P355NL1是什么材质钢板 P355NL1与P355NH区别 P355NL1技术要求 P355NL1

王乐13592193328

P355NL1材料牌号：P355NL1

• ​​标准：​​ EN 10028-4: 压力用途的扁平轧制钢产品 - 第4部分：规定低温性能的镍合金钢
• ​​类型：​​ ​​细晶粒​​非合金钢（经Al处理），专门设计用于​​低温​​（最低至​​-60°C​​）工况下的​​焊接压力容器​​。牌号中的：
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  • ​​"P"​​ 表示压力容器用钢。
  • ​​"355"​​ 表示最小室温屈服强度 ≥ 355 MPa (厚度 ≤ 16mm)。
  • ​​"N"​​ 表示规定室温性能 (Normally delivered)。
  • ​​"L1"​​ 表示其​​最低冲击试验温度​​为 ​​-60°C​​ (L1级)。
    
• ​​主要应用：​​ 低温液化气体（如LNG、液氮、液氧）的储存和运输容器、低温化工设备、寒带地区室外压力设备等​​低温承压焊接结构​​。
• ​​显著特点：​​
  
  • 优异的​​低温冲击韧性​​（最低测试温度 -60°C）。
  • 良好的​​焊接性​​（针对低温工况优化）。
  • 细晶粒组织（确保韧性和韧脆转变温度）。
  • ​​不适用于高温（蠕变温度范围）工况​​。
    
  
  

P355NL1主要技术要求（依据EN 10028-4:2017）

• ​​化学成分（熔炼分析，重量%）：​​ (严格控制杂质元素以保证低温韧性)
  [td]

  元素	要求 (熔炼分析)	元素	要求 (熔炼分析)
  ​​碳 (C)​​	≤ 0.18%	​​铝 (Alt)​​	≥ 0.020% (细晶粒保证)
  ​​硅 (Si)​​	≤ 0.40%	​​铌 (Nb)​​	≤ 0.050%
  ​​锰 (Mn)​​	0.90% - 1.60%	​​钒 (V)​​	≤ 0.10%
  ​​磷 (P)​​	≤ ​​0.020%​​ (非常严格)	​​钛 (Ti)​​	≤ 0.030%
  ​​硫 (S)​​	≤ ​​0.010%​​ (非常严格)	​​镍 (Ni)​​	≤ 0.50% (通常<0.30%)
  ​​铬 (Cr)​​	≤ 0.30%	​​铜 (Cu)​​	≤ 0.30%
  ​​钼 (Mo)​​	≤ 0.08%	​​氮 (N)​​	≤ ​​0.012%​​ (严格)

  
  
  
  
  
  
  • ​​碳当量 CEV (IIW):​​ ≤ 0.45% (C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15)
  • ​​焊接裂纹敏感性指数 Pcm:​​ ≤ 0.24% (C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B)
    
  • 注：对 S, P, N 的限制​​远严于 P355NH​​，略严于/类似 P355GH。成品分析允许微小偏差。
    
  • 力学性能：​
    
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  • ​​室温 (≈20°C) 性能 (示例厚度 ≤ 16mm)：​​

    指标	要求值
    ​​屈服强度 ReH (Rp0.2)​​	≥ ​​355 MPa​​
    ​​抗拉强度 Rm​​	450 - 600 MPa
    ​​伸长率 A (5.65√S0)​​	≥ ​​22%​​
    ​​断面收缩率 Z​​	​​需在检验文件中报告实际值​​ (标准无最小值规定，但通常要求良好以保证塑韧性)

  • ​​冲击韧性 - 核心要求：​​ (强制在指定低温下测试)[td]

    指标	要求值
    ​​测试标准​​	​​Charpy V-Notch (ISO 148-1)​​
    ​​最低冲击试验温度​​	​​-60°C​​ (牌号 L1 定义)
    ​​最小单值​​	​​≥ 30 J​​ (每个试样)
    ​​最小平均值 (3个试样)​​	​​≥ 40 J​​

    
    
• ​​工艺与状态：​​ (关键：优化组织以保证低温韧性)
  
  
  • ​​轧制与晶粒度：​​ ​​细晶粒钢​​，通常要求晶粒度 ≥ 6级 (ASTM E112) 或按协议要求。通过铝处理严格细化晶粒。
  • ​​交货状态：​​ ​​仅限于正火 (Normalized - +N) 或正火轧制 (Normalization Rolling - +AR)​​。
    
    • ​​特别禁止：​​ 热机械轧制状态 (+M) ​​不允许​​用于NL级钢（因其可能无法保证最佳的低温韧性）。
      
  • ​​热处理：​​
    
    • ​​模拟焊后热处理 (SPWHT):​​ ​​强制要求​​。在协议的温度（通常是580°C ± 10°C）和时间下进行热处理后，​​冲击韧性需在-60°C重新测试​​，并​​必须满足​​上述冲击功要求（≥40J avg, ≥30J min @ -60°C）。这是确保焊后热处理不会损害低温韧性的​​关键试验​​。
      
    
    
• ​​冲击试验：​​
  
  
  • ​​强制在-60°C进行。​​
  • 试样取自厚度T/4位置（板材纵向）。
  • ​​SPWHT后的-60°C冲击试验同样强制且必须达标。​​
    
• ​​无损检测：​​
  
  
  • ​​超声波检测 (UT)：​​ ​​强制性要求​​（除非订单另有协议排除），依据标准 ​​EN 10160​​ 进行，​​最低验收等级通常为 S2E3​​ (或按订单协议指定，如 S1E3)。
  • 确保材料内部无影响其​​低温使用性能​​的缺陷。
    
  
  

P355NL1焊接性

• 设计上已考虑低温应用，具有​​良好​​的焊接性，但低温钢焊接要求​​更严格​​。
• ​​预热与层温：​​ 通常​​需要预热​​以防止冷裂纹。预热温度取决于：
  
  • 板厚（厚板需更高预热）
  • 环境温度（低温环境需更高预热）
  • 焊接工艺（低氢焊材强制使用）
  • 拘束度。
  • 遵循 EN 1011-2 或更严格的设计规范。典型预热范围：约 50°C - 150°C。
    
• ​​焊接材料：​​ ​​必须采用低氢焊材（H5级或更低氢含量）​​。选择匹配的、保证​​低温冲击韧性​​的焊材（如符合 EN ISO 18276-A: G X X NiX X XX X H5）。常用匹配焊材：
  
  • SMAW: E46 5 B 3 2 H5, E46 6 B 3 2 H5 (含镍更高)
  • SAW / GMAW: G46 6 M G3Si1 / G46 7 M G3Ni1 H5 (含1%Ni等级)
  • 选材依据：焊缝金属在​​最低设计温度或以下​​(如-60°C或更低)​​必须保证足够的冲击韧性​​。
    
• ​​焊后热处理 (PWHT)：​​ 通常​​推荐或要求​​进行：
  
  • 消除焊接残余应力。
  • 提高焊接热影响区(HAZ)的韧性。
  • ​​PWHT温度范围必须低于调质钢的回火温度​​（通常在580-620°C范围）。
    
• ​​工艺控制：​​ 严格执行焊接工艺评定(WPQ)，严格监控线能量输入，避免过热导致晶粒长大和韧性下降。
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P355NL1与其他牌号对比 (重点：低温等级差异)

特性	P355NL1	P355NH	P355GH	S355J2G3 (+N)
​​核心保证​​	​​-60°C 冲击韧性​​	​​室温/+20°C 性能​​	​​高温强度+ -20°C韧性​​	​​-20°C 冲击韧性​​
​​标准​​	EN 10028-4	EN 10028-2	EN 10028-2	EN 10025-3 (结构钢)
​​Min 测试温度​​	​​-60°C​​	​​+20°C​​ (默认)	​​-20°C​​	​​-20°C​​
​​冲击功要求​​	​​40J avg / 30J min​​	40J avg @ +20°C	40J avg @ -20°C	≥ 27J avg @ -20°C
​​SPWHT要求​​	​​强制 + 试验后韧性​​	非强制	强制	通常无
​​成分 (S/P)​​	​​非常严格 (S≤0.010/P≤0.020)​​	较宽松	严格 (S≤0.010/P≤0.025)	中等
​​交货状态​​	​​+N / +AR 强制​​	+N / +AR / (+M可选)	+N / +AR	+N / +AR / (+M可选)
​​适用温度​​	​​低温 (≤ -20°C, 最低 -60°C设计)​​	常温 / 非低温	​​高温 (约300-400°C)​​	常温 / 低温(-20°C)
​​主要应用​​	​​LNG储罐, 深冷设备​​	常温压力容器,储罐	锅炉,高温压力容器	低温结构件, 工程机械

• ​​对比P355NL2：​​ P355NL2的最低冲击试验温度为 ​​-90°C​​，其成分要求（特别是P、S控制）和韧性要求通常更严，或可能含有微量Ni、Cu等元素，成本和性能更高。
  

P355NL1应用要点

• ​​设计温度：​​ 用于​​最低设计金属温度 (MDMT) 低至 -60°C​​ 的容器壳体、封头等关键部件。
• ​​选材考虑：​​ 需严格评估设计温度、厚度、应力水平以及制造工艺（特别是焊接与PWHT）。
• ​​采购要求：​​ 订单中​​必须明确​​：
  
  • 标准 EN 10028-4:2017 (或指定版本)
  • 冲击试验温度 ​​-60°C​​ (已定义在L1中)
  • UT等级 (如 S2E3)
  • SPWHT参数 (温度、时间)
  • 附加要求 (如更高的冲击功保证值、特定晶粒度、断面收缩率Z的保证值)。
    
  
  

P355NL1关键点总结

• ​​核心特性：​​ ​​卓越的 -60°C 低温冲击韧性 (≥40J avg)​​ 与合格的室温强度 (≥355MPa)。
• ​​状态：​​ ​​仅限正火 (+N) 或 正火轧制 (+AR)​​。
• ​​成分：​​ ​​超低 S、P、N 含量​​保证纯洁度和韧性。
• ​​制造要求：​​
  
  • ​​强制 SPWHT 及试验后 -60°C 冲击测试。​​
  • ​​强制超声波检测 (UT)。​​
  • ​​严格控制焊接工艺与材料 (低氢、低温匹配)。​​
    
• ​​应用：​​ ​​低温承压焊接结构 (低至 -60°C)，如 LNG/液氮储罐。​​
  

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P355NL1重要警示：​

• ​​标准版本：​​ 确认采购依据 EN 10028-4:2017 (或指定版本)。不同版本化学成分要求可能有细微差异。
• ​​厚度效应：​​
  
  • 力学性能（屈服强度、延伸率）​​随厚度增加而降低​​（与P355NH/P355GH趋势一致）。例如，厚度>63mm时 ReH ≥ 320MPa。
  • ​​采购时必须按实际厚度查阅 EN 10028-4 的具体条款​​。
    
• ​​技术协议：​​ 低温钢通常需要​​详细的技术协议(TI)​​，涵盖：
  
  • 特定的冲击功保证值（高于40J）
  • 晶粒度要求
  • Z值要求
  • 更严格的UT标准
  • PWHT规范
  • 材料追溯性要求。
    
• ​​钢厂质保书：​​ 必须提供 EN 10204 3.1 或 3.2 级别证书，包含：熔炼分析、成品分析、室温力学性能、-60°C冲击结果 (原态及SPWHT后)、晶粒度(可选)、UT报告、热处理记录、SPWHT参数及结果。
  

​​P355NL1 是专门应对严苛低温环境的特种钢材，其制造、检验和焊接要求均显著高于常规 P355NH/P355GH 钢。选材与采购务必严格遵循规范并获得供应商的充分技术支持。​​