GB/T 26978-2021 现场组装立式圆筒平底钢质低温液化气储罐的设计与建造.pdf

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标准编号:GB/T 26978-2021
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GB/T 26978-2021 现场组装立式圆筒平底钢质低温液化气储罐的设计与建造.pdf

GB/T 26978—2021

注:包括地面式或架空式。 3.1.8 主容器 primary container 用来盛装低温液体,并直接与低温液体接触的容器。 [来源:GB/T8423.3—2018,5.2.24] 3.1.9 次容器 secondary container 一般位于主容器之外,泄漏时盛装低温液体,正常运行工况下不与低温液体接触 [来源:GB/T8423.3—2018,5.2.25] 3.1.10 内罐 innertank 金属自支撑式圆筒形主容器。 3.1.11 外罐 outertank 由钢材或混凝土构成的自支撑式圆筒形次容器。 3.1.12 环形空间 annular space 自支撑式储罐的内壁与外壁或外墙之间的空间。 3.1.13 绝热空间 insulation space 储罐环形空间以及储罐底部和顶部容纳绝热材料的空间。 3.1.14 隔气层 vapourbarrier 防止罐外气体进人绝热材料或罐内的隔离层。 [来源:GB/T8423.3—2018,5.2.33] 3.1.15 衬里liner 为了阻止产品蒸发气和水蒸气渗透,紧贴在混凝土外罐内侧安装的金属板 3.1.16 环梁ringbeam 储罐运行状态下处于低温环境,置于内罐壁板下面的环形支承。 3.1.17 罐顶roof 用于抑制蒸发气压力,使罐内物质不与大气接触的罐壁或墙体顶部结构。 3.1.18 罐壁shell 金属立式圆简

墙体wall 混凝土立式圆筒

3.1.20 吊顶suspendeddeck 用于承载储罐顶部绝热层,避免珍珠岩掉人内罐,与钢穹顶通过吊杆连 3.1.21 热角保护thermalcornerprotection;TCP 在内罐少量泄漏的情况下,为了保护罐底和混凝土底层的外壁,且罐体 的由二次底、壁以及保温材料组成的结构。 3.1.22 自支撑式selfsupporting 在适用的情况下,容器形式可承载所储存液体的静态压力和蒸发气压力 3.1.23 蒸发气容器 vapour container 在正常操作条件下单容罐、双容罐、全容罐或薄膜罐储存蒸发气的部分 3.1.24 设计压力 design pressure 为储罐设定的储罐容器的最高压力。 [来源:GB/T150.1一2011,3.1.3,有修改 3.1.25 操作压力 operatingpressure 在正常工作情况下,容器可能达到的最大压力。 3.1.26 试验压力testpressure 进行耐压试验或泄漏试验时,容器的压力。 [来源:GB/T150.1—2011,3.1.5,有修改] 3.1.27 最高设计液位 maximumdesign liquid level 确定静态下罐壁厚度的参数之一,为储罐运行期间的最高液位。 3.1.28 最高正常操作液位maximumnormaloperatinglevel 第一个高液位报警的设定值,为储罐正常运行期间的最高液位。 3.1.29 设计温度designtemperature 储罐在正常工作情况下,设定元件的温度(沿元件截面的温度平均值)。 [来源:GB/T150.1—2011,3.1.7,有修改] 3.1.30 操作基准地震 operatingbaseearthquake;OBE 不会造成系统损坏、不影响系统重新启动并继续安全运行的最大地震。 注:该级别的地震作用不会损害储罐系统运行的完整性,能够保证公共安全, 3.1.31 安全停运地震 safe shutdown earthquake;SSE 不全造成系统其本功能生效和破坏的最卡地需

QYYG 0001S-2015 云南省武定玉宫蜂产品加工厂 油炸食用菌GB/T 26978—2021

下列符号适用于本文件。 4C A:所需要的受压面积,单位为平方毫米(mm²); :每条纵向焊接接头焊接收缩量,单位为毫米(mm); C:等效应变辐系数; :腐蚀裕量,单位为毫米(mm); D;:储罐内罐直径,单位为米(m); D。:储罐外罐内径,单位为米(m); Dp:设计点; E:弹性模量,单位为兆帕(MPa); :板材厚度,单位为毫米(mm); a:环形板厚度,单位为毫米(mm); 2a.min:环形板的最小厚度(不包括腐蚀裕量),单位为毫米(mm); ar:顶端角环的厚度,单位为毫米(mm); b:中幅板厚度,单位为毫米(mm); :板材计算厚度,单位为毫米(mm); g:水平桁钢的厚度,单位为毫米(mm); 。:罐壁厚度(不考虑腐蚀裕量),单位为毫米(mm); os:内压工况下的壁板计算厚度,单位为毫来(mm); s:在抗压环处顶板的厚度(不考虑腐蚀裕量),单位为毫米(mm) er:顶板厚度(不包含腐蚀裕量),单位为毫米(mm); :内罐壁板厚度,单位为毫米(mm); 2s.c:操作工况下壁板计算厚度,单位为毫米(mm); si:依次排定的每圈壁板的厚度,单位为毫米(mm); t:排在最上一圈壁板的厚度,单位为毫米(mm); s.t:水压试验工况下的壁板计算厚度,单位为毫米(mm);

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2".抽检批次所有样本抗压强度或导热系数的总和

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只有一个储存低温液体的自支撑式钢质储罐,该储罐可由带绝热层的单壁或双壁结构组成,具有液 密性和气密性 产品蒸发气应储存在: a)容器的钢质拱顶内; b)当主容器是一个散开的杯状体时,储存在包围主容器的气密金属外罐内,金属外罐仅设计用于

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储存产品蒸发气及支撑和保护绝热层 每个单容罐的周围应筑有围堰,以容纳可能泄漏的产品。 根据蒸发气储存和绝热的方式不同,有多种形式的单容罐。单容罐示例见图1。

a)单容罐典型结构形式

D)单容罐典型结构形式三

具有液密性的次容器和建立在次容器之中的单容罐共同组成的储罐,次容器与主容器水平距离不 大于6m且顶部向大气开口。 次容器顶部为散开式,无法防止产品蒸发气的逸出。主容器与次容器之间的环形空间可用一个“防 雨罩”遮盖,以防止雨水、雪、尘土等进入。双容罐示例见图2。

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D)双容罐典型结构形式

具有液密性、气密性的次容器和建立在次容器之中的主容器共同组成的储罐,次容器为独立的自支 掌带拱顶的闭式结构。 主容器应为以下两种形式之一: 在顶部开口,不储存产品蒸发气; 配备拱顶,可储存产品蒸发气。 次容器应是一个具有拱顶的自支撑式钢质或混凝土储罐,其设计应同时满足以下要求: 在储罐正常操作条件下:作为储罐的主要蒸发气容器(此情况适用于顶部开口的主容器),并支 撑主容器的绝热层; 在主容器泄漏的情况下:装存全部的液体产品,并保持结构上的气密性。可以进行排气,但应 通过卸压系统对其进行控制。 主容器和次容器之间的环形空间径向宽度不应太干2.0m

具有液密性、气密性的次容器和建立在次客 兴同组成的陷罐,次谷器为独立的自文 带拱顶的闭式结构。 主容器应为以下两种形式之一: 在顶部开口,不储存产品蒸发气; 配备拱顶,可储存产品蒸发气。 次容器应是一个具有拱顶的自支撑式钢质或混凝土储罐,其设计应同时满足以下要求: 在储罐正常操作条件下:作为储罐的主要蒸发气容器(此情况适用于顶部开口的主容器),并支 撑主容器的绝热层; 在主容器泄漏的情况下:装存全部的液体产品,并保持结构上的气密性。可以进行排气,但应 通过卸压系统对其进行控制。 主容器和次容器之间的环形空间径向宽度不应大于2.0m

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在次容器外部设置有绝热层的全容罐也应符合上述要求。全容罐示例见图3。

D)全容罐典型结构形式二

有一个薄的钢质主容器(即薄膜)、绝热层和预应力混凝土罐体共同组成的能储存低温液体的复合 结构。 金属薄膜内罐为非自支撑式结构,用于储存低温液化气,其液相荷载和其他施加在金属薄膜上的荷 载通过可承受荷载的绝热层全部传递到混凝土外罐上,其气相压力由储罐的顶部承受。 作用在薄膜上的全部静液压荷载及其他荷载均应通过承载绝热层转移至混凝土罐上。 蒸发气应储存在储罐顶部,该储罐顶部既可以是复合结构,也可以由气密拱顶和吊顶上的绝热材料 构成。 混凝土罐和绝热系统应按照在薄膜泄漏时能够装存液体的形式进 生行设计。薄膜罐示例见图

有一个薄的钢质主容器(即薄膜)、绝热层和预应力混凝土罐体共同组成的能 结构。 金属薄膜内罐为非自支撑式结构,用于储存低温液化气,其液相荷载和其他施加在金属薄膜上的荷 载通过可承受荷载的绝热层全部传递到混凝土外罐上,其气相压力由储罐的顶部承受。 作用在薄膜上的全部静液压荷载及其他荷载均应通过承载绝热层转移至混凝土罐上。 蒸发气应储存在储罐顶部,该储罐顶部既可以是复合结构,也可以由气密拱顶和吊顶上的绝热材料 构成。 混凝土罐和绝热系统应按照在薄 薄膜罐示例图

储罐设计技术说明文件应确定以下内容: )工作范围,包括试验、干燥、置换和冷却等; b)标准及规范; )环境资料,包括周围环境、最低/最高气温等; )设计压力、操作压力; 进液/排放速率; 事故工况,包括泄漏、火灾及爆炸等; 储罐类型,设计使用年限; )储罐位置布置图; 储罐容积(储罐净容积或储罐总容积); 工艺流程图(PFD)、工艺流程与仪表图(P&.ID); 主容器的金属设计温度; 储存液体的相关性质,包括密度、温度和易燃性等; m)防止翻滚的措施,包括安装密度表,采用连续的产品循环等; )允许的日蒸发率和环境条件; )储罐最高设计液位、最高正常操作液位; p)压力和真空释放设计数据(流量); )特定作用:地震、风、爆炸、火灾、连接管路/接管荷载等; 管道和使用仪器仪表要求; )现场土工和地震资料,地质勘察报告、地震安全性评价报告等; 绝热监控系统最大允许置换流量(薄膜罐); )试运行程序:

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v)储罐沉降和检维修要求

储罐设计应满足下列要求: a 储罐设计使用年限为50a; b) 在正常操作条件下,储存液体和蒸发气; C 按规定的流量进液和出液; 控制蒸发,在异常情况下蒸发气可以排放到火炬或大气排放口; e) 防止空气和湿气进人,但真空泄放阀工作的情况除外; 蒸发符合要求,并且控制储罐外表面的水凝结/结霜最低程度,并应预防基础冻胀

4.2.3许用应力和极限状态理论

钢质储罐和绝热系统设计,可使用许用应力理论,也可使用极限状态理论。 混凝土结构设计应采用极限状态理论。 极限状态设计应包括: a)正常使用极限状态(SLS):结构或结构构件达到正常使用的某项规定限制或耐久性能的某种 规定状态; b)承载力极限状态(ULS):结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承 载的变形或因结构局部破坏而引发的连续倒塌

应按照以下规定进行地震作用下的结构设计: 主容器应按照其被填充至最高正常操作液位时,能承受OBE和SSE作用进行设计: 若使用次容器,应按照其内未装存液体时能承受OBE和SSE作用进行设计,次容器还应按照 在ALE作用下能够满足装存全部液体(最大正常操作液位)的要求进行设计; 薄膜罐的薄膜应按照能承受OBE作用进行设计。在SSE作用下,薄膜可能发生故障,但混凝 土罐、包括TCP,应能装存液体。 应按照以下规定确定OBE和SSE地震反应谱以及水平分量反应谱与垂直分量反应谱,并符合 β50011的相关规定: a)OBE地震反应谱: 应是50a期内超越概率10%(重现期475a)的5%阻尼反应谱表示的运动, 在相关结构、结构系统或构件等的阻尼值不等于5%时,OBE反应谱应根据GB50011中建筑 结构地震影响系数曲线的调整系数作相应调整。 应使用GB51156一2015中7.1.6的阻尼值。用于垂直脉冲作用影响的阻尼值应与水平脉冲 作用影响的阻尼值相同。 b)SSE地震反应谱: 应是50a期内超越概率为2%(重现期2475a)的5%阻尼反应谱表示的运动。 若无法确定5%阻尼的SSE反应谱,该谱可采用不大于5%阻尼的OBE反应谱的两倍进行 取值。 在相关结构、结构系统或构件等的阻尼值不等于5%时,SSE反应谱应根据GB50011中建筑 结构地震影响系数曲线的调整系数做相应调整。阻尼值应采用如下方法确定:

采用聚合物隔气层时应验证其液密性和气密性。 预应力混凝土结构的液密性应由混凝土结构中的最小受压区厚度及残余应力来确定。混凝土部分 的裂缝宽度计算应符合GB50010的规定

4.2.6主容器和次容器接

主容器和次容器接口宜设置在储罐的顶部。薄膜罐入口和出口应设置在储罐顶部。 主容器和次容器接口设置在底部的情况下,应满足下列要求: a)应安装远程操作关断阀; b)无远程操作关断阀时,底部连接件应设计为主容器的一部分。第一个阀门应为远程操作型,并 焊接到底部连接件上,不应使用法兰连接件

与主容器和次容器连接的其他连接件(导向器、支

储罐应设置冷却系统,采用喷嘴或

4.2.9基础和隔震系统

基础设计应满足储罐及其连接件沉降的要求,通常使用下列类型: a)浅基础; b)桩基础。 储罐基础设计开始前应进行岩土工程勘察,确定场地地基土的土层物理性质,判别土层液化情况。 岩土工程勘察应符合GB50021的规定,结构的抗震性应符合GB50011和GB51156一2015的 见定 储罐的不均匀沉降量应满足GB51156一2015的相关规定。储罐建设和服役期间应开展沉降监 则。储罐基础上应安装沉降测量标记,宜设置测斜管,并在墙体和穹顶施工过程、水压试验过程(之前, 期间和之后)进行沉降测量,以后每隔3个月测量一次,直到沉降稳定为止。 储罐基础下部未设置空气流通空间时,应设置加热系统

4.2.9.2隔震系统

4.2.9.2.1一般规定

储罐隔震系统设计满足以下规定: a)采用隔震方案的低温储罐,其所在场地的场地类型宜为工、Ⅱ、血类型; b)隔震设计应根据预期的水平方向减震要求和位移控制要求确定结构隔震层方案;

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c)隔震支座应按照GB/T51408进行承载力和连接强度校核

4.2.9.2.2隔震作用计算

低温储罐地震作用隔震应采用振型分解反应谱法与时程分析法结合计算,隔震后储罐各个构件的 水平地震影响系数按公式(1)计算

4.2.10基础加热系统

β α, Xnl =

基础加热系统的设计应使基础在任何位置的温度不低于0℃。当一条加热带或回路发生故障时, 加热管路的布置和备用的加热系统仍能满足上述要求 热输出量至少应由两个温控器控制。其中一个温控器应设置在可能出现低温的区域。各温控器在 操作盘上应有数据显示.同时发出低温报警

4.2.11混凝土罐热角保护

4.2.11.1全容罐

混凝土次容器,在刚性基础墙连接的部位,可安装TCP,以防止主容器泄漏时基础墙连接或基础底 板内出现不可控的裂纹。TCP覆盖整个储罐底部和墙体较低部分。TCP可由钢板(双层底板)和绝热 材料(双容罐和全容罐)或液体隔离层和绝热材料(薄膜罐)构成。 TCP垂直部分的高度取决于温度分布、刚性拐角的变形能力和次容器施工洞口高度

4.2.11.2藻膜罐

TCP应采用与产品温度相适应的金属或非金属材料,在机械荷载和温度荷载作用下能够保持储罐 结构的完整性和液密性。 应提供薄膜的第三方机构独立见证和验证的试验结果,证明TCP的所有部件在泄漏条件下的液 密性。 薄膜罐TCP无损检测验收合格后应与全容罐金属TCP有同等液密性能

4.2.12围堰与拦蓄区

单容罐应设置围堰。围堰内容积应能够容纳储罐内全部储存产品。 拦蓄区和围堰应设计成永久液密性。所使用的材料应能够阻止产品泄漏。应考虑在无产品液体 排出聚集在拦蓄区和围堰内雨水和消防水的措施

防雷设计应符合GB50057的规定

4.3.1.1监测系统

储罐内液位、压力、温度监测和补气系统设计,应符合GB51156一2015的相关规定

4.3.1.2 防止翻滚系统

可采取以下防止翻滚措施: a)使用密度测量系统监测罐内液体密度分布,当超过一定的设定值时,该系统具有报警功能。密 度测量系统与液位计系统应相互独立运行: b)在储罐底部和顶部之间,设置间断或连续的液体循环系统,

4.3.1.3气体探测和火灾报警

应设置可燃气体和有毒气体检测报警系统和火灾直动扣

4.3.1.4泄漏检测系统

应设置泄漏检测系统,并根据储罐型式确定组成方案: a)温降; b)气体探测: c)压差测量。

4.3.1.5绝热空间监测系统

薄膜罐绝热空间与薄膜隔离,应安装绝热空间监测系统。该系统应满足以下要求: a)通过分析置换气体组分,探测产品蒸发气; b)通过向绝热气相空间充人惰性气体,以保证正常运行期间蒸发气浓度保持在可燃下限的30% 以下; c)控制绝热空间与薄膜之间的压差,防止薄膜破损,该系统应设计成“失效保护”

4.3.2安全阀和防火设计

4.3.2.1安全阀设计

储罐压力安全阀和真空安全阀设计,应符合GB51156一2015的规定

4.3.2.2防火设计

防火设计应考虑潜在的火灾: a)局部火灾; b)安全阀火灾; c)邻近装置(包括其他储罐)的火灾

应包括永久作用、可变作用和偶然作用

永久作用包括混凝土、钢材和绝热构件、管路、配件、辅助设备、固定设备的自重和预应力局部效 预应力局部效应确定方法见GB50010

括混凝土、钢材和绝热构件、管路、配件、辅助设备、固定设备的自重和预应力局部效应 效应确定方法见GB50010

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可变作用类别和取值要求如下。 a)介质荷载 产品静液压荷载。 b)运行基准地震(OBE) 储罐设计应能承受OBE地面运动。 C 外加荷载 储罐应考虑以下外加荷载: 1)罐顶均布荷载1.2kN/m(投影面积),此荷载不宜与雪荷载和内部负压荷载组合: 2)zc平台和通道上的均布荷载2.4kN/m; 3)作用在平台或通道上任何位置一块300mm×300mm面积上的集中荷载5kN; 4)在建造与维护期间,吊顶上的最小均布荷载推荐为0.5kN/m²。 d)风荷载 储罐设计基本风压,宜根据GB50009中100a重现期的风压取值。 雪荷载 储罐设计雪荷载,宜根据GB50009中100a重现期取值。 绝热系统压力 主容器和次容器的设计均应考虑绝热系统施加的压力(膨胀珍珠岩粉末)。 g) 内部设计压力 设计范围宜为一1.0kPa~29kPa,并结合工艺设计参数确定。 h)沉降荷载 储罐及其基础设计应考虑到在设计使用年限内预计可能发生的基础最大总沉降和不均匀 沉降。 i 管道连接荷载 应根据管道材质和位移要求确定。 施工荷载 应符合GB50009的规定 k) 水压和气压试验 应符合第8章的规定。 1) 热效应 应考虑在施工、试验、冷却、正常或非正常操作和预冷时所有可能的热效应。

4.4.4.1主容器泄漏

有次容器的储罐,次容器应按照可! 体量的条件进行设计。应假定次容器被 满。除大量产品泄漏外,还应对导致“冷点”的少量产品的泄漏后果进行评估。

4.4.4.2管路连接件泄漏

应考虑管道法兰、阀门可能的泄漏 生的影响,可假定衬垫损坏。 设计时应考虑可能泄漏的区域与储存的液体接触,或通过收集/排放产品对该区域进行保护

4.4.4.3安全停运地震(SSE)

藿设计应能承受SSE地面

4.4.4.4安全停运地震余震(ALE)

ALE为安全停运地震发生后的余震。该级别的地震再发生作用时仍不会破坏系统的完整性。根 据GB51156一2015中7.1.4的规定,ALE的反应谱加速度值应为SSE反应谱加速度值的50%。在 SSE作用之后,主容器可能发生泄漏事故,但次容器或周围的拦蓄系统应保持完好,余震时应能容纳储 罐内的液体产品

4.4.4.5外部火灾和爆

应根据外部火灾和爆炸危险性分析确定载荷

角需要注意的关键事项,编写相应的储罐检查与维

4.6质量管理、环境管理和职业健康安全管理

应建立储罐设计、材料采办、施工和试验一体化的质量管理体系。 储罐设计、施工和试运行应制定整体目标一致的健康、安全和环境计划。该计划应包括责任、符合 国家或地方的法律与法规的活动,还应规定设计和施工期间对人员、安全和环境保护的安全操作规程。 质量管理、环境管理和职业健康安全管理应符合GB/T19001、GB/T24001和GB/T45001的 规定。

低温液化气储罐金属构件应根据储罐类型、存储介质、操作条件等因素进行设计

在确定金属构件的设计温度时应考虑以下因素。 a)储罐设计温度 主容器和次容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件横截面的温度平均值)。 b)气象资料 包括日、月、年温度记录等资料。 最低设计金属温度 储罐在运行工作中,预期的各种可能条件下各元件金属温度的最低值。设计金属温度应按

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目应荷载条件(包括偶然作用)下最为不利的假设进行计算

5.2.2主容器和次容器

5.2.2.1钢材选择

5.2.2.1.1钢材分类

板材分类如下: a)1 低温低合金钢板; b) 低镍钢; c)9%镍钢; d)奥氏体不锈钢。 每种存储产品使用钢材类型见表1,薄膜罐宜采用奥氏体不锈钢材料。钢材牌号和存储温度下限 见表2。

表1产品存储温度下储罐钢材的类型

表2钢材牌号和存储温度下限

钢材牌号和存储温度下

5.2.2.1.2一般要求

材料选择应遵循下列一般要求。 a)低温用低合金钢板,应满足下列要求: 1)应符合GB/T3531的规定不应使用最小届服强度大于370MPa的钢材:

2)应为正火或正火十回火状态。 b)低镍钢,其使用温度不应低于一100℃,同时应满足下列要求: 1)应符合GB/T3531的规定; 2)应经过热处理,获得均匀尺寸的细晶粒。 c)9%镍钢,其使用温度不应低于一165℃GB/T 17286.1-2016 液态烃动态测量 体积计量流量计检定系统 第1部分:一般原则,同时应满足下列要求: 1)应符合GB/T3531、GB/T24510的规定; 2)应为调质钢。 d)奥氏体不锈钢,应符合GB/T24511的规定

5.2.2.1.3最大罐壁板厚度

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最大允许罐壁板厚度应为: a)低温低合金钢板:40mm b)低镍钢:40mm; c)9%镍钢板:50mm; d)奥氏体不锈钢板:80mm。 当材料厚度超过上述数值时,应进行额外的材料调查和试验,以证明材料能够达到和上述规定最大 厚度下相同的抗脆性断裂水平,

5.2.2.1.4板材允许误差

板材的允许误差应满足下列要求: a)通过计算确定厚度的部分,其板材允许误差应符合GB/T709一2019中C类偏差的规定; b)考虑最小公称厚度确定厚度的部分,其板材允许误差应符合GB/T709一2019中B类偏差的 规定。

QGDW 441-2010 智能变电站继电保护技术规范5.2.2.2夏比V型缺口冲击试验

热影响区和焊接接头金属的夏比V型缺口冲击试验数值见表3。 母材的夏比V型缺口冲击试验数值按照母材的材料规范的要求执行 如果使用镍基焊接接头金属(低温低合金钢、低镍钢、9%镍钢等),则焊接接头金属和热影响区的最 小冲击功应为56J。 规定数值应选取3个试样的最小平均值,只允许其中一个数值小于规定数值,但不应小于规定数值 的70%。 厚度小于12mm的材料,应尽可能选择充许的最天尺寸试样。试样的最小夏比V型缺口冲击试 验数值应与标准试样的规定值成正比。 应考虑焊接导致的不利影响, 储罐的每一块壁板和用于切割环形板的钢板都应进行冲击试验。其他构件应根据材料的炉号或批 次进行冲击试验。 冲击试验应符合GB/T229的规定

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