LNG全容儲罐罐內(nèi)鋁板材料標(biāo)準(zhǔn)分析

常城，楊濤，張森，趙一培，劉永騰(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

鋁板的金屬特性一般包括材料化學(xué)成分、機械性能、尺寸公差、超聲波探傷等方面。隨著國內(nèi)一些LNG企業(yè)的逐步發(fā)展及綜合國力的提升，罐內(nèi)金屬材料均逐步采用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，本文經(jīng)過將國標(biāo)與美標(biāo)的對比分析，淺析國標(biāo)替代美標(biāo)的可行性。

下面依次按照這幾方面金屬特性分析鋁板材質(zhì)美標(biāo)與國標(biāo)的對比情況。

1 化學(xué)成分

目前參考的美標(biāo)為ASTM B209M 5083-O，國標(biāo)為GB 3190—2008變形鋁及鋁合金化學(xué)成分5083-O。國標(biāo)與美標(biāo)的化學(xué)成分對比如表1所示。

表1 化學(xué)成分對比表

對比發(fā)現(xiàn)，對于除鋁之外的其他元素，國標(biāo)及美標(biāo)均對各元素給出了一個范圍標(biāo)準(zhǔn)，且兩套標(biāo)準(zhǔn)對雜質(zhì)元素含量要求均一致。

2 機械性能

參考的美標(biāo)為ASTM B209M，國標(biāo)為GB 3880.2—2012一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第2部分：力學(xué)性能)。機械性能對比表如表2所示。

表2 機械性能對比表

對于美標(biāo)，厚度為1.20～40.00 mm的鋁板均采用同一機械性能標(biāo)準(zhǔn)，其中屈服強度和抗拉強度分別給定了一個范圍。表中“斷后伸長率”一列中，50 mm表示表示試樣原始標(biāo)距為50 mm，A表示試樣原始標(biāo)距為5倍直徑。而國標(biāo)分別就三種厚度范圍給出了不同的機械性能標(biāo)準(zhǔn)。

對比情況：兩者規(guī)定的板厚范圍略有差別，板厚3.0～6.3 mm時兩規(guī)范屈服強度與抗拉強度均一致；板厚大于6.3 mm小于等于40.0 mm時，國標(biāo)屈服強度與抗拉強度要求略低。斷后伸長率有略微差別。

3 公差

美標(biāo)ASTM B209M第16節(jié)提到，尺寸公差按照ANSI H35.2M執(zhí)行。國標(biāo)采用3880.3—2012一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第3部分：尺寸偏差)，熱軋板材普通級不要求對角線偏差，不要求側(cè)邊彎曲度。板尺信息基于某項目料表。

對比情況：各公差參數(shù)對比表如表3所示；方正度公差對比表如表4所示；側(cè)邊彎曲度對比表如表5所示；不平整度公差對比表如表6所示。

表3 公差參數(shù)對比表

表4 方正度公差

表5 側(cè)邊彎曲度(美標(biāo)長度超6 m的按任意6 m測量)

表6 不平整度公差對比表

厚度公差方面，除在板寬為2 000～2 500 mm，板厚5 mm時，國標(biāo)允許的公差略大，在其他寬度和厚度上國標(biāo)允許的公差均小于美標(biāo)。剪切板寬度公差方面，板厚為18 mm及30 mm時，美標(biāo)的相關(guān)公差，另外在各板寬及板厚中，國標(biāo)允許的剪切板寬度公差僅為正值。剪切板長度公差方面，美標(biāo)剪切板厚度只到12.5 mm，超過此厚度預(yù)計采用鋸切方式，因此板厚為18 mm及30 mm時美標(biāo)公差數(shù)據(jù)缺失，而國標(biāo)彌補了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

鋸切板寬度公差方面，美標(biāo)允許正負(fù)公差，而國標(biāo)僅允許正公差。對比二者公差范圍發(fā)現(xiàn)，除標(biāo)定板寬為2 000～2 500 mm外，板寬為其余標(biāo)定尺寸時，國標(biāo)允許的公差范圍約為美標(biāo)的一半。長度公差方面與剪切板長度公差類似，但對于鋸切版，對于板廠的劃分更細致。在剪切板長度公差的標(biāo)準(zhǔn)里，對3 500～6 000 mm的板寬使用同一個標(biāo)準(zhǔn)，而在鋸切版的標(biāo)準(zhǔn)中，將這一范圍內(nèi)的長度分成了三個范圍。美標(biāo)公差仍為正負(fù)值，而國標(biāo)仍然僅允許正公差，其范圍約為美標(biāo)的一半。方正度公差方面，對于各板厚及板寬的鋁板，美標(biāo)要求方正度公差控制在20～30 mm，即寬度的百分之一，而國標(biāo)要求的公差為小于等于15 mm，可見在方正度公差方面，國標(biāo)允許的公差較美標(biāo)更小，要求也更加嚴(yán)格。

側(cè)邊彎曲度方面，美標(biāo)對側(cè)邊彎曲度的上限設(shè)為了定值，而國標(biāo)要求側(cè)邊彎曲度小于等于長度的0.2%。計算發(fā)現(xiàn)，對于各板厚及板寬，國標(biāo)要求的公差均小于美標(biāo)。不平整度公差方面，美標(biāo)無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而國標(biāo)分別就不同的厚度范圍，分別對縱向不平度、橫向不平度、局部不平度以及縱向或橫向上的最大不平度或端頭部位的翹曲高度均作了詳細要求。

綜合來看，國標(biāo)相對于美標(biāo)，補充了對于大板厚(≥18 mm)時的公差要求，補充了不平整度公差的要求；剪切板、鋸切版的長度、寬度公差方面，國標(biāo)允許的公差范圍約為美標(biāo)的一半，因此在公差方面，國標(biāo)對公差的要求大多比美標(biāo)嚴(yán)格。

4 探傷

美標(biāo)ASTM B209M第17.2節(jié)提到，5083超聲檢驗應(yīng)按ASTM B548進行。國標(biāo)GB 3880.1—2012《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材》第4.10節(jié)提到，超聲波探傷應(yīng)按GB/T 6519—2013《變形鋁、鎂合金產(chǎn)品超聲波檢驗方法》執(zhí)行，適用于厚度不小于10 mm的板材。

5 結(jié)語

通過化學(xué)成分、機械性能、公差、探傷等方面進行對比分析，九鎳全容儲罐罐內(nèi)美標(biāo)的鋁板材料采用國標(biāo)替代，還是有可行性的，需要設(shè)計人員與項目業(yè)主就屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率、各項公差深入討論，以達成共識。