壓力容器 第4部分：制造檢驗和驗收-編制說明

GB/T150.4《壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收》

編制說明

1任務(wù)來源

根據(jù)鍋容標委總會的安排，2022年9月啟動GB/T150.4《壓力容器第4部分制造、檢驗

和驗收》修訂工作。該分部標準的修訂工作由合肥通用機械研究院有限公司負責(zé)，在鍋容標

委總會的統(tǒng)一指導(dǎo)、協(xié)調(diào)下完成。

2修訂原則與要求

根據(jù)2022年9月GB/T150修訂工作網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)會的精神，本次修訂與原則為：

（1）在原GB/T150.4—2011《壓力容器第4部分制造、檢驗和驗收》標準的基礎(chǔ)上，

落實TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》提出的基本安全要求，進一步完善基

于風(fēng)險控制的壓力容器制造、檢驗和驗收的方法；

（2）匯總并合理吸納GB/T150.4—2011《壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收》

及其相關(guān)標準頒布實施以來積累的成熟工程經(jīng)驗和先進技術(shù)，借鑒美國、歐洲等（主要是美

國）新版壓力容器相關(guān)規(guī)范和標準的先進、合理的規(guī)定，對標準技術(shù)內(nèi)容進行更新和補充；

（3）增加基于防止低溫脆斷校核設(shè)計的壓力容器的制造、檢驗和驗收，使我國低溫環(huán)

境下運行的壓力容器建造方法更為科學(xué)、合理。

對GB/T150.4—2011《壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收》修訂的具體要求為：

(1)按TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》提出的基本安全要求，補充、

完善技術(shù)內(nèi)容；

(2)增加基于防止低溫脆斷校核設(shè)計的壓力容器的制造、檢驗和驗收；

(3)匯總國內(nèi)研究成果和工程實踐經(jīng)驗，對冷成形部分提出更為合理的要求；

(4)依據(jù)成熟的工程實踐，對焊后熱處理部分加以修訂，使之與相關(guān)標準協(xié)調(diào)一致，并

適應(yīng)國內(nèi)大型、重型壓力容器建造需求。

此外，本次修訂過程中，將關(guān)注修訂后的GB/T150.4《壓力容器第4部分：制造、檢

驗和驗收》與已完成修訂的GB/TXXXX.6《壓力容器-分析設(shè)計第6部分制造、檢驗和驗收》

兩個標準之間的協(xié)調(diào)與銜接問題。

3修訂依據(jù)及參考資料

3.1主要修訂依據(jù)

⑴TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》；

⑵GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》；

⑶GB/T150.1～4—2011《壓力容器》；

⑷GB/TXXXX.6《壓力容器-分析設(shè)計第6部分制造、檢驗和驗收》送審稿；

⑸GB/T151—2014《熱交換器》；

⑹GB/T12337—2014《鋼制球形儲罐》；

⑺HG3129-1998《整體多層夾緊式高壓容器》；

⑻T/CMES16004-2022《壓力容器防止低溫脆性斷裂技術(shù)要求》。

3.2主要參考資料

⑴美國ASME規(guī)范；

⑵歐洲EN標準；

⑶公開發(fā)表的論文及相關(guān)技術(shù)資料；

⑷行業(yè)專家提供的技術(shù)資料和修訂意見；

⑸GB/T150.4《壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收》實施過程收集的提案、意見

和建議。

4主要修訂技術(shù)內(nèi)容及說明

4.1標準的結(jié)構(gòu)

修訂后的GB/T150.4，在總體結(jié)構(gòu)上調(diào)整為標準正文+附錄的結(jié)構(gòu)。即：

（1）鋼制壓力容器制造、檢驗和驗收的通用規(guī)定置于標準正文中；

（2）不同筒體結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法的壓力容器的制造、檢驗和驗收的附加規(guī)定置于標準的

附錄中。

標準正文共13章：

1范圍

2規(guī)范性引用文件

3名詞術(shù)語

4總則

5材料復(fù)驗、分割與標志移植

6冷、熱加工成形與組裝

7焊接

8熱處理

9試件與試樣

10無損檢測

11耐壓試驗和泄漏試驗

12熱氣循環(huán)試驗

13容器出廠要求

標準附錄共計五個：

（1）附錄A（規(guī)范性附錄）鍛焊壓力容器的制造、檢驗和驗收

（2）附錄B（規(guī)范性附錄）套合壓力容器的制造、檢驗和驗收

（3）附錄C（規(guī)范性附錄）多層包扎壓力容器的制造、檢驗和驗收

（4）附錄D（規(guī)范性附錄）鋼帶錯繞壓力容器的制造、檢驗和驗收

（5）附錄E（規(guī)范性附錄）基于防止低溫脆斷校核設(shè)計的壓力容器的制造、檢驗和驗

收

GB/T150.4的這種標準結(jié)構(gòu)是之前版本的傳承和演變的結(jié)果。鋼制石油化工壓力容器設(shè)

計規(guī)定—1977[1]中（見圖1、圖2），不同筒體結(jié)構(gòu)容器、低溫容器的制造、檢驗和驗收均以

附件形式平行列入。其中，JB741-73是設(shè)計壓力小于100kgf/cm2鋼制焊接容器制造、檢驗

和驗收的通用要求；JB754-73、JB1149-73分別是多層高壓容器、扁平鋼帶高壓制造、檢驗

和驗收的專項要求；而乙烯裝置中設(shè)計溫度不高于-20℃、設(shè)計壓力小于100kgf/cm2的鋼制

焊接低溫壓力容器的制造、檢驗和驗收則給出了暫行規(guī)定，該規(guī)定要求現(xiàn)行滿足JB741-73

的規(guī)定，結(jié)合低溫壓力容器的需要，提出了鋼制焊接低溫壓力容器制造、檢驗和驗收的附加

要求。這是正文給出通用要求，附錄給出附加要求的標準結(jié)構(gòu)雛形，但層次上是并列的。

圖1鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定—1977

圖2鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定—1977目錄（附件部分）

其后，經(jīng)歷了設(shè)計規(guī)定修訂、設(shè)計規(guī)定升級為國家標準以及國家標準的修訂等過程。至

本次修訂，鋼制壓力容器的制造、檢驗和驗收已升級為分部標準GB/T150.4,為理順通用要求、

附加要求的層次從結(jié)構(gòu)上創(chuàng)造了條件；且隨著國內(nèi)壓力容器建造技術(shù)的發(fā)展和進步，鋼制壓

力容器的制造、檢驗和驗收通用要求、不同筒體結(jié)構(gòu)壓力容器的制造、檢驗和驗收附加要求

越來越完整、清晰，為調(diào)整通用要求、附加要求的層次從技術(shù)內(nèi)容上創(chuàng)造了條件。因此，本

次修訂將GB/T150.4調(diào)整為標準正文+附錄的結(jié)構(gòu)——將鋼制壓力容器制造、檢驗和驗收的

通用規(guī)定置于標準正文中，將不同筒體結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法的壓力容器的制造、檢驗和驗收的附

加規(guī)定置于標準的附錄中。如此：

（1）與修訂后的分析設(shè)計標準結(jié)構(gòu)相同，便于壓力容器常規(guī)設(shè)計、分析設(shè)計兩標準之間

的協(xié)調(diào)；也與美國ASME[2]規(guī)范結(jié)構(gòu)類似，便于借鑒、比較。

（2）標準結(jié)構(gòu)清晰，使用和維護均更為便捷。

（3）為GB/T150后續(xù)修訂、融合、擴容從標準結(jié)構(gòu)上創(chuàng)造條件。

4.2標準的適用范圍

修訂后標準的適用范圍與GB/T150其他部分相匹配。與原GB/T150.4—2011《壓力容器

第4部分制造、檢驗和驗收》相比，適用范圍中增加了基于防止低溫脆斷校核設(shè)計的壓力容

器的制造、檢驗和驗收，該部分內(nèi)容以規(guī)范性附錄形式呈現(xiàn)。

4.2.1適用的材質(zhì)

⑴完全選用碳素鋼、低合金鋼或高合金鋼中一種或數(shù)種材料制造的壓力容器；

⑵選用碳素鋼、低合金鋼或高合金鋼做為基層的復(fù)合鋼板壓力容器、襯里壓力容器、帶

堆焊層壓力容器。

修訂后的GB/T150.1通過引用標準的方式對有色金屬制壓力容器的建造進行標準化管理，

修訂后的GB/T150.4仍對鋼制壓力容器的制造、檢驗和驗收做出規(guī)定，與原GB/T

150.4—2011《壓力容器第4部分制造、檢驗和驗收》相同。

4.2.2適用的結(jié)構(gòu)

⑴單層板焊結(jié)構(gòu)（含管制筒體）壓力容器；

⑵套合壓力容器；

⑶鍛焊壓力容器；

⑷多層包扎壓力容器（含多層筒節(jié)包扎壓力容器和多層整體包扎容器）；

⑸鋼帶錯繞壓力容器。

上述五種筒體結(jié)構(gòu)覆蓋了當今壓力容器建造需求，修訂后的GB/T150.4逐一做出規(guī)定，

這與原GB/T150.4—2011《壓力容器第4部分制造、檢驗和驗收》相同。

4.2.3適用的設(shè)計方法

根據(jù)鍋容標委總會的部署，本次GB/T150修訂將增加壓力容器防止低溫脆斷校核部分，

GB/T150.4中對應(yīng)增加了基于防止低溫脆斷校核設(shè)計的壓力容器的制造、檢驗和驗收部分，

使得GB/T150.4適用的設(shè)計方法為：

（1）常規(guī)設(shè)計；

（2）基于防止低溫脆斷校核設(shè)計。

考慮到基于防止低溫脆斷校核設(shè)計的壓力容器的制造、檢驗和驗收系初次進入標準，有

待在使用過程中不斷完善，該部分內(nèi)容與GB/T150.3相關(guān)規(guī)定一樣，以規(guī)范性附錄的形式呈

現(xiàn)。

4.3名詞術(shù)語

為便于準確理解和使用標準，本次修訂增加了必要的名詞術(shù)語。

4.3.1鋼材厚度

鋼材厚度在GB/T150.4-2011定義為“直接構(gòu)成容器的鋼板、鋼管或鍛件等元件的厚

度”，該定義在使用過程遇到了問題：

（1）采用鋼板、鋼管或鍛件制造的受壓元件，存在成形、機械加工等使原材料厚度減薄

（如成形封頭的非直邊段、彎管外側(cè)）或增厚（如成形封頭的直邊段、彎管內(nèi)側(cè)）的過程，

機械加工使得投料的鋼板、鋼管或鍛件的厚度并非都直接構(gòu)成容器元件厚度，成形使得后續(xù)

工序測得的厚度與投料厚度存在差異。

（2）材料性能是由投料的鋼板、鋼管或鍛件的厚度決定的，設(shè)計中許用應(yīng)力的選取取決

于投料的鋼板、鋼管或鍛件的厚度并非直接構(gòu)成容器元件厚度。

本次修訂將鋼材厚度定義修改為：制造受壓元件用鋼板、鋼管或鍛件等的投料厚度，以

δs表示。如此：

（1）與業(yè)內(nèi)認可的《壓力容器設(shè)計工程師培訓(xùn)教程》[3]對鋼材厚度的定義和圖示（見

圖3）一致。

（2）使成形封頭、鍛制筒體的鋼材厚度明晰，消除理解上的歧義。

圖3《壓力容器設(shè)計工程師培訓(xùn)教程》中給出的各厚度之間的關(guān)系

4.3.2成形加熱溫度、成形溫度和成形終止溫度

本次修訂新增三個與成形相關(guān)的術(shù)語——成形加熱溫度、成形溫度和成形終止溫度。

（1）對于加熱成形，因工件從加熱爐轉(zhuǎn)運至成形設(shè)備或從加熱裝置旋轉(zhuǎn)至成形機構(gòu)過程

溫度將降低，工件經(jīng)歷的最高溫度出現(xiàn)在加熱過程中[4]，材料交貨熱處理狀態(tài)是否被破壞，

需要依據(jù)“成形加熱溫度”判定。

（2）工件發(fā)生塑性變形時的對應(yīng)溫度與變形對材料性能的影響關(guān)聯(lián)，此溫度為“成形溫

度”。但某些成形過程（如封頭壓制成形），此溫度往往因設(shè)備或模具的遮蔽無法直接測得，

工程上以可測得的“成形終止溫度”對此影響進行評估。

受壓元件成形是壓力容器制造的關(guān)鍵過程之一，與加熱成形過程密切關(guān)聯(lián)的幾個重要溫

度若定義不明將妨礙標準的正確使用，影響制造質(zhì)量，需要給出定義。

4.3.3熱過程

壓力容器制造過程中，熱加工工序是必不可少的，如熱切割、成形加熱、校形加熱、焊

前預(yù)熱、焊接、焊接后熱、熱處理等，這些熱過程的溫度不同，當溫度達到一定數(shù)值后，熱

加工操作將對母材、焊接接頭的使用性能產(chǎn)生不利影響[5]，甚至導(dǎo)致母材或焊接接頭在制造

過程即發(fā)生開裂[6]。試驗研究和工程中還發(fā)現(xiàn)，厚度較大的受壓元件對熱過程的影響更為敏

感[7][8][9]。為此，本次修訂將對影響母材和焊接接頭性能的熱過程提出要求，需要給出定義。

美國ASME規(guī)范較早就提出了熱過程（ThermalTreatment）相關(guān)要求，但沒有給出確切

定義。與熱過程（ThermalTreatment）定義相關(guān)的內(nèi)容出現(xiàn)在ASMEⅧ-1中UCS-85條b)款

和d）款（見圖4）以及UHA-51條a)款1）項中的注57（見圖5）[2]。前者示出了碳素鋼、

低合金鋼熱過程（ThermalTreatment）的定義，后者示出了高合金鋼熱過程（Thermal

Treatment）的定義。兩者結(jié)合，實際上確定了熱過程（ThermalTreatment）定義。

圖4ASMEⅧ-1中UCS-85條b)款和d）款

圖5ASMEⅧ-1中UHA-51條a)款1）項中的注57

ASME規(guī)范中的這一概念是為國內(nèi)接受的，GB/T30583—2014《承壓設(shè)備焊后熱處理規(guī)程》

[10]即是據(jù)此給出了4.1.3條的規(guī)定。故將ASME對碳素鋼、低合金鋼熱過程（Thermal

Treatment）的定義和對高合金鋼熱過程（ThermalTreatment）的定義整合，形成本部分中

熱過程的定義。熱過程定義中的溫度限也與GB/T30583—2014《承壓設(shè)備焊后熱處理規(guī)程》

中4.1.3條的規(guī)定相協(xié)調(diào)取490℃（未取900°F換算成的482℃）。

4.3.4模擬最大程度焊后熱處理和模擬最小程度焊后熱處理

隨著技術(shù)的發(fā)展，高參數(shù)、復(fù)雜介質(zhì)、大型和重型壓力容器對安全提出了更高的要求。

業(yè)內(nèi)對“模擬最大程度焊后熱處理”（以下簡稱“模擬最大熱處理”）和“模擬最小程度焊后

熱處理”（以下簡稱“模擬最小熱處理”）的使用已遠超初始。表現(xiàn)為：

（1）“模擬最大熱處理”和“模擬最小熱處理”已從考慮制造過程中熱處理循環(huán)發(fā)展到

考慮制造過程中相當于熱處理的熱過程、從考慮臨氫環(huán)境用材料擴展到其他材料[11][12]；從

考核機械性能發(fā)展到考核耐腐蝕性能等其他使用性能[13]。

（2）對于制造過程中相當于熱處理的熱過程，若其累積最多循環(huán)和最少循環(huán)均會對材料

使用性能產(chǎn)生影響，同時提出“模擬最大熱處理”和“模擬最小熱處理”要求[11]。如針對影

響Cr-Mo、Cr-Mo-V鋼的力學(xué)性能提出的“模擬最大熱處理”和“模擬最小熱處理”要求。

（3）對于制造過程中相當于熱處理的熱過程，若僅其累積最多循環(huán)會對材料使用性能產(chǎn)

生影響，則只提出“模擬最大熱處理”要求[13]。如針對影響厚度較大的碳素鋼、低合金鋼的

力學(xué)性能提出的“模擬最大熱處理”要求，針對影響高合金鋼耐腐蝕性能提出的“模擬最大

熱處理”要求。

本次給出的“模擬最大熱處理”和“模擬最小熱處理”定義主要參照美國API934-A：2019

（APIRECOMMENDEDPRACTICE934-ATHIRDEDITION,JANUARY,2019）[11]，該定義在國內(nèi)已經(jīng)使

用多年，工程實踐證明其可用。

4.3.5模擬最大熱過程和模擬最小熱過程

根據(jù)4.3.4中所述，當前國內(nèi)使用的模擬最大程度焊后熱處理和模擬最小程度焊后熱處

理實際上已經(jīng)變成了模擬最大熱過程和模擬最小熱過程，需要加以區(qū)分。

容器制造過程中，為保證高參數(shù)、復(fù)雜介質(zhì)、大型和重型壓力容器的內(nèi)在質(zhì)量，國內(nèi)已

在事前預(yù)防環(huán)節(jié)——材料訂貨、焊接工藝評定和事后檢驗環(huán)節(jié)——試件制備（包括產(chǎn)品焊接

試件、封頭焊接試件制備和母材熱處理試件制備）三處考慮熱過程的影響，涉及到“模擬最

大熱過程”、“模擬最小熱過程”，也需要給出定義。

4.4壓力容器的制造、檢驗與驗收依據(jù)

GB/T150.4是按規(guī)則設(shè)計壓力容器的基礎(chǔ)建造方法標準的一部分，任務(wù)是提出鋼制壓力

容器制造、檢驗和驗收的通用規(guī)定。在現(xiàn)行標準體系下，其內(nèi)容不可能也不需要覆蓋已有專

門標準的特殊類型容器（如熱交換器、球形儲罐、塔式容器、臥式容器），通過引用這些專門

標準使鋼制壓力容器制造、檢驗和驗收形成一個封閉的整體。

對于鋼制壓力容器中的有色金屬襯里、堆焊層以及復(fù)合鋼板覆層的制造、檢驗和驗收，

在有色金屬壓力容器專門標準中已有規(guī)定，也直接引用過來，使以鋼為基層的有色金屬襯里、

堆焊層和復(fù)合鋼板壓力容器的制造、檢驗和驗收形成一個封閉的整體。

4.5原材料

本條增加的訂貨要求——“當需要時，制造單位應(yīng)提出材料經(jīng)歷模擬最小程度焊后熱

處理和/或模擬最大程度焊后熱處理后的性能要求。”是落實4.3.5中所述的事前預(yù)防措施。

4.6零、部件（含自制、外協(xié)加工和外購的零、部件）

對于制造單位可采購的、已有標準的外購成品零、部件，零、部件標準中存在的制造、

檢驗可選擇項，在本節(jié)按需要給與了鎖定。因標準間修訂時間的先后不同而產(chǎn)生的少量缺

失的制造、檢驗要求，也在本節(jié)給與了補充。

對鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭、膨脹節(jié)新增的鐵素體檢查的依據(jù)來源于近年來業(yè)內(nèi)的相

關(guān)失效分析和研究成果。眾多失效分析發(fā)現(xiàn)[14]～[17]，冷成形的鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭

的開裂集中出現(xiàn)在直邊段，該部位與成形前相比，鐵素體顯示含量和硬度明顯增高（見圖

6、圖7）、塑性降低，應(yīng)力作用于低塑性區(qū)引起開裂。硬度和鐵素體顯示含量明顯增高、

塑性降低的機理為成形過程中產(chǎn)生的形變誘導(dǎo)馬氏體所致[18][19]。研究表明成形過程中產(chǎn)

生的馬氏體可以通過鐵素體顯示含量檢測查明，而鐵素體顯示含量的變化與封頭材料塑性

變化關(guān)聯(lián)[20]，即鐵素體顯示含量可作為冷成封頭質(zhì)量優(yōu)劣的判據(jù)。

圖6直邊段開裂失效封頭的鐵素體顯示含量

圖7封頭成形前后的硬度、鐵素體顯示含量變化

文獻[19]給出了不同鐵素體顯示含量的S30408、S30403材料拉伸性能(見圖8)，本部

分給出的鐵素體顯示含量15%的判據(jù)，對應(yīng)的斷后伸長率為材料標準規(guī)定值（40%）[19]，

-196℃下的沖擊吸收能量也不低于60J[20]。如此，對冷成形鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭，不

再借鑒ASMEⅧ-1[2]推薦的變形率作為判據(jù)。

圖8S30408、S30403材料的鐵素體含量與斷后伸長率的關(guān)系

當采用鐵素體顯示含量15%的判據(jù)時，為避免超標帶來的需要對封頭進行恢復(fù)性能熱

處理的困惑。國內(nèi)多家單位進行了封頭溫成形工藝研究和試驗[18]～[22]，發(fā)現(xiàn)兩條途徑當，

一是提高鎳含量，二是采用溫成形。當成形溫度為120℃～250℃時，亞穩(wěn)態(tài)鉻鎳奧氏體型

不銹鋼封頭鐵素體顯示含量可低于15%。

鉻鎳奧氏體型不銹鋼膨脹節(jié)的冷成形與封頭相似，同樣采用鐵素體顯示含量15%的判

據(jù)。

4.7制造環(huán)境

本次修訂新增了對高合金鋼壓力容器的制造環(huán)境要求。

為進一步提升高合金鋼壓力容器的制造質(zhì)量，潔凈的制造環(huán)境是重要的保障措施之一。

當因條件所限，無法建設(shè)專用車間的情況下，可在車間內(nèi)劃出專用區(qū)域，避免與碳素鋼、

低合金鋼混作。

因該要求系首次提出，制造單位需有一個調(diào)整適應(yīng)過程，故以強推薦性條款表述，希

望能引導(dǎo)國內(nèi)制造單位逐漸從粗放制造走向精細制造。

4.8壓力容器制造過程中的風(fēng)險預(yù)防和控制

近年來，隨著壓力容器參數(shù)的極端化、尺度的大型化、介質(zhì)的多樣化，厚壁容器增多、

耐腐蝕性能要求提高，增大了容器的制造難度和制造風(fēng)險。為科學(xué)有效地控制風(fēng)險，提高

安全性，通過模擬熱過程工藝試驗（見4.3.5）評估壓力容器制造工藝路線中的熱過程（附

加考慮可能存在的返修）對材料（包括焊材）使用性能的影響已為業(yè)內(nèi)經(jīng)常使用[8][23]～[28]，

并被工程實踐證明為行之有效的方法之一，具備了納入標準的條件。

對于材料訂貨中的使用性能指標，設(shè)計文件對壓力容器使用性能的要求去除制造工藝

路線中的熱過程（附加考慮可能存在的返修）對材料使用性能的消耗，即是材料訂貨時對

使用性能的最低要求；對外購成品零、部件的使用性能指標，設(shè)計文件對零、部件使用性

能的要求去除其后續(xù)制造工藝路線中的熱過程（附加考慮可能存在的返修）對材料使用性

能的消耗，即是零、部件采購時對使用性能的最低要求。

4.9原材料復(fù)驗

本次修訂，取消了奧氏體型不銹鋼開平板復(fù)驗。

GB/T150.4—2011要求奧氏體型不銹鋼開平板復(fù)驗有其特定原因：

（1）成形過程中開平板制封頭的開裂明顯多于非開平板制封頭；使用過程中，低溫

環(huán)境下封頭直邊段多次發(fā)生開裂失效，釀成事故。

（2）成形和使用過程中封頭開裂的原因尚未查明。

在這種情況下，業(yè)內(nèi)商定在標準中增加奧氏體型不銹鋼開平板復(fù)驗的規(guī)定，一是對開

平操作加以控制，二是摸清開平操作的影響，為查清開裂原因并防控開裂創(chuàng)造條件。根據(jù)

從大量使用奧氏體型不銹鋼開平板的某地區(qū)三家單位收集的復(fù)驗數(shù)據(jù)[29]（見表1），開平

操作使材料的斷后伸長率略有下降，雖對控制開裂不利，但因開平操作后材料的斷后伸長

率仍不低于50%，高于標準[30]規(guī)定值，可見開平操作不是封頭開裂的主因（開裂主因詳見

4.6），復(fù)驗要求可以刪去。

表1常用奧氏體型不銹鋼開平板復(fù)驗數(shù)據(jù)匯總表

開平板復(fù)驗規(guī)定非比例延伸強度Rp0.2/MPa抗拉強度Rm/MPa斷后伸長率A/%

材料牌號使用單試樣數(shù)標準質(zhì)證書復(fù)驗標準質(zhì)證明復(fù)驗均標準質(zhì)證書復(fù)驗

位量規(guī)定值均值均值規(guī)定值均值值規(guī)定值均值均值

單位13129432467167655.653.4

S30408單位2802202783615206896744055.054.3

單位39929036168669655.751.1

單位116727332464066754.851.2

S30403單位22072102783514906616574054.153.0

單位332728235565267754.951.4

單位19031032259959557.855.7

S31603單位21722102863354905975884058.555.3

單位313328733660064257.855.9

4.10焊接材料復(fù)驗

焊接是壓力容器制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但國產(chǎn)焊接材料是短板，質(zhì)量良莠不齊，制造單位

采用復(fù)驗手段進行品質(zhì)確認是有效手段。

需要說明的是，對焊材的附加要求及后續(xù)焊材復(fù)驗的附加要求中均取消了“藥皮含水

量”，原因如下：

（1）NB/T47018—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》[31]已取消了對藥皮含

水量進行檢驗的要求；

（2）控制藥皮含水量的根本目的是為了控制熔敷金屬擴散氫含量，檢驗熔敷金屬擴

散氫含量更為直接、有效；

（3）研究表明[32]：藥皮含水量與熔敷金屬擴散氫含量具有一定的對應(yīng)關(guān)系（見圖

9），但通過烘干可有效降低藥皮含水量（見圖10），熔敷金屬擴散氫含量也將相應(yīng)降低，

可見檢驗熔敷金屬擴散氫含量也是科學(xué)的。

圖9藥皮含水量與熔敷金屬擴散氫含量的關(guān)系圖10烘干溫度與藥皮含水量的關(guān)系

經(jīng)熔敷金屬擴散氫含量復(fù)驗合格的藥芯焊絲，若真空包裝損壞，極易吸收水分，需要

在施焊前再次進行熔敷金屬擴散氫含量復(fù)驗。

4.11鋼材厚度跳檔問題

受壓元件制造過程中不可避免成形、機械加工等工序，使其出現(xiàn)減薄或增厚。制造單位

考慮減薄后確定的鋼材厚度可能會導(dǎo)致厚度跳檔，影響到設(shè)計許用應(yīng)力的選取和焊接工藝評

定、熱處理、無損檢測等參數(shù)的確定[33]。對于焊接工藝評定、熱處理、無損檢測等參數(shù)確定

的影響，制造單位通過內(nèi)部接口傳遞鋼材厚度加以解決。對于設(shè)計許用應(yīng)力選取的影響，當

容器系制造單位自行設(shè)計時，需要制造部門將鋼材厚度傳遞到設(shè)計部門處理；當容器不是制

造單位自行設(shè)計時，需要制造單位將鋼材厚度傳遞到設(shè)計單位處理。因鋼材厚度跳檔影響許

用應(yīng)力的選取，對容器安全影響大，要求書面告知和書面確認。

對于鋼材厚度不跳檔的受壓元件，其對焊接工藝評定、熱處理、無損檢測等參數(shù)確定的

影響，因原材料的性能與鋼材厚度直接關(guān)聯(lián)，只需獲取鋼材厚度即可解決，這在本部分

4.2.2.6條已補充做出規(guī)定，另新修訂的封頭標準已要求封頭制造單位提供成形封頭的鋼材

厚度[34]。

此外，對于厚壁成形封頭，因端口、直邊段成形增厚的絕對值較大，將對封頭與筒體的

組裝產(chǎn)生影響[35]，這需要設(shè)計單位、制造單位共同考慮加以解決。制造過程中可加以考慮并

解決的相關(guān)措施及規(guī)定見本部分4.14。

4.12成形件的技術(shù)要求

對成形件提出“與成形工序銜接的相關(guān)制造單位（或部門）宜協(xié)商制訂成形件投料材

料的技術(shù)要求和成形件的技術(shù)要求，并加以控制?！钡囊?guī)定，緣于成形件在焊接、熱處理

等后續(xù)工序中，材料性能會受到影響（多是降低），以容器成品性能指標要求成形件是不

安全的，也不合理，需要制造單位根據(jù)后續(xù)工序?qū)Σ牧闲阅墚a(chǎn)生的影響，結(jié)合設(shè)計文件對

容器成品性能的要求，確定對成形件的技術(shù)要求，其中的性能指標應(yīng)介于投料材料的性能

和設(shè)計文件對容器成品要求的性能之間；而成形件的性能又與投料材料的性能有關(guān)，投料

材料的技術(shù)要求需要相關(guān)方商定。

4.13分瓣成形后組裝封頭

沿環(huán)向分瓣成形后組裝封頭沿徑向分瓣成形后組裝封頭

圖11分瓣成形后組裝封頭

我國壓力容器的大型化、重型化催生了沿環(huán)向分瓣成形后組裝封頭和沿徑向分瓣成形

后組裝封頭的出現(xiàn)（見圖11），兩種型式均是可用的（實際已經(jīng)使用），標準應(yīng)該予以納入。

其中，采用沿徑向分瓣型式主要用于大直徑厚壁封頭上，瓣片為鍛環(huán)或鍛軋環(huán)，改變瓣片

的尺寸（此型式封頭焊縫間距受3δs）或數(shù)量可調(diào)整頂圓板的大小，可使頂圓板免于拼焊，

這是較為合理的選擇。因為此型式封頭的頂圓板若拼焊，則大厚度拼接焊縫將經(jīng)歷成形加

熱、恢復(fù)性能熱處理等一系列熱過程，焊縫及熱影響區(qū)的性能將下降，這對后續(xù)工序不利，

如果控制不當?shù)脑?，會顯著降低容器的內(nèi)在質(zhì)量，甚至成為容器的安全隱患，不宜向業(yè)內(nèi)

推薦。

當沿環(huán)向分瓣成形后組裝封頭中心有較大尺寸的開孔時，該封頭還可做成不帶頂圓板

型式（見圖12）。這種不帶頂圓板的沿環(huán)向分瓣成形后組裝封頭已在工程中得到應(yīng)用。

圖12不帶頂圓板的沿環(huán)向分瓣成形后組裝封頭

4.14封頭成形增厚對組裝的影響

近年來，業(yè)內(nèi)對于厚壁橢圓形、蝶形封頭直邊段成形增厚對封頭與筒體的組裝產(chǎn)生影響

有所反映[35][36]，本次修訂對此予以回應(yīng)。

對于最常用的標準橢圓形封頭，封頭設(shè)計的最小成形厚度與筒體厚度（以δ表示）基本

相同，考慮成形減薄，所用鋼材厚度約為110%δ。根據(jù)封頭制造單位的統(tǒng)計和文獻[35]、[36]

提供的數(shù)據(jù)（見圖13、圖14），橢圓形、蝶形封頭直邊段成形增厚平均約為鋼材厚度的

12%，則成品封頭直邊段的厚度為110%δ×（1+12%）=132%δ，與筒體的厚度差（132%δ-δ

=32%δ）超過了標準對錯邊量的要求，不可無視。

圖13文獻[35]給出的橢圓形封頭直邊段增厚圖示

圖14文獻[36]給出的橢圓形封頭直邊段增厚統(tǒng)計表

上述情形對容器的影響與“B類焊接接頭以及圓筒與半球形封頭相連的A類焊接接頭，

當兩側(cè)鋼材厚度不等時”的情形相似，可采用同樣的方法處理。不同的是，若采用單面或雙

面削薄封頭直邊段的方法，削薄區(qū)域僅限于直邊段，不能超過封頭切線。如此，可以計算出

雙面削薄后、與筒體等厚度組裝的封頭的設(shè)計最小成形厚度的最大值。若考慮標準允許的錯

邊量，封頭的設(shè)計最小成形厚度的最大值將超過100mm（見表2），基本滿足工程需要。對于

極少數(shù)超出此范圍的容器，則需要設(shè)計單位考慮解決（如增加筒體厚度等）。

表2標準橢圓形封頭直邊段雙面削薄與錯邊量

考慮標準允許的錯邊量進行封頭

雙面削薄后直邊實現(xiàn)封頭與筒體等厚度組裝的封

封頭直徑直邊段高度與筒體組裝的封頭的設(shè)計最小成

段的厚度減少值頭的設(shè)計最小成形厚度的最大值

mmmm形厚度的最大值

mmmm

mm

<200025～1650～112

≥200040～26～81～144

4.15殼體組裝

殼體組裝新增了“除另行規(guī)定，復(fù)合鋼板容器、襯里容器、帶堆焊層容器的基層應(yīng)采用

內(nèi)對齊方式組裝；襯里件應(yīng)采用外對齊方式組裝；”的規(guī)定，目的是獲取兩個更好的效果：

（1）內(nèi)對齊組裝的基覆層不可直接熔焊的復(fù)合鋼板容器、襯里容器，外對齊組裝的襯里

件，將會提高襯里與基層的貼合度，降低襯里泄漏失效概率；

（2）內(nèi)對齊組裝的基覆層可直接熔焊的復(fù)合鋼板容器、帶堆焊層容器，將對獲取成分更

優(yōu)的蓋面焊縫金屬有利。

4.16焊前準備

新增的焊前準備要求包括焊材準備和焊件清理與保護兩個部分。

4.16.1焊材準備

4.16.1.1Fe-5A、Fe-5C類材料使用焊材

Fe-5A、Fe-5C類材料使用焊材的相關(guān)規(guī)定源于API934[11]，在國內(nèi)經(jīng)歷過建造實踐的檢

驗和完善[37]～[45]，業(yè)已符合納入標準的規(guī)定。

4.16.1.2藥芯焊絲的使用

藥芯焊絲起源于20世紀50年代，發(fā)展于60～70年代。80年代開發(fā)了細直徑藥芯焊絲，

全位置藥芯焊絲焊接技術(shù)大量用于船舶的制造并得到飛速發(fā)展。在這期間開發(fā)了不銹鋼、低

溫鋼、590N/mm2強度級別鋼種使用的多種藥芯焊絲。80年代后期以來，開發(fā)了金屬粉芯藥芯

焊絲和無縫藥芯焊絲，Φ1.2～1.6mm氣保護藥芯焊絲使用范圍得到迅速推廣，在非造船行業(yè)

也得到推廣使用。

從藥芯焊絲的總產(chǎn)量與占焊接材料總產(chǎn)量比例來看，1983年美國藥芯焊絲的產(chǎn)量占焊接

材料總產(chǎn)量的15%，藥芯焊絲的總產(chǎn)量為4.2萬噸左右，到1979年藥芯焊絲的年產(chǎn)量達到7.6

萬噸；1995年英國藥芯焊絲年產(chǎn)量首次超過電焊條；日本主要生產(chǎn)細直徑藥芯焊絲，1983年

藥芯焊絲占焊接材料總產(chǎn)量的3.8%，1988年為焊接材料總產(chǎn)量的13%，1992年為焊接材料總

產(chǎn)量的20%，1994年為焊接材料總產(chǎn)量的23%，1997年藥芯焊絲生產(chǎn)總量在10萬噸左右，為

焊接材料總產(chǎn)量的27%?？梢姡幮竞附z的使用是焊接技術(shù)發(fā)展的一大趨勢，國內(nèi)需要跟進。

早在本世紀初，業(yè)內(nèi)已采用藥芯焊絲焊接了一批壓力容器（見表3）[46]。在此之前，尚

有采用藥芯焊絲焊接數(shù)十臺液化石油氣球罐并安全使用的報道；在此之后，也有采用藥芯焊

絲焊接大型不銹鋼復(fù)合鋼板壓力容器覆層的報道[47]以及采用國內(nèi)研制的藥芯焊絲建造十萬

立方米12MnNiVR原油儲罐的報道[48]。但是，這些工程實踐并未化解業(yè)內(nèi)對藥芯焊絲使用的

爭議[49]，爭議的焦點集中在：

（1）酸性渣系藥芯焊絲的焊縫金屬沖擊韌性不良；

（2）藥粉的均勻性和填充的穩(wěn)定性不易保證，致熔敷金屬性能不穩(wěn)定；

（3）易吸濕，保管和使用不當?shù)脑挘桩a(chǎn)生焊接缺陷。

表3某制造單位2002～2003年采用藥芯焊絲焊接壓力容器一覽表

客觀地看，三個焦點問題是有措施化解的。

（1）對于“酸性渣系藥芯焊絲的焊縫金屬沖擊韌性不良”：

酸性焊條藥皮中含有大量的SiO2、TiO2等酸性氧化物及適量的碳酸鹽，焊縫金屬中氧、

氫含量較高，焊縫金屬沖擊韌性、抗裂性較差，因此常用于鋼結(jié)構(gòu)、要求不高的壓力容器和

管道。而T1型藥芯焊絲全位置焊工藝性能良好，表面成型美觀，而T5型藥芯焊絲平焊位置

工藝性能一般，立焊、橫焊或仰焊位置時工藝性能很差，因此國際上基本采用T1型藥芯焊絲。

T1型藥芯焊絲藥芯中含有SiO2、TiO2及CaF2等，焊接時采用CO2作保護氣體，弧柱中氫、氧

分壓均很低，高溫下SiO2和CaF2聯(lián)合脫氫進一步降低焊縫中擴散氫，焊縫金屬中的氫、氧含

量較酸性焊條要低得多，這從熔敷金屬低溫沖擊韌性與同級別的堿性焊條相當就可見一斑，

且其合格指標完全可以按NB/T47018.2[31]（鋼焊條）進行驗收。

可見，隨著技術(shù)進步，該問題已可通過選用T1型藥芯焊絲、采用合適的焊接方法加以解

決。

（2）對于“藥粉的均勻性和填充的穩(wěn)定性不易保證，致熔敷金屬性能不穩(wěn)定”：

這是一個焊材制造技術(shù)和生產(chǎn)管理問題，由于國內(nèi)外擁有眾多的藥芯焊絲生產(chǎn)單位，壓

力容器制造單位完全可以通過擇優(yōu)選用加以化解。同時，只有生產(chǎn)和使用才能發(fā)現(xiàn)和解決該

問題。但就國產(chǎn)藥芯焊絲的質(zhì)量不甚穩(wěn)定以及壓力容器制造單位的使用經(jīng)驗積累尚且不足的

現(xiàn)狀而言，可附加條件，對藥芯焊絲的使用進行適當限制。

（3）對于“易吸濕，保管和使用不當?shù)脑?，易產(chǎn)生焊接缺陷”：

這完全是一個壓力容器制造單位對焊材的儲存和使用管理問題，標準中附加必要的規(guī)定

也可以化解。

綜上，基于審慎考慮，本次修訂確定有條件開放藥芯焊絲的使用：

（1）4.2.1.2條規(guī)定“其中，藥芯焊絲應(yīng)選用T1型?！?。

（2）5.1.2.2條規(guī)定“焊接受壓元件的藥芯焊絲應(yīng)按批進行熔敷金屬化學(xué)成分、力學(xué)

性能復(fù)驗，其熔敷金屬化學(xué)成分應(yīng)符合相應(yīng)標準的規(guī)定，沖擊吸收能量需符合NB/T

47018.2相對應(yīng)的焊條（具有相同的最小抗拉強度代號及化學(xué)成分分類代號）規(guī)定。”；

（3）5.1.2.4.1條規(guī)定“制造單位應(yīng)采用GB/T3965中的水銀法或熱導(dǎo)法對下列焊接

材料的熔敷金屬擴散氫含量按批進行復(fù)驗，其擴散氫含量不得大于5mL/100g。

a)焊接碳素鋼、低合金鋼受壓元件使用的藥芯焊絲；”；

（4）5.1.2.4.2條規(guī)定“經(jīng)熔敷金屬擴散氫含量復(fù)驗合格的有縫藥芯焊絲，若其真空

包裝發(fā)生損壞，則施焊前應(yīng)再次對真空包裝損壞的藥芯焊絲進行熔敷金屬擴散氫含量復(fù)

驗?！保?/p>

（5）7.1.1.1條規(guī)定“施焊鋼制焊件，若出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護措施時，

禁止施焊：

……

b）實芯焊絲氣體保護焊時風(fēng)速大于2m/s，藥芯焊絲氣體保護焊時風(fēng)速大于8m/s；

c）焊件表面有結(jié)露或有縫藥芯焊絲氣體保護焊相對濕度大于80%，其他焊接方法

相對濕度大于90%；“；

（6）7.1.2.2條規(guī)定“有縫藥芯焊絲應(yīng)真空包裝保存。”；

（7）7.1.2.6條規(guī)定“不得選用藥芯焊絲焊接Cr-Mo和Cr-Mo-V鋼制容器、低溫容器、

現(xiàn)場組裝容器、按簡單疲勞設(shè)計的容器的受壓元件。”；

（8）7.2條規(guī)定“應(yīng)選用NB/T47014允許使用的焊接方法焊接受壓元件。”（NB/T

47014修訂稿中已列入使用藥芯焊絲的焊接方法，要求在惰性氣體下保護焊接）；

（9）7.3.6條規(guī)定“采用有縫藥芯焊絲焊接受壓元件時，施焊前方可打開藥芯焊絲的

真空包裝，真空包裝打開8小時后未使用完的藥芯焊絲應(yīng)進行除濕處理后方可繼續(xù)使用；

完成施焊后剩余的藥芯焊絲，應(yīng)進行除濕處理后置于真空環(huán)境中保存，方可繼續(xù)使

用。”。

如此，可在確保壓力容器安全的前提下，提高生產(chǎn)效率，并為藥芯焊絲焊接技術(shù)和質(zhì)量

的改進提升、在更大范圍的推廣使用創(chuàng)造條件。

4.17焊接工藝評定試件的模擬焊后熱處理和模擬熱過程

系統(tǒng)提出并進行焊接工藝評定試件的模擬焊后熱處理的設(shè)備是采用Fe-5A、Fe-5C類材料

建造的加氫反應(yīng)器，相關(guān)規(guī)定源于API934[11]，包括模擬最大熱處理和模擬最小熱處理兩種

狀態(tài)。在國內(nèi)經(jīng)歷過建造實踐的檢驗和完善[44][50]后，業(yè)已被證明為控制該類材料建造壓力

容器質(zhì)量的最有效的方法之一，應(yīng)當納入標準。

本世紀初開始，國內(nèi)需求激增的高參數(shù)、復(fù)雜介質(zhì)、大型和重型壓力容器對安全提出了

更高的要求。業(yè)內(nèi)基于對模擬焊后熱處理的理解，拓展了其使用范圍——從考慮熱處理循環(huán)

發(fā)展到考慮熱過程、從考慮Fe-5A、Fe-5C類材料擴展到考慮其他材料、從考核機械性能發(fā)展

到考核機械性能及耐腐蝕性能等其他使用性能[5]～[9][12][13]。這些考慮已通過設(shè)計文件落實到

制造過程，從使用情況看，效果良好，有效地降低了壓力容器失效。這些來自工程實際的經(jīng)

驗，總結(jié)歸納為標準的下列條款：

7.3.1.8當設(shè)計文件要求時，碳素鋼殼體A、B類焊接接頭的焊接工藝評定試件可進行模擬最大熱過程

處理；低合金鋼殼體A、B類焊接接頭的焊接工藝評定試件可進行模擬最大熱過程處理+模擬最小熱過程

處理；高合金鋼殼體A、B類焊接接頭的焊接工藝評定試件可進行模擬最大熱過程處理，模擬參數(shù)、試

件檢查項目和合格指標由設(shè)計文件規(guī)定。

本次修訂將模擬參數(shù)、合格指標的決定權(quán)放在設(shè)計單位，原因在于：確定模擬參數(shù)牽涉

到何時考慮進行模擬熱過程處理，計入壓力容器制造過程所經(jīng)歷的哪些熱過程，如何將各熱

過程的影響轉(zhuǎn)化為模擬熱過程處理的溫度和時間，如何考慮焊接返修等；而合格指標的確定，

牽涉到預(yù)設(shè)壓力容器安全裕度的高低及其合理性。這些問題，因設(shè)備各具特點、工藝試驗基

礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足，尚無法給出明確規(guī)定。但部分設(shè)計單位依據(jù)工程實踐，總結(jié)出了一套確定模擬

熱過程處理參數(shù)、合格指標的工程方法。

4.18焊前預(yù)熱和后熱

焊前預(yù)熱與后熱是焊接過程中的重要環(huán)節(jié)，為本次修訂新增內(nèi)容。新增內(nèi)容緣于在引用

NB/T47015[51]時發(fā)現(xiàn)其規(guī)定較寬，故根據(jù)需要，在引用NB/T47015的基礎(chǔ)上增加了必要的補

充要求。

4.19焊接返修

本次修訂放寬了焊后熱處理的容器進行焊接返修后重新進行熱處理的要求。

在GB/T150.4—2011實施以前，標準要求焊后熱處理的容器進行焊接返修后必須重新進

行熱處理。GB/T150.4—2011根據(jù)ASME規(guī)范產(chǎn)品在國內(nèi)的建造、使用情況，響應(yīng)業(yè)內(nèi)訴求，

參照ASME規(guī)范首次給出了較為保守的部分材料制造的容器，“當返修深度小于鋼材厚度δs

的1/3，且不大于13mm時，可不再進行焊后熱處理?！钡囊?guī)定，對應(yīng)要求焊接時“應(yīng)先預(yù)熱

并控制每一焊層厚度不得大于3mm，且應(yīng)采用回火焊道?！薄Ｒ欢螘r間內(nèi)，按ASME、GB/T150.4

的兩種焊接返修在國內(nèi)并行，對在用容器檢驗情況表明，按ASME規(guī)范實施返修容器一直安全

使用，促成本次修改。但是，焊接返修多是局部的，拘束相對較高，需要附加諸如焊材選擇、

焊前預(yù)熱、焊道間溫度、后熱、延時進行無損檢測等規(guī)定。

4.20焊接檢查與檢驗

該部分本是NB/T47015的內(nèi)容，但是屬于對焊接過程進行控制、驗證和追溯的有效手段，

宜在產(chǎn)品基礎(chǔ)建造標準中提出。

4.21熱處理

4.21.1恢復(fù)性能熱處理

本次修訂后，碳素鋼、低合金鋼冷成形件仍通過計算變形率來確定是否在成形后進行恢

復(fù)性能熱處理，鉻鎳奧氏體型不銹鋼冷成形件改由通過檢查鐵素體顯示含量來確定是否在成

形后進行恢復(fù)性能熱處理。

雖有研究表明，變形率計算公式不能準確反應(yīng)封頭實際變形[21][52]，但對碳素鋼、低合

金鋼冷成形封頭，采用變形率計算公式計算的封頭變形率，配以5%的控制指標，有效地控制

了封頭失效，是適用的工程方法，予以保留。

對鉻鎳奧氏體型不銹鋼冷成形封頭，雖已有更為準確的變形率計算方法，但對應(yīng)的控制

指標尚未最終確定，本次修訂改以通過檢查鐵素體顯示含量、合格指標15%來確定是否在成

形后進行恢復(fù)性能熱處理，詳見4.6。

4.21.2焊后熱處理涉及的焊縫厚度

焊縫厚度是確定是否進行焊后熱處理及焊后熱處理工藝的關(guān)鍵參數(shù)，焊縫厚度的確定參

照了美國ASME規(guī)范[2]（見圖15）。

圖15ASMEUW-40關(guān)于焊縫厚度的規(guī)定

本次修訂內(nèi)容有兩個：

（1）修改標準的文字表述，統(tǒng)一對圖15[-d]款規(guī)定的理解。特別是受到中譯本的影響，

對“nozzleneck”理解出現(xiàn)的爭議[53][54]。

（2）等同引用圖15[-h]新增的合理條款。

4.21.3“降溫延時”的焊后熱處理工藝

GB/T30583—2014《承壓設(shè)備焊后熱處理規(guī)程》[10]給出的“降溫延時”焊后熱處理（見

圖16）來源于美國ASME規(guī)范[2]（見圖17）。該工藝主要用于對不銹鋼復(fù)合鋼板容器、鎳合金

復(fù)合鋼板容器進行焊后熱處理，目的是降低覆層的敏化，但是對Fe-1-1（涉及Q245R）、Fe-1-2

（涉及Q345R）組材料的焊后熱處理，允許自基準熱處理溫度（600℃）降溫80℃、110℃是

否需要和合理，則是值得商榷的問題。

圖16GB/T30583—2014給出的“降溫延時”焊后熱處理的規(guī)定

圖17美國ASME規(guī)范給出的“降溫延時”焊后熱處理的規(guī)定

從消除焊接殘余應(yīng)力效果看，相關(guān)試驗研究表明，對Fe-1-1、Fe-1-2組材料，在低于

550℃的焊后熱處理溫度下，即使延長保溫時間，消除焊接殘余應(yīng)力效果有限，并不能保證壓

力容器安全[55][56][57]。從“降溫延時”焊后熱處理主要使用對象不銹鋼復(fù)合鋼板容器、鎳合

金復(fù)合鋼板容器看，只要覆層選材合理，550℃至600℃的可選熱處理溫度范圍足以將覆層的

敏化控制在工程可接受的范圍內(nèi)，滿足壓力容器制造需求。從設(shè)計合理性看，不應(yīng)出現(xiàn)Fe-1-1、

Fe-1-2組材料制造的、超出國內(nèi)制造單位熱處理爐處理能力的厚壁重型容器，迫使制造單位

采用降溫80℃或110℃的焊后熱處理工藝。經(jīng)查詢，參與標準制訂的制造單位均未實施過相

對于熱處理基準溫度600℃降溫80℃或110℃的焊后熱處理，而且一重還進行了估算，發(fā)現(xiàn)

在多數(shù)情況下，采用“降低延時”的焊后熱處理工藝并不經(jīng)濟。

為此，規(guī)定當采用“降低延時”的熱處理工藝時，保溫溫度最大降溫幅度不得大于

55℃。

4.21.4熱電偶布置

具有較大拘束度的焊件及其焊件之間拘束突變部位會對應(yīng)出現(xiàn)較大的焊接殘余應(yīng)力，這

些部位在焊后熱處理過程也不易達到保溫溫度和/或較為均勻的溫度場，宜作為焊后熱處理測

溫點布置的重點部位。

本次修訂補充要求接管焊接接頭部位、剛性構(gòu)件與殼體相焊的焊接接頭轉(zhuǎn)角部位應(yīng)布置

測溫點，相鄰測溫點沿殼體輪廓線測量的間距不得超過4600mm。

為防止容器壁阻隔對加熱的影響，規(guī)定當熱源在容器及其受壓元件的外部時，測溫點宜

更多地布置在容器及其受壓元件的內(nèi)部；當熱源在容器及其受壓元件的內(nèi)部時，測溫點宜更

多地布置在容器及其受壓元件的外部。

4.21.5焊后熱處理的升、降溫速率

隨著厚壁重型容器的不斷增加，受熱處理爐功率的限制，工程中業(yè)已出現(xiàn)了厚壁重型容

器焊后熱處理升、降溫速率超出原標準規(guī)定范圍的問題。通過相關(guān)工藝試驗研究，并經(jīng)使用

證明[45]：焊后熱處理升溫過程中最低15℃/h的升溫速率以及降溫過程中最低15℃/h的降溫

速率，滿足工程要求。本次修訂將此速率納入標準。

4.22產(chǎn)品焊接試件的代表性

制備產(chǎn)品焊接試件（包括封頭焊接試件）并進行檢驗是對壓力容器制造、檢驗質(zhì)量的確

認和見證。從原理上看，這是一種抽樣檢驗方法。如果產(chǎn)品焊接試件代表的是壓力容器中最

薄弱的部分，則產(chǎn)品焊接試件若經(jīng)檢驗合格，則容器其余部分的質(zhì)量不低于已檢驗部分，本

臺容器是合格的。

但是，在工程中往往無法制備出可代表壓力容器最薄弱部分的試件。當大型化、重型化、

復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下操作的壓力容器不斷增多時，業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)原有的產(chǎn)品焊接試件制備、檢驗規(guī)則

已不能適應(yīng)需要。GB/T150.4—2011雖已注意到這一問題，但因技術(shù)積累不足，沒有給出完

整、配套的規(guī)定，本次修訂給與完善。

本次修訂，新增了經(jīng)模擬最大熱過程處理、模擬最小熱過程處理的產(chǎn)品焊接試件和封頭

焊接試件部分。內(nèi)容如下：

9.1.2.8模擬熱過程處理的產(chǎn)品焊接試件、封頭焊接試件

9.1.2.8.1制造單位是否制備模擬熱過程處理產(chǎn)品焊接試件、模擬熱過程處理封頭焊接試件由設(shè)計文

件規(guī)定。模擬熱過程處理產(chǎn)品焊接試件、模擬熱過程處理封頭焊接試件可對應(yīng)替代9.1.1.1中的產(chǎn)品焊

接試件和9.1.1.3中的封頭焊接試件。

9.1.2.8.2模擬熱過程處理試件的種類

按制造過程中熱過程對焊接接頭使用性能影響的不同，可制備試件如下：

a）對于制造過程中最多和最少熱過程循環(huán)均會對焊接接頭使用性能產(chǎn)生影響的容器（如厚壁

Cr-Mo、Cr-Mo-V鋼料制造的容器），可制備模擬最大熱過程處理和模擬最小熱過程處理試件；

b）對于制造過程中最多熱過程循環(huán)會對焊接接頭使用性能產(chǎn)生影響的容器（如厚壁碳素鋼、低

合金鋼材料制造的容器；高合金鋼材料制造的、有耐腐蝕性能要求的容器），可制備模擬最大

熱過程處理試件。

9.1.2.8.3模擬熱過程處理試件制備要求

模擬熱過程處理的產(chǎn)品焊接試件制備要求如下：

a）按容器殼體A類焊接接頭在制造過程發(fā)生的最少熱過程確定模擬最小熱過程處理試件的模擬

熱循環(huán)，試件業(yè)已經(jīng)歷過的熱過程可不再模擬；

b）按容器殼體A類焊接接頭在制造過程發(fā)生的最多熱過程（返修按實際發(fā)生的熱過程循環(huán)計

入），加上使用過程中實施一次返修發(fā)生的熱過程，確定模擬最大熱過程處理試件的模擬熱循環(huán)，

試件業(yè)已經(jīng)歷過的熱過程可不再模擬；

c）每一熱過程的溫度、保溫時間和降溫速度應(yīng)按實際發(fā)生的情況模擬；

d）當要求材料的使用熱處理狀態(tài)與供貨熱處理狀態(tài)一致時，容器若按材料供貨熱處理規(guī)范進行

最終熱處理，則不需制備模擬熱過程處理試件。

模擬熱過程處理的封頭焊接試件制備要求如下：

a）按封頭上焊接接頭在制造過程發(fā)生的最少熱過程確定模擬最小熱過程處理試件的模擬熱循環(huán)，

試件業(yè)已經(jīng)歷過的熱過程可不再模擬；

b）按封頭上焊接接頭在制造過程可能發(fā)生的最多熱過程（建議至少考慮一次制造返修熱過程循

環(huán)），加上使用過程中實施一次返修發(fā)生的熱過程，確定模擬最大熱過程處理試件的模擬熱循環(huán)，試件

業(yè)已經(jīng)歷過的熱過程可不再模擬；

c）每一熱過程的溫度、保溫時間和降溫速度應(yīng)按實際發(fā)生的情況模擬；

d）當要求材料的使用熱處理狀態(tài)與供貨熱處理狀態(tài)一致時，封頭若按材料供貨熱處理規(guī)范在成

形進行恢復(fù)性能熱處理，則模擬熱循環(huán)中不需計入恢復(fù)性能熱處理前的所有熱過程，但封頭焊接

試件應(yīng)隨封頭一起進行恢復(fù)性能熱處理。

e）若設(shè)計文件要求，制造單位可制備模擬熱過程處理的封頭與筒體焊接的試件，對封頭與筒體

連接的環(huán)焊縫進行模擬和檢驗。

新增部分的基礎(chǔ)是：將制造過程中可能對容器焊接接頭（其包含了材料、焊縫金屬）使

用性能產(chǎn)生不利影響的熱過程采用模擬熱循環(huán)處理再現(xiàn)，獲得與容器中最薄弱部分使用性能

相當?shù)脑嚰?，并對該試件進行檢驗，判定容器質(zhì)量。該試件的代表性較原標準規(guī)定的試件要

強得多，且執(zhí)行9.1.2.8.3中的e）款，可實現(xiàn)對封頭與筒體連接環(huán)焊縫封頭側(cè)熱影響區(qū)的

模擬和檢驗（該部位可能是容器中使用性能最弱之處）[58]，這些對于保證壓力容器產(chǎn)品的內(nèi)

在質(zhì)量都是極其有益和有效的。

鑒于模擬熱過程處理的產(chǎn)品焊接試件和封頭焊接試件，比原不進行模擬熱過程處理的產(chǎn)

品焊接試件和封頭焊接試件有更強的代表性，為減少制造成本，規(guī)定前一試件可代替后一試

件。

4.23無損檢測

4.23.1無損檢測方法

本次修訂響應(yīng)行業(yè)需求，列入了相控陣超聲檢測方法，給出了相關(guān)的規(guī)定。

4.23.2組合檢測

進行組合檢測的目的在于：

（1）彌補特定無損檢測方法的不足（如檢測盲區(qū)、檢測靈敏度等），無遺漏且準確地發(fā)

現(xiàn)缺陷；

（2）對重要壓力容器做冗余檢測，確保安全。

兩者相比，前者更重要。而工程實際中常見對無損檢測方法的隨意組合，對此，本次修

訂增加一條規(guī)定。

10.5.1無損檢測方法的組合應(yīng)可消除檢測盲區(qū)，提高缺陷的檢出靈敏度。

4.24泄漏試驗的泄漏率

為響應(yīng)國家的環(huán)保要求，本次修訂推薦了對泄漏試驗測得的泄漏率要求：

(1)盛裝一般介質(zhì)的容器，泄漏率宜優(yōu)于10-3Pa·m3/s；

(2)盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器及高價值介質(zhì)的容器，泄漏率宜高于10-5～

10-7Pa·m3/s。

泄漏率合格指標的確定既考慮了環(huán)保需要，也考慮了當前國內(nèi)墊片的制造水平與試驗方

法的靈敏度。因泄漏率合格指標為首次提出，故以推薦性條款給出，同時指標并不高，意在

逐漸建立控制泄漏率的意識。

4.25熱氣循環(huán)試驗

熱氣循環(huán)試驗（hotcycletest）是本次修訂新增內(nèi)容。

熱氣循環(huán)試驗在業(yè)內(nèi)也稱熱模擬試驗或熱循環(huán)試驗，是模擬容器實際操作狀態(tài)，使竣工

容器承受壓力、溫度同時作用的循環(huán)過程，試驗對象主要為基、覆層不能直接熔焊的復(fù)合鋼

板容器、襯里容器。如鈦-鋼復(fù)合鋼板容器，鋯-鋼復(fù)