牛春龙

（天津市月鸣金属结构有限公司，天津300353）

随着我国近年经济的飞速发展和科学技术的进步，工业生产范围的扩大，我国东北和西北地区冬季平均气温在-20℃以下，主要用于安装在室外受环境温度影响的空气储罐、氮气储罐以及液态二氧化碳储罐等设备在低温低应力条件下使用，市场中的压力容器设备常规用板材Q345R 不能满足使用要求，对生产和生活存在较大的安全隐患，16MnDR 在此时就能满足设备使用条件，因工作温度在-20～-40℃工况条件下，设备的主要受压元件板材只能选用低温板材或者奥氏体不锈钢，但不锈钢造价过高，使得16MnDR 在-20～-40℃温度范围内有了一定的优势[2]。

1 材料选择

1.1 板材

目前我国设计温度在-20～40℃这类低温容器多以16MnDR 钢材作为低温设备压力容器的母材使用，对于16MnDR 材质设备与常温设备相比，材料选择应该有更高的要求。根据《GB3531-2014 低温压力容器用钢板》标准规定，16MnDR 板材中含有碳、硅、锰、镍、硫、磷、铌、钒钛等化学成分，其中碳、硫、磷是铁矿石中原有的化学成分，是钢材中的杂质元素，碳、硫、磷会增加钢板的脆性，降低钢材的低温韧性，因16MnDR 钢材的主要失效模式为脆性断裂，所以板材中含有这些元素是有害的，这些元素因为是矿石中含有的不能去除，所以只能控制这些元素的含量，标准中要求碳硫磷含量分别≤0.2%、0.01%、0.02%。16MnDR 钢板中镍、锰、硅元素可以提高钢板的低温韧性，提高冲击吸收功，降低韧脆转变温度，是钢板中有益的化学元素，所以16MnDR 钢板中要严格控制碳、硫、磷的含量不能超标[3]。……