压力容器标准

压力容器设计一般规定

1主题内容与适用范围

本标准规定了压力容器〔简称容器〕设计的分类、材质使用温度范围、探 伤合格标准及压力试验等.

本标准适用于钢制压力容器.铝制压力容器可参照执行.

2引用标准

〈〈压力容器平安技术监察规程?

GB 150-1998钢制压力容器 GB 151-89 钢制管壳式换热器 GB 700-89 碳素结构钢 GB 3190-82 GB 3193

GB 3274-88碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 GB 4237-9小锈钢热轧钢板 GB 6654-1996压力容器用钢板 JB 1580-75铝制焊接容器技术条件 JB 4710-92钢制塔式容器 JB 4730-94压力容器无损检测 JB/T 2549

3压力容器划定、及使用范围

3. 1压力容器划定范围按图1、表1的规定.

表1

序号 GB 150划定范围 接管与外管道焊接的第一道环向焊缝； 接管与外管道螺纹连接的第一道螺纹接头； 接管与外管道法兰连接的第一个法兰密封面； 接管与外管道米用专用连接件或管件连接的第一个法兰密封面； 直接连接在容器上的超压泄放装置和仪表等附件； 容器开孔的承压封头,平盖及紧固件； 1 2 3 4 5 6 7 非受压元件与容器连接的焊缝,焊缝以外的元件,如支座、吊耳、裙 座和增强圈等,亦应符合 GB150的规定. GB150与〈〈容规?适用范围按表2的规定 表2

?容规? 设计压力不大于 35MPa的钢制压 最高工作压力Pw大于等于〔不含液 力容器的设计、制造、检验与验收. 体静压力,下同〕； 设计温度范围根据钢材允许的使用 内直径〔非圆形截面指断面最大尺 温度确定. 寸〕大于或等于0.15m,且容积 V 大于等于0.025m3. 介质为气体,液化气体或最高工作温 度高于等于标准沸点的液体. 序号 GB15 0的适用范围 1 2 管辖范围为容器及与其连接为整体 的连通受压零部件. 低温容器设计按表3的规定

表3

材质或状况 碳素钢低合金钢 奥氏体钢 低温低应力工况 受环境温度影响

3 设计温度或壳壁温度 应遵循低温容器之规定 不遵循低温容器之规定 T 设 V -20 C 应遵循 不遵循 T 设 A -196 C T 设 +50 C> -20 C 不遵循 应遵循 T 壳 V -20 C 4 一般规定 容器与介质的分类

4.1.1根据压力P、压力乘积、介质物性,用途以及设计、制造特点、综合分类 按表4的

规定.

表 4

介质特性 非勿燃、无母 或毒性轻度 易然或毒性轻度 毒性极度或 X 0 5 > V > 10 V > 10 低压 管壳式余热锅炉 (Mpa) 反响容器 PA 贮存容器 Pv 换热容器 二类 / — 一类 别离容器 搪玻璃容器 —-1 中压 管壳式余热锅炉 (Mpa) 反响容器 贮存容器 PA Pv 10 换热容器 三类 二类 别离容器 搪玻璃容器 局压 管壳式余热锅炉 (Mpa) 反响容器 三类 PA 10 贮存容器 换热容器 P V 别离容器 100 4.1.2按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类符合表

5的规定

举例 表 5

作用原理分类 作用原理 主要是用于完成介质的物 反响容器代 号〔R〕 换热容器代 号〔E〕 别离容器代 号〔S〕 储存容器代 代号〔B〕 划

反响釜、分解锅、分解塔、聚合釜、 局煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉. 理、化学反响的压力容器. 压釜、超局压釜、合成塔、变换炉、 蒸主要是用于完成介质的热 量交换的压力容器. 主要是用于完成介质的液 体压力平衡和气体净化分 离等压力容器. 主要是用于盛装生产用的 体等到压力容器. 分

品

种

.

管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、 冷凝命、烝发命、加热命、电热烝汽 发生器等. 别离器、过滤器、集油器、缓冲器、 洗涤器、吸收塔、铜洗塔、枯燥塔、 除氧器等. 各种介质的贮罐、贮槽、槽车等. 号〔C〕球罐 原料气体、液体、液化气 注：在一种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用原理时,应按工 艺过程的主要作用

4.1.3介质分类及介质危害程度按表6的规定

表 6

介质分类 级别 极度危害 〔I高度危害 级〕 进入人体的量 v m3 ~10mg/m3 ~v 10mg/m3 危害程度 会引起肌 体严重损 伤致死. 会引起人 介质 氟、氢筒.酸、光气、氟化氢、 碳酸氟、氯 二氧化硫、氨、一氧化碳、氯 〔n 〔山中度危害 级〕级〕 体正常功 能乙烯、甲醇、氧化乙稀、二硫 化碳、乙焕等. 损伤. 轻度危害〔W级〕 > 10mg/m3 压力

氢氧化钠、四氟乙烯、内酮等」 4.2.1容器压力定义按表7的规定

表 7

容器压力定义 除了注明者外,压力均指表压力. 工作压力 设计压力 计算压力 指在正常工作情况下,容器顶部可能到达的最高压力. 指设定的容器顶部队最高压力,与相应的设计温度一起作为设 计载荷条件,其值不低于最高工作压力. 指在相应设计温度下,用以确定兀件厚度的压力,其中包括液 柱静压力.当元件所承受的液柱静压力小于 5% 设计压力时, 可忽略不计. 试验压力 指在压力试验时,容器顶部的压力. 4.2.2超压泄放装置压力定义见表 8

表 8

最大允许工作压力 动作压力 爆设计爆破压力 破标定爆破压力 系指在设计温度下,容器顶部所允许承受的最大表压力. 系指平安阀的开启压力或爆破片的爆破压力. 系指爆破片在指定温度下的爆破压力. 系指在爆破片铭牌上标7K的爆破压力. 压取低标AE爆破 系指在爆破片的制造范围内为零,为使爆破片处于较理 力压力 想的工作状态所要求的爆破压力值. 4.2.3设计压力P的规定取法按表 9

9

状况 容器上装有安 全阀 设计压力P的取值〔MPa〕 a〕 .根据容器的工作压力 Pw,确定平安阀的开启压力 P友~ P w;当Pzv MPa时,可适当提升Pz相对于Pw的 比值； a

b〕 .取容器的设计压力P等于或\"于开启压力Pz即P > Pz.

平安阀安装在 管取略高册高工作压力PW,如P- PMW b 道上,不直 接安装在压力 容器上. 压力容器装有 最低缺爆破压力Psmin按GB 150表B2的规定. 爆破片装置时 平安阀与爆破 串联组合 片装置的组合 装置 并联组合 容器超压的限度及泄放装置的动作压力同 串组合.其中平安阀的动作压力不大于设 计压力,爆破片的动作压力不得超过倍设 计压力. 临界温度周于 可靠保冷 取不小于设计温度下的饱和蒸汽压. 取不小于50C时的饱和蒸汽压. 容器超压的限度及泄放装置的动作压力应 符合GB 150 B4.2.2的规定. c d 50 C的液化气 体 无保冷 临界温度低于 可靠保冷 50 C的液化气 体 无实测数 据或无保 冷 盛装混合液化 取不小于试验测7EMX调温度下的饱和烝 汽压. 取不小于在规定充填量和50 C时饱和蒸汽 压. e ⑴50C的饱和蒸汽压力低于异丁烷 50 C的饱和蒸汽压 力时,取50 C和饱和蒸汽压力为最局工作压力； 石油气,应以 50 C为设计温 度. 〔2〕 高于50C异丁烷的饱和蒸气压力时,取50C丙烷的 饱和蒸气压力为最局工作压力； 〔3〕 高于50C丙烷的饱和蒸气压力时,取50C丙烯的饱 和蒸气压力. 真空容器 有平安装置 取倍的最大内外压力差与两者中的较小 值. 无平安装置 g h g

带火会 取夹套间的最大压力差. 有液柱静压 取最高工作压力加上计算部位的液柱静压力. 容器〔塔器〕 装有固体颗粒 取最高工作压加口上计算部位的有固体颗粒引起的侧 压容器〔填料〕 力. 温度 4.3.1设计温度 指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度〔沿元件金 属截面的温

度平均值〕.

4.3.2金属温度 标记在名牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最底 值.系指容器

〔或换热器〕各受压元件沿截面厚度的平均温度〔再任何情况下, 元件金属外表温度不得超过钢材的允许温度〕.

4.3.3试验温度系指压力试验时容器〔或换热器〕壳体的金属温度 厚度 各种厚度定义及相互之间关系按图 2

图2

1一厚度附加量〔C1+C2〕 2—最小厚度 3一计算厚度

4— 设计厚度〔3+C2〕 5— 名义厚度〔图样厚度〕 6一有效厚度〔毛胚后度5-C〕 注：CI一钢板、钢管厚度负偏差

C2一腐蚀裕量 C一厚度附加量

材料

4.5.1锻件用作受压元件时按表10的规定

表 10

钢 号 公称厚度 热处理 状态 锻件级别的选用要求 JB4726 20、35、16Mn 35 16Mn 标 JB4727 16MnD 〔1〕 零件截面尺寸〔指：直径、 N >100~300 N、N+T 边长或厚度〕大于300mm的碳 N、N+T 素钢和低合金钢锻件级别不低 < 300 于JB 4726~472飒定的m级； < 200 N+T、Q+T 〔2〕 毒性程度为极度危害介质 , 准 > 200~300 Q〔1010~ 当锻件尺^大于或等于 50mm 时,JB4728 0Cr18Ni9 < 100 1150 C 快 锻件级别不低于JB4726~4728 规>100~200 冷〕 定的m级. mm < 100

表

钢 号 公称厚度 10〔续〕

热处理 状态 锻件级别的选用要求 冲击试验温度钢号20按-20C, 正火加回 mm < 100 < 300 20 设计温度 小于-20 C 16MnD按-40C,其它要求按低 温压力容器用材料的规定,锻件 级别不低于 JB 4727规定的IV 级. 16MnD 火或调质 4.5.2普通碳素钢钢板的适用范围按表11的规定

表11

适用范围 钢号 标准号 设计压力 设计温度 允许厚度 MPa GB912 GB3274 Q235-A C 5 0~250 < 12 禁用介质 不得用丁盛装易燃或蠹性程度 为极度、高度和中度危害的压力 容器. < 10 0~350 < 16 不得用丁盛装液化石油气、蠹气 程度为极度、高度危害介质的压 力容器. Q235-B

< 0~350 < 20 不得用蠹性为高度或极度危害 介质的压力容器. 作法兰时无限制. Q235-C < 0~400 < 30 4.5.3低合金钢钢板的适用范围按表12的规定

表12

正火状态 制作 钢号 标准号 壳体 受压 元件 低温冲击试验 使用温度 使用温度 使用温度＜ -20 C \"0C \"10C 使用 厚度 状 态 最低 冲击 实验 温度 mm 16MnR 20R GB6654 a > 38mm a > 20mm 热轧 m m V s m m V s 16MnDR GB3351

6~25 正火 6~120 a > 25mm a > 12mm 热轧 6~16 正火 6~32 6~36 正火 / 34~100 -20 -20 -40 -30

4.5.4有色金属用作受压元件时适用范围见表 13的规定

表13

名称 标准号 设计压力 允许适用范围 设计温度 使用状态 其它 设计温度＞ 75 C 时,一般不选用含 镁量不大丁等丁 3%的铝合金. GB3190 铝及铝合金 R < 8 Mpa -269~200C M GB3193 4.5.4.1焊制有色金属压力容器的板材,不管其原状如何均按退火状态选取许用 应力. 4.5.4.2焊制有色金属压力容器的筒体,封头尽量不选用 LF21板材.

4.5.4.3压力容器用有色金属材料的温度适用范围中对所列材料推荐为 -200~20C ;对于高于50C,而低于时150C,必须在高温强度得到保证时,方 可有条件地使用.

材料超声探伤

制造壳体的碳素钢、低合金钢钢板符合表 14中的条件之一时,应逐张进行

超声波探伤.

序号 表14

应逐张超声波探伤的条件 〔只要具备一条〕 调质状态供货的钢板 合格级别 〔不低于〕 n探伤标准 1 2 3 4

级 级 级 级 30mm 的和 16MnR20R 多层包扎的容器内筒钢板 JB473A 94 mnm20nn的16MnDR低温容体用钢板