的有关规定。
此外，把底座、支耳、托架、垫板及其它非受压附件与压力容器内、外壳壁的连接焊缝，称为E类焊缝。
2A类焊缝应采用双面对接焊，或采用保证焊透及双面成型、与双面焊具有同等质量的单面对接焊。带垫板的单面焊，焊后必须拆除垫板。3B类焊缝也应采用与A类焊缝相同的双面对接焊或相当于双面焊的全焊透对接焊透，必要时允许采用不拆除垫板的带垫板单面焊。4C类焊缝应符合下列有关条款的要求：(1)平封头、管板、法兰及类似构件与壳体的对接焊缝应符合5.0.3条3款的要求。（2)平封头与壳体的T型或L型连接焊缝应符合相当于HG20583中的下列规定型式：a.单面焊接———J1、J2、J5、J7；b.双面焊接——J3,J4、J6。
单面焊接的J1、J2、J7应为焊透结构。采用带卸载槽的J7型焊接结构时，封头材料应采用锻件。如采用钢板，必须符合GB5313《厚度方向性能钢板》的Z25级要求，或对焊接区3倍焊缝宽度的范围按JB4730进行钢板超声波检查，无任何缺陷。（3）管板（可带法兰）与壳体的T型或L型连接焊缝应符合相当于HG20583中的下列结构型：
a.单面焊接-——R5.R7;
b.单面带垫板焊接—-R3R6、R8;c.双面焊接——R11、R9（带短节）。所有连接焊缝，不论采用哪种接头型式，均为焊透结构。430
(4)法兰与筒体、接管的平焊结构仅适用于下列工况：a.设计温度不低于一46℃，且设计压力不大于4.0MPa（或300磅级）；b.采用标准的带颈平焊法兰或JB4700乙型设备法兰。(5)内封头与简体的连接焊缝可采用图5一1所示的结构型式，但设计压力应不大于1.0MPa或设计温度不低于一30℃，且材料标准规定的常温最小抗拉强度，应不大于540MPa。取≥S且必需≥15
取2S但不必超过25
图5-1内封头与筒体的连接结构
5D类焊缝应符合下列有关条款的要求：(1)接管与容器器壁的对接焊缝应符合A类焊缝的要求。(2)除5.0.3条5款（4)～5.0.3条5款（6）规定外，接管与容器器壁的角接焊缝应采用完全焊透的结构。
双面焊接的角接焊缝应符合相当于HG20583中的G4～G18、G24、G25的要求。单面焊接的角接焊缝应符合相当于HG20583中的G2、G3、G34.G37、G41的结构型式，确保焊透要求。
(3)带补强板的接管与容器器壁的连接焊缝应符合相当于HG20583中的G28、G29.G30、G33要求。对接管、容器器壁和补强板的材料要求同5.0.3条4款（5）。补强板与器壁材料的平均线胀系数差应在15%之内，应尽量采用与器壁相同的材料。带补强板的结构不得用于容器器壁厚度大于30mm的场合，也不适用于设计温度低于一46℃的场合。（4)凸缘与容器器壁的焊接连接应采用图5一2所示的结构型式，且应符合下列各项要求：a.凸缘与器壁的最大间隙应不大于3mm；b.凸缘与器壁的材料要求同5.0.3条4款（5)。c.当外加载荷或热应力较大时，应采用图5一2(b)、(c)所示的结构型式。d.图5一2(d)、(e)、(f)结构仅用于设计温度不低于一46℃场合。431
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