LNG全容储罐罐内铝板材料标准分析

常城，杨涛，张森，赵一培，刘永腾(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

铝板的金属特性一般包括材料化学成分、机械性能、尺寸公差、超声波探伤等方面。随着国内一些LNG企业的逐步发展及综合国力的提升，罐内金属材料均逐步采用国内标准，本文经过将国标与美标的对比分析，浅析国标替代美标的可行性。

下面依次按照这几方面金属特性分析铝板材质美标与国标的对比情况。

1 化学成分

目前参考的美标为ASTM B209M 5083-O，国标为GB 3190—2008变形铝及铝合金化学成分5083-O。国标与美标的化学成分对比如表1所示。

表1 化学成分对比表

对比发现，对于除铝之外的其他元素，国标及美标均对各元素给出了一个范围标准，且两套标准对杂质元素含量要求均一致。

2 机械性能

参考的美标为ASTM B209M，国标为GB 3880.2—2012一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能)。机械性能对比表如表2所示。

表2 机械性能对比表

对于美标，厚度为1.20～40.00 mm的铝板均采用同一机械性能标准，其中屈服强度和抗拉强度分别给定了一个范围。表中“断后伸长率”一列中，50 mm表示表示试样原始标距为50 mm，A表示试样原始标距为5倍直径。而国标分别就三种厚度范围给出了不同的机械性能标准。

对比情况：两者规定的板厚范围略有差别，板厚3.0～6.3 mm时两规范屈服强度与抗拉强度均一致；板厚大于6.3 mm小于等于40.0 mm时，国标屈服强度与抗拉强度要求略低。断后伸长率有略微差别。

3 公差

美标ASTM B209M第16节提到，尺寸公差按照ANSI H35.2M执行。国标采用3880.3—2012一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差)，热轧板材普通级不要求对角线偏差，不要求侧边弯曲度。板尺信息基于某项目料表。

对比情况：各公差参数对比表如表3所示；方正度公差对比表如表4所示；侧边弯曲度对比表如表5所示；不平整度公差对比表如表6所示。

表3 公差参数对比表

表4 方正度公差

表5 侧边弯曲度(美标长度超6 m的按任意6 m测量)

表6 不平整度公差对比表

厚度公差方面，除在板宽为2 000～2 500 mm，板厚5 mm时，国标允许的公差略大，在其他宽度和厚度上国标允许的公差均小于美标。剪切板宽度公差方面，板厚为18 mm及30 mm时，美标的相关公差，另外在各板宽及板厚中，国标允许的剪切板宽度公差仅为正值。剪切板长度公差方面，美标剪切板厚度只到12.5 mm，超过此厚度预计采用锯切方式，因此板厚为18 mm及30 mm时美标公差数据缺失，而国标弥补了相关标准。

锯切板宽度公差方面，美标允许正负公差，而国标仅允许正公差。对比二者公差范围发现，除标定板宽为2 000～2 500 mm外，板宽为其余标定尺寸时，国标允许的公差范围约为美标的一半。长度公差方面与剪切板长度公差类似，但对于锯切版，对于板厂的划分更细致。在剪切板长度公差的标准里，对3 500～6 000 mm的板宽使用同一个标准，而在锯切版的标准中，将这一范围内的长度分成了三个范围。美标公差仍为正负值，而国标仍然仅允许正公差，其范围约为美标的一半。方正度公差方面，对于各板厚及板宽的铝板，美标要求方正度公差控制在20～30 mm，即宽度的百分之一，而国标要求的公差为小于等于15 mm，可见在方正度公差方面，国标允许的公差较美标更小，要求也更加严格。

侧边弯曲度方面，美标对侧边弯曲度的上限设为了定值，而国标要求侧边弯曲度小于等于长度的0.2%。计算发现，对于各板厚及板宽，国标要求的公差均小于美标。不平整度公差方面，美标无相关标准，而国标分别就不同的厚度范围，分别对纵向不平度、横向不平度、局部不平度以及纵向或横向上的最大不平度或端头部位的翘曲高度均作了详细要求。

综合来看，国标相对于美标，补充了对于大板厚(≥18 mm)时的公差要求，补充了不平整度公差的要求；剪切板、锯切版的长度、宽度公差方面，国标允许的公差范围约为美标的一半，因此在公差方面，国标对公差的要求大多比美标严格。

4 探伤

美标ASTM B209M第17.2节提到，5083超声检验应按ASTM B548进行。国标GB 3880.1—2012《一般工业用铝及铝合金板、带材》第4.10节提到，超声波探伤应按GB/T 6519—2013《变形铝、镁合金产品超声波检验方法》执行，适用于厚度不小于10 mm的板材。

5 结语

通过化学成分、机械性能、公差、探伤等方面进行对比分析，九镍全容储罐罐内美标的铝板材料采用国标替代，还是有可行性的，需要设计人员与项目业主就屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、各项公差深入讨论，以达成共识。