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4.2.1 钢板的标准及使用范围应符合表4.2.1的规定
表4.2.1 钢板使用范围
续表4.2.1
本条规定了油罐用钢板的标准及使用范围，本条中表4.2.1对油罐用钢板的钢号、标准、许用温度及许用最大厚度进行了具体规定。
因现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713—2008是在国家标准《锅炉用钢板》GB 713—1997和《压力容器用钢板》GB 6654（2003年报批稿）基础上制订的新标准，从而代替了国家标准《锅炉用钢板》GB 713—1997和《压力容器用钢板》GB 6654—1996。故本条表4.2.1中引用的压力容器用钢板标准取消了《压力容器用钢板》GB 6654—1996，采用了现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713。
原规范表4.2.1中油罐用碳素钢和低合金钢钢板列有12个钢号。根据美国标准《焊接石油储罐》API 650中第4.1.1.2款关于油罐用钢不允许使用沸腾钢或半镇静钢的有关规定，同时考虑到钢板的应用业绩、许用应力、供应情况及性能要求等方面的因素，取消了Q235-A.F、Q235-A、07MnNiCrMoVDR、Q345-B和Q345-C 等5个钢号。按现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700—2006的规定，将Q235-B及Q235-C钢号分别改名为Q235B和Q235C；按现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713—2008的规定，将20R、16MnR和15MnNbR等3个钢号分别改名为Q245R、Q345R和Q370R。本次修订后本章共列有Q235B、Q235C、Q245R、Q345R、Q370R、16MnDR和12MnNiVR等7个钢号。
钢板的“许用温度”应包括许用温度的上限温度和下限温度，本条表4.2.1中的许用温度为许用温度的下限值。现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2—2011中已明确规定Q245R、Q345R、Q370R和12MnNiVR等钢号的使用温度下限为-20℃，因此本条将上述4个钢号的许用温度均由“＞-20℃”修订为“≥-20℃”。同时也将16MnDR钢板的许用温度由“＞-40℃”修订为“≥-40℃”。此外，考虑到Q235B和Q235C钢板的许用温度已有多年的工程使用经验，故仍维持原规范中的规定。
原规范中钢板的“许用最大厚度”2003版是参照国家标准《钢制压力容器》GB 150—1998第10章“制造、检验与验收”及附录C（标准的附录）的规定：对于碳素钢厚度大于32mm（如焊前预热100℃以上时，厚度大于38mm）、16MnR厚度大于30mm（如焊前预热100℃以上时，厚度大于34mm）以及钢板厚度大于16mm的碳素钢和低合金钢制低温压力容器或受压元件应进行焊后热处理，故在原规范表4.2.1中将20R、16MnR、15MnNbR及12MnNiVR钢板的许用最大厚度规定为34mm，而将16MnDR钢板许用最大厚度规定为16mm。本条依据现行国家标准《压力容器 第4部分：制造、检验和验收》GB 150.4—2011中表5“需进行焊后热处理的焊接接头厚度”的规定：焊接接头厚度大于32mm（若焊前预热100℃以上时，焊接接头厚度大于38mm）的Q245R、Q345R、Q370R和12MnNiVR钢制压力容器以及焊接接头厚度大于25mm的16MnDR钢制低温压力容器应进行焊后热处理，并与本规范第4.2.2条表4.2.2“钢板许用应力值”中规定的钢板厚度统一，将本条表4.2.1中Q245R、Q345R和Q370R钢板许用最大厚度均由34mm修订为36mm。
参照美国标准《焊接石油储罐》API 650中关于A516 Gr.70和A662 Gr.C钢板的许用最大板厚均为40mm（1.5in.）的有关规定，考虑到A516 Gr.70和A662 Gr.C与16MnDR钢板的强度指标及冲击试验温度（-40℃或-50℃）相当，且16MnDR钢板的冲击功指标还高于上述两个钢号，故将16MnDR钢板许用最大厚度由16mm修订为36mm，以解决在我国寒冷地区建造5×10 4 m 3 原油储罐的需求。
考虑到现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700—2006中规定Q235B和Q235C钢板的冲击试样为纵向取样且对其未规定超声检测要求，故将原规范中规定的Q235B和Q235C钢板许用温度下限为0℃时的许用最大厚度24mm和30mm分别修订为20mm和24mm。
目前采用12MnNiVR钢板大量建造10×10 4 m 3 双盘式浮顶原油储罐的最大罐壁板（底圈罐壁板）厚度为32mm，12.5×10 4 m 3 双盘式浮顶原油储罐的最厚罐壁板（底圈罐壁板）厚度为37mm，15×10 4 m 3 双盘式浮顶原油储罐的最厚罐壁板（底圈罐壁板）厚度为40mm；国外同类钢板SPV490在国内建造15×10 4 m 3 双盘式浮顶原油储罐的最厚罐壁板（底圈罐壁板）厚度为42mm，在国外建造20×10 4 m 3 双盘式浮顶原油储罐的最厚罐壁板（底圈罐壁板）厚度为45mm，且已安全运行多年。而我国在已完成的20×10 4 m 3 储罐设计技术研究成果中底圈罐壁板厚度为45mm的12MnNiVR已达到国产化技术要求，同时考虑到现场焊接质量的保证等因素，故将12MnNiVR钢板许用最大厚度定为45mm。
本条对原规范表4.2.1中的钢号、钢板标准及使用范围进行了修订，其中现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700—2006中规定的Q235系列钢号的钢板标准应按现行国家标准《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/T 3274—2007的规定，故在标准栏中取消了GB/T 700。因取消了Q235-A.F钢号，从而取消了原规范表4.2.1中注1，同时因Q370R的许用最低温度为-20℃，如降低至-25℃不太合适，故取消了原规范表4.2.1中注2，同时取消了表中备注栏。
4.2.2 钢板的许用应力值选取应符合表4.2.2的规定。
表4.2.2 钢板许用应力值
续表4.2.2
注：中间温度的许用应力值可采用线性内插法计算。
4.2.3 未列入本规范表4.2.2中的钢板的许用应力值应符合下列规定：
1 当选取符合本规范要求的碳素钢和标准屈服强度下限值小于或等于390MPa的低合金钢钢板时，应取设计温度下2/3标准屈服强度下限值；
2 当选取符合本规范要求的标准屈服强度下限值大于390MPa的低合金钢钢板时，应取设计温度下60%标准屈服强度下限值。
本条是将原规范第4.2.2条拆分为两条，而成为新增条款。本条规定了表4.2.2中未列入的钢板的许用应力值的选取原则。
原规范第4.2.2条中仅规定了碳素钢和低合金钢钢板的许用应力值“应取设计温度下2/3倍标准规定的最低屈服强度”，且钢板设计温度下的屈服强度下限值均按国家标准《钢制压力容器》GB 150—1998附录F（提示的附录）“钢材高温性能”选取，而碳素钢和低合金钢的钢管、锻件及螺栓钢号的许用应力值则均参照国家标准《钢制压力容器》GB 150—1998第4章“材料”中相应钢号的规定进行选取。因此，钢板许用应力的选取是本规范征求意见时反映最为突出的问题，经送审稿研讨会中专家反复讨论后确定钢板许用应力的选取原则如下：
（1）鉴于多年来原油储罐工程应用实践经验，对于符合本规范要求的碳素钢和标准屈服强度下限值小于或等于390MPa的低合金钢钢板的许用应力值取设计温度下2/3标准屈服强度下限值是合适的。
（2）考虑到标准屈服强度下限值大于390MPa的低合金钢钢板因屈强比较高（如12MnNiVR钢板标准屈服强度下限值490MPa与抗拉强度下限值610MPa之比为0.803，实际钢板的屈强比可达到0.90，少数钢板的数值可能更高），影响原油储罐的使用安全性，故对符合本规范要求的标准屈服强度下限值大于390MPa的低合金钢钢板的许用应力值，取设计温度下60%的标准屈服强度下限值。
（3）对符合本规范要求的碳素钢和低合金钢钢板在设计温度下的屈服强度下限值参照美国标准《焊接石油储罐》API 650中有关屈服强度降低系数的规定进行计算（详见表5）。由表5采用线性内插法求得的100℃及250℃下屈服强度降低系数见表6。
表5 API 650规定的设计温度下屈服强度降低系数
注：中间温度的屈服强度降低系数可采用内插法计算。
表6 本规范规定的设计温度下屈服强度降低系数
注：中间温度的屈服强度降低系数可采用内插法计算。
另外，值得提出的是，现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700规定，Q235系列钢板的屈服强度采用的是上屈服强度R eH （试样发生屈服而首次下降前的最高应力），而不是下屈服强度R eL （在屈服期间不计初始瞬时效应时的最低应力）。通常金属材料的上屈服强度R eH 应高于下屈服强度R eL ，参照现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2—2011附录D（规范性附录）对Q235系列钢板的使用规定，Q235系列钢板的上屈服强度R eH 比下屈服强度R eL 高10MPa。因此，本条表4.2.2中对Q235B和Q235C钢板不同厚度下的室温屈服强度均采用了下屈服强度R eL ，且比现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700规定的上屈服强度R eH 相应降低了10MPa。
本条表4.2.2中的钢号及其许用应力值按上述进行了修订。原规范表4.2.2中20R和16MnR钢板的使用状态因按《压力容器用钢板》GB 6654—1996印刷错误而写成热轧、正火、控轧式正火，现按现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713—2008的规定将Q245R及Q345R钢板的使用状态修订为热轧、控轧或正火。此外，根据现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700—2006的规定将Q235系列钢板的标准抗拉强度下限值由375MPa修订为370MPa。同时为使钢板厚度与表4.2.1相协调，将Q235B和Q235C钢板的许用厚度由24mm和30mm 分别修订为20mm和24mm。
4.2.4 罐壁钢板的使用厚度应符合本规范的规定，且钢板名义厚度不得大于45mm。
本条维持原规范的规定，仅将“且不得大于45mm”修改为“且钢板名义厚度不得大于45mm”。本条制订的依据是参照美国标准《焊接石油储罐》API 650中第4.2.1.4款的相关规定。
4.2.5 油罐的设计温度低于-10℃时，厚度大于20mm的Q245R钢板和厚度大于30mm的Q345R钢板应在正火状态下使用。
原规范第4.2.4条规定“钢板厚度大于30mm的20R、16MnR，应在正火或控轧式正火状态下使用”的条文是按《钢制压力容器》GB 150—1998的相关要求编制的，而现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2—2011中规定：用于壳体的厚度大于36mm的Q245R、Q345R应在正火状态下使用。为此，修改了原规范中第4.2.4条的规定。
本条依据现行国家标准GB 150.2—2011中表4“钢板的使用温度下限”的规定，将原规范中第4.2.4条修订为：设计温度低于-10度，厚度大于20mm的Q245R钢板和厚度大于30mm的Q345R钢板应在正火状态下使用。
4.2.6 凡符合下列条件的钢板，应逐批取样进行夏比V型缺口冲击试验。冲击试验温度应按现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713的规定进行-20℃冲击试验，并应在图样或有关技术文件中注明。
1 设计温度低于-10℃时，厚度大于16mm的Q245R钢板；
2 设计温度低于-10℃时，厚度大于25mm的Q345R钢板。
原规范中第4.2.5条是参照《钢制压力容器》GB 150—1998的有关规定编制的。依据现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713和《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2的有关规定对其进行如下修订：
（1）按现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713的规定，Q245R及Q345R钢板应进行0℃下冲击试验，并根据需方要求，经供需双方协议可进行-20℃冲击试验代替0℃冲击试验，其冲击功值与0℃冲击试验的合格指标相同。为此，取消原规范中第4.2.5条第1款的规定（设计温度低于0℃，厚度大于25mm的20R），并对第2款进行了修改，取消了第2款中15MnNbR（Q370R）钢号。
（2）Q370R（15MnNbR）作为使用温度下限为-20℃的压力容器用钢，在现行国家标准《锅炉和压力容器用钢板》GB 713中已规定了每批进行-20℃夏比V型缺口冲击试验，如降低该钢的许用温度下限不合适，故取消了原规范第4.2.5条中“设计温度低于或等于-20℃的15MnNbR钢板，应每批取2张进行夏比V型缺口冲击试验。冲击试验温度不应高于最低设计温度，并横向取样”的内容。
（3）根据本规范第4.1.6条的条文说明，删除了原规范第4.2.5条中表4.2.5“低温夏比（V型缺口）冲击试验最低冲击功规定值”。
（4）取消了“调质状态供货的钢板，应逐张取样进行拉伸和夏比V型缺口冲击试验”的内容，并将其原文修订后新增为第4.2.7条。
4.2.7 调质状态供货的钢板应逐热处理张取样进行拉伸和夏比V型缺口-20℃冲击试验。冲击试样的取样部位和试样方向应符合现行国家标准《压力容器用调质高强度钢板》GB 19189的有关规定。
本条是将原规范第4.2.5条拆分为两条（如上所述）而成为新增条款。本条规定了调质状态供货的钢板应逐热处理张取样进行拉伸和夏比V型缺口-20℃冲击试验，其中冲击试样的取样部位和方向应符合现行国家标准《压力容器用调质高强度钢板》GB 19189的规定。所谓的“逐热处理张”钢板，即是每张热处理后的钢板被切割成数张时仍按1张考虑。
4.2.8 符合下列要求的罐壁和罐底边缘板用钢板应逐张进行超声检测。检测方法和质量等级应符合国家现行标准《承压设备无损检测 第3部分：超声检测》JB 4730.3的有关规定。
1 厚度大于30mm的Q245R和Q345R钢板，质量等级不应低于Ⅲ级；
2 厚度大于25mm的Q370R钢板和厚度大于20mm的16MnDR钢板，质量等级不应低于Ⅱ级；
3 调质状态供货的钢板，质量等级应为Ⅰ级。
原规范第4.2.6条中规定的钢板超声检测的技术要求是参照《钢制压力容器》GB 150—1998的有关规定编制的。本条依据现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2及《压力容器用调质高强度钢板》GB 19189的有关规定对钢板超声检测的技术要求进行了修订。
本条中“调质状态供货的钢板，质量等级应为Ⅰ级”的要求，是依据现行国家标准《压力容器用调质高强度钢板》GB 19189—2011中第6.6条“钢板应逐张进行超声检测，检测方法按JB/T 4730.3或GB/T 2970执行，合格级别为Ⅰ级”的规定修订的。由于《钢制压力容器》GB 150—1998编制时国家标准《压力容器用调质高强度钢板》GB 19189—2003还未发布，故《钢制压力容器》GB 150—1998规定：调质状态供货的钢板，质量等级应不低于Ⅱ级。实际上，我国近年来油罐建造工程中，对调质状态供货的12MnNiVR钢板均要求按国家现行标准《承压设备无损检测 第3部分：超声检测》JB 4730.3进行超声检测，其合格级别为Ⅰ级。