材料代用

压力容器需要材料代用时的基本原则如下：

01

不得变更原有设计，不得变更原设计规定的结构尺寸和规格，不得变更图纸，代用钢材要满足原设计条件和要求。

02

代用钢材力学性能优于原始设计钢材时，不得减少代用钢材的厚度，代用钢材力学性能略差于原始设计钢材时，也不得增加代用钢材的厚度，并应重新进行强度或刚度校核。

03

钢材代用应考虑与相邻钢材的兼容性，还要考虑由此引发的制造、检验等变化。

04

中外钢材标准中，代用钢材牌号与原设计钢材牌号的对照关系、相近关系、不同类型关系应予以区别对待。

①对照关系是指不同国家之间的相应牌号具有如下关系：

(a)同为压力加工材料牌号或铸件材料牌号；

(b)具有很接近的标准化学成分范围，或相同的标准化学成分范围；

(c)具有很接近的性能，或相同的性能。

采用与原设计钢材对照牌号的钢材代用，可以使代材问题较为简单，在钢材代用中经常采用。采用与原设计钢材对照牌号的钢材代用也要注意因某些关键化学成分差别导致的特定敏感性能差异。

②相近关系是指不同国家之间的相应牌号具有如下关系：

(a)同为压力加工材料牌号或铸件材料牌号；

(b)具有接近的标准化学成分范围；

(c)具有接近的性能。

采用与原设计材料牌号相近牌号的钢材代用，虽然化学成分和性能接近，但需要注意在某些情况下使用性能的差异，例如：稳定化奥氏体不锈钢与非稳定化奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的差异；含钼的奥氏体不锈钢和不含钼的奥氏体不锈钢在还原性介质中耐蚀性能和耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能的差异；不同含碳量的奥氏体不锈钢除耐蚀性的差别外还应注意其高温和低温工况下力学性能的差异。20管比10管许用应力高、塑性低，但仍在可用范围内，因而10管及其国外对照牌号与20管及其国外对照牌号可以互代，10管和20管不是对照牌号而是相近牌号。

③不同类型的钢材也可代用，如采用奥氏体不锈钢代用碳素钢或低合金钢，一般应以优代劣，不宜以劣代优。不同类型的钢材代用除需要校核强度、稳定性外，还应考虑异种材料焊接等制造工艺性能。另外应考虑代用钢材与相邻钢材的兼容性，如热膨胀系数的差异引起的热应力，电负性差异较大时可能引起的电偶腐蚀，碳素钢、低合金钢抗氯离子应力腐蚀性能较好而奥氏体不锈钢对氯离子引起的应力腐蚀较为敏感等。经济合理性也是不同类型的钢材代用需要考虑的问题。不同类型的钢材代用需要考虑的问题较多，工程中较少采用。

原作者：压力容器设计与研究
来 源：微信公众号
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