(可作培训资料)
内容提要: 第一章 范围
第二章 基本概念 第三章 基本知识 第四章 材料 第五章 设计
第六章 无损检测 第七章 焊接 第八章 制造 第九章 热处理 第十章 试验
第十一章 安全附件 第十二章 有色金属
第十三章 低温压力容器
第一章 范围
一、 《容规》范围 (一)适用范围
1、 最高工作压力(pw)大于等于0.1MPa(不含液体静压力,下同); 2、 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)
大于等于0.025m3;
3、 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的
液体。
(二)《容规》第三章、第四章和第五章适用于下列容器
1、 与移动压缩机一体的非独立的容积小于等于0.15m3的储罐、锅
炉房的分气缸;
2、 容积小于0.025m3的高压容器;
3、 深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力
容器、空分设备中的冷箱; 4、 螺旋板换热器;
5、 水力自动补气气压给水(无塔上水)装置中的气压罐,消防装置
中的气体或气压给水(泡沫)压力罐;
6、 水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水
箱;
7、 电力行业专用的全封闭式组合电器(电容压力容器); 8、 橡胶行业使用的轮胎硫化机及承压的橡胶模具。
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(三)适用于所属压力容器的附件
1、 安全阀; 2、 爆破片装置; 3、 紧急切断装置; 4、 安全联锁装置; 5、 压力表; 6、 液面计; 7、 测温仪表。
(四)适用于除压力容器本体外还有
1、 压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊缝的焊接
坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接的第一个密封面; 2、 压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件; 3、 非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。 (五)《容规》不适用于下列压力容器
1、 超高压容器; 2、 各类气瓶;
3、 非金属材料制造的压力容器;
4、 核压力容器、船舶和铁路机车上的附属压力容器、国防或军事装
备用的压力容器、真空下工作的压力容器(不含夹套压力容器)、各项锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火焰加热的设备(如烟道式余热锅炉等)。
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5、 正常运行最高工作压力小于0.1MPa的压力容器(包括在进料或
出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器,不包括消毒、冷却等工艺过程中需要短时承受压力大于等0.1MPa的压力容器);
6、 机器上非独立的承压部件(包括压缩机、发电机、泵、柴油机的
气缸或承压壳体等,不包括造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器);
7、 无壳体的套管换热器、波纹板换热器、空冷式换热器、冷却排管。 二、 GB150-98范围 (一)适用范围
1、适用于设计压力不大于35 MPa的压力容器; 2、适用于设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。 (二)不适用于范围
1、直接用火焰加热的容器; 2、核能装置中的容器;
3、旋转或往复运动的机械设备(如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等)中自成整体或作为部件的压力容器室; 4、 经常搬运的容器;
5、 设计压力低于0.1MPa的容器;
6、 内直径(对非圆形截面,指宽度、高度或对角线,如矩形为对角线,椭圆为长轴)小于150㎜的容器; 7、 要求作疲劳分析的容器;
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8、 已有其他行业标准的容器。诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。
(三)对不能用GB150标准来确定结构尺寸的受压元件,允许用以下方
法设计,但需经全国压力容器标准化技术委员会评定、认可。 1、包括有限元法在内的应力分析;
2、验证性实验分析(如实验应力分析、验证性液压试验); 3、用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。
第二章 基本概念
一、 压力、温度和厚度 1、 压力
■ 压力:除注明者外,压力均指表压力。
■ 工作压力:指在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。 ■ 设计压力:指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一
起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。
■ 计算压力:指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,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。
■ 最大允许工作压力:指在设计温度下,容器顶部所允许承受的最
大表压力,该压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得,且取最
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小值。
2、 温度
■ 设计温度:指容器在正常工作台情况下,设定的元件的金属温度
(沿元件金属截面的温度平均值)设计温度与设计压力一起作为载荷条件。
■ 试验温度:指压力试验时,壳体的金属温度。 3、 厚度(厚度关系见下图) C1+C2
C1+C2 ■ 计算厚度(δ):指按公式计算得到的厚度。需要时,尚应计入其他载荷所需厚度。
■ 设计厚度(δd):指计算厚度与腐蚀裕量之和。
■ 名义厚度(δn):指设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。即标注在图样上的厚度。
■ 有效厚度(δe):指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。
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■ 钢材厚度(δs):钢材的投料厚度。
■ 最小保证厚度(δmin):为了保证设计的安全等性能所必须保证的最小厚度。加工成形后,实测的最小厚度不得小于最小保证厚度。一般规定:最小保证厚度不得小于名义厚度减去钢板厚度负偏差;最小保证厚度也可在图样上注明;对于分析设计,最小保证厚度可以是设计厚度。
二、 特种设备用语含义
1、 锅炉:是利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热
到一定的参数,并承载一定压力的密闭设备,其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉;有机热载体锅炉。
2、 压力容器:是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,
其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶;氧舱等。
3、 压力管道:是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状
设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大
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于25㎜的管道。
4、 电梯:是指动力驱动,利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线
路运行的梯级(踏步),进行升降或者平行运送人、货物的机电设备,包括载人(货)电梯、自动扶梯、自动人行道等。 5、 起重机械:是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机
电设备,其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。
6、 客运索道:是指动力驱动,利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运
送人员的机电设备,包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。
7、 大型游乐设施:是指用于经营目的,承载乘客游乐的设施,其范
围规定为设计最大运行线速度大于或者等于2m/s,或者运行高度距地面高于或者等于2 m的载人大型游乐设施。
注:特种设备还包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。
三、 法规名词术语
1、法律――是指经全国人民代表大会或全国人民代表大会常务委员会通过、由国家主席签署主席令予以公布的法律。
2、行政法规――按照《宪法》和《立法法》,全国人民代表大会及其常务委员会有权作出决定,授权国务院可以根据实际需要,对尚未
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制定法律的部分事项先制定行政法规,国务院根据全国人民代表大会及其常务委员会的授权决定先制定的行政法规,经过实践检验,制定法律的条件成熟时,国务院应当及时提请全国人民代表大会及其常务委员会制定法律。法律制定后,相应立法事项的授权终止。国务院根据宪法和法律,制定行政法规。行政法规由总理签署国务院令公布。行政法规签署公布后,及时在国务院公报和在全国范围内发行的报纸上刊登。在国务院公报上刊登的行政法规文本为标准文本。
3、地方性法规――省、自治区、直辖市的人民代表大会及其常务委员会根据本行政区域的具体情况和实际需要,在不同宪法、法律、行政法规相抵触的前提下,可以制定地方性法规。较大的市(是指省、自治区的人民政府所在地的市,经济特区所在地的市和经国务院批准的较大的市)的人民代表大会及其常务委员会根据本市的具体情况和实际需要,在不同宪法、法律、行政法规和本省、自治区的地方性法规相抵触的前提下,可以制定地方性法规,报省、自治区的人民代表大会常务委员会批准后施行。
4、部门规章――按照《立法法》规定,由国务院各部、委、署和具有行政管理职能的直属机构,根据法律和国务院的行政法规、决定、命令,在本部门的权限范围内,制定规章。部门规章规定的事项应当属于执行法律或者国务院的行政法规、决定、命令的事项。部门规章应当经部务会议或者委员会会议决定并由部门首长签署命令予以公布。部门规章签署公布后,及时在国务院公报或者部门公报和在全国范围内发行的报纸上刊登。在国务院公报或者部门公报和地方人民政府公报上刊登的规章文本为标准文本。(本文所述部门规章泛指以国家质检总局局长“令”形式颁布的、行政管理性内容较突出的文件。)
5、地方规章――省、自治区、直辖市和经国务院批准的较大的市
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(省、自治区的人民政府所在地的市,经济特区所在地的市及其他经国务院批准的较大的市)政府,根据法律和国务院的行政法规、决定、命令,在不同宪法、法律、行政法规和本省、自治区的地方性法规相抵触的前提下,经政府办公会议决定并由政府首长签署命令予以公布的“令”。
6、安全技术规范――本文所指安全技术规范是规定强制执行的特种设备安全性能和相应的设计、制造、安装、修理、改造、使用管理规定和检验检测方法,以及许可、考核条件、程序的一系列具有行政强制力的规范性文件,包括“安全监察规程”、“许可、考核规则”、和“技术检验规则”。(《特种设备安全监察条例》首次以法规形式在锅炉压力容器领域提出了“安全技术规范”的概念,由国务院特种设备安全监督管理部门制订并公布)。
7、安全性能――是指特种设备法律、法规、行政规章、技术规范所规定的安全技术项目和指标,即特种设备基本安全要求的总和。
8、引用标准――本文所述引用标准系指安全技术规范所引用的标准。标准一旦被安全技术规范所引用,具有与安全技术规范同等的法律效力和强制属性,并成为法律法规体系的组成部分。
9、安全监察――本文所称安全监察是负责特种设备安全的政府行政机关为实现安全目的而从事的决策、组织、管理、控制、监督检查和行政执法等活动的总和。
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第三章 基本知识
一、 压力容器的分类 介质性质 PV值(MPa.m3) 换热容器 低压 (MPa) 0.1≤p<1.6 分离容器 储存容器 反应容器 非易燃 无毒/轻毒性 易燃 中度毒性 ≥0.5 ≥10 一类 容器 二类 容器 三类 容器 高度毒性 极度毒性 ≥0.2 管壳式余热锅炉 搪玻璃压力容器 换热容器 中压 (MPa) 1.6≤p<10 分离容器 储存容器 反应容器 管壳式余热锅炉 搪玻璃压力容器 换热容器 分离容器 储存容器 反应容器 管壳式余热锅炉 高压 (MPa) 10≤p<100 使用强度级别较高的 材料制造的压力容器 移动式压力容器 球形储罐 (容积大于等于50m3) 低温液体储存容器 (容积大于5m3)
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二、压力容器压力等级【按压力容器的设计压力(p)划分】
等级 低压 中压 高压 超高压 代号 L M H U 压力范围 0.1MPa≤p<1.6MPa 1.6MPa≤p<10MPa 10MPa≤p<100MPa p≥100MPa 三、压力容器分类(按压力容器在生产工艺过程中的作用原理划分)
分类 代号 作用原理 用于完成介质的物理、化学反应 典型设备 反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉 管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热器、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套 分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器 各种型式的储罐 反应压力容器 R 换热压力容器 E 用于完成介质的热量交换 分离压力容器 S C (球罐:B) 用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离 用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质 储存压力容器
四、锅炉制造许可级别划分:
级别 A B C 制造锅炉范围 不限 额定蒸汽压力小于及等于2.5MPa的蒸汽锅炉(表压,下同) 额定蒸汽压力小于及等于0.8MPa且额定蒸发量小于及等于1t/h的蒸汽锅炉; 额定出水温度小于120℃的热水锅炉 额定蒸汽压力小于及等于0.1MPa的蒸汽锅炉; 额定出水温度小于120℃且额定热功率小于及等于2.8MW的热水锅炉 D
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五、 压力容器制造许可级别划分:
级别 A A1: 超高压容器、高压容器; A2:第三类低、中压容器; A3:球形储罐现场组焊或球壳板制造; A4:非金属压力容器; A5:医用氧舱 B B1:无缝气瓶; B2:焊接气瓶; B3:特种气瓶 C C1:铁路罐车; C2:汽车罐车或长管拖车; C3:罐式集装箱 D1:第一类压力容器; D2:第二类低、中压容器 制造压力容器范围 代表产品 A1应注明单层、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板、无缝、锻造、管制等结构形式 B2注明含(限)溶解乙炔气瓶或液化石油气瓶。 B3注明机动车用、缠绕、非重复充装、真空绝热低温气瓶等 D
六、介质毒性程度的分级和易燃介质的划分如下:
压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质的划分参照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害核爆炸危险程度分类》的规定。无规定时,按下述原则确定毒性程度:
毒性程度 极度危害 高度危害 中度危害 轻度危害 分级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 最高容许浓度 备注 <0.1mg/m3 氯、水银、氰化氢、光气(碳酰氯)、氰 30.1~<1.0mg/m 环氧乙烷、甲酸、甲醛、三硝基甲苯(TNT) 1.0~<10mg/m3 甲醇、氨、苯、硫化氢、二硫化碳、乙炔 ≥10mg/m3
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第四章 材料
一、 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢板,凡符合下列条件之
一的,应逐张进行超声检测:
1、 盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器; Ⅱ级 2、 盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mm/L的压力容器; Ⅱ级 3、 最高工作压力大于等于10MPa的压力容器; Ⅲ级 4、 GB150第4章和附录C、GB151、GB12337及其他国家标准和行业
标准中规定应逐张进行超声检测钢板。
5、 移动式压力容器。 Ⅱ级
GB150之规定:
1、 厚度大于30㎜的20R和16MnR; Ⅲ级 2、 厚度大于25㎜的15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、
13MnNiMoNbR和Cr-Mo钢板; Ⅲ级 3、 厚度大于20㎜的16MnDR、15MnNiDR和09MnNiDR; Ⅲ级 4、 多层包扎压力容器的内筒钢板; Ⅱ级 5、 调质状态供货的钢板; Ⅱ级 6、 低温压力容器壳体厚度大于20㎜的钢板(GB150附录C)。Ⅲ级 二、 下列碳素钢和低合金钢钢板,应在正火状态下使用:
1、用于壳体厚度大于30㎜的20R和16MnR;
2、 用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度大于50的20R和16MnR;
3、 厚度大于16㎜的15MnVR。
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三、 下列碳素钢和低合金钢钢板,应逐张进行拉伸和夏比(V型缺口)
冲击(常温或低温)试验: 1、调质状态供货的钢板;
2、 多层包扎压力容器的内筒钢板; 3、 用于壳体厚度大于60㎜的钢板。
四、 用于壳体的下列钢板,当使用温度和钢板厚度符合下述情况时,应
每批取一张钢板或按GB150中4.2.6规定应逐张钢板进行夏比(V型缺口)低温冲击试验。试验温度为钢板的使用温度(即相应受压元件的最低设计温度)或按图样的规定,试样取样为横向。 1、 温度低于0℃时:厚度大于25㎜的20R,厚度大于38㎜的16MnR、
15MnVR,任意厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR和Cr-Mo钢板;
2、 用温度低于-10℃时:厚度大于12㎜的20R,厚度大于20㎜的
16MnR、15MnVR。
注:低温冲击功的指标根据钢板标准抗拉强度下限值按GB150附录C确定。
六、 用于制造第一、第二类压力容器的钢板,有下列情况之一的应复验:
1、 设计图样要求复验的; 2、 用户要求复验的;
3、 制造单位不能确定材料真实性或对材料的性能和化学成分的怀
疑的;
4、 钢材质量证明书注明复印件无效或不等效的。
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七、 用于第三类压力容器的钢板必须复验,复验内容至少包括:
1、 逐张检查钢板表面质量和材料标志; 2、 按炉复验钢板的化学成分;
3、 按批复验钢板的力学性能、冷弯性能; 4、 当钢厂未提供钢板超声检验保证书时。 八、 GB150对材料的规定:
1、压力容器受压元件用钢应由平炉、电炉或氧气转炉冶炼。
2、选择压力容器用钢应考虑容器的使用条件(如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等)、材料的焊接性能、容器的制造工艺以及经济合理性。
3、 材的使用温度上限为GB150各许用应力表(表4-1、表4-3、表4-5
及表4-7)中各钢号所对应的上限温度。碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时,应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。奥氏体钢的使用温度高于525℃时,钢中含碳量应不小于0.04%。 4、 钢材的使用温度下限,除奥氏体钢及另有规定者外,均为高于
-20℃。钢材的使用温度低于或等于-20℃时,应附录C的规定进行夏比(V型缺口)低温冲击试验。奥氏体钢的使用温度高于或等于-196℃时,可免做冲击试验。
5、 00Cr18Ni5Mo3Si2钢板的伸长率(δ5)应不小于23%。 八、 不锈钢复合板应符合以下规定:(GB150-98:4.2.12)
1、复合界面的结合剪切强度应不小于200 MPa;
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2、 复合界面的结合率指标及超声检测范围,应在图样或相应技术文件
中注明;
3、 基层为GB150中所列的碳素钢和低合金钢钢板或锻件。复材为
GB150中所列的高合金钢钢板;
4、 复合钢板应在热处理后供货,基层的状态应符合GB150的有关规
定;
5、 复合钢板的使用范围应同时符合基材和复材使用范围的规定; 6、 复合钢板的技术要求除符合上述有关规定外,尚应按GB8165或
GB4733的相应规定。
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第五章 设计
一、
开孔及补强
1、 检查孔的最少数量与最小尺寸(《容规》第45条)
检查孔的最少尺寸(㎜) 备注 人孔 手孔 φ75或 300<Di≤500 手孔2个 长圆孔 75×50 人孔1个,或手φ400或长圆孔φ100或 500<Di≤1000 孔2个(当容器400×250 长圆孔 无法开人孔时) 380×280 100×80 人孔1个,或手φ150或 球罐人孔最Di>1000 孔2个(当容器同上 长圆孔 小500㎜ 无法开人孔时) 150×100 内径Di(㎜) 检查孔 最少数量
2、 符合下列条件之一的压力容器可不开设检查孔:(《容规》第46条) ■ ■
筒体内径小于等于300㎜的压力容器;
压力容器上设有可以拆卸的封头、盖板等或其他能够开关的盖子,其封头、盖板或盖子的尺寸不小于所规定检查孔的尺寸; ■ ■ ■
无腐蚀或轻微腐蚀,无需做内部检查和清理的压力容器; 制冷装置用压力容器; 换热器。
3、 不属于第46条所规定条件的压力容器,因特殊情况下不能开设检
查孔时,则应同时满足以下要求(《容规》第47条): ■ ■
对每条纵、环焊缝做100%无损检测(射线或超声); 应在设计图样上注明计算厚度,且在压力容器在用期间或检验
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时重点进行测厚检查; ■
相应缩短检验周期。
4、 开孔范围(GB150-98中8.2)
开孔处形状 Di≤1500㎜ 开孔最大直径 d≤Di /2,d≤520㎜ d≤Di /3,d≤1000㎜ d≤Di /2 d≤Di /3 圆筒 Di>1000㎜ 凸形封头或球壳 锥壳(或锥形封头)
5、 不另行补强的最大开孔直径(GB150-98中8.3): ■ 设计压力小于或等于2.5 MPa;
■ 两相邻开孔中心的间距(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔
直径之和的两倍;
■ 接管公称外径小于等于89㎜; ■ 接管最小壁厚满足下表。
接管公称外径 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小壁厚 3.5 4.0 5.0 6.0 注: 1、 钢板的标准抗拉强度下限σb>540MPa时,接管与壳体的连接宜采用全焊透的结构型式; 2、 接管的腐蚀裕量为1㎜。
6、 (以后增加) 二、 (以后增加)
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第六章 无损检测
一、 下列情况之一的,应采用全焊透型式:
1、 介质为易燃或毒性为极度危害和高度危害的压力容器; 2、 做气压试验的压力容器; 3、 第三类压力容器; 4、 低温压力容器;
5、 按疲劳准则设计的压力容器; 6、 直接受火焰加热的压力容器; 7、 移动式压力容器。
二、 符合下列情况之一时,压力容器的对接接头,必须进行全部射线或
超声检测:
1、 GB150及GB151等标准中规定进行全部射线中超声检测的压力
容器;
2、 第三类压力容器;
3、 第二类压力容器中易燃介质的反应压力容器和储存压力容器; 4、 设计压力大于5.0MPa的压力容器;
5、 设计压力大于等于0.6MPa的管壳式余热锅炉;
6、 设计选用焊接接头系数为1.0的压力容器(无缝管制筒体除外); 7、 疲劳分析设计的压力容器; 8、 采用电渣焊的压力容器;
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9、 使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器; 10、 符合下列之一的铝、铜、镍、钛及其合金制压力容器:
⑴ 介质为易燃或毒性程度为极度、高度、中度危害的; ⑵ 采用气压试验的;
⑶ 设计压力大于等于1.6MPa的。 GB150之规定:
1、 钢板厚度δs>30㎜的碳素钢、16MnR;
2、 钢板厚度δs>25㎜的15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不
锈钢;
3、 标准抗拉强度下限σb>540MPa的钢板(6~8㎜15MnVR除外); 4、 钢板厚度δs>16㎜的12CrMo、15CrMoR、15CrMo;其他任意
厚度的Cr-Mo低合金钢; 5、 进行气压试验的容器;
6、 图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器; 7、 图样规定须100%检测的容器;
8、 多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头; 9、 热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头;
10、 对于上述进行100%射线或超声检测的焊接接头,是否需要采用
射线或超声检测进行复查,以及复查的长度,由设计者在图样上予以规定。
注:以上20条规定的100%射线检测Ⅱ级、超声检测Ⅰ级为合格!!
除上面10条规定100%射线或超声检测以及允许不进行射线或超声检测对接接头外的容器,允许对其A类及B类焊接接头进行局部射线或超声检测。检测方
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法按图样规定。检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%,且不小于250㎜。焊缝交叉部位及以下部位应全部检测,其检测长度可计入局部检测长度之内。
1、先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头;
2、凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊接接头; 3、 以开孔中心为圆心,1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊
接接头;
4、 嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊接接头;
5、 公称直径不大于250㎜的接管与长颈法兰、接管与接管对接连
接的焊接接头。
注:以上5条规定的100%射线检测Ⅲ级、超声检测Ⅱ级为合格!!! GB150附录C《低温压力容器》之规定: 1、容器设计温度低于-40℃;
2、容器设计温度虽高于或等于-40℃,但接头厚度大于25㎜; 3、符合GB150-98中10.8.2.1和10.8.2.2者。
注:以上3条规定的100%射线检测Ⅱ级、超声检测Ⅰ级为合格!!!!
三、 《容规》对无损检测的几种规定:
1、 压力容器壁厚小于等于38㎜时,对接接头应采用射线检测;由于
结构等原因,不能采用射线检测时,允许采用可记录的超声检测。 2、 压力容器壁厚大于38㎜时(或小于等于38㎜,但大于20㎜且使
用材料标准抗拉强度下限σb>540MPa)时,其对接接头如采用射线检测,则每条焊缝还应附加局部超声检测;如采用超声检测,则每条焊缝还应附加局部射线检测。无法进行射线检测和超声检测
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时,应采用其他检测方法进行附加局部无损检测。附加局部检测应包括所有的焊缝交叉部位,附加局部检测的比例为《容规》第84条规定的原无损检测比例的20%。
3、 铁磁性材料压力容器的表面检测应优先选用磁粉检测。 4、 有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。
5、 有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行无损检测。 6、 有再热裂纹倾向的材料在热处理后再增加一次无损检测。 7、 局部无损检测部位由制造单位检验部门根据实际情况指定。但对所
有的焊缝交叉部位以及开孔区将被其他元件覆盖的焊缝部分必须进行射线检测,拼接封头(不含先成形后组焊的拼接封头)、拼接管板的对接接头必须进行100%无损检测,拼接补强圈的对接接头必须进行100%超声或射线检测,其合格级别与压力容器壳体相应的对接接头一致。
8、 拼接封头应在成形后进行无损检测,若成形前进行无损检测,则成
形后应在圆弧过渡区再做无损检测。
9、 公称直径大于等于250㎜(或公称直径小于250㎜,其壁厚大于28
㎜)的压力容器接管对接接头的无损检测比例及合格级别应与压力容器壳体主体焊缝要求相同;公称直径小于250㎜,其壁厚小于等于28㎜时仅做表面无损检测,其合格级别为Ⅰ级。
四、符合下列条件之一的焊接接头,需按图样规定的方法,对其表面进行
磁粉或渗透检测:
1、 凡属10.8.2.1中第3、4条容器上的C类和D类焊接接头;
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2、 层板材料标准抗拉强度下限σb>540MPa的多层包扎压力容器
的层板C类焊接接头; 3、 堆焊表面;
4、 复合钢板的复合层焊接接头;
5、 标准抗拉强度下限σb>540MPa的材料及Cr-Mo低合金钢材经
火焰切割的坡口表面,以及该容器的缺陷修磨或补焊处的表面,卡具和拉肋等拆除处的焊痕表面;
6、 凡属10.8.2.1容器上公称直径小于250㎜的接管与长颈法兰、接
管与接管对接连接的焊接接头。
第七章 焊接
一、 当施焊环境出现下列任一情况,且无有效防护措施时,禁止施焊: 1、 手工焊时风速大于10m/s; 2、 气体保护焊时风速大于2m/s; 3、 相对湿度大于90%; 4、 雨、雪环境。 二、 A、B类接头焊缝的余高
1、 GB150-98规定A、B类接头焊缝的余高e1、e2:
标准抗拉强度下限值σb>540MPa的钢材以及Cr-Mo低其他钢材 合金钢钢材 单面坡口 e1 0~10%δs e2 ≤1.5 e1 0~10%δ1且≤3 双面坡口 e2 0~10%δ2且≤3 单面坡口 e1 0~15%δs且≤4 e2 ≤1.5 e1 0~15%δ1且≤4 双面坡口 e2 0~10%δ2且≤4 23
2、 JB4732-95规定A、B类接头焊缝的余高e、e1:
■ ■ 对于需按附录C进行疲劳分析设计的容器,其A、B类焊接接头表面应与母材表面齐平,不允许保留余高;
对于无需按附录C进行疲劳分析设计的容器,其A、B类焊接接头的余高按下表:
余高e(e1) 接头深度 δ(δ1) ≤12 标准抗拉强度下限值σb>540MPa的钢材以及Cr-Mo低合金钢钢材以及碳素钢与低合金钢材制低温压力容器 0~10%δ(δ+δ1) 0~10%δ(δ+δ1) 0~10%δ(δ+δ1),且≤3 ≤3 其他钢材压力容器 0~1.5 0~2.5 0~3.0 0~4.0 12<δ≤25 25<δ≤50 >50 注:接头深度对单面焊为母材厚度;对双面焊为坡口直边部分中心至母材表面的深度,
两侧分别计算。
三、
第八章 制造
一、
符合以下条件之一者,应按每台容器制备产品焊接试板:
1、移动式压力容器(批量生产的除外); 2、设计压力大于等于10MPa的压力容器; 3、现场组焊的球形储罐;
4、使用有色金属制造的中、高压容器或使用σb>540MPa的高强钢制造的压力容器;
5、 异种钢(不同组别)焊接的压力容器;
6、 设计图样上或用户要求按台制作产品焊接试板的压力容器; 7、 GB150中规定应每台制作产品焊接试板的压力容器。
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GB150中(10.5.1.1)规定(A类的圆筒纵向焊接接头) 1、 钢板厚度δs>20㎜的15MnVR、15MnNbR;
2、 钢板标准抗拉强度下限σb>540MPa(6~8㎜15MnVR除外); 3、 Cr-Mo低合金钢;
4、 当设计温度小于-10℃时,钢板厚度δs>12㎜的20R;钢板厚度δ
s>20㎜的16MnR;
5、 当设计温度小于0℃,大于等于-10℃时,钢板厚度δs>25㎜的20R;
钢板厚度δs>38㎜的16MnR;
6、 制作容器的钢板凡需经热处理以达到设计要求的材料力学性能指
标者;
7、 图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器。
第九章 热处理
一、 容器及其受压元件符合下列条件之一者,应进行焊后热处理: 1、A、B类焊接接头处钢板厚度δs符合以下条件者:
■ 碳素钢、15MnNbR、07MnCrMoVR厚度大于32㎜(如焊前预热100℃以上时,厚度大于38㎜);
■ 16MnR及16Mn厚度大于30㎜(如焊前预100℃以上时,厚度大于34㎜);
■ 15MnVR及15MnV厚度大于28㎜(如焊前预热100℃以上时,厚度大于32㎜);
■ 任意厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR、
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14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、20MnMo、20MnMoNb、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2Mo1和1Cr5Mo钢。
■ 对于钢板厚度δs不同的焊接接头,上述厚度按薄者考虑;对于异种钢材相焊的焊接接头,按热处理严者确定。 2、 图样注明有应力腐蚀的容器;
3、 图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器; 4、 图样另有规定,奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行热处理。
二、 冷成形或中温成形的受压元件,凡符合下列条件之一者应于成形后
进行热处理:
1、 筒钢板厚度δs符合以下条件者:
■ 碳素钢、16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3%; ■ 其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径Di的2.5%。
2、 冷成形封头应进行热处理。当制造单位确保冷成形后的材料性能符
合设计、使用要求时,不受此限。除图样另有规定,冷成形的奥氏体不锈钢封头可不进行热处理。
3、 要焊后进行消氢处理的容器,如焊后随即进行焊后热处理时,则可
免做消氢处理;
4、 改善材料力学性能的热处理,应根据图样要求所制订的热处理工艺
进行。母材的热处理试板与容器(或受压元件)同炉热处理。当材料供货与使用的热处理状态一致时,则在整个制造过程中不得破坏供货时的热处理状态,否则应重新进行热处理。
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第十章 试验
(以后增加)
第十一章 安全附件
(以后增加)
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第十二章 有色金属
一、《容规》对铸铁、有色金属的相关规定 材料 铸铁 灰铸铁 可锻铸铁 设计压力(MPa) ≤0.8 ≤1.6 设计温度(℃) 0~250 -10~350 其他 不得用于盛装毒性程度为极度、高度或中度危害介质,以及设计压力≥0.15 MPa的易燃介质压力容器受压元件,也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件和移动式压力容器的受压元件。 铝 铜 钛 铝及铝合金 含镁量≥3%的铝合金 铜及铜合金 工业纯钛 钛合金 钛复合板 8 -269~200 ≤65 ≤230 ≤300 ≤350 铜及铜合金材料应为退火状态 ◆钛材压力容器封头采用热成形或冷成形后热校形。对成形的钛钢复合板封头,应做UT。 ◆钛材压力容器一般不进行焊后热处理。 ◆钛钢复合板爆炸复合后,应做消除应力退火处理。 ◆钛材焊缝应进行渗透检测: (1) 接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝; (2) 换热器管板与管子连接的焊缝; (3) 钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝。 镍 纯镍 镍-铜 镍-铬-铁 镍-铁-铬 ≤650 ≤480 ≤650 ≤900 ◆镍材压力容器封头采用热成形时应严格控制加热温度。对成形的镍钢复合板封头,应做UT。 ◆镍材压力容器一般不进行焊后热处理。 ◆镍钢复合板爆炸复合后,应做消除应力退火处理。 ◆镍材焊缝应进行磁粉或渗透检测: (2) 接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝; (3) 换热器管板与管子连接的焊缝; (4) 镍钢复合板的复层焊接接头。
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第十三章 低温压力容器(附录C)
一、 总则
1、 低温压力容器:设计温度低于或等于-20℃的压力容器。(总体说) 2、 由于环境温度的影响,壳体的金属温度低于或等于-20℃时,也应
遵循GB150-98的附录C。
3、 环境温度:容器使用地区历年来“月平均最低气温的最低温度”。
月平均最低气温:按当月各天的最低气温相加后除以当月的天数。 4、 铬镍奥氏体不锈钢低温容器,在设计温度高于或等于-196℃,且满
足下列各项要求时,可不遵循GB150-98的附录C的规定。 ■ 母材应为含碳量小于或等于0.10%符合GB150-98的铬镍奥氏体不锈钢;
■ 焊接材料和工艺应符合JB/T4709的要求;
■ 设计温度低于-100℃时,应按JB4708进行焊缝金属的低温夏比(V形缺口)冲击试验,且符合C2.1.7的要求。
5、 当壳体或其受压元件使用在“低温低应力工况”下,若其设计温度
加50℃后,高于-20℃时,不必遵循本附录的规定。
6、 低温低应力工况;指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于等于
-20℃时,但其环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6,且不大于50MPa时的工况。
7、 低温低应力工况不适用于钢材标准抗拉强度下限值大于540MPa的
低温容器。
8、 螺栓材料一般不列入低温低应力工况考虑,但应计及螺栓和壳体设
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计温度间的差异。
二、 材料
1、 凡受压元件用均须按本附录有关规定,进行低温夏比(V形缺口)
冲击试验,但符合下列条件之一者可免做:
■ GB150-98中表4-4所列温用钢管,因钢材的尺寸限制,无法
制备5㎜×10㎜×55㎜冲击试样时,其使用温度按表4-4的规定;
■ 符合GB150-98中表4-3所列的低碳钢和碳猛钢钢管,因钢
管尺寸限制,无法制备5㎜×10㎜×55㎜冲击试样,其设计温度不低于表C1者;
■ 符合C1.4要求的铬镍奥氏体不锈钢; ■ 符合C1.5要求的低温低应力工况; ■ 螺母用材。
2、 根据需要钢材可按批进行冲击试验复验,其分批及要求及试样截取
按以下规定:
■ 钢板:每批钢板由同一牌号、同一炉罐号、同一厚度和同一
热处理制度组成。每批钢板重量按厚度分类:6~16㎜钢板应大于15t;大于16㎜钢板应不大于25t。每批取一组试样,试样方向为横向。
■ 钢管:每批钢管由同一牌号、同一炉罐号、同一规格和同一
热处理制度组成。每批钢管按直径分类:外径大于351㎜的钢管每批不超过50根;外径小于或等于351㎜的钢管每批
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不超过200根。在每批中的两根钢管上各取一组试样。
用于制造壳体,且厚度大于16㎜的钢管,按批抽10%。且不小于两根,每根取一组试样。
取样位置应靠近钢管内壁,一般为纵向,对大直径厚壁管可沿切向取样。缺口应沿厚度方向切取。
■ 锻件:按照JB4727规定的取样数量和取样部位切取试样。
3、 低温冲击试验
■ 低温容器的冲击试验温度应低于或等于壳体或其受压元件
的最低设计温度。当壳体或其受元件使用在符合C1.5要求的低温低应力工况时,钢材的冲击试验温度应低于或等于最低设计温度加50℃(若加50℃后,高于-20℃时,按C1.5的有关规定)。钢板试验温度下的冲击功指标,按钢材标准抗拉强度下限值确定,具体要求应满足C2(下表)的规定。小试样的冲击功指标根据试样宽度按比例缩减。
钢材标准抗拉强度下限值 三个试样的冲击功平均值Akv,J σb,MPa 10㎜×10㎜×10㎜ ≤450 18 >450~515 20 >515~650 27 奥氏体钢焊缝金属 31 注: 1、试验温度下三个试样的冲击功平均值不得低于表中的规定;其中单个试样的冲击功可小于平均值,但不得小于平均值的70%。 2、钢材标准抗拉强度下限值大于650 MPa的螺栓等钢材的冲击功值按标准抗拉强度下限值等于650 MPa钢材的要求,但40CrNiMo的低温冲击功应不小于3J(三个试样平均值)
■ 冲击试验结果不符合的判定
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A) 三个试样的冲击功均低于表C2的规定值,或两个试样
低于规定值的70%,则受检钢材判为不合格; B) 除A)所述情况外,可在同批中再取一组试样进行复验,
其六个试样的冲击功平均值不得低于表C2的规定;六个试样的冲击功低于规定值的不得多于二个,其中低于规定值70%的只有一个,否则受检钢材判为不合格; C) 对按批试验判为不合格的钢材,可改作逐张(件)试
验,或将该批钢材进行热处理,重新组批试验。
注:逐张(件)试验还不合格的钢材,也可进行热处理后复验。
4、 焊接材料
■ 碳素钢、碳锰钢制容器用焊材,应选用与母材成分和性能相
同或上似的高韧性材料,也可选用低镍合金焊材。 ■ 焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验,
其检验方法按相应的焊条标准或技术要求。
■ 当焊接材料两侧母材具有不同冲击要求时,焊缝金属的冲击
试验温度应不低于两侧母材中的较高者。低温冲击功按两侧母材抗拉强度的较低值符合表C3的要求。
三、 设计
1、 低温容器的结构设计要求均应有足够的柔性,需充分考虑以下问
题:
■ 结构应尽量简单,减少约束; ■ 避免产生过大的温度梯度;
■ 应尽量避免结构形状的突然变化,以减小局部高应力;接管
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端部应打磨成圆角,呈圆滑过渡;
■ 容器的支座或支腿需设置垫板,不得直接焊在壳体上。
2、 A类焊接接头应采用双面焊或相当于双面焊的全焊透对接接头。B
类焊接接头的要求与A类相同,但因结构限制不能采用双面焊时,允许采用焊后不拆除垫板的单面对接接头。 3、 D类焊接接头应采用全焊透结构。 四、 焊的热处理
1、 钢板厚度大于16㎜的碳素钢和低合金钢制低温容器或受压元件应
进行焊后热处理;
2、 需做焊后热处理的低温容器,热处理应包括“承受较大载荷需做
强度计算的非受压元件用钢,应具备与受压元件相当的韧性”中的受压元件与非受压元件的连续焊缝。
五、 无损检测
1、 低温容器的对接接头(A、B类)凡符合下列条件之一者,应进行
100%射线或超声检测: ■ 容器设计温度低于-40℃;
■ 容器设计温度虽高于或等于-40℃,但接头厚度大于25㎜; ■ 符合GB150-98中10.8.2.1和10.8.2.2者。
注:以上3条规定的100%射线检测Ⅱ级、超声检测Ⅰ级为合格!!!!
2、 除上条规定者外,允许进行局部无损检测。检查长度不得少于各
条焊接接头长度的50%,且不少于250㎜。
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3、 凡符合规定进行100%射线或超声检测的容器,其T型接头、对接
焊缝、角焊缝,均需做100%磁粉或渗透检测。受压元件与非受压元件的连接焊缝亦按本条要求检查。
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