本文整理自：黃嘉琥. NB/T47011-2010標準中鋯制壓力容器的特點[J]. 壓力容器, 2010, 27(10).

1. 鋼、鋁、銅、鎳、鈦、鋯及其合金，是各國主要壓力容器標準中6種主要的塑性金屬材料，我國的鋯制壓力容器標準為NB/T 47011-2010。鋯的耐蝕性最好（不過也并非萬能），尤其是在鹽酸、氫碘酸等強還原性酸中，但價格最貴，為一般鋼材的100~200倍。

2 鋯是前述6種金屬材料中熔點最高、熱膨脹系數(shù)最小、導熱性最差的，彈性模量僅高于鋁（即相同載荷下彈性變形量大）。與碳鋼低合金鋼、不銹鋼、鋁、銅、鎳等不能直接熔焊，但鋯可與鈦、鉭、鈮、鉿等無限溶解。鋯極易與環(huán)境反應，較高溫時在空氣中容易氧化、氮化，1000℃左右易燃燒。

3. 鋯的塑性比較差，壓力容器用鋯材應退火狀態(tài)供貨，這主要是因于鋯在862℃相變溫度以下為密集六方晶格。

4. 鋯材的應變強化能力很強，即隨變形率的增加，容易出現(xiàn)強度上升，塑性下降。鋯在500℃以下進行冷成形，纖維伸長率超過3%時即應進行退火處理。

5. 鋯雖然熱導率低，但其耐性好，可作為壁厚較小的換熱管，且其污垢系數(shù)也較低，常用作換熱器。換熱管與管板接頭宜采用脹焊并用（宜用柔性脹管法），這是因為鋯的塑性低、管壁薄，脹管率不宜太高防止脹裂。且由于鋯的熱膨脹系數(shù)僅為鋼的一半，溫度升高后，管板的膨脹量大于管子，會影響脹接的拉脫力。

6. 鋯也有較好的耐低溫性能，-60℃以上對鋯材沒有標準之外的任何附加要求，但在更低溫度時需要檢驗其斷后伸長率，最低可用于-269℃。

7. 鋯的最高許用設計溫度為375℃，這個溫度下鋯材的許用應力只取決于抗拉強度或屈服強度，不需要考慮高溫持久強度及蠕變強度。（高于鋁的200℃，及銅的350℃）不過，由于鋯材的屈服隨溫度的上升而下降得較快，200℃僅為室溫的一半，375℃僅為四分一，實際上鋯制壓力容器的應用溫度多在250℃以下。

8. 鋯制壓力容器多采用復合板，但因其熱膨脹系數(shù)較低，升溫時鋯覆材所受拉應力較高。因為復合板的基層和覆層有較好的連接強度，復合板的抗熱應力性能要比松襯里結構好，所以極少采用松襯容器。（也只有鋯才常用三層復合板，中間層為鈦）

9. 對于鋯-鋼復合板容器，鋯不能與鋼直接熔焊（有時也用釬焊或機械方法連接），覆層鋯的焊接常采用蓋板角焊結構。（改天我們再專門學習這個）由于鋯蓋板和基層并無連接，復合板的構件是不能計入覆層的，所以常用于覆層的Zr-1（R60700），只有強度上限要求，而沒有下限要求。

10. 鋯的活性高，焊接高溫下焊縫和熱影響區(qū)容易受到污染，所以必須在真空或氬氣保護下進行焊接，所以只能用鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子焊和電子束焊，而不能用焊條電弧焊和埋弧焊（靠熔渣保護是不夠的）。并且冷卻中的焊接接頭溫度超過400℃時，均應進行保護。NB/T 47011要求對焊接接頭的表面顏色進行檢驗，即確保其不受空氣污染。

11. 鋯的彈性模量較低，屈彈比較高，冷成形后有較大的回彈，加工難度較大。

12. Zr-5（R60705）應進行焊后熱處理，Zr-3（R60702）焊后最好進行退火，也可不退火。

13. 與其他金屬的原材料檢驗要求不同，鋯材要求縱向、橫向均進行檢測，這是因為，鋯材料的密集六方晶格結構，在變形量大的縱向由于變形強化作用大，會使其抗拉強度大多為縱向高于橫向，而由于形變織構的擇優(yōu)反向現(xiàn)象會使其屈服強度大多為橫向高于縱向。

14. NB/T 47011要求6mm以上承壓用的鋯板就應逐張進行超聲檢測，這要嚴于其他材料。（此外，之所以6mm為下限，是因為6mm以下超聲檢測不了）標準還規(guī)定鋯容器的對接接頭應進行100%RT或UT檢測，不考慮局部檢測。（提高焊接接頭系數(shù)，減少壁厚，節(jié)省材料）而所有A、B、C、D類接頭均應進行滲透法表面檢測。

15. 鋯容器中多為強腐蝕性介質，強腐蝕性介質對鋼基層的腐蝕很快，易造成壓力容器的嚴重事故。鋯襯層及覆層常用搭接角焊縫，承載能力低(尤其是熱應力載荷)，焊縫質量較難保證，并且一般只進行表面無損檢測。耐壓試驗時，如果殼層不漏，并不能保證襯層和覆層也不漏。因此應盡量進行泄漏試驗，檢測鋯襯層和覆層焊縫質量不泄漏。泄漏試驗對鋯的襯里與復合容器比對其他材料的容器更重要。

16. 由于鋯的熱膨脹系數(shù)比鋼低，升溫后復合板鋯層容易被拉裂。另外，鋯襯層和覆層的焊縫多系搭接角焊縫，承載能力低。而熱氣循環(huán)試驗可以在設計溫度和壓力下的非腐蝕性介質作用下，檢驗鋯層尤其是焊縫承受熱應力的能力，因而鋯襯里和復合板壓力容器比其他材料的壓力容器更有必要采用熱氣循環(huán)試驗。