大容积钢质无缝气瓶常用瓶体材料化学成分、直螺纹剪切应力安全系数计算方法、超声、磁粉检测、硬度抗拉强度对应图.pdf

GB/T 33145202 20 附录A (规范性附录) 常用瓶体材料的化学成分 常见瓶体材料的化学成分见表 A.1 规定： 表 A.1常用瓶体材料的化学成分（质量分数） 组别材料牌号 化学成分，% CMnSiS e P e S+P e CrMoNiCu I 30CrMo0.260.34 0.400.70 0.170.37 0.0100.0200.025 0.801.10 0.150.25 0.300.20 4130X a 0.250.35 0.400.90 0.150.35 0.0100.0200.025 0.801.10 0.150.25- - II 35CrMo0.320.40 0.400.70 0.170.37 0.0100.0200.025 0.801.10 0.150.25 0.300.20 34CrMo4 b 0.320.37 0.600.900.400.0100.0200.025 0.901.20 0.150.30- 42CrMo0.380.45 0.500.80 0.170.37 0.0100.0200.025 0.901.15 0.150.25- SA372Gr.J CL.110 c0.350.50 0.751.05 0.150.35 0.010 0.0200.025 0.801.15 0.150.25- 4140 d 0.380.43 0.751.00 0.150.35 0.0100.0200.025 0.801.10 0.150.25- - 4142 d 0.400.45 0.751.00 0.150.35 0.0100.0200.025 0.801.10 0.150.25- - 4145 d 0.430.48 0.751.00 0.150.35 0.0100.0200.025 0.801.10 0.150.25- - a 4130X 为 ASTM A519机械工程用碳素钢和合金钢无缝钢管中规定的、化学成分经过修正后的材料。

b 34CrMo4为 EN 10297-1机械和一般工程用无缝钢管供货技术条件第 1 部分： 非合金和合金钢管中规定材 料 c SA372Gr.JCL.110为 ASME SA-372/SA-372M薄壁压力容器用碳钢和合金钢锻件中规定的材料 d 4140、4142、4145为 ASTM A519机械工程用碳素钢和合金钢无缝钢管中规定的材料 e S、P 及 S+P 含量按表 2 规定进行了修正 GB/T 201 21 附录B (资料性附录) 直螺纹剪切应力安全系数的计算方法 本附录提供了一种直螺纹的剪切应力及其安全系数的计算方法 B.1螺纹剪切应力的计算 内螺纹剪切应力n和外螺纹剪切应力w计算公式分别如下： (B.1) (B. 2) 在水压试验压力下，螺纹最大轴向外载荷Fw： Fw=phA(B.3) 单个内螺纹牙受剪面积An和单个外螺纹牙受剪面积Aw计算公式分别如下： (B. 4) (B.5) B.2 螺纹剪切应力安全系数的计算 螺纹剪切应力安全系数即材料剪切强度与螺纹剪切应力的比值材料剪切强度通常取材料抗拉强 度的（0.50.6） 倍 内螺纹剪切应力安全系数Kn和外螺纹剪切应力安全系数Kw计算公式分别如下： (B.6) (B.7) GB/T 33145202 22 附录C (规范性附录) 超 声 检 测 C.1 范围 本附录规定了钢瓶的超声检测方法。

其他能够证明适用于钢瓶的超声检测技术也可以采用 C.2 一般要求 C.2.1 超声检测设备应能实现对钢瓶筒体的自动检测，并至少能够检测到 C.4 规定的对比样管上的人 工缺陷，还应能够按照工艺要求正常工作并保证其精度设备应有质量合格证书或检定认可证书 C.2.2 从事超声检测人员都应取得特种设备超声检测资格；超声检测设备的操作人员应至少具有 I(初) 级超声检测资格；签发超声检测报告的人员应至少具有 II(中)级超声检测资格 C.2.3 待测钢瓶内、外表面都应达到能够进行准确的超声检测并可进行重复检测的条件 C.2.4 应采用脉冲反射式超声检测，耦合方式可以采用接触法或浸液法 C.3 检测方法 C.3.1 一般应使超声检测探头对筒体进行螺旋式扫描探头扫描移动速率应均匀，变化在10%以内 螺旋间距应小于探头的扫描宽度(至少应有 10%的重叠)，保证在螺旋式扫描过程中实现 100%检测 C.3.2 应对瓶壁纵向、横向缺陷都进行检测检测纵向缺陷时，声束在瓶壁内沿环向传播；检测横向 缺陷时，声束在瓶壁内沿轴向传播；纵向和横向检测都应在瓶壁两个方向上进行 C.3.3 在超声检测每个班次的开始和结束时都应用对比样管校验设备。

如果校验过程中设备未能检 测到对比样管上的人工缺陷，则在上次设备校验后检测的所有合格钢瓶都应在设备校验合格后重新进 行检测 C.4 对比样管 C.4.1 应准备适当长度的对比样管，对比样管应与待测钢瓶具有相同的公称直径、公称壁厚、表面状 况、热处理状态，并且有相近声学性能(例如速度、衰减系数等)对比样管上不应有影响人工缺陷的 自然缺陷 C.4.2 应在对比样管内、外表面上加工纵向和横向人工缺陷，这些人工缺陷应适当分开距离，以便每 个人工缺陷都能够清晰识别 C.4.3 人工缺陷尺寸和形状(见图 C.1 和图 C.2)应符合下列要求： a)人工缺陷长度不应大于 50 mm； b)人工缺陷宽度 W 不应大于深度 T 的 2 倍，当不能满足时，可以取宽度 W 为 1.0 mm； c)人工缺陷深度 T 应等于筒体最小设计壁厚 a的 5%0.75%，且深度 T 最小为 0.2 mm，最大 为 1 mm，两端允许圆角； d)人工缺陷内部边缘应锐利，除了采用电蚀法加工，横截面应为矩形；采用电蚀法加工时，允 许人工缺陷底部略呈圆形 GB/T 201 23 注：T= (5 0.75) % a，且 0.2 mm T 1.0 mm； W 2T，当不能满足时，可取 W=1.0 mm；E 50 mm。

图 C.1纵向人工缺陷示意图 注：T= (5 0.75) % a，且 0.2 mm T 1.0 mm；W 2T，当不能满足时，可取 W=1.0 mm；E 50 mm 图 C.2横向人工缺陷示意图 C.5 设备标定 应用 C.4 规定的对比样管调整设备能够从对比样管内、外表面上的人工缺陷产生清晰的回波，回 波幅度应尽量一致人工缺陷回波的最小幅度应作为钢瓶超声检测时的不合格标准，同时设置好回波 观察、记录装置或分选装置用对比样管进行设备标定时，应与实际检测钢瓶时所采用扫查移动方 式、方向和速度一样在正常检测时，回波观察、记录装置或分选装置都应正常运转 C.6结果评定 GB/T 33145202 24 检测过程中回波幅度大于或等于对比样管上人工缺陷回波的钢瓶应判定为不合格表面缺陷允许 清除；清除后应重新进行超声检测和壁厚检测 C.7 检测报告 应对进行超声检测的钢瓶出具检测报告检测报告应能准确反映检测过程并符合检测工艺的要 求，具有可追踪性其内容应包括：检测日期、钢瓶规格、批号、检测工艺条件、使用设备、检测数量、 合格数和不合格数、检测者、评定者及对不合格缺陷的描述等 GB/T 201 25 附录D (规范性附录) 磁 粉 检 测 D.1 范围 本附录规定了钢瓶瓶体的磁粉检测方法。

能够证明适用于钢瓶的其他磁粉检测技术也可以采用 D.2 一般要求 D.2.1磁粉检测设备应至少能够对钢瓶瓶体进行周向、纵向、复合磁化和退磁，并能采用连续法检 测，全方位显示磁痕，还应能够按照工艺要求正常工作并保证其精度设备应有质量合格证书或检定 认可证书 D.2.2 从事磁粉检测人员都应取得特种设备磁粉检测资格；磁粉检测设备的操作人员应至少具有 I(初) 级磁粉检测资格；签发磁粉检测报告的人员应至少具有 II(中)级磁粉检测资格 D.2.3 采用荧光磁粉检测时，使用的黑光灯在钢瓶表面的黑光辐照度不应低于 1 000 W/ cm2，黑光的 波长应为 315 nm400 nm；采用非荧光磁粉检测时，被检钢瓶表面可见光照度不应低于 1000 lx D.2.4 磁粉检测用磁粉应具有高磁导率、低矫顽力和低剩磁 非荧光磁粉应与被检钢瓶表面颜色有较 高的对比度 D.2.5 可采用低粘度油基磁悬液或水基磁悬液磁悬液的浓度应根据磁粉种类、粒度以及施加方法、 时间来确定 一般非荧光磁粉浓度为 10 g/L 25 g/L ，荧光磁粉浓度为 0. 5 g/L 3 g/L 测定前应对磁 悬液进行充分的搅拌循环使用的磁悬液，每次开始工作前应进行磁悬液浓度测定。

D.2.6 磁粉检测前，应对被检瓶体表面进行全面清理，瓶体表面不得有油污、毛刺、松散氧化皮等 D.2.7 瓶体通电磁化前，应将瓶体上与电极接触区域的任何不导电物质清除干净 D.3 检测方法 D.3.1 瓶体磁粉检测应采用湿法进行，在通电的同时施加磁悬液，确保整个检测面被磁悬液湿润磁 化过程中每次通电时间为 1.5 s3 s ，停止施加磁悬液后才能停止磁化，瓶体表面的磁场强度应达到 2.4 kA/m 4.8 kA/m为保证磁化效果应至少反复磁化两次 D.3.2 对瓶体的外表面应进行全面的磁粉检测，同时在瓶体上施加周向磁场和纵向磁场，检查瓶体表 面及近表面的各方向缺陷 D.3.3 检测中缺陷磁痕形成后应立即对其进行观察，观察过程中不得擦掉磁痕，对需要进一步观察的 磁痕，应重新进行磁化观察过程中可借助 2 倍10 倍的放大镜进行观察 D.3.4 应根据磁痕的显示特征判定缺陷磁痕和伪缺陷磁痕若磁痕难以判定，应将瓶体退磁后擦净瓶 体表面，重新进行磁粉检测 D.3.5 在磁粉检测每个班次的开始和结束时都应采用 GB/T 23907 规定的 A 1-30/100 型标准试片对磁 粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能进行校验，符合要求后才能进行检测。

如果校验过程中未能检 测到标准试片上的人工缺陷，则在上次校验后检测的所有合格钢瓶都应在综合性能校验合格后重新进 行检测 D.4 退磁 经磁粉检测后应进行退磁，剩磁应不大于 0.3 Mt(240A/m) GB/T 33145202 26 D.5 结果评定 检测过程中，表面有裂纹、非金属夹杂物磁痕显示的钢瓶应判定为不合格对瓶体表面缺陷，允 许机械打磨消除，但应保证产品最小壁厚， 对打磨修复后的瓶体应重新进行检测 D.5 检测报告 应对进行磁粉检测的钢瓶出具检测报告检测报告应能准确反映检测过程并符合检测工艺的要 求，具有可追踪性其内容应包括：检测日期、钢瓶规格、批号、检测工艺条件、使用设备、检测数 量、合格数和不合格数、检测者、评定者及对不合格缺陷的描述等 GB/T 201 27 附录E (资料性附录) 硬度-抗拉强度对应图 E.1 范围 图E.1所示硬度-抗拉强度对应图仅适用于经淬火和回火热处理后抗拉强度在680 MPa1 060 MPa范 围的铬钼钢制造的钢瓶 注：本对应图基于实践得出，对于不同的测试设备或材料(如：不同直径、壁厚或牌号等)，可采用标准硬度块进 行测定比较，确定适当的修正值。

E.2 示例 抗拉强度在750 MPa880 MPa范围所对应的硬度值范围为209 HB(图E.1中抗拉强度下限-硬度对应 线上的A点)269 HB(图E.1中抗拉强度上限-硬度对应线上的B点) 图E.1硬度-抗拉强度对应图 。