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ICS 23.020.30 J 74 DB37 山东省地方标准 DB37/T 30672017 压力容器 硬度检测 2017-12-13 发布 2018-01-13 实施 山东省质量技术监督局 发布 DB37/T 30672017 目 次 前言.II 引言.III 1 范围.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和定 义.1 4 硬度 检测.1 4.1 人员 资质.1 4.2 硬度 检测 基本 要求.1 4.3 检测 数量.2 4.4 检 测部 位及 要求.2 4.5 检测 结论.3 附录A（资料 性附 录）硬度与 强度 的近 似换 算.4 附录B（资料 性附 录）材质裂 化及 环境 开裂 基本 知识.5 I DB37/T 30672017 前 言 本标准 按照GB/T 1.12009 给出 的规 则起 草。本标准 由山 东省 特种 设备 检验研 究院 有限 公司 提出。本标准 由山 东安 全生 产标 准化技 术委 员会 特种 设备 安全分 技术 委员 会归 口。本标准 起草 单位：山 东省 特种设 备检 验研 究院 有限 公司。本标准 主要 起草 人：曹怀 祥、左 晓杰、衣 粟、韩伟、朱元 东、赵路 宁、刘丹、邵莺、李 俊婷、李 彦桦、张 皓、朱乾、宋 天圣、田家 鹏、姚小 静。II DB37/T 30672017 引 言 硬度检 测是判 断材 质劣化 和进行 材料类 别判 别的有 效方法，TSG D7001等法规和 标 准都 规 定了 要进行 硬 度检 测，但 是对 于检测 要 求未 明确 规定，本标准 有 利于 规范 在用 承压 设备 硬 度检 测，降 低承 压设备风险。III DB37/T 30672017 压 力容器 硬度检测 1 范围 本标准 规定 了压 力容 器定 期检验 过程 中硬 度检 测人 员资质、检测 设备、检测 部 位及要 求、检 验结 论的要求。压力容 器制 造过 程中 的硬 度检测 可参 照执 行。2 规范性 引用 文件 下 列 文件 对于 本文 件的 应用 是 必不 可少 的。凡是 注日 期 的引 用文 件，仅所 注日 期 的版 本适 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 单）适用 于本 文件。GB/T 30579 承 压设 备损 伤模式 识别 HG/T 20582 钢 制化 工容 器材料 选用 规定 GB/T 4237 不 锈钢 热轧 钢板和 钢带 GB/T 3280 不 锈钢 冷轧 钢板和 钢带 DL/T 674 火电 厂用20 号钢珠 光体 球化 评级 标准 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 定期检 验 特种设 备检 验机 构按 照一 定的时 间周 期，在压 力容 器 停机或 不停 机时 对在 用压 力容器 的安 全状 况 进行的符 合性 验证 活动。4 硬度检 测 4.1 人员资 质 压力容 器定 期检 验硬 度检 测人员 应持 有承 压类 检验 资质证 书或 有无 损检 测人 员资质 证书。4.2 硬度检 测基 本要 求 4.2.1 被测部 位基 本要 求 4.2.1.1 测点处 粗糙 度 表面应 露出金 属光 泽，并且 平 整、光滑，表 面粗 糙度Ra应达 到2 m。4.2.1.2 测点处 曲率 1 DB37/T 30672017 曲率半 径R 30 mm时，应 使用小 支承 环。4.2.1.3 测点处 厚度 厚度5 mm。4.2.1.4 测点处 打磨 深度 0.5 mm 1.0 mm。4.2.1.5 测点处 磁性 测点处 不能 有磁 性。4.2.2 仪器基 本要 求 4.2.2.1 校验 测试前 仪器 应采 用标 准试 块进行 校验。4.2.2.2 仪器放 置 冲击装 置支 承环 应压 紧在 被测表 面。4.2.2.3 数值处 理 数据分 散设 备技 术要 求。4.2.2.4 检定 硬度计 每年 至少 校准 一次。4.3 检测数 量 每个测 点应 每个 测量 部位 测量两 次，且两 侧点 的测 试间距 应3 mm。4.4 检测部 位及 要求 当压力 容器 存在 材质 不明、材质 裂化、设计 图样 规定 焊 缝硬 度要 求、检验 人员 认 为有 必要 时，应按照相关 法规 标准 选择，进 行硬度 检测，GB/T 30579 中规定 的常 见损 伤模 式设 备硬度 控制 见表1和表2。2 DB37/T 30672017 表1 应力腐 蚀倾 向压 力容 器硬 度检测 要求 序号 损伤模式 受影响材料 硬度控制范围（HB）1 氯化物应力腐蚀开裂 Cr-Ni 奥氏体不锈钢 GB/T 4237、GB/T 3280 2 碳酸盐应力腐蚀开裂 碳钢、低合金钢 3 碱应力腐蚀开裂 碳钢、低合金钢、Cr-Ni 奥氏 体不锈钢 4 氨应力腐蚀开裂 铜合金、碳钢 HG/T 20582 或 5 硫化物应力腐蚀开裂 碳钢、低合金钢 HG/T 20582 6 氢氟酸致氢应力开裂 碳钢、低合金钢 237 7 氢氰酸致氢应力开裂 碳钢、低合金钢 200 8 氢脆 碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢和部分高强度镍基合金 235 9 高温水应力腐蚀开裂 Cr-Ni 奥氏体不锈钢、镍基合 金 10 连多硫酸应力腐蚀开裂 Cr-Ni 奥氏体不锈钢、INCONEL600、INCOLLOY800 注：指依据设计图样技术要求或材料标准，硬度偏高时倾向性大。表2 材质裂 化压 力容 器硬 度检 测要求 序号 损伤模式 受影响材料 硬度控制范围（HB）1 渗氮 碳钢、低合金钢、Cr-Ni 奥氏 体不锈钢、Cr 系奥氏体不锈钢 400500 2 珠光体球化 碳钢和低合金钢 或DL/T 674 3 石墨化 碳钢、0.5Mo 钢 4 渗碳 碳钢、低合金钢、Cr-Ni 奥氏 体不锈钢、Cr 系奥氏体不锈钢 5 脱碳 碳钢、低合金钢 6 475 脆化 双相不锈钢、Cr 系奥氏体不锈 钢 7 回火脆化 Cr-Mo 钢 8 应变时效脆化 碳钢、低合金钢、注：指依据设计图样技术要求，重点关注硬度的变化情况；注：硬度升高时，应怀疑发生劣化。当发现 硬度 发生 变化 时，应 结合 金相 等其他 检测 方法 进 行判 断。4.5 检测结 论 检测结 论应 为异 常或 未见 异常。3 DB37/T 30672017 A A 附 录 A（资料 性附 录）硬度与 强 度的 近似 换算 检验人员 可根据 硬度 测定 结果，利用 以下 推荐 公式 进行近似 换算：HB ReL55.3=（适 用于HB 175 HB）.(A.1)母材：221 28.3=HV ReL.(A.2)焊缝金属：168 15.3=HV ReL.(A.3)4 DB37/T 30672017 B B 附 录 B（资料 性附 录）材质裂 化及 环境 开裂 基本 知识 表B.1 环境开 裂 损伤机理 描述 损伤性质 关键变量 易发生装置 氯化物开裂 从奥氏体不锈钢设备的内部/外部开始，主要是由于制造应力和残余应力。一些应用应力也会引起开裂 晶内开裂 酸的浓度、pH 值、材料、温度、制造、接近屈服应力 外部开裂出现在保温和湿气氛，暴露在火和水中的设备等。内部开裂出现在抓和水同时存在的地方 腐蚀开裂 开裂主要从碳钢设备的内部开始，由制造和残余应力造成 晶间/晶内开裂 腐蚀性物质的浓度、pH值、材料、温度、应力 腐蚀性物质处理单元、脱硫醇处理、蒸馏装置进料预热和脱盐、污水处理、蒸汽系统 连多硫酸腐蚀 敏化的奥氏体不锈钢在湿的连多硫酸环境下开裂。连多硫酸是由 FeS 遇到水和氧气转化而来 晶间开裂 材料敏感微观结构、水、连多硫酸 通常发生在催化裂化反应器、燃气系统、脱硫沪和氢处理单元 胺开裂 胺用于气体处理，清除溶解酸性气体中的 CO2 和 H2S 开裂通常是由吸收 的酸性气体和胺的破坏性产物造成的 晶间开裂 胺的类型和浓度、材料、温度、应力 胺处理单元 氨开裂 碳钢和耐酸黄铜的开裂 碳钢/晶间铸铜/晶内 材料结构，温度和应力 通常出现在氨生产和处理单元，例如以氮作中和剂的浓缩 氢应力开裂 HF（氢氟酸）暴露于氢氟酸水溶液环境中腐蚀产生的氢原子加人钢中在高残余应力部位开裂 晶间开裂 钢硬度、强度和应力 与氢氟酸接触的管道、设备，螺栓和压缩机部件 HIC 与SHIC 开裂 碳钢和低合金钢遇到水和 H2S 时发生。因腐蚀产生的氢原子扩散到材料中形成氢分子。材料退化的形式是起泡或材料分层应力开裂 近焊缝晶内开裂 H2S 的浓度、水温度、pH 值、材料的结构 在水和 H2S 同时出现的地方，如蒸馏、催化裂化与气体回收、加氢处理、污水和焦化单元 碳酸盐应力腐蚀开裂 在含有碳酸盐的系统中在拉伸应力和腐蚀的共同作用下发生于碳钢焊缝邻近 晶间开裂 H2S 浓度 50 pp m 且p H 7.6 以上和含碳酸 FCC 分馏塔顶系统，制氢装置二氧化碳去除设施，酸性水处理系统 硝酸盐应力腐蚀开裂 在含有碳酸盐、硫化氢及 NOX 的系统中在拉伸应力和腐蚀的共同作用下发生于碳钢焊缝邻近 晶间开裂 H2S 浓度 50 pp m 且p H 7.6 以上和含碳酸及 NOX FCC 再生系统，特别是再生器壁温低于烟气露点温度的部位 腐蚀疲劳 裂纹在周期载荷和腐蚀的共同作用下扩展 晶内开裂 材料、腐蚀性环境、周期应力和应力集中点 旋转设备、脱气塔，腐蚀性环境中受到周期应力作用的任何设备 5 DB37/T 30672017 表B.1 环境 开裂（续）损伤机理 描述 损伤性质 关键变量 易发生装置 碱应力腐蚀开裂 暴露于苛性碱的管道和设备上的应力腐蚀开裂 碳钢/晶间 不锈钢/晶内 碱浓度、金属温度和应力水平 碱洗脱硫单元，工艺防腐的碱注入口，局部碱浓缩部位 氢脆 原子氢渗入而引起的高强度钢的延展性损失可导致脆性开裂 晶间/晶内 氢溶予钢中、材料与金相组织和残余应力 未消除应力的湿 H2S 环境，高强度钢的球罐，螺栓，加氢反应器 表B.2 材质劣 化 损伤机理 描述 损伤性质 关键变量 易发生装置 高温氢侵蚀 碳钢和低合金钢遇到高温氢在高温（260）下，氢扩散进材料，与钢中的碳反应，产生甲烷气体沿晶格边界形成裂纹。晶间/脱碳 材料、氢的分压、温度、工作的时间 发生在加氢脱硫、加氢裂化、加氢重整和制氢单元的反应部分 晶粒增长 钢受热到一定温度以上时发生晶粒增长，碳钢从 593 开始，大部 分从732 开始，奥氏体不锈钢和 镍铬合金在 899 开始 局部 最高温度、最高温度的时间、材料 炉管失效，火灾损坏的设备 石墨化 由于长期暴露在 440 760 范围内，珠光体颗粒分解成铁素体颗粒和石墨 局部 材料、暴露的时间和温度 FCC 反应器 相脆化 奥氏体不锈钢和其他铬含量超过17%的不锈钢在较长时间暴露在 538 816 范围内 无显著特点 材料、暴露的时间和温度 铸造炉管和部件，FCC 中的再生器旋风 475 脆断 在铁素体不锈钢中在 316 540 时老化，降低这一温度延展性 无显著特点 材料、暴露的时间和温度 复合钢板设备，停工检修期的塔盘 液态金属脆化 普通延展性的金属与液态金属接触并受到拉伸应力时形成灾难性脆断。例子包括不锈钢与锌的结合和铜合金与汞的结合 局部 金属结构，拉仲应力，遇到的液态金属 原油中汞，在蒸馏工艺中在某些设备（如冷凝器的管道）低点位浓缩和聚集。由于汞进人炼油系统导致的工艺设备的失效 渗碳 高温下碳向金属内扩散。碳含量的增加，会导致铁素体钢和一些不锈钢的硬化。冷却渗碳钢，结构会变脆 局部 材料结构，温度和暴露的时间 有焦碳沉积的炉管 脱碳 受热介质与金属中的碳发生反应，使铁合金表面失去碳 局部 材料结构，环境温度 碳钢炉管过度加热 6 DB37/T 30672017 表B.2 材质 劣化（续）损伤机理 描述 损伤性质 关键变量 易发生装置 金属粉化 渗碳钢在 482 816 温度 下处于氢、甲烷、CO、CO2 以及轻质混 合物中的金属损失 局部 温度，工艺流的成分 脱氢单元，燃烧加热炉，焦化加热炉、裂化单元和气体涡轮机 渗氮 暴露于含有高含量的氮化合物的高温T艺流体，材料形成硬而脆的表面层 不明显 温度、时间、氮气和金属成分 甲烷重整装置、过热蒸汽裂解和合成氨装置 脱金属腐蚀 多相合金的一个相优先损失 局部 工艺流的特点，材料 水冷系统中的耐酸管道 钦氢化 氢扩散到认中并发生化学反应形成脆性氢化物相。这可导致延展性完全丧失 不明显 金属温度、溶液化学和合金组成。电偶腐蚀环境 钦材料的冷凝器、换热器，换热器和空冷的钛衬管，钛材料表面的铁污染 软化（球化）440 760 的温度范围内 钢的微观组织的一种变化 不明显 金属化学、微观组织、暴露时间和温度 FCC、焦化和重整装置的管道和设备 应变时效脆化 中间温度下变形和碳钢材料老化的共同作用，强度增加，韧性降低 不明显 钢的组成及制造工艺 未经过消除应力的敏感材料制成的厚壁容器 异种钢焊缝开裂 奥氏体钢不锈钢和铁素体材料的连接焊缝 焊脚裂纹 填充金属类型、加热与冷却速率、金属温度、带温时间、焊缝几何形状 炉管、加氢换热器接管的焊缝 再热裂纹 焊后热处理期间因拉应力引起的金属的开裂，常见于厚壁断面 晶间 材料类型、晶粒大小、残余应力、断面厚度、应力集中点 高约束区，包括接管焊缝和厚壁管、厚壁容器 _ 7
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