压力容器检验员培训讲义

压力容器检验员培训讲义

容规、GB150、监检规则介绍

四川省锅炉压力容器检验研究所朱洪奇

一、总则（容规9条）

法律地位：

压力容器规范标准体系：

第一层次：条例；如《特种设备安全监察条例》

第二层次：部门规章；如《锅炉压力容器制造监督治理方法》22号令

第三层次：技术法规；如《压力容器安全技术监察规程》

（2）法规规范用语：

必须、不得必须执行；

不应、应一一在正常情形下按规程执行，专门情形报批；

宜、不宜一一由设计和制造者灵活把握。

压力容器监管范畴：

（1）条例对压力容器的定义：

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭容器，其范

畴规定为最高工作压力大于或者等于O.IMPa（表压），且压力与容器的乘积

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；

（2）容规适用范畴：

1）完全习惯范畴：（三要素）

最高工作压力20.1Mpa；

压力---表压（相对压力）；

最高工作压力一一承担内压的压力容器，在正常使用过程中，顶部可

能显现的最高压力，外压指最高压力差值

工作压力一一GB15O定义同上；

设计压力一一设定的工作压力

GB150压力上限W350Mpa

容积20.25m3；（25L）

多腔容器一一治理按最高，其他按各腔，包括类别、压力、容器等

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。

2）部分习惯范畴：（8类产品）

设计、制造、安装和使用治理与修理改造按《容规》

定期检验协商

（3）容规不习惯范畴：（7类产品）

超高压容器

各类气瓶

各类非金属材料制造的压力容器

核、船舶、机车国防、军事装备、真空下工作的压力容器

瞬时承担高压的压力容器

机器上非独立的承压部件

无壳体的套管换热器、波浪板换热器、空冷式换热器、冷却排管

（4）监察范畴：（7个环节）

设计、制造（组焊）、安装、使用、检验、修理、改造

条例表述：生产（设计、制造、安装、修理、改造）使用、检验检测

及监督检查

压力容器类别划分：

压力容器压力等级

低压：0.1MPaWPVL6MPa

中压：1.6MPaWP<10MPa

高压：l（）MPaWP<100MPa

超高压：P^lOOMPa

第三类压力容器（11种情形）

第二类压力容器（5种情形）

第一类压力容器（低压容器）

其他：

新产品（不符合本规定）一一鉴定、型式试验、备案

直截了当采纳国外标准一一转化成企业标准

进口产品一一进口许可证

二、设计

设计资格：

《压力容器压力管道设计单位资格许可与治理规则》（2002）

单独取证，级别与制造相同（讲制造时详述）

设计资格印章（原有三种样式菱形、椭圆形、正方形）现统一为椭圆

形，内容如下：

单位技术总负责人姓名

设计许可证编号

批准日期

设计单位全称

设计图样：

设计总图上应至少注明的内容（第30条）

设计图样的审批程序：

a、一样图样应有设计（初级以上技术职称）、校核（初级以上技术职

称）、审核或审定（持证）人员签字

b、三类中压反应和储存容器、高压容器、移动容器，应有设计技术负

责人（持证）批准签字

设计资格印章：

a、复印件、加盖竣工图章、过有效期均无效

b、不准在外单位设计的图样上加盖资格章

图样的监检：《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》

检查压力容器设计单位的设计资格印章，确认资格有效；

审查压力容器制造和检验标准的有效性；

审查设计变更（含材料代用）手续。

压力：（GB150）

工作压力一一在正常工作情形下，容器顶部可能达到的最高压力

设计压力一一设定的容器顶部的最高压力

运算压力一一在相应当设计温度下，用以确定元件厚度的压力

设计温度一一在正常工作情形下，设定的元件的金属温度（沿元件金

属截面的温度平均值）

厚度：（GB150）

运算厚度一一按公式运算得到的厚度

设计厚度一一运算厚度与腐蚀裕量之和

名义厚度一一设计厚度加上钢材厚度的负偏差后向上圆整至钢材标准

规格的厚度（标注在图样上的厚度）

有效厚度一一名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差

关系图示：

圆整量

钢板负偏差

腐蚀裕量

有效厚度

许用应力［。］：（常温）

碳素钢、低合金钢：ob/3.0os/1.6

高合金钢：ob/3.0os/1.5

焊接接头系数（6）：

双面焊（单面焊双面成形）：100%探伤6=1.00

局部探伤6=0.85

单面焊（加垫板）：100%探伤6=0.90

局部探伤（1>=0.80

单面焊（不加垫板）：不承诺（已取消）

内压圆筒厚度运算公式：

运算厚度8=运算压力PcX圆筒内直径Di

2X设计温度下许用应力［。卜义焊接接头系数。一运算压力Pc

:运算应力。，=（圆筒内直径Di+圆筒有效厚度8e）

2X圆筒有效厚度8e

最大承诺工作压力［Pw］=厚度5eX设计温度下许用应力［o］tX焊接接头系数6

圆筒内直径Di+圆筒有效厚度8e

三、材料

材料的差不多性能和压力容器对材料差不多要求

力学性能：（以炉号提供保证）

抗拉强度。b

屈服强度os（o0.2）

伸长率55（试样长度：长、短）

冲击韧性Akv（缺口形式：U、V；取样方向：横向、纵向）

硬度HB（布氏）、HR（洛氏）、HL（里氏）

冷弯性能：（b=2a~3a；1800）

化学性能：（以炉号提供保证）

碳：CW0.25%作用：一强化元素

危害：含碳量上升硬度上升韧性下降

硫：SW0.020%残留物危害热裂

磷：PW0.030%残留物危害冷裂

验收

材质证明书审查：（第10条）

真实性：

制造许可证

数据是否被涂改

材料标准是否适用与压力容器

是否有供材单位和经办人的鲜章

那些要复验：

三类容器

一、二类有怀疑

质证书注明“复印件无效”者

设计、用户要求

如何样复验

钢板：（取样部位和试样数量与材料标准相同，符合GB2975）

逐张宏观（表面质量、材料标记）、厚度测试（规格、如何测）

按炉号化学成分、

按批号力学性能和冷弯性能、

逐张UT（产品有要求，制造未提供UT保证）

锻件：

硬度和化学成分（证书项目齐全）、

力学性能（硬度和化学成分有怀疑）

免做（自用）

焊条：免做（有证书和清晰牢固的标志）

常用材料介绍

钢板：

牌号标准S(%)p(%)Ob(MPa)。’(MPa)Akv(J)

Q235AWO.050WO.045—

Q235B<0.045<0.04527(20℃)纵向

GB700375(下限)235

Q235CWO.040WO.04027(0℃)纵向

Q235D<0.035<0.03527(-20℃)纵向

20gGB713WO.035WO.035400（下限）24527(20℃)横向

20R<0.020WO.030400（下限）24527(0℃)横向

GB6654

16MnRW0.020W0.030510(下限)34531(0℃)横向

16MnDRGB3531WO.025WO.030490（下限）31524(-40℃)横向

钢管:

非

显低

晶金脱

牌iliii成拉硬压卷扩冷冲水超泯漏微倍

标准粒属碳

号分力度扁边□弯IIf压小流磁组组

度夹层

织织

杂

20GB81621222—

逐逐逐

20GB816312—2——一——

根根根

逐协协

20GB308712—2222———

根议议

逐逐逐逐

20GGB531012—2—2—622222

根根根根

G-----高压管

锻件:

锻件级别硬度拉伸冲击超声

I件---件

II批批批批批—

III批批批批批—件件件

IV件件件件件—件件件

JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》

JB4727-2000《低温压力容器用低合金锻件》

JB4728-2000《压力容器用不锈钢锻件》

材料代用（第27条）

优代劣：

前提：有相应当设计资格，原设计单位备案，竣工图上记载

限16MnR、20R、Q235板；16Mn、10、20锻件和管材

2）20R与20g：

20g不能代20R（20g冲击性能低于20R）

20g可代Q235

材料的监检

审查材料质量证明书、材料复验报告（每批签字）

检查材料标记移植（核对一致性，材料追溯，材料标记分布图）

审查要紧受压元件材料的选用和材料代用手续（材料选用的合法性及

合理性）

四、焊接

五、热处理

（1）压力容器常用热处理类型

排除应力退火一一又称焊后热处理（PWHT）,将工件加热到AC1以下

loo〜2（xrc（对碳素钢和低合金钢大致在50。〜60（rc）,保温然后缓慢冷却。

目的：排除内应力（加工），使焊缝中氢完全扩散，提升焊缝的抗裂性

和韧性；

2、正火——将工件加热到AC1或ACW以上30〜5（TC,保持一定时

刻后在空气中冷却。

目的：细化晶粒，平均组织，降低内应力，与退火相比，正火后的钢

强度、韧性、硬度都较退火高；

钢的固溶处理和稳固化处理

固溶处理——加热到1050〜1100℃,保温一段时刻（425mm/h）,然后

快速冷却至427C以下，

目的：获得平均的奥氏体组织，其强度和硬度较低而韧性较好，具有

专门高的耐磨性和良好的高温性能。

稳固化处理——力口热至U850〜900℃,保温6小时，在空气中冷却或缓

冷。

目的：把钢中的碳全部固定在碳化钛和碳化泥中，防止晶间腐蚀。

（2）压力容器常用热处理方法：

1、整体热处理：

炉内整体热处理

整体热处理

部热处理：

分段热处理（炉外部分保温，重叠21500mm）

局部热处理（整条焊缝）

（3）压力容器和受压元件焊后热处理要求

高压容器

中压反应和储存容器

移动式压力容器

有应力腐蚀的容器（液化石油气、液氨）

盛装毒性为极度和高度危害介质的容器

钢材厚度：碳素钢5>32mm（预热>100℃,3>38mm）

16MnR8>30mm（预热>100℃,5>34mm）

高合金钢（Cr-Mo）任意厚度

电渣焊焊缝应进行正火处理

旋压封头

（4）不要求热处理

奥氏体不锈钢

有色金属制压力容器

（5）热处理监检要求

检查确认热处理记录曲线与热处理工艺的一致性

六、外部检查

（1）、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》要求

焊接接头表面质量（容规第76条）

形状和尺寸：

焊高（GB150表10—3P123）

棱角度：E=10%板厚+2且W5mm

样板：轴向——环缝300mm直尺

环向---纵缝l/6Di且1300mm内外样板

不得有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、弧坑、未填满、夹渣等

焊缝与母材应圆滑过渡

焊缝的咬边：

不得咬边：ob540MPa、Cr—Mo、奥氏体不锈钢、低温容器、球形容

器、（1）=1.0

承诺咬边：深度WO.5mm、连续长度WIOOmm、总长W10%焊缝

角焊缝的焊脚高度（如何测）

母材表面质量

除与焊缝相同的外+分层

机械损害、腐蚀坑：

修磨：深度W5%板厚且W2mm修磨范畴：3：1斜度

补焊：反之

最大内径和最小内径差

承担内压容器：e=l%Di且W25mm（锻焊容器1%。）

直线度（L>30m）

JB4710-92《钢制塔式容器》：任意3m长，偏差W3mm；

L15m,偏差W0.5L/1000+8

焊缝布置

十字焊缝

相邻环缝长度2300mm；

相邻纵缝外弧长度13板厚且eiOOmm

焊缝上开孔（1.5开孔直径范畴内100%探伤）

被补强圈、支座、垫板覆盖的焊缝应磨平，且100%探伤

幸免内件焊^与主体焊缝交叉（跨过）

封头形状偏差

样板：弦长=3/4Di内样板

间隙W1.25Di

七、产品试板与试样要求（一样制作纵缝试板，）

（1）要求每台带试样的容器

移动式压力容器（批量除外）

P210Mpa容器

现场组焊的球形储罐

。b^540MPa的容器和Cr-Mo制容器

盛装毒性为极度或高度危害介质的容器

异种钢（不同组别）焊接的压力容器

凡需通过热处理达到力学性能要求的容器

15MnVR6>20mm

t<-10℃:20R8>12mm；16MnR8>20mm

0℃〈tW-10℃：20R8>25mm；16MnR8>38mm

以批代台（以批代台：一批产品中，抽一台制作焊接试板）

条件：（焊接质量稳固）

连续30台

同牌号材料

同焊接工艺（焊接重要因素和不加重要因素不超过评定合格范畴）

同热处理规范的产品焊接试板测试数据

单位技术负责人批准

组批原则

同钢号

同焊接工艺

同热处理工艺

连续生产的10台（生产间断不超过半年）

PW1.6MPa,Q235、20R、16MnR每半年抽一台

3、评定准则

不合格：加倍制作试板，并加金相检验

仍不合格：不合格的返修，复原逐台焊接试板

试板制作原则

当容器上不同的壳体纵向焊接接头的焊接工艺评定范畴不同时，应分

别制作试板；

制板应在纵缝的沿长线上与纵缝同时焊接

现场组焊球罐，应制作横、立、仰三块试板

有热处理要求的容器，试板应随容器一起进行热处理

试板探伤不合格，可返修，也可躲开缺陷取样

试验项目、数量及合格标准

JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》

GB150-1998附录E已不执行

拉伸试验：

6W30mm时，试样数量=1

8>30mm时，试样数量=N（碳素钢495%。b下限；合金钢97%。

b下限）

弯曲试验

数量：

5W20mm时，面弯、背弯各一或二个侧弯（10〜20mm）

3>20mm时，二个侧弯

试验参数（钢）

弯心直径=4a（原为3a）

支座距离=6a+3（原为5.2a）

弯曲角度=1800

GB150-1998附录E：表E3

钢种弯曲角度

碳素钢、奥氏体不锈钢180°

双面焊

其他低合金钢、合金钢100°

碳素钢、奥氏体不锈钢90°

单面焊

其他低合金钢、合金钢50°

合格指标

拉伸面上沿任何方向不得有单条长度大于3mm裂纹或夹渣

冲击试验

1）试样数量：

一样：3焊缝金属

ob3540MPa、Cr—Mo、8>60mm：6焊缝金属

低温容器：+3热阻碍区

2）合格指标（截面10X10）

常温：平均值227J

低温：ob<450MPa18J；>450〜515MPa20J；>515〜650Mpa27J

承诺一个试样的冲击功低于规定值的70%

复验

拉、弯不合格：取双倍试样复验

冲不合格：再取一组（3个）试样进行试验（6个样中承诺2个样小于

规定值，只承诺一个样低于规定值的70%）

监检方法

确认产品焊接试板的制备（A或B项）：

A项：确认试板的焊接符合要求，并要求在试板上打上监检钢印

B项：确认试板与筒体纵向接头连接部位的射线探伤底片

审查产品焊接试板性能报告并签字确认

八、无损检测

方法和时机的选择

8W38mmRT

8>38mm（或。bN540Mpa：20<6W38mm）

100%UT+20%RT或100%RT+20%UT

铁磁性材料表面探伤优选磁粉检测

探伤应在外观检验合格后进行

有延迟裂纹倾向的材料，应在焊后24小时后探伤

有热裂倾向的材料，应热处理后再增加一次探伤

探伤比例的选择（钢）

要求100%RT或UT探伤容器

第三类容器

第二类容器中易燃介质的反映和储存容器

<1>=1.0的容器

设计压力>5.0MPa的容器

obN540MPa的容器和Cr-Mo制容器

盛装毒性为极度或高度危害介质的容器

6>30mm碳素钢、16MnR

8>25mm15MnVR,15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢

6>16mmCr—Mo钢

进行气压试验的容器

使用后无法进行内外部检验或耐压试验的容器

疲劳分析设计容器

电渣焊容器

设计压力20.6MPa管壳式余热锅炉

要求100%RT或100%UT探伤部件和部分（对接接头）

拼焊封头（不含先成形后组焊的拼接封头）

拼接管板

拼接补强圈

局部探伤中的交叉焊缝和被其他元件覆盖的焊缝

开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圈中所包容的焊缝

局部探伤比例

N20%

250%铁素体钢制低温压力容器

公称直径2250mm接管探伤

所有对接接头（纵缝和环缝）探伤比例、合格级别与主体相同（含公

称直径＜250mm其6＞28mm接管）

公称直径＜250mm其5W28mm时，所有对接接头仅做表面探伤

合格级别

要求100%RT或UT探伤容器：JB4730-94AB级II级合格

局部探伤：JB4730-94AB级IH级合格

要求100%RT或100%UT探伤的部件焊缝：随主体

扩探

增加大于该条焊缝长度10%（“容规”未强调扩探部位；“GB150”强

调扩探部位应在缺陷两端的延伸部位，且不小于250mm）

仍不合格，全探

监检方法

审查探伤报告：

探伤方法是否合适

核实探伤比例和位置

核实扩探比例

结论是否与内容相符

射线底片抽查

抽查数量130%,且N10张（不足10张全查）

T字头、返修片必查

九、耐压试验

1、试验压力：

［。］

pT=nPp~7

［。］t

PT——耐压试验压力

P——设计压力（再用