09MnNiDR钢板的专业技术资料完整汇编,严格依据现行国家标准GB/T 3531-2014《低温压力容器用钢板》及工程实践要点编写:
09MnNiDR钢材牌号:09MnNiDR
中文名称: -70℃级低温镍合金容器钢板
09MnNiDR所属标准: GB/T 3531-2014
09MnNiDR核心特性:
深低温韧性:设计使用温度低至 -70℃(冲击试验温度达-70℃),抗脆断能力显著优于16MnDR。 镍强化机制:2.8~3.8% Ni元素固溶强化基体,抑制低温下位错运动,提升韧性。 高纯净度冶炼:真空脱气(VD/RH)+ 钙处理,控制夹杂物形态(≤1.5μm球状)。 焊接性优化:严格限定碳当量(Ceq≤0.40%),降低焊接裂纹敏感性。展开剩余79%09MnNiDR化学成分(质量分数%,GB/T 3531-2014限值)
元素规格范围典型控制目标功能解析C≤0.120.06~0.10降低淬硬性,保障焊接性Si0.15~0.400.20~0.35脱氧强化,过量损害韧性Mn0.70~1.200.80~1.10扩大γ相区,协同Ni增效Ni2.80~3.803.20~3.60核心!提供低温韧性P≤0.010≤0.008超低控制,防止晶界脆化S≤0.006≤0.003球化夹杂,抑制氢致裂纹Al≥0.0150.020~0.050细化晶粒,固定氮Ceq≤0.400.35~0.39IIW公式:C+Mn/6+Ni/40
注:Ni含量偏差需≤±0.05%,成分稳定性直接决定性能一致性。09MnNiDR力学性能(QT状态交货,厚度≤60mm)
项目标准要求工程管控要点屈服强度 ReL (MPa)≥ 340横向试样,-70℃仍稳定抗拉强度 Rm (MPa)490~620避免过高强度损韧性伸长率 A (%)≥ 22标距50mm夏比V冲击功 KV₂≥ 60J-70℃纵向试样单样最小值≥ 42J拒收门槛!弯曲性能d=3a, 180°完好无裂纹(横向)
09MnNiDR制造工艺强制要求
09MnNiDR交货状态:
淬火+回火(QT)(厚度≥15mm时强制): 淬火:880~930℃水冷(确保全截面M/B组织) 回火:580~650℃空冷(消除应力,析出Ni₃P强化相) ≤15mm薄板可正火(N),但QT态低温韧性更优。09MnNiDR超声检测(UT):
≥ II级(GB/T 2970 Class 2),LNG储罐等要求I级(单点缺陷≤φ3mm)。 模拟焊后热处理(SPWHT): 厚度>30mm钢板需进行 595~625℃×6~8h保温,验证冲击韧性衰减率≤15%。09MnNiDR核心应用场景
LNG接收站:BOG压缩机缓冲罐、低压储罐内胆(设计温度:-165℃) 乙烯裂解装置:低温分离罐(-70℃丙烯/乙烯环境) 液氨储罐(-33℃工况,超安全裕度选用) 超低温泵壳、阀体(-196℃液氮设备) 典型介质:液化天然气(LNG)、液氮、液氧、乙烯、丙烯。09MnNiDR焊接关键技术控制
风险项管控措施焊缝低温韧性劣化焊材匹配:ENiCrMo-3型镍基焊条(如AWS A5.11)焊接冷裂纹预热≥80℃ + 层温80~150℃ + 后热250~300℃/2h热影响区脆化热输入≤25kJ/cm,道间温度≤150℃焊后热处理强制PWHT:590~620℃保温(按2.4min/mm计算,最低≥2h)
09MnNiDR与同类材料性能对比
特性09MnNiDR(-70℃)16MnDR(-40℃)优势体现设计温度-70℃-40℃深低温核心材料Ni含量3.2~3.6%≤0.40%韧性提升≥50%P极限值0.010%0.015%超纯净冶炼-70℃冲击功≥60J不适用不可替代性
09MnNiDR工程验收红线
-70℃冲击功双指标:平均值≥60J 且 单样≥42J(任一试样<42J整批拒收) Ni含量不足:实测<3.0%时低温韧性断崖下降,禁止让步接收 终检状态不符:未按技术协议执行QT热处理视为重大不合格09MnNiDR总结:
09MnNiDR是-70℃深低温压力容器的国产化首选材料,其可靠性依赖于:
① Ni≥3.2% 的精确成分控制;
② QT热处理对厚板韧性的保障;
③ 焊材与工艺的严格匹配(PWHT不可省略);
④ -70℃冲击功的绝对达标。
设计依据:执行GB/T 150.2-2011附录B(低温许用应力)及NB/T 47015焊接规范,LNG项目需同步满足EN 14620标准。发布于:河南省