《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）和GB150-1998《鋼制壓力容器》（以下簡稱GB150）規(guī)定了材料代用應(yīng)辦理的審批手續(xù)，審查項目以及代用后續(xù)處理的原則。至于代用條件，也是對代用材料與被代用材料的性能對比關(guān)系原則性地描述為：“代用材料性能優(yōu)于被代用材料”，“代用鋼材應(yīng)與被代用鋼材具有相同或相近的化學(xué)成份、交貨狀態(tài)、檢驗項目、性能指標(biāo)和檢驗率以及尺寸公差和外形質(zhì)量等”。在審查材料代用的具體情況時，究竟如何理解和把握性能“優(yōu)于”和“相同或相近”，我們感到有必要作進一步的探討。雖然材料代用許可決定于“原設(shè)計單位”，但事關(guān)安全，作為監(jiān)檢人員也應(yīng)以有適當(dāng)?shù)牧私夂陀枰宰銐虻年P(guān)注。

　　1 依據(jù)《容規(guī)》和GB150應(yīng)核查的項目

　　1.1 材料代用審批手續(xù)

　　主要核查內(nèi)容是：是否“事先取得原設(shè)計單位出具的設(shè)計更改批準(zhǔn)文件”；該文件是否為簽字完整、表達準(zhǔn)確的有效文件；該文件是否為針對發(fā)生材料代用之產(chǎn)品型號、規(guī)格的對應(yīng)文件等。

　　1.2 代用材料的來源

　　主要核查內(nèi)容是：鋼材生產(chǎn)國；鋼材生產(chǎn)企業(yè)；鋼材牌號和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量證明書及其有效性。值得注意的是，當(dāng)用國外材料代替國產(chǎn)材料時，“材料生產(chǎn)國”不應(yīng)理解為借用材料是哪個國家生產(chǎn)的，而應(yīng)理解為是按哪個國家的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的。即使是本國企業(yè)生產(chǎn)的鋼材，只要是按照國外規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼材，就應(yīng)視為“國外材料”。

　　1.3 代用的后續(xù)處理措施

　　主要核查內(nèi)容是：是否按質(zhì)量保證程序進行了有關(guān)性能的復(fù)查或復(fù)驗；是否進行過焊接工藝評定；制作過程中的施焊工藝是否與針對代用材料所作的工藝評定的內(nèi)容相適應(yīng)；熱處理工藝是否與代用材料適應(yīng)等。

　　1.4 應(yīng)關(guān)注的性能項目（至少）

　?、倩瘜W(xué)成份：含碳量、硫磷含量、焊接冷裂紋敏感性組成等。②與被代用材料處于同種環(huán)境下的抗腐蝕性能。③許用溫度范圍。④強度值及屈強比。⑤最低沖擊溫度和沖擊功。⑥交貨狀態(tài)。⑦板最負(fù)偏差，要注意與被代用材料不等時對于板厚的影響。⑧許用應(yīng)力和對于板厚的影響。要注意到，當(dāng)代用材料為“國外材料”時，許用應(yīng)力值應(yīng)按照本國規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全系數(shù)計算獲得。

　　2 對性能“優(yōu)于”、“相同或相近”的理解

　　2.1 化學(xué)成份

　　鋼材含碳量低于0.25％是規(guī)范的規(guī)定，必須符合之。硫、磷含量低于或等于被代用材料之同項含量可認(rèn)為是“優(yōu)于”或“相近”。其它元素含量如與被代用材料逐項相等可認(rèn)為是“相同”，不然，則可按焊接冷裂紋敏感性組成（Pcm）進行比較，如果Pcm（代用材料）≤（被代用材料），則也可認(rèn)為是“優(yōu)于”或“相近”。

　　2.2抗腐蝕性能

　　使用材料在同等環(huán)境下的年腐蝕率低于或等于被代用材料之該值，則認(rèn)為是“優(yōu)于”或“相近”。如前者“略大于”后者，亦可認(rèn)為是“相近”，但應(yīng)注意對鋼板成形厚度的影響。

　　所謂“略大于”，指按容器的設(shè)計腐蝕壽命計算，所需要的腐蝕裕量最大不會超過3 mm，否則應(yīng)判為不可代用。

　　2.3 許用溫度范圍

　　代用材料的許用溫度范圍下限低于、上限高于容器的設(shè)計溫度，應(yīng)視為可代用。

　　2.4 同種交貨狀態(tài)下的沖擊功

　　用種交貨狀態(tài)下，代用材料在相同沖擊溫度下的沖擊功值大于被代用材料之值或在更低溫度下取得與被代用材料相同的沖擊功值，可認(rèn)為是“優(yōu)于”。需要注意的是，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣是橫向取樣。而某些國外標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣是縱向取樣，兩者數(shù)據(jù)要經(jīng)過換算后才能比較。

　　2.5 綜合力學(xué)性能

　　關(guān)于屈服強度σ_s和抗拉強度σ_b，只要按被代用材料所在規(guī)范計取許用應(yīng)力和選用計算公式，所得計算壁厚與采用被代用材料的壁厚相等，可認(rèn)為是“相近”。或者，代用材料所需厚度略厚但不會造成制造、檢驗要求的不適應(yīng)，也不會因此而需要對容器結(jié)構(gòu)作任何調(diào)整，那么也可認(rèn)為是“相近”。

　　關(guān)于屈強比，一般應(yīng)符合σ_s/σ_b≤0.85，然而，考察容器殼體鋼材牧ρ閱?，近x齬鋁⒌乜疾歃?sub>s、σ_b和σ_s/σ_b是不夠的，尚應(yīng)綜合考察材料吸收外力作功的能力，現(xiàn)推薦考察該能力的一個綜合指標(biāo)。

　　從殼體上截取尺度為t×t×t之立方單元，設(shè)該單元承受單向拉伸應(yīng)力σ。設(shè)拉力方向的變形為Δt，材料對應(yīng)于σ點的彈性模量為k。則該單元吸收的功為：

　　w=kσ×t²×Δt

　　設(shè)材料延伸率為δ_s，且δ_s＝Δt/t，則上式改寫為：

　　w=kσ×t³×δ_s

　　若代用鋼材單元吸收功w₁大于被代用材料之單元吸收功w₂就可認(rèn)為是“優(yōu)于”。

　　對于化學(xué)成份和σ_s、σ_b相同或相近的材料近似地有k₁=k₂。那么，代用鋼材綜合力學(xué)性能“優(yōu)于”被代用材料的判斷式即可表示為：σ₁t₁³δ_sl≥σt³×δ_s。