NB/T 47011-2022锆制压力容器于2023年05月04日实施
NB/T 11270-2023钛制容器于2023年11月26日实施
这两本标准都已经实施的一段时间，本文就标准中新增加的热气循环试验流程进行描述自己的理解和总结。
线膨胀指的是材料在温度升高时，材料的各种线度（如长度、宽度、厚度、直径等）都要增长的物理现象。
为了描述线膨胀的特性，引入了线膨胀系数的概念。线膨胀系数即固体温度每升高1摄氏度，引起的线度伸长量跟原长度之比。
以下就是碳钢、高铬钢、TA2以及锆的线膨胀系数：
碳素钢在-196°C到800°C的温度范围内，其线膨胀系数从9.1 × 10^-6/°C变化到15.02 × 10^-6/°C2。
高铬钢在-196°C到800°C的温度范围内，其线膨胀系数从7.74 × 10^-6/°C变化到11.97 × 10^-6/°C2。
TA2钛合金在20-400°C的温度范围内，其平均线膨胀系数约为8.6 × 10^-6 /°C，这表明在温度升高时，TA2钛合金的体积膨胀较小，具有良好的尺寸稳定性。
但随着装置大型化，设备的压力及尺寸不断增大，使得设备的壁厚不断增加。由于锆(钛)材价格昂贵，使得其相应的复合板得到了广泛的应用，锆(钛)钢复合板能够显著降低有色金属用量，从而大大降低成本。但由于作为覆层的锆(钛)材与作为基材的碳钢之间存在性能差异，主要是线膨胀系数差异较大，使得该类设备失效的案例时有发生。
这是因为有色金属与碳钢之间不能直接焊接，因此，纵、环焊缝之间都是采用增加搭接盖板的方法来保证介质不与基层碳钢接触。丁字焊缝位置情况更加复杂，需要采用多层盖板结构，由于角焊缝承载面积较小，当基层与覆层热膨胀差较大时，角焊缝位置容易发生失效，从而导致设备腐蚀，严重时发生事故。
为了保证锆(钛)钢复合板设备在全寿命运行过程中的可靠性，在设备制造过程中要求进行热气循环试验，该试验在设备水压试验合格后进行，水压试验合格预示着设备的承压性能及安全性能得到保证，但该设备的承温性能并没有得到验证。鉴于此原因，在相关标准规范中推荐该类设备进行热气循环试验来进一步验证设备盖板处角焊缝的耐温可靠性。
看看标准中对于热气循环试验的编制说明：
可以看出现行标准中对试验的要求还有一些不明确的地方，例如升温速度、降温速度、保温时间、试验次数以及试验结束后多久进行无损检测等等具体细节。
关于试验温度和试验压力的选择：国内、外主要有两种建议:一种建议是采用设计温度和设计压力，另一种建议是采用工作(操作)温度与工作(操作)压力;标准中也是提供了两个方法做选择。文献1中给出了普遍的计算方式，可以让实施者通过计算找出最合适的试验温度和试验压力。
关于升温与降温速度的确认:由于这两种材料之间的线膨胀系数相差很大，大约相差三分之一，且钛的线膨胀系数较小，钛-钢之间又不能直接相互焊接，导致了设备基层的纵、环等焊缝上需要采用耐腐蚀的钛(锆)搭接盖板，搭接盖板的焊缝是角焊缝，承载面积很小，如果升(降)温过快将在盖板上增加附加热应力，容易使焊缝失效;升温与降温速度的确定也需要参考该类设备装置开、停车的规定。文献2选定升温与降温的速度均为<20℃/小时。文献3根据YBS 71-12—2007《钛-钢复合板制容器的热态试验》的规定和要求做出了如下选择
关于加热介质的选择：标准中给出了三种介质供选择（干燥洁净的空气、氮气、其他惰性气体）。这里的选择。网上看到有项目因为用空气进行了热气循环试验出现了疑似被氧化的现象，因此得出结论建议慎用空气。这里查询了一些文献，都是采用的空气加热，甚至采用了蒸汽加热，并未有描述被氧化的现象，所以该过程可能还是和制造厂的焊接工艺或者加热工艺有关。
关于加热次数和保温时间的选择：标准中给出的方案是进行一次即可，如果需要进行多次，需要设计文件进行说明。至于保温时间，在查阅的多项资料中均是保温时间达到1个小时，并没有和复层的厚度进行挂钩计算。以下是查阅到的两种方案，仅供大家参考。
参考文献：
文献1：高压锆钢复合板设备热气循环试验参数研究
文献2：一种大型钛复合板设备的热气循环试验方法
文献3：一种钛-钢复合板制容器热气循环试验技术
