STEEL GRADE · 铬钼临氢容器板

SA387Gr11CL2

SA387Gr11CL2 是 ASTM A387/ASME SA-387 的 1.25Cr-0.5Mo 铬钼容器板,UNS K11789,正火加回火交货。本页含牌号释义、化学成分熔炼与成品分析双值、Class 2 力学性

执行标准ASME SA-387
国际对照GB/T 713.2 14Cr1MoR;EN 10028-2 13CrMo4-5(近似) EN →
供货状态常备现货 · 可定轧
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SA387Gr11CL2 是 ASME SA-387/SA-387M(等同 ASTM A387/A387M)标准下的 1.25Cr-0.5Mo 铬钼合金压力容器钢板,UNS 编号 K11789,以退火或正火加回火状态交货,专用于焊接锅炉及高温服役的压力容器承压件。你在加氢反应器、高温换热器、焦炭塔这类设备图纸的材料表里见到它,通常都带着 Class 2 这个后缀——它决定了强度级别,也决定了壁厚能不能减下来。

关键要点

SA387Gr11CL2 是 ASME SA-387/SA-387M(等同 ASTM A387/A387M)标准下的 1.25Cr-0.5Mo 铬钼合金压力容器钢板,UNS 编号 K11789,以退火或正火加回火状态交货,专用于焊接锅炉及高温服役的压力容器承压件。你在加氢反应器、高温换热器、焦炭塔这类设备图纸的材料表里见到它,通常都带着 Class 2 这个后缀——它决定了强度级别,也决定了壁厚能不能减下来。

这串字符看着像密码,其实拆成 SA / 387 / Gr11 / CL2 四段之后,选型、验收和焊接工艺评定的线索就都在里面了。河南弘冶钢铁(产地河南·舞钢)长期供应美标铬钼容器板,本页把牌号释义、化学成分、力学性能、热处理制度、对标关系与采购要点一次讲清,所有数值均标注标准出处。

关键要点
- SA387Gr11CL2 = ASTM A387 Grade 11 Class 2 = ASME SA-387 Grade 11 Class 2,三者技术内容等价;UNS K11789,名义铬含量 1.25%、钼含量 0.50%。
- 化学成分(熔炼分析):C 0.05–0.17%、Si 0.50–0.80%、Mn 0.40–0.65%、Cr 1.00–1.50%、Mo 0.45–0.65%,P 与 S 均不大于 0.025%。
- Class 2 室温力学:抗拉强度 75–100 ksi[515–690 MPa],屈服强度(0.2% 残余变形)不低于 45 ksi[310 MPa],标距 50 mm 伸长率不小于 22%。
- 热处理:退火或正火加回火,或经采购方同意的加速冷却加回火;Grade 11 回火温度下限为 1150°F(620°C)。
- 采购必认五项:热处理交货状态与标记字母、材质证书等级、超声探伤标准与级别、临氢项目的 HIC/SSC 附加条款、计重方式。

牌号逐段拆解:SA / 387 / Gr11 / CL2

把牌号拆开看,每一段都对应一个可核查的工程含义:

  • SA:ASME 体系的前缀,表示这份材料规范已被 ASME 锅炉及压力容器规范(BPVC)引用。对应的 ASTM 写法不带"S",即 A387。
  • 387:ASTM/ASME 的钢板规范号,专指"铬钼合金压力容器钢板"系列。同系列还有 Gr.2、Gr.12、Gr.22、Gr.5、Gr.9、Gr.91 等铬钼等级。
  • Gr11(Grade 11):铬钼等级代号。按标准开篇的等级表,Grade 11 的名义铬含量为 1.25%、名义钼含量为 0.50%,也就是行业惯称的 1.25Cr-0.5Mo。
  • CL2(Class 2):强度级别。标准 1.3 条明确,除 Grade 91 外每个等级均提供两个强度级别(Class),Class 2 的抗拉与屈服要求高于 Class 1。

ASTM 与 ASME 是什么关系

SA-387/SA-387M 的标准正文首页即标注"Identical with ASTM Specification A387/A387M",两者技术内容等价。区别只在发布主体与引用场景:

  • 发布主体:ASTM A387 是美国材料与试验协会的自愿性标准;ASME SA-387 是被 ASME BPVC 采纳并引用的版本。
  • 引用场景:按 ASME 规范制造的设备(如持 U 钢印的容器),图纸与料单通常写"SA387";一般贸易与非强制 ASME 项目写"A387"同样成立。
  • 通用要求:SA-387 的通用交货要求由规范 A20/A20M 规定;当两者条款冲突时,以 SA-387 本规范为准。

想看本牌号在全球标准体系中的完整对照,可进一步查阅 SA387Gr11CL2 执行标准与牌号对照。

SA387Gr11CL2 化学成分(熔炼分析与成品分析)

下表数值取自 ASME SA-387/SA-387M TABLE 1 Chemical Requirements 中 Grade 11(UNS K11789)一列。熔炼分析是钢厂出钢时按炉取样的结果,也是材质证书上熔炼号对应的数据;成品分析(产品分析)是对成品钢板复验时采用的值,允许范围更宽。

元素 熔炼分析(wt%) 成品分析(wt%) 在 Grade 11 中的主要作用
C(碳) 0.05–0.17 0.04–0.17 保证强度与淬透性;控制上限以降低焊接冷裂敏感
Si(硅) 0.50–0.80 0.44–0.86 脱氧、提升高温抗氧化能力
Mn(锰) 0.40–0.65 0.35–0.73 固溶强化、改善热加工性
P(磷) ≤0.025 ≤0.025 杂质,严控以抑制回火脆化倾向
S(硫) ≤0.025 ≤0.025 杂质,严控以抑制热脆与氢致开裂
Cr(铬) 1.00–1.50 0.94–1.56 形成致密氧化膜,提供高温抗氧化与抗氢腐蚀能力
Mo(钼) 0.45–0.65 0.40–0.70 提升高温蠕变强度,抑制氢在晶界聚集

一个常被忽略的细节:TABLE 1 中 Grade 11 的 Ni、V、Nb、B、N、Al、Ti、Zr、W、Cu、Sb、As、Sn 等元素在标准里列为"…",即本规范对这些元素未作规定。这并不意味着它们可以放任不管——临氢工况下的 As、Sn、Sb 等回火脆性杂质,以及 Cu 等残余元素,通常需要由采购技术条件单独约定,而不是指望 SA-387 正文替你把关。

碳当量的具体限值,SA-387 正文同样未给出;焊接工艺评定所需的冷裂敏感指数需由供需双方在合同中约定。

数据来源:ASME SA-387/SA-387M TABLE 1(Chemical Requirements),Grade 11 / UNS K11789 列。

完整的元素作用机理与熔炼/成品分析的效力差异,见 SA387Gr11CL2 化学成分详解。

SA387Gr11CL2 力学性能与回火温度

Class 2 室温拉伸要求

下表取自 ASME SA-387/SA-387M TABLE 3 Tensile Requirements for Class 2 Plates 中 Grade 11 一列。

项目 英制(ksi) 公制(MPa 或 %)
抗拉强度 75 to 100 515 to 690
屈服强度(0.2% 残余变形),下限 45 310
伸长率,标距 8 in.[200 mm],下限 — 18 %
伸长率,标距 2 in.[50 mm],下限 — 22 %
断面收缩率,下限 — —(本规范未规定)

Class 1 与 Class 2 的差别

同一 Grade 11 材质,Class 1 的强度要求如下表(TABLE 2 Tensile Requirements for Class 1 Plates,Grade 11 列)。二者化学成分一致,差别只在热处理后的强度级别。

项目 Class 1 Class 2
抗拉强度 60–85 ksi[415–585 MPa] 75–100 ksi[515–690 MPa]
屈服强度下限 35 ksi[240 MPa] 45 ksi[310 MPa]
伸长率(标距 200 mm)下限 19 % 18 %
伸长率(标距 50 mm)下限 22 % 22 %

数据来源:ASME SA-387/SA-387M TABLE 3(Tensile Requirements for Class 2 Plates)、TABLE 2(Tensile Requirements for Class 1 Plates),Grade 11 列。

工程含义很直接:在相同设计压力下,Class 2 可以比 Class 1 取更薄的壁厚,从而省下母材与焊材;代价是 Class 2 的强度裕度来自更高的热处理强度,韧性储备相对低一些。高压临氢设备普遍指定 Class 2,就是这个原因。

热处理制度

标准第 5 章规定:

  • 5.1 条:除 Grade 91 外,所有钢板须经退火、正火加回火,或在采购方许可下自奥氏体化温度加速冷却(鼓风或液淬)后回火。
  • 回火温度下限:Grade 2、12、11 为 1150°F(620°C);Grade 22、21、9 为 1250°F(675°C);Grade 5 为 1300°F(705°C)。
  • 10.1 条 标记:每张钢板须清晰标记字母——A 代表退火,N 代表正火加回火,Q 代表加速冷却加回火。

验收时看钢印字母,是判断交货状态是否被偷换的一条实用捷径。

合金设计逻辑:为什么是 1.25Cr-0.5Mo

铬钼钢的成分配比不是随手定的,它是高温强度、抗氢能力与可焊性三者平衡的结果:

  • 铬 1.00–1.50%:在钢表面形成稳定氧化膜,抵抗高温氧化;同时是抗氢腐蚀的主力元素。铬含量往上走,抗氢能力继续提升,但焊接冷裂敏感与回火脆化倾向也随之上升——1.25% 这个量级,是高温临氢工况与可制造性之间的常用平衡点。
  • 钼 0.45–0.65%:固溶强化并显著提升高温蠕变强度,延缓长期高温服役下的组织软化;钼还能抑制氢在钢中的扩散与聚集,是抗氢损伤的关键元素。
  • 低碳 0.05–0.17%:控制碳含量以兼顾强度与可焊性。低碳降低冷裂敏感,也利于临氢项目控制回火脆性。
  • 硅 0.50–0.80%:Grade 11 的硅区间明显高于 Grade 12(0.15–0.40%),这是区分 Gr11 与 Gr12 的一条实用线索。

核心特性与典型应用场景

SA387Gr11CL2 能在严苛工况立足,靠的是四项特性叠加:

  1. 高温强度保持:铬钼固溶强化配合正火加回火组织,使其在加氢与换热设备的常见设计温度区间内强度衰减平缓。需要提醒的是,正式设计必须采用 ASME BPVC 第 II 卷 D 篇给出的许用应力值,任何"典型中温屈服"都只能用于选材趋势判断,不能作为强度计算依据。
  2. 抗氢损伤:铬钼体系对氢脆、氢致开裂(HIC)与硫化物应力开裂(SSC)具备抵御能力,这是它区别于 Q345R 这类普通容器板的根本。
  3. 高温抗氧化:铬形成的氧化膜在炼油与煤化工的高温含硫气氛中表现稳定。
  4. 可焊性:相较更高合金的 Gr.22(2.25Cr-1Mo)或 Gr.91,Gr.11 合金总量更低,焊接冷裂倾向更小,工艺窗口更宽。

典型应用设备包括加氢精制与加氢裂化反应器壳体、高温换热器壳体与管板、焦炭塔、变换炉、气化装置承压件、锅炉高温段部件等。按设备类型展开的选型逻辑与服役边界,见 SA387Gr11CL2 应用领域与选型。

真实工程场景:一次"降规格"换来工期与成本的双重收益

中部某炼化项目的加氢精制反应器改造中,原方案按惯例拟用更高合金的 Gr.22。结构工程师复核了实际操作工况的壁温上限后认为,Gr.11 的强度与抗氢储备在该温度区间已足够,继续加合金属于过度设计。

改用 SA387Gr11CL2 后,材料采购成本下降,焊接工艺评定也因为 Gr.11 的工艺成熟度更高而推进得更顺利,整体工期前移。这个案例说明一件事:铬钼钢的选型不是"合金越高越好",而是让材料的抗氢与高温能力刚好覆盖工况,多出来的合金量只会推高采购与制造成本。

与 14Cr1MoR、SA387Gr22CL2 怎么选

  • 与国标 14Cr1MoR:两者同属 1.25Cr-0.5Mo 体系,是同一类钢在不同标准体系下的"方言"。差异不在成分而在标准体系——尺寸公差、计重方式、冲击温度体系、验收条款与证书格式都不同,所以"成分相近"不等于"可以任意替换"。逐项对照与替换审批路径,见 SA387Gr11CL2 与 14Cr1MoR 对照。
  • 与 SA387Gr22CL2:Gr.22 名义铬 2.25%、钼 1.00%,高温与抗氢能力更强,同时成本与焊接难度也上升;Gr.11 更经济、更易焊接。评审判据与决策逻辑,见 SA387Gr11CL2 与 Gr22 区别。

加工与焊接要点

焊接工艺参数(预热温度、层间温度、热输入上限、焊后热处理温度)不在 SA-387 本规范的规定范围内,必须由焊接工艺评定确定。可以确定的几条原则如下:

  • 分组互认的价值:在 ASME BPVC 第 IX 卷的材料分组中,1.25Cr-0.5Mo 类材料归入同一 P-Number 分组,焊接工艺评定(WPS/PQR)可在同组材料间互认,焊工按该组取得资格即可施焊。这能明显降低多牌号项目的评定成本。
  • 焊材匹配:应选用与 1.25Cr-0.5Mo 成分体系匹配的低氢型铬钼焊材(AWS 体系中常见的 B2 类别,如 E8018-B2 一类),具体型号按评定确定。
  • 预热与后热:预热温度、层间温度与焊后消氢条件按板厚、拘束度与碳当量经评定确定,正式施工前须完成焊接工艺评定。
  • 回火脆性:长期在回火脆化温度区间服役的铬钼钢需要关注杂质控制。标准中 S62 回火脆化系数条款载明适用于 Grade 22 与 21;Grade 11 若项目有要求,应在采购技术条件中单独约定杂质上限与评定方法。

热处理制度、焊材选择与冷裂预防的完整工艺窗口,见 SA387Gr11CL2 热处理与焊接。

采购与验收:合同里必须写清的六项

下单前把下面六项写进技术协议,能避免绝大多数到货争议:

  1. 交货状态与标记:明确退火、正火加回火(标记 N)还是加速冷却加回火(标记 Q),并写明 Grade 11 回火温度下限不低于 620°C。
  2. 强度级别:Class 1 还是 Class 2,写全牌号,不要只写"SA387 Gr11"。
  3. 补充要求(S 条款):按需勾选。常见的有 S2 成品分析、S3 模拟焊后热处理、S5 夏比 V 型缺口冲击、S7 高温拉伸试验、S8/S11/S12 超声检测(分别按 A435/A435M、A577/A577M、A578/A578M)、S17 真空碳脱氧钢。
  4. 临氢附加条款:湿 H₂S 或高氢分压工况,须写明 HIC 与 SSC 试验方法、合格判据,以及 As/Sn/Sb 等杂质上限。
  5. 材质证书等级:EN 10204 3.1 或 3.2,按项目要求选定。
  6. 计重方式:美标体系与国标体系的计重口径不同(是否计厚度附加值直接影响结算吨位),须在合同中写明计重依据。

可供厚度、宽度、长度区间与探伤、Z 向等选项,见 SA387Gr11CL2 规格尺寸与探伤。

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河南弘冶钢铁(产地河南·舞钢)可提供美标铬钼容器板的热处理状态确认、材质证书与探伤方案,并支持按图切割。把牌号、标准、厚度与附加要求发给我们,即可获取实时报价与可供规格。致电 15237535808 或前往 在线询价。

总结

SA387Gr11CL2 不是一块普通容器板,它是为高温临氢承压而设计的 1.25Cr-0.5Mo 铬钼钢:UNS K11789 是它的身份编号,正火加回火是它获得 Class 2 强度的前提,620°C 回火温度下限是验收时容易被漏掉的一条硬指标。读懂牌号四段、核对双列化学成分、认准标记字母与补充要求,选型、采购与焊接环节就能少走弯路。

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数据来源:ASME SA-387/SA-387M TABLE 1 Chemical Requirements、TABLE 2 Tensile Requirements for Class 1 Plates、TABLE 3 Tensile Requirements for Class 2 Plates,及第 1.3、5.1、5.2、10.1 条与补充要求清单。本页数值仅供选材参考,正式设计须采用现行 ASME BPVC 相应篇章的许用应力值。

常见问题

SA387Gr11CL2 和 A387 Gr11 Cl2 是一回事吗?

是同一份材料规范下的同一材质,只是挂在两个标准体系下:ASME 引用版写作 SA-387,ASTM 版写作 A387。标准正文明确标注两者技术内容等同(Identical)。按 ASME 规范制造的设备通常写 SA387。

Class 1 和 Class 2 该怎么指定?

高压临氢与需要减薄壁厚的场合一般指定 Class 2(抗拉 515–690 MPa、屈服不低于 310 MPa);Class 1 强度要求较低(抗拉 415–585 MPa、屈服不低于 240 MPa)。Class 1 与 Class 2 化学成分相同,差别来自热处理后的强度级别,替换须经设计单位确认。

SA387Gr11CL2 相当于国内哪个牌号?能直接用 14Cr1MoR 替代吗?

它对应国标 1.25Cr-0.5Mo 体系的铬钼容器板(14Cr1MoR)。但成分体系相近不等于可直接替换——尺寸公差、计重方式、冲击温度体系、验收条款与证书格式都不同,替换一般要走设计单位确认、复验与焊评重做三步。详见 SA387Gr11CL2 与 14Cr1MoR 对照。

UNS 编号与 P-Number 是多少?有什么用?

UNS 编号 K11789,是这一成分体系的固定代号。在 ASME 第 IX 卷材料分组中它归入 1.25Cr-0.5Mo 所在的 P-Number 分组,同组材料的焊接工艺评定可互认,焊工按该组取资格即可施焊,能显著降低评定成本。

可以用热轧状态交货吗?

标准第 5.1 条要求除 Grade 91 外所有钢板必须经过退火、正火加回火或加速冷却加回火,因此热轧状态不属于符合本规范的交货状态。验收时可通过钢板标记字母核验(A 退火、N 正火加回火、Q 加速冷却加回火)。

临氢项目必须做 HIC 试验吗?

SA-387 正文未强制 HIC 试验,它是通过补充要求与采购技术条件引入的。湿 H₂S 或高氢分压工况应在合同中写明 HIC 与 SSC 的试验方法、合格判据与杂质上限,不要默认供货方会替你加。

询价需要提供哪些信息?

牌号与强度级别(含 Class)、标准号及版本、厚度与尺寸、交货状态、探伤标准与级别、是否需 Z 向、证书等级、临氢附加要求、数量与交期。价格随上述条件浮动,以实时询价为准。

数据来源:ASME SA-387/SA-387M TABLE 1、TABLE 2、TABLE 3 及第 5 章、第 10 章条款 · 由河南弘冶钢铁有限公司整理维护,实务请以最新标准原文与订货合同为准。

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河南弘冶钢铁提供 SA387Gr11CL2 的 铬钼临氢容器板整板、零割下料与按图深加工,可配套材质证书(EN10204 3.1/3.2)、UT 探伤、Z 向与 HIC 方案。

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