LNG全容儲罐罐內鋁板材料標準分析

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成分、機械性能、尺寸公差、超聲波探傷等方面。隨著國內一些LNG企業的逐步發展及綜合國力的提升，罐內金屬材料均逐步采用國內標準，本文經過將國標與美標的對比分析，淺析國標替代美標的可行性。

下面依次按照這幾方面金屬特性分析鋁板材質美標與國標的對比情況。

1 化學成分

目前參考的美標為ASTM B209M 5083-O，國標為GB 3190—2008變形鋁及鋁合金化學成分5083-O。國標與美標的化學成分對比如表1所示。

表1 化學成分對比表

對比發現，對于除鋁之外的其他元素，國標及美標均對各元素給出了一個范圍標準，且兩套標準對雜質元素含量要求均一致。

2 機械性能

參考的美標為ASTM B209M，國標為GB 3880.2—2012一般工業用鋁及鋁合金板、帶材第2部分：力學性能)。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，厚度為1.20～40.00 mm的鋁板均采用同一機械性能標準，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距為50 mm，A表示試樣原始標距為5倍直徑。而國標分別就三種厚度范圍給出了不同的機械性能標準。

對比情況：兩者規定的板厚范圍略有差別，板厚3.0～6.3 mm時兩規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ASTM B209M第16節提到，尺寸公差按照ANSI H35.2M執行。國標采用3880.3—2012一般工業用鋁及鋁合金板、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，不要求側邊彎曲度。板尺信息基于某項目料表。

對比情況：各公差參數對比表如表3所示；方正度公差對比表如表4所示；側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 公差參數對比表

表4 方正度公差

表5 側邊彎曲度(美標長度超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，國標允許的公差略大，在其他寬度和厚度上國標允許的公差均小于美標。剪切板寬度公差方面，板厚為18 mm及30 mm時，美標的相關公差，另外在各板寬及板厚中，國標允許的剪切板寬度公差僅為正值。剪切板長度公差方面，美標剪切板厚度只到12.5 mm，超過此厚度預計采用鋸切方式，因此板厚為18 mm及30 mm時美標公差數據缺失，而國標彌補了相關標準。

鋸切板寬度公差方面，美標允許正負公差，而國標僅允許正公差。對比二者公差范圍發現，除標定板寬為2 000～2 500 mm外，板寬為其余標定尺寸時，國標允許的公差范圍約為美標的一半。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準里，對3 500～6 000 mm的板寬使用同一個標準，而在鋸切版的標準中，將這一范圍內的長度分成了三個范圍。美標公差仍為正負值，而國標仍然僅允許正公差，其范圍約為美標的一半。方正度公差方面，對于各板厚及板寬的鋁板，美標要求方正度公差控制在20～30 mm，即寬度的百分之一，而國標要求的公差為小于等于15 mm，可見在方正度公差方面，國標允許的公差較美標更小，要求也更加嚴格。

側邊彎曲度方面，美標對側邊彎曲度的上限設為了定值，而國標要求側邊彎曲度小于等于長度的0.2%。計算發現，對于各板厚及板寬，國標要求的公差均小于美標。不平整度公差方面，美標無相關標準，而國標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，國標相對于美標，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，國標允許的公差范圍約為美標的一半，因此在公差方面，國標對公差的要求大多比美標嚴格。

4 探傷

美標ASTM B209M第17.2節提到，5083超聲檢驗應按ASTM B548進行。國標GB 3880.1—2012《一般工業用鋁及鋁合金板、帶材》第4.10節提到，超聲波探傷應按GB/T 6519—2013《變形鋁、鎂合金產品超聲波檢驗方法》執行，適用于厚度不小于10 mm的板材。

5 結語

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