GB/T 16508.2-2022 锅壳锅炉 第2部分：材料

　　ICS 27 . 060 . 30 CCS J 98

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 16508 . 2—2022代替 GB/T 16508 . 2—2013

　　锅壳锅炉 第 2 部分：材料

　　Shellboilers—part2：Materials

　　2022-03-09 发布 2022-10-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅴ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 2

　　4 设计选材 2

　　5 受压元件用材料 4

　　6 承载构件等用材料 14

　　7 焊接材料 18

　　附录 A(资料性) 常用材料的弹性模量、导热系数和膨胀系数 19

　　附录 B(规范性) 钢锻件的金相检验 21

　　参考文献 22

　　Ⅰ

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是 GB/T 16508《锅壳锅炉》的第 2 部分。 GB/T 16508 已经发布了以下部分：

　　— 第 1 部分：总则;

　　— 第 2 部分：材料;

　　— 第 3 部分：设计与强度计算;

　　— 第 4 部分：制造、检验与验收;

　　— 第 5 部分：安全附件和仪表;

　　— 第 6 部分：燃烧系统;

　　— 第 7 部分：安装;

　　— 第 8 部分：运行。

　　本文件代替 GB/T 16508 . 2—2013《锅壳锅炉 第 2 部分：材料》，与 GB/T 16508 . 2—2013 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　— 更改了锅炉受压元件和承载构件所用的材料以及焊接材料的基本要求(见 4 . 1 . 2 , 2013 年版的3.1.3~3.1.4) ;

　　— 增加了材料按 JB/T 3375 要求的项目进行验收的要求、碳锰钢材料免于理化和无损检测复验的条件，以及材料标准升版后库存材料的使用规定(见 4 . 1 . 6、4 . 1 . 7) ;

　　— 更改了受压元件选用材料时应考虑的因素(见 4 . 2 . 1 , 2013 年版的 3 . 1 . 1) ;

　　— 增加了受压元件用材料对强度、塑性、韧性和抗腐蚀性能的要求以及抗疲劳性能、焊材性能匹配的要求(见 4 . 2 . 2) ;

　　— 增加了材料的弹性模量、导热系数和平均线膨胀系数的选取要求(见 4 . 2 . 6、附录 A) ;

　　— 增加了承载构件设计选材和焊接材料选材要求(见 4 . 3 和 4 . 4 . 3) ;

　　— 增加了钢板材料 15 、Q235D 的使用要求(见表 1、表 2) ;

　　— 更改了用于锅壳(锅筒)、炉胆、集箱端盖的钢板的超声波检测质量等级要求(见 5 . 1 . 4 , 2013 年版的 4 . 7) ;

　　— 更改了钢板高温拉伸试验的规定(见 5 . 1 . 6 , 2013 年版的 4 . 6) ;

　　— 增加了在制造工艺许可的情况下，锅壳(锅筒)可采用 Q345R 板厚 36 mm 及以下的控轧或热轧钢板制造的规定(见 5 . 1 . 7) ;

　　— 增加了 钢 管 材 料 Q235B、L210 的 使 用 要 求;删 除 了 钢 管 材 料 10 、20 ( YB 4102) ;更 改 了09CrCuSb 的适用范围;补充了 10、20 的许用应力(见表 3、表 4 , 2013 年版的表 3、表 4) ;

　　— 删除了对钢管进行高温拉伸试验的规定(见 2013 年版的 5 . 4) ;

　　— 删除了感应加热拉拔式和推制式钢管的内容(见 2013 年版 5 . 7) ;

　　— 增加了锻件材料 25 号钢的使用要求(见 5 . 3 . 2、表 5、表 B. 1、表 B. 2) ;

　　— 更改了受压元件锻件的级别、金相检验、高温拉伸试验的规定(见 5 . 3 . 3~5 . 3 . 5 , 2013 版的6 . 3 ~ 6 . 5) ;

　　— 增加了铸钢材料 ZG200-400 的使用要求(见表 7、表 8 , 2013 年版的表 9、表 11) ;

　　— 增加了可锻铸铁材料的使用要求;更改了灰铸铁材料的使用要求(见表 9、表 10 , 2013 年版的表 12、表 13) ;

　　Ⅲ

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　— 增加了吊杆和拉撑用圆钢材料 Q355(B、C、D) 的适用范围(见表 11 , 2013 年版的表 14) ;

　　— 增加了钢结构材料的内容(见 6 . 4) ;

　　— 更改了焊接材料的相关要求(见第 7 章，2013 年版的第 11 章);

　　— 将附录“钢锻件的金相检验”更改为规范性附录，并增加锻件材料(见附录 B, 2013 年版的附录A) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)提出并归口 。

　　本文件起草单位：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司、上海工业锅炉研究所有限公司、泰山集团股份有限公司、中国特种设备检测研究院、上海市特种设备监督检验技术研究院、江苏双良锅炉有限公司、江苏太湖锅炉股份有限公司、苏州海陆重工股份有限公司、南通万达锅炉有限公司、无锡锡能锅炉有限公司、天津宝成机械制造股份有限公司、陕西建工金牛集团股份有限公司。

　　本文件主要起草人：周冬雷、张瑞、王善武、钱公、蔡昊、潘瑞林、钱风华、李耀荣、顾利平、雷钦祥、朱永忠、王鹏南、尹会坤、董黎明、石回回、薛燕。

　　本文件及其所替代标准的历次版本发布情况为：

　　— 1996 年首次发布为 GB/T 16508—1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》;

　　— 2013 年第一次修订时，分为 GB/T 16508.1—2013~GB/T 16508.8—2013,纳入了锅壳锅炉设计、材料、制造、检验、验收、安装及运行的要求，本文件为 GB/T 16508 的第 2 部分;

　　— 本次为第二次修订。

　　Ⅳ

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　Ⅴ

　　引

　　

　　言

　　GB/T 16508《锅壳锅炉》是全国锅炉压力容器标准化技术委员会(以下简称“委员会”)负责制修订和归口的锅炉通用建造标准之一 。其制定遵循了国家颁布的锅炉安全法规所规定的安全基本要求，设计准则、材料要求、制造检验技术要求、验收标准、安装要求和使用要求均符合 TSG 11《锅炉安全技术规程》的相应规定。 GB/T 16508 为协调标准，满足 TSG 11《锅炉安全技术规程》的基本要求，同时也符合TSG 91《锅炉节能环保技术规程》的要求。 GB/T 16508 旨在规范锅炉的设计、制造、检验、验收、安装和运行，由 8 个部分构成。

　　— 第 1 部分：总则。 目的在于确定锅壳锅炉范围、锅炉参数、建造规范以及节能和环保等建造锅壳锅炉的通用技术要求。

　　— 第 2 部分：材料。 目的在于确定锅壳锅炉受压元件、承载非受压元件和焊接材料等的选材和用材要求。

　　— 第 3 部分：设计与强度计算。 目的在于确定锅壳锅炉结构设计的基本要求以及受压元件的设计 计算壁温、计算压力、设计许用应力取值及强度计算方法。

　　— 第 4 部分：制造、检验与验收。 目的在于确定锅壳锅炉在制造过程中的标记、材料切割与矫正、冷热成形、主要零部件制造与装配、胀接、焊接、热处理、检验与试验、涂装与包装、铭牌及出厂资料的要求。

　　— 第 5 部分：安全附件和仪表。 目的在于确定锅壳锅炉安全附件和仪表的设置和选用要求。

　　— 第 6 部分：燃烧系统。 目的在于确定锅壳锅炉燃烧系统的技术要求。

　　— 第 7 部分：安装。 目的在于确定锅壳锅炉的安装、调试和验收等要求。

　　— 第 8 部分：运行。 目的在于确定锅壳锅炉运行与管理的要求。

　　由于 GB/T 16508 没有必要、也不可能囊括适用范围内锅炉建造和安装中的所有技术细节，因此，在满足 TSG 11《锅炉安全技术规程》所规定的基本安全要求的前提下，不禁止 GB/T 16508 中没有特别提及的技术内容。

　　GB/T 16508 不限制实际工程设计和建造中采用能够满足安全要求的先进技术方法。

　　对于未经委员会书面授权或认可的其他机构对标准的宣贯或解释所产生的理解歧义和由此产生的任何后果，本委员会将不承担任何责任。

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　锅壳锅炉 第 2 部分：材料

　　1 范围

　　本文件规定了锅壳锅炉受压元件和承载构件等材料的基本要求、适用范围(温度和压力)和许用应力，以及焊接用材料的选用要求。

　　本文件适用于 GB/T 16508 . 1 界定的锅壳锅炉的受压元件、承载构件等以及焊接材料的选材和用材。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。 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 150 . 2 压力容器 第 2 部分：材料

　　GB/T 699 优质碳素结构钢

　　GB/T 700 碳素结构钢

　　GB/T 711 优质碳素结构钢热轧钢板和钢带

　　GB/T 713 锅炉和压力容器用钢板

　　GB/T 983 不锈钢焊条

　　GB/T 984 堆焊焊条

　　GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓

　　GB/T 1229 钢结构用高强度大六角螺母

　　GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈

　　GB/T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓，大六角螺母，垫圈技术条件

　　GB/T 1348 球墨铸铁件

　　GB/T 1591 低合金高强度结构钢

　　GB/T 2900 . 48 电工名词术语 锅炉

　　GB/T 3077 合金结构钢

　　GB/T 3087 低中压锅炉用无缝钢管

　　GB/T 3091 低压流体输送用焊接钢管

　　GB/T 3274 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带

　　GB/T 3632 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副

　　GB/T 5117 非合金钢及细晶粒钢焊条

　　GB/T 5118 热强钢焊条

　　GB/T 5293 埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求

　　GB/T 5310 高压锅炉用无缝钢管

　　GB/T 5313 厚度方向性能钢板

　　GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法

　　GB/T 6803 铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法

　　1

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　GB/T

　　8110

　　熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝

　　GB/T

　　8163

　　输送流体用无缝钢管

　　GB/T

　　9439

　　灰铸铁件

　　GB/T

　　9440

　　可锻铸铁件

　　GB/T

　　9711

　　石油天然气工业 管线输送系统用钢管

　　GB/T

　　10045

　　非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝

　　GB/T

　　10561

　　钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法

　　GB/T

　　12470

　　埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求

　　GB/T

　　13298

　　金属显微组织检验方法

　　GB/T

　　14957

　　熔化焊用钢丝

　　GB/T 16507 . 2 水管锅炉 第 2 部分：材料

　　GB/T 16508 . 1 锅壳锅炉 第 1 部分：总则

　　GB/T 17493 热强钢药芯焊丝

　　GB/T 17854 埋弧焊用不锈钢焊丝-焊剂组合分类要求

　　GB/T 29713 不锈钢焊丝和焊带

　　GB/T 32533 高强钢焊条

　　DL/T 439 火力发电厂高温紧固件技术导则

　　JB/T 3223 焊接材料质量管理规程

　　JB/T 3375 锅炉用材料入厂验收规则

　　JB/T 9625 锅炉管道附件承压铸钢件技术条件

　　NB/T 47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件

　　NB/T 47013 . 3 承压设备无损检测 第 3 部分：超声检测

　　NB/T 47018(所有部分) 承压设备用焊接材料订货技术条件

　　NB/T 47019 . 3 锅炉、热交换器用管订货技术条件 第 3 部分：规定高温性能的非合金钢和合金钢

　　YB/T 5092 焊接用不锈钢丝

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900 . 48 和 GB/T 16508 . 1 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 设计选材

　　4 . 1 基本要求

　　4 . 1 . 1 锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件用钢材应是镇静钢，未经锅炉制造单位同意不应在材料中加入材料标准未规定的元素。

　　4 . 1 . 2 锅炉受压元件和承载构件所用的材料以及焊接材料应是纳入国家标准或行业标准中的牌号，且是本文件规定的材料。 若使用规定以外的材料，应符合本文件的相关要求;境外牌号的材料和新材料选用应符合 GB/T 16507 . 2 的要求。

　　4 . 1 . 3 锅炉受压元件用钢板、钢管和钢锻件材料采用标准试样进行拉伸试验后的纵向室温断后伸长率

　　(A)不应小于 18%;室温夏比 V 型缺口冲击试验冲击吸收能量(KV2)值不低于 27 J。

　　4 . 1 . 4 锅炉受压元件所用的钢板、钢管、锻件，以及吊杆用圆钢等，当直接采用铸造钢坯(包括模铸和连铸)轧制或锻造时，其变形比不应小于 3 . 0 。

　　2

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　4 . 1 . 5 材料制造单位应保证锅炉用钢材的质量，并提供材料质量证明相关资料，具体要求如下：

　　a) 材料制造单位应按相应材料标准和订货合同的规定，向用户提供材料质量证明书原件，材料质量证明书的内容应齐全，并印制可追溯的信息化标识，加盖材料制造单位质量检验章;

　　b) 材料经营单位提供材料时应提供材料质量证明书原件或加盖了供货单位公章和经办负责人签字(章)的材料质量证明书复印件。

　　4 . 1 . 6 锅炉制造单位应按 JB/T 3375 规定的项目对锅炉用材料进行验收，合格后才能使用。 符合下列情形之一的材料在验收时可免于理化和相应的无损检测复验：

　　a) 材料使用单位验收人员按照采购技术要求在材料制造单位进行验收，并在检验报告或相关质量证明文件上进行见证签字确认;

　　b) 用于额定工作压力小于 3 . 8 MPa锅炉的碳素钢和碳锰钢材料，实物标识清晰、齐全，具有满足

　　4 . 1 . 5 要求的材料质量证明书，且质量证明书与实物相符。

　　4 . 1 . 7 材料标准的版本更新后，材料的性能指标或技术要求不作修改时则不影响库存材料的使用;若材料的性能指标或技术要求作了更改，应按新版标准对变化内容进行验证合格后才可使用库存材料。

　　4 . 2 受压元件

　　4 . 2 . 1 材料的选用以锅炉的运行条件(温度、压力以及其他环境因素)为依据，同时考虑制造单位的加工工艺和装备条件。

　　4 . 2 . 2 受压元件用金属材料及焊接材料在使用条件下应具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗腐蚀性能。 工况变化频繁的部件用材料应具有良好的抗疲劳性能。

　　4 . 2 . 3 与受压元件焊接的非受压元件(如吊耳、鳍片、翅片、挡板等)选用的材料应与它们所要连接的材料相匹配。

　　4 . 2 . 4 代用材料应满足原设计的强度、结构和工艺的要求，并经材料代用单位的技术部门(包括设计和工艺部门)同意。

　　4 . 2 . 5 锅炉材料的许用应力可直接从本文件相对应的许用应力表中选取，本文件各许用应力表中粗实线后面的许用应力值系由持久强度计算，本文件中未给出的材料许用应力应按 GB/T 16508 . 1 的规定进行计算。

　　4 . 2 . 6 材料的弹性模量、导热系数和平均线膨胀系数可从附录 A选取。

　　4 . 3 承载构件

　　4 . 3 . 1 承重结构所用的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳当量的合格保证。

　　4 . 3 . 2 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具有冷弯试验的合格保证;对直接承受动力荷载或需验算疲劳的构件所用钢材应具有冲击吸收能量的合格保证。

　　4 . 3 . 3 承重结构所用钢材应具有良好的抗腐蚀性能。

　　4 . 4 焊接材料

　　4 . 4 . 1 焊条或焊丝的型号和性能应与相应母材的性能相适应，其熔敷金属的力学性能应符合设计规定，且不应低于相应母材标准的下限值。

　　4 . 4 . 2 对直接承受动载荷或需要验算疲劳的结构，以及低温环境下工作的厚板结构，宜采用低氢焊条。

　　4 . 4 . 3 受压元件用焊接材料的选用应符合 NB/T 47018(所有部分)的要求。

　　3

　　GB/T 16508 . 2—2022

　　5 受压元件用材料

　　5 . 1 钢板

　　5 . 1 . 1 碳素钢和低合金钢钢板的工作压力和壁温(计算温度)适用范围应符合表 1 的规定。 常用钢板的许用应力列于表 2 。

　　5 . 1 . 2 锅炉制造过程中需进行正火、正火加回火或调质热处理的碳素钢和低合金钢钢板，钢板制造单位的交货状态可不同于表 2 中的规定。 出厂检验和入厂复验可在热处理的钢板样块上取样。

　　5 . 1 . 3 按 GB/T 711 采购的 20 号钢板，其材料质量证明书中给出的或入厂复验拉伸试验的下屈服强度值(ReL)应不小于 245 MPa。

　　5 . 1 . 4 用于锅壳(锅筒)、炉胆、集箱端盖的钢板要求如下：

　　a) Q235B、Q235C 和 20 钢：厚度不应大于 16 mm;

　　b) Q245R 和 Q345R：当厚度大于 30 mm 时，应按 NB/T 47013.3 的要求逐张进行超声波检测，且厚度大于 30 mm、不大于 36 mm 的钢板质量等级应不低于 Ⅱ级，厚度大于 36 mm 的钢板质量等级应不低于 Ⅰ 级 ;

　　c) 其他低合金钢：当厚度大于 30 mm 时，应按 NB/T 47013 . 3 的要求逐张进行超声波检测，且质量等级应不低于 Ⅰ 级 。

　　5. 1 .5 厚 度 大 于 36 mm 的 13MnNiMoR 钢 板，可 按 GB/T 6803 附 加 落 锤 试 验，无 塑 性 转 变 温 度(NDT)的合格指标在设计文件中规定。

　　5 . 1 . 6 计算温度高于 300 ℃的钢板，需要时可在设计文件中规定附加进行该温度下的高温拉伸试验。

　　5 . 1 . 7 在制造工艺许可的情况下，锅壳(锅筒)可直接采用 Q345R 板厚 36 mm 及以下的控轧或热轧钢板制造。

　　5 . 1 . 8 GB/T 713 中所列的其他材料用作锅炉钢板时，其适用范围的选用可按照 GB/T 150 . 2 的相关规定。

　　表 1 碳素钢和低合金钢钢板的适用范围

　　材料牌号

　　材料标准

　　适用范围

　　工作压力MPa

　　壁温℃

　　Q235 ( B、C、D)

　　GB/T 3274

　　≤1 . 6

　　≤300

　　15、20

　　GB/T 711

　　≤1 . 6

　　≤350

　　Q245R

　　GB/T 713

　　≤5 . 3 a

　　≤430

　　Q345R

　　≤5 . 3 a

　　≤430

　　13MnNiMoR

　　不限

　　≤400

　　15CrMoR

　　不限

　　≤520

　　12Cr1MoVR

　　不限

　　≤565

　　12Cr2Mo1R

　　不限

　　≤575

　　a 用于制造不受辐射热

　　的锅壳(锅筒)时，工作压力不

　　受限制。

　　4

　　GB/T 1 6 5 0 8 . 2 — 2 0 2 2

　　表 2 常用钢板的许用应力

　　材料牌号

　　材料标准

　　热处理状态

　　厚度mm

　　室温强度MPa

　　在下列温度(℃)下的许用应力

　　MPa

　　Rm

　　Rp0.2

　　20

　　100

　　150

　　200

　　250

　　300

　　350

　　400

　　425

　　450

　　475

　　500

　　525

　　550

　　575

　　Q235

　　(B、C、D)

　　GB/T 3274

　　热轧、控轧、正火

　　≤16

　　≥370

　　≥235

　　136

　　133

　　127

　　116

　　104

　　95

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　>16~36

　　≥370

　　≥225

　　136

　　127

　　120

　　111

　　96

　　88

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　15

　　GB/T 711

　　热轧、控轧、正火

　　—

　　≥370

　　—

　　137

　　137

　　137

　　134

　　129

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　20

　　GB/T 711

　　热轧、控轧、正火

　　≤16

　　≥410

　　≥245

　　148

　　147

　　140

　　131

　　117