关于EN ISO 21028-2低温容器 - 低温下材料的韧性要求 ：-80 摄氏度至 -20 摄氏度之间的温度

EN ISO 21028-2 与其第1部分（EN ISO 21028-1）的目标一致，都是通过规定材料的冲击韧性要求来防止低温容器的脆性断裂。它们的核心区别在于所针对的温度区间不同，而这直接导致了材料选择和要求严格程度的差异。

1. 温度区间的意义

-20°C 至 -80°C 是一个在工业中非常常见的低温范围，涵盖了众多应用，例如：

乙烯、丙烯等石化产品的储存。

二氧化碳（液态CO₂）的储存（约-57°C @ 5.2 bar）。

氨的储存。

某些工业制冷过程。

在这个温度区间内，许多经过适当选择的碳钢和低合金钢仍然可以安全使用，这与低于-80°C必须使用奥氏体不锈钢或镍合金的情况不同。

2. 标准的核心技术要求

与第1部分类似，EN ISO 21028-2 的核心也是通过夏比V型缺口冲击试验来控制和验证材料的韧性。

冲击试验:

要求在与容器最低设计温度相同或更低的温度下进行冲击试验。

最低冲击功要求:

同样，根据材料的屈服强度和试件厚度，规定了必须达到的最低平均冲击功值。

关键点： 对于同一强度等级的材料，在-80°C至-20°C范围内要求的最低冲击功值，通常会低于在低于-80°C（第1部分）环境下要求的值。这是因为温度越高，材料固有的韧性越好，发生脆性断裂的风险相对较低。

试验与验收:

规定了取样数量、位置和方向。

规定了基于平均值和单个最小值的验收标准。

重要性与应用

经济性与安全性的平衡: 该标准允许在风险可控的较低温度范围内，使用成本更低的碳钢和低合金钢（如P355、16MnDR等低温压力容器用钢），但同时通过强制性的韧性要求为其设定了安全底线。

防止“意外”脆断: 许多碳钢在-20°C以下就开始进入韧脆转变区。此标准确保了即使在这种“不太冷”但足以引发脆性的环境下，材料仍具有足够的韧性储备。

法规符合性: 同样是满足压力设备指令 对材料安全要求的重要依据。

与 EN ISO 21028-1 的对比

为了更好地理解这两个部分，可以进行如下对比：

特性EN ISO 21028-1:2016 （低于 -80°C）EN ISO 21028-2:2018 （-80°C 至 -20°C）

温度范围	极低温 （深冷）	常规低温
风险等级	极高，脆性断裂风险非常大。	高，但相对可控。
典型介质	液氮、液氧、LNG、液氢	液态乙烯、丙烯、二氧化碳、氨
典型材料	必须使用高韧性材料： • 奥氏体不锈钢 (304L, 316L) • 铝合金 (5083) • 9%镍钢	可以使用低温用碳钢和低合金钢： • 低温碳钢 (如P265GH, P295GH) • 低温压力容器用钢 (如16MnDR, 09MnNiDR) • 也可使用不锈钢和铝合金
韧性要求严格度	极其严格，要求的最低冲击功通常更高。	严格，但要求的最低冲击功通常低于第1部分。

在整个标准体系中的位置标准号规范核心关联性说明

EN ISO 21028-1 & -2	材料的低温韧性	这两个标准共同构成了低温容器选材的基石。
EN ISO 21009-1/2 （低温容器）	容器的设计、制造和操作	EN ISO 21028-1/2 是 ISO 21009 系列在材料选择上的核心技术依据。
EN 15001-1:2023 （燃气管道）	燃气管道系统	燃气管道通常工作在环境温度以上。但如果涉及LNG气化后的冷态天然气输送，其管道材料可能需要考虑 ISO 21028-2 的韧性要求。
EN 15776:2022 （铸铁容器）	铸铁压力容器	完全不适用。铸铁的韧性无法满足任何低温环境的要求。

总结

EN ISO 21028-2:2018 是专门针对工作温度在-80°C至-20°C之间的低温容器的材料韧性要求标准。它通过规定科学的冲击试验方法和最低冲击功值，确保了在此常规低温区间内使用的碳钢和低合金钢能够安全地抵抗脆性断裂。对于从事石化、制冷和工业气体行业压力容器设计和制造的专业人员来说，此标准是进行经济、安全且合规的材料选择的必备工具。

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