標準編號:	GB/T 18442.7-2017
中文名稱:	固定式真空絕熱深冷壓力容器 第7部分：內容器應變強化技術規定
英文名稱:	Static vacuum insulated cryogenic pressure vessels-Part 7:Rules of pressure strengthening for inner vessels
行業分類:	GB    國家標準
ICS分類:	23.020.40 23.020.40    低溫容器 23.020.40
發布機構:	中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
發布日期:	2017-11-01
實施日期:	2018-5-1
標準狀態:	valid
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符數:	25000 字
翻譯價格(元):	370.0
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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. GB/T 18442 Static Vacuum Insulated Cryogenic Pressure Vessel consists of the following parts under the general title: ——Part 1: General Requirements; ——Part 2: Material; ——Part 3: Design; ——Part 4: Fabrication; ——Part 5: Inspection and Test; ——Part 6: Safety Device Requirements; ——Part 7: Rules of Pressure Strengthening for Inner Vessels. This part is Part 7 of GB/T 18442. This part is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009. This part was proposed by and is under the jurisdiction of National Technical Committee on Boilers and Pressure Vessels of Standardization Administration of China (SAC/TC 262). Static Vacuum Insulated Cryogenic Pressure Vessels Part 7: Rules of Pressure Strengthening for Inner Vessels 1 Scope This part of GB/T 18442 specifies the technical requirements for material, design, fabrication and inspection of inner vessel of static vacuum insulated cryogenic pressure vessel fabricated by pressure strengthening (hereafter referred to as inner vessel). This part is applicable to inner vessel meeting all of the following requirements simultaneously: a) Meeting the requirements of 1.2, GB/T 18442.1, with contained medium of cryogenic liquefied gas; b) Its material is austenitic stainless steel; c) Its nominal thickness is not less than 4mm but not greater than 24mm, and it is composed of single diameter of cylinder and standard ellipsoidal end enclosure; d) It's subject to pressure strengthening treatment at room temperature. This part is not applicable to inner vessel filled with medium with moderate or above toxicity hazard degree. 2 Normative References The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB/T 150 (All parts) Pressure Vessels GB/T 228.1 Metallic materials - Tensile Testing - Part 1: Method of Test at Room Temperature GB/T 229 Metallic Materials - Charpy Pendulum Impact Test Method GB/T 232 Metallic Materials - Bend test GB/T 2653 Bend Test Methods on Welded Joints GB/T 3808 Verification of Pendulum-type Impact Testing Machines GB/T 12160 Calibration of Extensometers Used in Uniaxial Testing GB/T 14976 Stainless Steel Seamless Tubes for Fluid Transport GB/T 16825.1 Verification of Static Uniaxial Testing Machines - Part 1: Tension/Compression Testing Machines - Verification and Calibration of the Force-measuring System GB/T 18442.1~18442.6 Static Vacuum Insulated Cryogenic Pressure Vessel GB/T 24511 Stainless Steel Plate, Sheet and Strip for Pressure Equipment NB/T 47010 Stainless and Heat-resisting Steel Forgings for Pressure Equipment NB/T 47013.2 Nondestructive Testing of Pressure Equipment - Part 2: Radiographic Testing NB/T 47013.5 Nondestructive Testing of Pressure Equipment - Part 5: Penetrant Testing NB/T 47013.11 Nondestructive Testing of Pressure Equipment - Part 11: X-ray Digital Radioscopic Testing NB/T 47014 Welding Procedure Qualification for Pressure Equipment NB/T 47016 Mechanical Property Tests of Products Welded Test Coupons for Pressure Equipment NB/T 47018.1 Technical Permission of Welding Materials for Pressure Equipment - Part 1: General Rule NB/T 47018.2 Technical Permission of Welding Materials for Pressure Equipment - Part 2: Steel Welding Rod NB/T 47018.3 Technical Permission of Welding Materials for Pressure Equipment - Part 3: Steel Electrodes and Rods for Gas-shielded Arc Welding NB/T 47018.4 Technical Permission of Welding Materials for Pressure Equipment - Part 4: Electrodes and Fluxes for Submerged Arc Welding JB 4732-1995 Steel Pressure Vessels - Design by Analysis (Confirmed in 2005) TSG 21-2016 Supervision Regulation on Safety Technology for Stationary Pressure Vessel 3 Terms, Definitions and Symbols 3.1 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 18442.1 and the followings apply. 3.1.1 strengthening pressure the reached maximum pressure of the top of austenitic stainless steel inner vessel when it's subject to pressure strengthening treatment at room temperature 3.1.2 pressure strengthened vessel the vessel of which its shell generates overall plastic deformation and reaches structure stability after stopping applying strengthening pressure for the inner vessel made of austenitic stainless steel which is subject to pressure strengthening treatment at room temperature 3.2 Symbol For the purpose of this document, the following symbols apply. A——Elongation after fracture, %; Di——Inside diameter of cylinder or end enclosure, mm; KV2——Charpy impact absorbed energy, J; LE——Side expansion value, mm; pc——Calculated pressure, MPa; pk——Strengthened pressure, MPa; Rm——Tensile strength, MPa; Rp0.2——Stress, where the specified residue elongation of steel is 0.2%, MPa; δs——Steel thickness, mm; [σp]t——Permissible stress of cylinder or end enclosure material at the design temperature after pressure strengthening of inner vessel, MPa. 4 General Requirements 4.1 The material, design, fabrication, inspection and identifier of inner vessel shall not only meet the requirements of all parts of this standard, but also comply with the requirements of relevant laws, regulations and safety specifications issued in China. 4.2 Where inner vessel is fabricated with pressure strengthening beyond this part, the relevant requirements of TSG 21 shall be implemented. 4.3 The fabrication unit shall fabricate inner vessel in its own unit, verify the adopted welding process and pressure strengthening process and be responsible for the correctness and integrity of process document. 4.4 The fabrication unit shall timely upload the mechanical performance data of product welded test piece and test process data of pressure strengthening to national public service platform for fabricate information about pressure strengthening for cryogenic vessel. 4.5 Special equipment supervision & inspection organization shall supervise and inspect pressure strengthening process adopted for inner vessel and important quality control point proposed by reference to Annex A and shall meet the requirements of this part. 5 Material 5.1 Steel plate 5.1.1 The designation and mechanical performance of steel plate shall meet the requirements specified in Table 1, the supply state shall be in solution heat-treated condition and meet the requirements of GB/T 150.2 and GB/T 24511. 5.1.2 Steel plate shall be re-inspected and at least include the following contents: a) Check surface quality and material marks of steel plates one by one; b) Re-inspect room-temperature tensile performance of steel plates by batches; c) If opened plate is adopted, its re-inspection shall also meet the relevant requirements of GB/T 150.4. 5.1.3 The sampling quantity and position of tensile test shall meet the requirements of GB/T 24511and GB/T 150.2. 5.1.4 The dimension and test method of tensile specimen shall meet the requirements of GB/T 228.1. Table 1 Mechanical Performance of Steel Plate Steel grade Room-temperature tension Stress Rp0.2, where the specified residue elongation is 0.2%/MPa Tensile strength Rm/MPa Elongation after fracture A/% S30408 ≥220 520~720 ≥45 S30403 ≥210 490~720 S31608 ≥220 520~720 S31603 ≥210 490~720 5.1.5 Where the tensile strength of steel plate is higher than 720MPa, it shall be subject to welding process qualification again according to 7.4.1 and it may be adopted only after qualification. 5.2 Steel pipe and pipe fittings 5.2.1 Materials for steel pipe and pipe fittings shall meet the requirements of GB/T 18442.2. 5.2.2 Where pipe fittings are processed by adopting cold forming, the measured value of ferrite after forming shall not be greater than 15%. 5.3 Forgings The stainless steel forgings contacting with medium shall meet the requirements of GB/T 18442.2 and NB/T 47010 and they shall not be inferior to Grade III. 5.4 Welding materials 5.4.1 Welding materials shall meet the corresponding requirements of GB/T 18442.2 and NB/T 47018.1~47018.4. 5.4.2 The chemical composition of deposited metal in welding material for inner vessel shell shall be the same as or close to that of base metal and the strength and toughness of welded joint shall be matched with those of base metal for shell. 5.5 Materials with foreign designations Where foreign designation is adopted for inner vessel material, it should meet the requirements of Annex B. 5.6 Other materials Where materials other than those in Table 1 and Table B.1 are adopted for fabrication of inner vessel with pressure strengthening, they shall also meet the relevant requirements of TSG 21.

Foreword i 1 Scope 2 Normative References 3 Terms, Definitions and Symbols 4 General Requirements 5 Material 6 Design 7 Fabrication and Inspection Annex A (Informative) Significant Quality Control Points in Manufacturing Process of Pressure Strengthened Inner Vessel Annex B (Informative) Approximate Comparison and Requirements of Austenitic Stainless Steel Grades Annex C (Informative) Requirements of Pressure Strengthening Process Verification Test Annex D (Informative) Test Piece Pre-tensioning and Test Rules Annex E (Normative) Pressure Strengthening Treatment

固定式真空絕熱深冷壓力容器 第7部分：內容器應變強化技術規定 1 范圍 GB/T 18442的本部分規定了采用應變強化技術建造固定式真空絕熱深冷壓力容器的內容器（以下簡稱內容器）的材料、設計、制造與檢驗等方面的技術要求。 本部分適用于同時滿足下列條件的內容器： a）符合GE/T 18442.1中的規定，盛裝介質為冷凍液化氣體； b）材料為奧氏體不銹鋼； c）名義厚度不小于4 mm且不大于24 mm，由單一直徑的圓筒和標準橢圓形封頭構成； d）在室溫下完成應變強化處理。 本部分不適用于盛裝毒性危害程度為中度及以上介質的內容器。 2 規范性引用文件 下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。 GB/T 150（所有部分） 壓力容器 GB/T 228.1 金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法 GB/T 229 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法 GB/T 232 金屬材料 彎曲試驗方法 GB/T 2653 焊接接頭彎曲試驗方法 GB/T 3808 擺錘式沖擊試驗機的檢驗 GB/T 12160 單軸試驗用引伸計的標定 GB/T 14976 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管 GB/T16825.1 靜力單軸試驗機的檢驗 第1部分：拉力和（或）壓力試驗機 測力系統的檢驗與校準 GB/T 18442.1?18442.6 固定式真空絕熱深冷壓力容器 GB/T 24511 承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶 NB/T 47010 承壓設備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件 NB/T 47013.2 承壓設備無損檢測 第2部分：射線檢測 NB/T 47013.5 承壓設備無損檢測 第5部分：滲透檢測 NB/T 47013.11 承壓設備無損檢測 第11部分：X射線數字成像檢測 NB/T 47014 承壓設備焊接工藝評定 NB/T 47016 承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗 NB/T 47018.1 承壓設備用焊接材料訂貨技術條件 第1部分：釆購通則 NB/T 47018.2 承壓設備用焊接材料訂貨技術條件 第2部分：鋼焊條 NB/T 47018.3 承壓設備用焊接材料訂貨技術條件 第3部分：氣體保護電弧焊鋼焊絲和填充絲 NB/T 47018.4 承壓設備用焊接材料訂貨技術條件 第4部分：埋弧焊鋼焊絲和焊劑 ? JB 4732—1995 鋼制壓力容器分析設計標準（2005確認） TSG 21—2016 固定式壓力容器安全技術監察規程 3 術語和定義及符號 3.1 術語和定義 GB/T 18442.1界定的以及下列術語和定義適用于本文件。 3.1.1 強化壓力 strengthening pressure 奧氏體不銹鋼制內容器在室溫下進行應變強化處理時，容器頂部所達到的最高壓力。 3.1.2 應變強化容器 pressure strengthened vessel 奧氏體不銹鋼制內容器在室溫下施加強化壓力進行應變強化處理，卸載后使殼體發生總體塑性變形并達到結構穩定的容器。 3.2 符號 下列符號運用于本文件。 A——斷后伸長率，％； Di——筒體或封頭內直徑，mm； KV2——夏比沖擊吸收能量，J； LE——側膨脹值，mm； pc——計算壓力，MPa； pk——強化壓力，MPa； Rm——抗拉強度，MPa； Rp0.2——鋼材規定殘余延伸率為0.2%時的應力，MPa； δs鋼材厚度，mm； [σp]t——內容器應變強化后，筒體或封頭材料在設計溫度下的許用應力，MPa。 4 一般要求 4.1 內容器的材料、設計、制造與檢驗及標識除應符合本標準所有部分的規定外，還需遵守國家頒布的有關法律、法規、安全技術規范及相關標準的規定。 4.2 超出本部分范圍采用應變強化技術制造內容器時，應按TSG 21中的相關規定執行。 4.3 制造單位應在本單位進行內容器的制造，對其采用的焊接工藝和應變強化工藝進行驗證，并對工藝文件的正確性和完整性負責。 4.4 制造單位應將產品焊接試件力學性能數據和應變強化試驗過程數據及時上傳至全國應變強化深冷容器制造信息公共服務平臺。 4.5 特種設備監督檢驗機構應對內容器采用的應變強化工藝及參照附錄A提出的重要質量控制點進行監督檢驗，并滿足本部分的要求。 ? 5 材料 5.1 鋼材 5.1.1 鋼板的牌號及力學性能應符合表1的規定，供貨狀態為固溶熱處理狀態，且滿足GB/T 150.2和GB/T 24511的要求。 5.1.2 鋼板應進行復驗，至少包括下列內容： a）逐張檢查鋼板的表面質量和材料標記； b）按批復驗鋼板的室溫拉伸性能； c）若采用開平板，其復驗要求還應符合GB/T 150.4的相關規定。 5.1.3 拉伸試驗的取樣數量和位置符合GB/T 24511和GB/T 150.2的規定。 5.1.4 拉伸試樣尺寸和試驗方法應符合GB/T 228.1的規定。 表1 鋼板力學性能 鋼 號 室溫拉伸 規定殘余延伸率為0.2%時的應力Rp0.2/MPa 抗拉強度 斷后伸長率 S30408 ≥220 520?720 ≥45 S30403 ≥210 490?720 S31608 ≥220 520?720 S31603 ≥210 490?720 5.1.5 當鋼板抗拉強度高于720 MPa時，應按7.4.1重新進行焊接工藝評定，評定合格后方可采用。 5.2 鋼管與管件 5.2.1 鋼管與管件用材料應符合GB/T 18442.2的規定。 5.2.2 管件采用冷成形加工時，其成形后的鐵素體測量值應不大于15%。 5.3 鍛件 與介質接觸的不銹鋼鍛件應符合GB/T 18442.2和NB/T 47010的規定，級別不低于Ⅲ級。 5.4 焊接材料 焊接材料應符合GB/T 18442.2和NB/T 47018.1?47018.4的相應規定。 5.4.2 內容器殼體采用的焊接材料其熔敷金屬化學成分應與母材相同或相近，焊接接頭強度和韌性與殼體母材相匹配。 5.5 境外牌號材料 內容器材料釆用境外牌號時，宜參照附錄B的規定執行。 5.6 其他材料 當采用表1和表B.1以外的材料建造應變強化技術制造內容器時，還應符合TSG 21的相關規定。 ? 6 設計 6.1 一般要求 6.1.1 內容器設計除應符合本部分的規定外，還應符合TSG 21、GB/T 150和GB/T 18442.3的規定。 6.1.2 設計單位應針對應變強化制真空絕熱深冷容器出具風險評估報告，其內容除符合GB/T 150.1的規定外，還應包括采用應變強化技術可能產生的失效模式及其風險控制。 6.1.3 內容器的設計圖樣中應注明“采用應變強化技術”，以及強化壓力、強化前直徑等內容。 6.1.4 本章涉及的內容器直徑、厚度等均為應變強化處理前的參數，不考慮應變強化處理后的變化。 6.1.5 產品銘牌中應標明“應變強化容器”，符號為“PS”。 6.2 載荷 6.2.1 內容器設計時，應按照GB/T 18442.3的規定考慮相應的載荷及其組合。 6.2.2 應變強化處理過程中，還應考慮內容器支撐處產生的支反力和強化壓力載荷。 6.3 許用應力 6.3.1 筒體和封頭用鋼板的許用應力按表2確定。 6.3.2 接管和鍛件等受壓元件的許用應力按GB/T 150.2確定。 6.3.3 接管、內容器支承以及開孔部位等局部應力按JB 4732校核時，筒體和封頭總體薄膜應力的設計應力強度取值按表2確定，其他受壓元件的設計應力強度按GB/T 150.2規定的相應材料許用應力確定。 表2 應變強化后鋼板的許用應力 鋼 號 應變強化許用應力 [σp]t S30408 273 S31608 S30403 266 S31603 6.4 內壓計算 內容器的強度計算應符合GB/T 150.3的規定，其他相關計算符合GB/T 18442.3的規定。 6.5 外壓計算 6.5.1 各元件的外壓穩定性計算，應符合GB/T 150.3的規定，其外壓曲線按相應材料20℃時選取。 6.5.2 外壓計算壓力按下列要求確定，且取大值： a）不小于制造、運輸、裝卸、檢驗與試驗或者其他工況中，可能出現的最大內外壓力差； b）不小于0.04 MPa。 ? 6.6 開孔補強 內容器的開孔應采用整體補強結構，開孔補強的計算應符合GB/T 150.3或JB 4732的規定。 6.7 強化壓力 強化壓Pk按式（1）進行計算： （1） 6.8 耐壓試驗壓力 耐壓試驗壓力應符合GB/T 18442.3的規定。 6.9 泄漏試驗壓力 按照GB/T 18442.3的規定進行。 6.10 結構設計 6.10.1 內容器除最后一道封閉環焊縫外，A、B類焊接接頭應采用全焊透對接接頭，封閉環焊縫允許采用帶永久性墊板的對接接頭。 6.10.2 內容器開孔直徑一般不大于150 mm。當設置工藝人孔時，開孔邊緣應在封頭中心0.8Di內，開孔中心線沿殼體法線方向。 6.10.3 加強圈的拼接焊縫應采用全截面焊透焊接接頭。加強圈與筒體之間的焊縫應采用雙面連續焊接，焊腳高度應不小于筒體厚度和加強圈厚度的較小值。 6.10.4 應按額定充滿率在內容器上設置溢流口。確定額定充滿率時，一般采用應變強化前的內容器幾何容積。 6.10.5 結構設計時，還應考慮由于內容器塑性變形對容器低溫絕熱性能、外殼安裝及管路系統產生的影響。 7 制造與檢驗 7.1 一般要求 7.1.1 內容器的制造、檢驗與驗收除應符合本部分規定外，還應滿足GB/T 18442其他部分和設計文件的要求。 7.1.2 制造單位應具備與應變強化工藝相適應的廠房設施、強化裝備以及相應的檢測設備等。 7.1.3 制造單位首次采用應變強化技術進行內容器制造前，應試制樣品容器，并按TSG 21的要求進行試驗驗證。強化工藝驗證性試驗參照附錄C的規定。 7.2 材料制備 7.2.1 內容器筒體相鄰筒節應優先采用同一爐批號、同一厚度的鋼板。采用不同爐批號材料時，相鄰筒節材料的Rp0.2相差不宜超過30 MPa。 7.2.2 內容器封頭用鋼板宜選擇S30403或S31603材料。 7.2.3 拼接封頭應選用同一爐批號的鋼板。 7.3 加工成形 7.3.1 內容器的加工應符合GB/T 18442.4的相關規定。 ? 7.3.2 封頭如采用S30408奧氏體型不銹鋼材料，成形時應釆用溫成形等適當的工藝對其過渡段和直邊段的馬氏體含量進行控制，成形后各部位的鐵素體測量值應不大于15%。 7.4 焊接 7.4.1 焊接工藝評定 7.4.1.1 內容器施焊前應按照NB/T 47014和本部分的要求進行焊接工藝評定。 7.4.1.2 焊接工藝評定試件的焊接接頭外觀應無咬邊、裂紋、表面氣孔、焊渣、凹坑、焊瘤等缺陷，且表面無焊接飛濺物，試件應按NB/T 47013.2進行100%射線檢測，技術等級不低于AB級，合格級別不低于7.5中規定的合格級別。 7.4.1.3 試件按7.4.1.2的規定經檢驗合格后，應避開缺陷區域位置制取預拉伸試件，保留焊縫余高，且參見附錄D的規定進行預拉伸處理。 7.4.1.4 預拉伸后的試件制成試樣時，采用機械方法去除焊縫余高，使之與母材齊平。試樣取樣方法、規格及加工應分別符合GB/T 228.1、GB/T 229、GB/T 2653和NB/T 47014的相應規定。 7.4.1.5 試驗要求： a）試樣數量 取室溫拉伸試樣2件，彎曲試樣4件（2件面彎和2件背彎或4件側彎），焊縫金屬區及熱影響區沖擊試樣各3件。 b）試驗溫度 拉伸試驗和彎曲試驗取室溫，沖擊試驗溫度不高于內容器最低設計金屬溫度。 c）試驗結果評定 焊接工藝評定試驗結果應符合表3的規定，其中焊接接頭每組標準試樣的沖擊吸收能量平均值應不低于規定值，允許有一個試樣的沖擊吸收能量低于規定值，且不低于規定值的70%。當試樣厚度小于5 mm時，其沖擊試驗僅考核側膨脹值。 表3 預拉伸后焊接接頭力學性能和彎曲性能合格指標 室溫拉伸 材料牌號 抗拉強度 Rm/MPa 斷后伸長率 A/% S30408 ≥520 25 S31608 S30403 ≥490 S31603 沖擊試驗 材料牌號 試樣規格 mm 夏比沖擊吸收能量 KV2/J 側膨脹值 LE/mm S30408 S30403 S31608 S31603 10×10×55 ≥31 ≥0.53 7.5×10×55 ≥24 5×10×55 ≥16 室溫彎曲 彎曲試驗的彎頭直徑為4倍試樣厚度，彎曲角度180°時拉伸面無裂紋為合格。 注：側膨脹值合格指標均為規定的最小值。 7.4.2 焊縫形狀尺寸 7.4.2.1 焊縫形狀尺寸及表面質量除應符合GB/T 18442.4的規定外，A類焊接接頭焊縫余高還應滿足下列要求： a）δn≤10 mm時，焊縫余高不宜大于1 mm； b）10 mm＜δn≤24 mm時，焊縫余高不宜大于0.1δs。 7.4.2.2 相同厚度的焊接接頭，其對口錯邊量（見圖1）應符合下列要求： a）A類焊縫不大于對口處鋼材厚度的15%，且不大于2 mm。 b）B類焊縫不大于對口處鋼材厚度的15%，且不大于3 mm。