水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板編制說明

《水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》標準編制說明一、任務(wù)來源本文件由中國特鋼企業(yè)協(xié)會提出并歸口，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院作為標準組織協(xié)調(diào)單位。根據(jù)中國特鋼企業(yè)協(xié)會團體標準化工作委員會團體標準制修訂計劃，由南京鋼鐵股份有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等單位共同參與起草，并共同參與前期研究、調(diào)研和標準的編制、修改、技術(shù)數(shù)據(jù)驗證以及標準推廣等工作。二、制定背景水電用鋼使用環(huán)境特殊，對鋼板的強度、韌性、焊接性能、耐腐蝕性能等要求非常嚴格，隨著水電站裝機容量和水頭數(shù)值越來越大，對水電用鋼板的要求越來越高。高強度低焊接裂紋敏感性鋼板主要用于水電站的壓力鋼管及蝸殼等重要使用部位，壓力管道及渦殼是從水庫、壓力前池或調(diào)壓室向水輪機輸送水量的水管，一般為有壓狀態(tài)，其特點是集中了水電站大部分或全部的水頭，故壓力鋼管及渦殼用鋼需要具有較高的強度、韌性，同時由于在施工過程中需要通過焊接方式進行連接，所以又需要具有優(yōu)良的焊接性，方便在施工過程中進行焊接作業(yè)。隨著全球范圍內(nèi)對可再生能源的持續(xù)關(guān)注和投入，水力發(fā)電等可再生能源在能源供應(yīng)中的地位越來越重要，水電用低焊接裂紋敏感性鋼板的應(yīng)用范圍可能會進一步擴大。同時，隨著國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)的不斷進步和研發(fā)的持續(xù)投入，水電用鋼的性能也得到進一步提升，以滿足更多領(lǐng)域和更高要求的需要。水電站用低焊接裂紋敏感性低合金高強鋼需具備低碳當量、低裂紋敏感性的特性，并且需要具備較高的強度和低溫沖擊韌性，來適應(yīng)水電站蝸殼、壓力鋼管等重要結(jié)構(gòu)件的需要。目前國內(nèi)標準《水電站壓力鋼管用鋼板》（GB/T31946-2015），該標準應(yīng)用于厚度12mm~150mm的水電站壓力鋼管、蝸殼、岔管用鋼板，標準對低焊接裂紋鋼板的技術(shù)指標沒有體現(xiàn)，不適用于指導(dǎo)水電站用低焊接裂紋敏感性低合金高強鋼板產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用，本標準的制定完善了水電站用低焊接裂紋敏感性低合金高強鋼板產(chǎn)品技術(shù)要求，適應(yīng)水電用鋼的最新技術(shù)指標要求，滿足細分市場需求。三、標準編制過程南京鋼鐵股份有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等單位共同承擔(dān)了《水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》團體標準的編制工作，共同組建了該團體標準起草小組，明確各自的責(zé)任和分工并開展工作。在《水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》標準制定過程中，起草小組認真查閱有關(guān)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，以《低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》（YB/T4137）為參考，借鑒《水電站壓力鋼管用鋼板》（GBT31946）標準，結(jié)合國內(nèi)水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況，產(chǎn)品下游用戶對水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板的性能要求，進行本團體標準的編制工作。2024年4月：提出制定標準項目，并進行了標準立項征求意見和論證工作；2024年5月：中國特鋼企業(yè)協(xié)會發(fā)布項目計劃；2024年7-8月：進行起草標準的調(diào)研、問題分析和相關(guān)資料收集等準備工作，完成了標準制定提綱、標準草案；2024年8月：工作組內(nèi)征求意見和討論；2024年8-9月：計劃召開標準啟動會，圍繞標準草案進行討論，按照與會意見和建議將標準名稱修改為《水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》進行修改，形成征求意見稿并發(fā)出征求意見；2024年8月：計劃完成征求意見處理、形成標準送審稿；2024年X月：計劃完成該標準審定會和標準報批稿，上報中國特鋼企業(yè)協(xié)會審批；2024年X月：計劃發(fā)布、實施標準。四、討論會后修改內(nèi)容1、完善表2焊接裂紋敏感性指數(shù)；2、修改交貨狀態(tài)，交貨狀態(tài)按照不同牌號劃分；3、編輯性修改。五、標準編制原則一是滿足用戶使用需要的原則。力爭達到“科學(xué)、合理、先進、實用”。二是實踐標準供給側(cè)改革的原則。爭取實現(xiàn)團體標準的“及時性”、“先進性”和“市場性”的要求。三是技術(shù)創(chuàng)新的原則。在與國家標準體系協(xié)調(diào)一致的基礎(chǔ)上，在標準結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及主要技術(shù)指標等方面進行技術(shù)創(chuàng)新，在標準中充分體現(xiàn)新產(chǎn)品的技術(shù)特點。標準牽頭單位南京鋼鐵股份有限公司具有水電站用鋼領(lǐng)域鋼板產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗，為進一步完善鋼材產(chǎn)品標準體系，保障低焊接裂紋敏感性鋼板的使用安全，冶金規(guī)劃院等單位積極配合起草組開展標準預(yù)研等基礎(chǔ)工作，標準研制過程中，編制組細致收集比對現(xiàn)行有效標準，著重調(diào)研下游行業(yè)重點關(guān)注的技術(shù)指標，并廣泛征求利益相關(guān)方意見，強化標準的適用性、先進性和公正性，提升標準應(yīng)用實施效果。六、標準主要內(nèi)容及編制依據(jù)（一）編制思路《水電站用低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》主要以幫助企業(yè)減少下游加工焊接的難度為導(dǎo)向，進行標準設(shè)計與研制。據(jù)悉，水電站用鋼板主要由鋼板進行加工后制得，低焊接裂紋敏感性可降低焊接加工難度。根據(jù)使用的需要，成分、力學(xué)性能控制等是低焊接裂紋敏感性高強度鋼板的主要問題，生產(chǎn)工藝的控制是保障產(chǎn)品的主要技術(shù)問題。本文件在編制過程中指標體系的設(shè)置參考《低焊接裂紋敏感性高強度鋼板》（YB/T4137-2013），產(chǎn)品性能指標根據(jù)南鋼的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行完善，并重點對下游客戶關(guān)注的技術(shù)指標進行完善補充，使標準更具有針對性和實用性。（二）標準技術(shù)框架本文件包含以下部分前言1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4分類和代號5訂貨內(nèi)容6尺寸、外形、重量7技術(shù)要求8試驗方法9檢驗規(guī)則10包裝、標志及質(zhì)量證明書（三）主要技術(shù)內(nèi)容1.范圍本文件適用于水電站用厚度為6mm~150mm的低焊接裂紋敏感性高強度鋼板。2.規(guī)范性引用文件本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。3.術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4．牌號表示方法本文件命名方式參考YB/T4137-2013，采用常用的牌號表示方法，體現(xiàn)細分領(lǐng)域用途，避免發(fā)生重復(fù)。鋼的牌號由“水電”字漢語拼音首位字母“SD”、規(guī)定的最小屈服強度值、國際上代表低焊接裂紋敏感性的英文字母CF（crackfree的縮寫）和質(zhì)量等級四部分組成。示例：SD690CFE當要求鋼板具有厚度方向性能時，則在上述規(guī)定的牌號后加上代表厚度方向（Z向）性能級別的符號，例如：SD690CFZ25。5.訂貨內(nèi)容按本文件訂貨時，合同或訂單應(yīng)包括下列內(nèi)容：本文件編號；產(chǎn)品名稱；牌號；尺寸、外形精度；交貨狀態(tài)；重量；其他特殊要求。6.尺寸、外形、重量鋼板的尺寸、外形及允許偏差應(yīng)符合GB/T709-2019的規(guī)定。鋼板的厚度允許偏差應(yīng)符合GB/T709-2019中B類的規(guī)定；根據(jù)需方要求，并在合同中注明，也可按C類偏差供貨。鋼板按理論重量交貨，理論計重采用的厚度為鋼板允許的最大厚度和最小厚度的算術(shù)平均值。鋼的密度為7.85g/cm3。7技術(shù)要求7.1牌號和化學(xué)成分本文件給出了產(chǎn)品的化學(xué)成分要求，焊接裂紋敏感性指數(shù)要求和計算公式，本文件的成分設(shè)計參考YB/T4137中成分，采用低含碳量，降低Si、Mn元素含量上限的要求，保證產(chǎn)品的焊接性能，牌號增加890強度級，具體規(guī)定800強度級合金含量。焊接裂紋敏感性指數(shù)嚴于行業(yè)標準，本文件與YB/T4137牌號并不完全對度應(yīng)，強度相似牌號進行對比，完善了100mm以上厚度鋼板的化學(xué)成分要求，對比情況見下表。7.2冶煉方法本文件規(guī)定鋼由電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉，應(yīng)進行爐外精煉。7.3交貨狀態(tài)本文件規(guī)定SD490CF、SD560CF、SD690CF鋼板應(yīng)以熱機械軋制(TMCP)、TMCP+回火或淬火＋回火狀態(tài)交貨，SD800CF、SD890CF鋼板應(yīng)以淬火+回火狀態(tài)交貨，具體交貨狀態(tài)由供需雙方商定并在合同中注明。表1鋼的牌號和化學(xué)成分（熔煉分析）標準牌號質(zhì)量等級鋼板厚度/mm化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）/%aCSiMnNiCrMoTiNbVCuBPSAls≤≥本文件SD490CFC、D、E6~60≤0.09≤0.401.00~1.600.10~1.500.500.500.050.050.050.300.0030.0200.0050.015＞60~100≤0.09≤0.401.00~1.600.10~1.500.500.500.050.050.050.300.0030.0200.0050.015＞100~150≤0.10≤0.401.00~1.600.30~1.500.600.500.050.050.060.300.0030.0150.0050.015行標Q500CFC、D、E5~100≤0.09≤0.50≤1.80≤1.500.500.500.050.1000.08—0.0030.0200.0100.015本文件SD560CFD、E6~60≤0.10≤0.401.00~1.600.20~1.500.500.500.050.050.050.300.0030.0200.0050.015＞60~100≤0.10≤0.401.00~1.600.20~1.500.500.500.050.050.050.300.0030.0200.0050.015＞100~150≤0.11≤0.401.00~1.600.50~1.500.600.500.050.050.060.300.0030.0150.0050.015行標Q550CFC5~100≤0.09≤0.50≤2.00≤1.800.800.700.050.120.10—0.0050.0200.0100.015D0.0180.010E0.0150.008本文件SD690CFD、E6~60≤0.10≤0.400.70~1.500.50~1.500.600.600.050.050.060.300.0030.0150.0050.015＞60~100≤0.10≤0.400.70~1.500.50~1.500.600.600.050.050.060.300.0030.0150.0050.015＞100~150≤0.12≤0.400.70~1.500.80~2.000.700.700.050.050.080.300.0030.0150.0050.015行標Q690CFC5~100≤0.09≤0.50≤2.00≤1.800.800.700.050.120.10—0.0050.0200.0100.015D0.0180.010E0.0150.008本文件SD800CFD、E6~60≤0.11≤0.400.70~1.500.60~1.500.600.600.050.050.060.300.0040.0150.0050.015＞60~100≤0.11≤0.400.70~1.500.60~2.000.600.600.050.050.060.300.0040.0150.0050.015＞100~150≤0.12≤0.400.70~1.501.00~2.000.700.700.050.050.080.300.0040.0150.0050.015行標Q800CFC5~100≤0.09≤0.50根據(jù)需要添加，就含量應(yīng)在質(zhì)量證明書中注明0.0200.010—D0.0180.010E0.0150.008本文件SD890CFE、F6~60≤0.12≤0.400.70~1.501.20~2.000.700.700.050.050.060.300.0040.0150.0050.015＞60~100≤0.12≤0.400.70~1.501.40~2.500.700.700.050.050.060.300.0040.0150.0050.015＞100~150≤0.13≤0.400.70~1.501.60~3.000.700.700.050.050.080.300.0040.0150.0050.015a供方根據(jù)需要可添加其中一種或幾種合金元素,最大值應(yīng)符合表中規(guī)定,其含量應(yīng)在質(zhì)量證明書中報告。b鋼中至少應(yīng)添加Nb、Tī、V、A1中的一種細化晶粒元素，其中至少一種元素的最小量為0.015%（對于Al為Als）也可用Alt替代Als,此時最小量為0.020%。表2焊接裂紋敏感系數(shù)標準牌號焊接裂紋敏感性指數(shù)值Pcm/%公稱厚度/mm6~6060~100＞100~150本文件SD490CF≤0.20%≤0.22%≤0.24%行標Q500CF≤0.20≤0.22（60~75）≤0.24（75~100）—本文件SD560CF≤0.22%≤0.24%≤0.25%行標Q550CF≤0.25%≤0.25（60~75）≤0.28（75~100）—本文件SD690CF≤0.25%≤0.26%≤0.28%行標Q690CF≤0.25%（5~50）≤0.28%（50~60）≤0.28（60~75）≤0.30（75~100）—本文件SD800CF≤0.26%≤0.27%≤0.29%行標Q800CF≤0.28%（5~50）——本文件SD890CF≤0.27%≤0.29%≤0.31%行標————7.4力學(xué)性能和工藝性能本文件鋼板力學(xué)性能指標符合表3的規(guī)定。鋼板的力學(xué)性能參考了相關(guān)國標和實際生產(chǎn)應(yīng)用中的要求，進行了適當調(diào)整，顯著提升了沖擊吸收能量指標，在高強度等級的牌號中提升了斷后伸長率的要求本文件新增了890強度等級的要求。本文件的產(chǎn)品組織和力學(xué)性能的穩(wěn)定性和均勻性較高，，并保證大厚度產(chǎn)品的性能，多數(shù)指標與國標基本一致。厚度方向性能鋼板的厚度方向斷面收縮率應(yīng)符合GB/T5313的規(guī)定。表3力學(xué)性能和工藝性能標準牌號質(zhì)量等級拉伸試驗a180°彎曲試驗cD=彎心直徑，a=試樣厚度鋼板厚度mm上屈服強度bReL/MPa抗拉強度Rm/MPa斷后伸長率A/%本文件SD490CFC、D、E≤60≥490610～750≥17D=3a＞60-100≥470590～730＞100-150≥450570～730行標Q500CFC、D、E≤50≥500610～770≥17D=3a＞50~100≥480本文件SD560CFD、E≤60≥560690～850≥16D=3a＞60-100≥540670～830＞100-150≥520650～830行標Q550CFC、D、E≤50≥550670～830≥16D=3a＞50~100≥530本文件SD690CFD、E≤60≥690780～930≥15D=3a＞60-100≥670760～920＞100-150≥650740～900行標Q690CFC、D、E≤50≥690770～940≥14D=3a＞50~100≥670本文件SD800CFD、E≤60≥800880～1050≥15D=3a＞60-100≥780860～1030＞100-150≥770850～1020行標Q800CFD、E≤50800880～1050≥12D=3a＞50~100協(xié)議本文件SD890CFE、F≤60≥890950～1150≥14D=3a＞60-100≥880930～1130＞100-150≥860920～1120a拉伸試樣取橫向試樣。b當屈服現(xiàn)象不明顯時，可采用RP0.2代表上屈服。c彎曲試樣取橫向試樣。表4夏比（V型缺口）沖擊試驗的試驗溫度和沖擊吸收能量標準牌號質(zhì)量等級沖擊試驗（V型缺口）溫度/℃吸收能量（橫向）KV2/J本文件SD490CFC0≥100D-20≥100E-40≥100行標Q500CFC0≥60D-20≥60E-40≥60本文件SD560CFD-20≥100E-40≥100行標Q550CFC0≥60D-20≥60E-40≥60本文件SD690CFD-20≥80E-40≥80行標Q690CFC0≥60D-20≥60E-40≥60本文件SD800CFD-20≥80E-40≥80行標Q800CFC0≥60D-20≥60E-40≥60本文件SD890CFE-40≥60F-60≥607.5表面質(zhì)量本文件規(guī)定與YB/T4137一致。7.6超聲檢測本文件規(guī)定經(jīng)供需雙方協(xié)商，鋼板應(yīng)逐張按GB/T2970或NB/T47013.3標準的規(guī)定進行超聲檢測，檢測方法及合格級別需在合同中注明。8.試驗方法 本節(jié)規(guī)定了產(chǎn)品的化學(xué)成分檢測方法，檢驗項目、取樣數(shù)量、取樣方法及試驗方法。表6檢驗項目、取樣數(shù)量、取樣方法和試驗方法序號檢驗項目取樣數(shù)量取樣方法試驗方法1化學(xué)成分1個/爐GB/T20066見8.12拉伸試驗1個/批GB/T2975GB/T228.