应道宴

（全国化工设备设计技术中心站，上海 200040）

1 “碳钢”——可焊低碳强度钢

“碳钢”是压力管道工程中使用最为广泛的金属材料，占到整个管道元件用钢量的百分之八十以上。本文所述的“碳钢”包括的钢材品种相当广泛，就国内的钢材标准而言，包括：普通碳素结构钢（如GB/T 700 的Q215A、Q235A）、优质碳素钢（如GB/T 699 的10、20）、低合金结构钢（如GB/T 1591 的Q345）、以及管线钢（如GB/T 9711 的L290/X42 ～L555/X80）。至于在具体的钢管、锻件、铸件以及管件等材料标准中“碳钢”的表达型式和型号更为五花八门，本文不再一一列举。

“碳钢”在ASME 锅炉压力容器和管道规范体系中， 则包括了：C、C—Si、C—Mn、C—Mn—Si、C—Mn—Si（Nb、V、Ti、N）等， 以碳或碳锰为主要强化元素的可焊低碳强度钢。

由于压力管道的“碳钢”， 绝大多数都以焊接为主要的不可拆连接型式，因此本文习惯以焊接的母材类別号和组别号来区分。国内承压设备焊接工艺评定标准NB/T 47014 的“碳钢”母材分类方法与ASME BPV 规范第Ⅸ篇基本相同，都将上述“碳钢”材料归纳在第一类，并根据抗拉强度以及热处理状态划分为四个组别，如表1 所示。表1 还把GB/T 20801.2—2020[1]中列入的“碳钢”，包括低温“碳钢”，分别列入相应的类别和组别号。

表1 ASME BPV 规范笫Ⅸ篇（NB/T 47014） “碳钢” 母材分类及对应的管道元件材料牌号Table 1 ASME BPV Code Section IX (NB/T 47014) “Carbon Steel” base metal classification and the corresponding pipe element material grades

欧盟各国执行的承压设备“碳钢”材料焊接分类方法与中美不同，如表2 所示。由表2 可见，与材料的交货状态有很大关联。笔者认为对高屈强比的管线钢而言，ISO 15608 的母材分类是较为合理的，好在高屈强比的管线钢工程大多执行的焊接工艺评定标准是国际通行的API 1104（GB/T 31032—2014[2]），API 1104 强调每一种母材及填充材料的组合要单独进行评定， 实际上取消了母材及填充材料类别和组别号的覆盖范围。……