浅谈压力容器安全技术监察规程

2013 届本科毕业设计（论文）毕业论文(毕业设计)浅谈压力容器安全技术监察规程班 级：姓 名：指导教师：实习单位：20# 年 6 月 22 日2013 届本科毕业设计（论文）摘 要压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。压力容器有多种结构形式，如多层式、绕板式、型槽绕带式、热套式、厚板卷焊式和锻焊式压力容器等。许多生产工艺过程需要在压力下进行，许多气体和液化气需要在压力下贮存，因此压力容器越来越广泛地应用于各工业部门。许多新技术的发展，对压力容器不断提出了新的更高的要求。【关键词】 封头 筒体 法兰 焊接质量 新技术 2013 届本科毕业设计（论文）目 录摘 要 .1第一章 前 言 .3第二章 压力容器制造材料 .6第三章 压力容器设计 .10第四章 现场组装与焊接 17第五章 无损探伤与压力试验 26 第六章 结束语 .32参考文献 .33致 谢 .342013 届本科毕业设计（论文）第一章 前 言随着我国改革开放形势的发展，通过“七五” 、 “八五” 、 “九五”几个五年计划的改造，国内各主要压力容器制造厂，在焊接生产能力方面都得到了极大的提高。这种发展大致可以分为两个阶段，第一阶段在“七五”期间，各容器厂纷纷进行焊接设备的更新改造，引进了一大批国外先进的焊接设备，如窄间隙焊机、多功能氩弧焊机、小口径管内壁堆焊机等等。金州重型机械厂将容器车间近 70%的焊接设备更新为进口设备；兰石厂一次就引进了 30 台埋弧焊机。这种批量地引进国外设备，不但极大地增强了焊接实力，更主要的是随着先进设备的引进，先进的焊接工艺技术也在国内得到了广泛地推广应用，这就为压力容器焊接技术水平上一个新台阶奠定了坚实的基础，使我国压力容器行业的焊接机械化水平达到了 60%以上。第二阶段以“八五” 、 “九五”期间为重点，为了容器大型化和国产化的需要，各厂分别以自己的主导产品为目标，有针对性的增加焊接生产能力，如上海锅炉厂有限公司为制造重量达 560T 的大型加氢反应器，增加了一批先进焊接设备；兰石厂经过改造后，焊接实力大大加强，自 80 年代末生产出国产化第一台高压螺纹锁紧式换热器以来，已生产了近 50 台同类产品。以美国 UOP 专利技术著称，焊接、制造、安装难度极大的四合一连续重整反应器，近十年来该厂已生产了6 台，完全替代了进口。中国第一重型机械集团公司近十年来，相继生产出了一批大直径、大壁厚、大吨位的锻焊式热壁加氢反应器，最大壁厚达 281mm，单台总重近 1000T；南京化工机械厂为 30 万吨/年合成氨和 52 万吨/年尿素装置制造出了核心设备氨合成塔和尿素合成塔，并生产了直径达 7m 的大型卧式贮罐。这些不但标志着我国压力容器制造行业焊接技术发展的突飞猛进，同时也使各类压力容器的国产化水平进一步提高，为中国加入 WTO 后，压力容器制造业进一步打进国际市场做好了充分准备。在国际上，以日本和欧洲为代表，在压力容器焊接方面，主要以容器大型化为目标，开发相关的技术，特别是一些新材料、新钢种的焊接技术得到越来越广泛的应用，同时在提高焊接质量方面，无论从工艺设备上和焊接材料的研制方面，都取得了长足的进展。而这些新材料、新技术的出现，正在不断地被国内各有关企业加以引进，这无疑会更加促进我国压力容器焊接技术的进一步发展。如下：第 1 条 为了加强压力容器的安全监察，保证安全运行，保护人民生命和财产的安全，促进社会主义建设事业的发展，根据锅炉压力容器安全监察暂行条例的有关规定，特制订本规程。第 2 条 本规程是压力容器安全技术监督的基本要求，压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等单位，必须遵守锅炉压力容器安全监察暂行条例的有关规定，并满足本规程的要求。各级主管部门对本规程负责贯彻执行，各级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构负责监督检查。第 3 条 本规程适用于同时具备下列条件的压力容器（注 1）：2013 届本科毕业设计（论文）1最高工作压力（Pw） （注 2）大于等于 0.1MPa（不含液体静压力，下同） ；2内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于等于 0.15m，且容积（V） （注 3）大于等于 0.025m3；3介质为气体、液体气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。上述压力容器所用的安全附件，亦属于本规程管辖范围。本规程不适用于下列压力容器：（1）核能装置中的压力容器、交通工具上的附属压力容器、军事装备用的压力容器、消防用的压力容器、科学研究试验装置用的压力容器、医疗用载人的压力容器、真空下工作的压力容器（不含夹套压力容器） ； （2）各类气体槽（罐）车和气瓶；（3）非金属材料制压力容器；（4）无壳体的套管换热器、冷却排管等；（5）烟道式余热锅炉和砌（装）在设备内的管式水冷却件；（6）正常运行最高工作压力小于 0.1MPa。但在使用中短时（如进、出物料时）承压的压力容器（如常压发酵罐，硫酸、硝酸、盐酸储罐，水泥罐车及类似的设备等） ；（7）机器上非独立的承压部件（如压缩机、发电机、泵、柴油机的承压壳或气缸，但不含造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器和移动式空气压缩机储罐等） ；（8）电力行业专用的封闭式电气设备的电容压力容器（封闭电器） ； （9）超高压容器。注 1：本规程压力容器范围划定如下：（1）压力容器与外部管道、装置联接的；接管与外部管道焊接连接的第一道环向焊缝，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，专用连接件、管件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的连接焊缝。注 2：1承受内压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力；2承受外压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，夹套顶2013 届本科毕业设计（论文）部可能出现的最高压力。注 3：容积是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并予圆整，且不扣除内部附件体积的容积。第 4 条 为有利于安全技术监督和管理，将本规程适用范围内的压力容器划分为三类（压力等级和品种的划分，见附件一）：1低压容器（本条第 2、3 款规定的除外）为第一类压力容器。2下列情况之一为第二类压力容器：（1）中压容器（本条第 3 款规定的除外） ；（2）易燃介质或毒性程度（注 4）为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；（3）毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；（4）低压管壳式余热锅炉（注（5）搪玻璃压力容器。3下列情况之一为第三类压力容器：（1）毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和 PV（注 6）大于等于0.2MPam3 的低压容器；（2）易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV 大于等于 0.5MPam3 的中压反应容器和PV（注 6）大于等于 10MPam3 的中压储存容器；（3）高压、中压管壳式余热锅炉；（4）高压容器。注 4：易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于 10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体，如：一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、甲烷等。2介质的毒性程度参照 GB5044职业性接触毒物危害程度分级 的规定，分为四级，其最高容许浓度分别为：（1）极度危害（I 级）0.1mg/m3；（2）高度危害（II 级）0.11.0mg/m3 ；（3）中度危害（III 级）1.010mg/m3 ；2013 届本科毕业设计（论文）（4）清度危害（IV 级）10mg/m3；举例：I、 II 级氟、氢氰酸、光气、氟化氢、碳酸氟、氯等； III 级二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等；IV 级氢氧化钠、四氟乙烯、丙酮等。3压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组成并按本注的毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门，决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。注 5：管壳式余热锅炉是指本规程第 3 条所述烟道式余热锅炉之外的、结构类似压力容器并按压力容器标准、规范进行设计和制造的余热锅炉。注 6：P 指设计压力。第 5 条 研制开发压力容器产品，其有关技术要求不符合本规程的有关规定时，应在试验研究的基础上，提出结论性报告，并经省级以上（含省级）主管部门审查批准，然后向同级劳动部门申请试制、试用。经一定时期的验证，证明安全性能满足本规程的要求，经省级以上（含省级）主管部门组织技术鉴定并得到认可，由劳动部门按照压力容器类别进行制造资格审查，并取得相应制造资格认证之后，方可投入正式制造。第 6 条 压力容器产品设计、制造应符合相应国家标准、行业标准的要求；无相应标准的，应由主管部门组织制定专门的技术规定，或认定相应的有关标准。否则，不得进行压力容器产品的设计和制造。第二章 压力容器制造材第 1 条 压力容器用材料的质量及规格，应符合相应的国家标准、行业标准的规定。材料生产单位必须保证质量，应按相应标准的规定提供质量证明书（原件） ，质量证明书的内容必须填写齐全，并经生产单位质量检验部门盖章确认。材料生产单位应按相应标准的规定，在材料的指定部位或其他明显的部位作出清晰、牢固的标准。第 2 条 选用碳素钢板 A3F 和 AY3F、A3 和 AY3 制造的压力容器（搪玻璃压力容器除外）应符合下列规定：2013 届本科毕业设计（论文）1A3F、AY3F 钢板的使用范围：设计压力不得超过 0.6MPa;设计温度为 0250；用于壳体时，厚度不得超过 12mm；不得用于盛装易燃或毒性程度为极度、高度和中度危害介质及直接受火焰加热的压力容器。2A3、AY3 钢板的使用范围：设计压力不得超过 1.0MPa;设计压力不得超过 1.0MPa; 设计温度为 0350；用于壳体时，厚度不得超过 16mm；不得用于盛装液化石油气体、毒性程度为极度、高度危害介质及直接受火焰加热的压力容器。第 3 条 用于焊接结构压力容器的碳素钢和低合金钢，其含碳量（熔炼分析，下同）不应大于 0.25%。在特殊条件下，如选用含碳量超过 0.25%的材料，必须得到设计单位总技术负责人批准。制造单位应对这类材料进行焊接性试验和焊接工艺评定。合格后，报省级以上（含省级）劳动部门锅炉压力容器安全监察机构备案。第 4 条 钢制压力容器用材料的使用状态和冲击试验要求，应符合 GB150钢制压力容器第 2 章和附录中的有关规定。有色金属制压力容器用材料的冲击试验要求，应符合相应标准的规定。第 5 条 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，应逐张进行超声波探伤：1盛装毒性程度为极度、高度危害介质的压力容器； 2最高工作压力大于等于 10MPa 的压力容器；3GB150 第 2 章和附录 C 中规定的逐张进行超声波探伤的钢板；钢板的超声波探伤方法和质量分级，应按 ZBJ74003压力容器用钢板超声波探伤的规定进行。用于本条第 1 款规定的碳素钢板的质量等级应不低于 IV 级，低合金钢板不低于 III 级；用于本条 2 款规定的钢板的质量等级应不低于 III 级；用于本条 3 款规定的钢板的质量等级，应符合 GB150 的相应规定。第 6 条 高合金钢板和不锈复合钢板的选用，应符合 GB150 第 2 章的有关要求。2013 届本科毕业设计（论文）第 7 条 用于制造压力容器壳体、接管的无缝钢管，应符合 GB150 的有关规定。第 8 条 压力容器用钢锻件的要求1钢锻件的材料选用、制造和检验，应符合 JB755压力容器铸件技术条件的要求，铸件的生产单位应按相应标准在铸件上作出清晰、牢固的标志，并出具锻件质量证明书。2钢锻件应根据其使用条件、尺寸、重量等选用级别，并应满足下列要求：（1）零件截面尺寸（指：直径、边长或厚度）大于 30mm 的碳素钢和低合金钢锻件级别，不应低于 JB755 规定的 III 级；（2）毒性程度为极度和高度危害介质，当锻件截面尺寸大于等于 50mm 时，锻件级别不应低于 JB755 规定的 III 级。3设计温度低于等于-20的碳素钢和低合金钢锻件，其热处理状态和冲击试验，应符合 GB150 第 2 章和附录 C 的有关规定。第 9 条 对压力容器用铸铁的要求1必须在相应的国家标准范围内选用，并应在产品质量证明书中注明铸造选用的材料牌号。2不得用于盛装毒性程度为极度、高度和中度危害，以及易燃介质压力容器的受压元件，也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件；3设计压力和设计温度应符合下列规定：（1）灰铸铁制压力容器的设计压力不得大于 0.8MPa。设计温度为 0-250；（2）可锻铸件和球墨铸铁制压力容器的设计压力不得大于 1.0MPa。设计温度为-10-350。第 10 条 压力容器用铸钢应在相应的国家标准或行业标准中选用，并应在产品质量证明书中注明铸造选用的材料牌号。第 11 条 对压力容器用有色金属（注 1）的要求用于制造压力容器的有色金属，应在相应的国家标准或行业标准范围内选用。当对有色金属有特殊要求时，应在设计图样或相应的技术条件上注明。2制造单位必须建立严格的保管制度，并设专门场所存放。注 1：2013 届本科毕业设计（论文）本规程所称有色金属是指铝、钛、铜及其合金。第 12 条 铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合下列要求：1设计压力不应大于 8MPa，设计温度为-269200；2设计温度大于 75时，一般不选用含镁量大于等于 3%的铝合金。第 13 条 钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合下列要求：1设计温度：纯钛板不应高于 230；钛合金不应高于 250；钛复合板不应高于350；2用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用。第 14 条 铜及铜合金用于压力容器受压元件时，一般应为退火状态。第 15 条 用于压力容器受压元件的焊接材料， ，应按相应标准制造、检验和选用。焊接材料必须有质量证明书和清晰、牢固的标记。压力容器焊接材料的使用单位，必须建立严格的验收、保管、烘干、发放和回收制度。第 16 条 压力容器受压元件采用国外材料应符合下列要求：1应选用国外压力容器规范允许使用的材料，其使用范围应符合相应规范的规定，并有该材料的质量证明书。2制造单位首次使用前，应进行有关试验和验证，满足技术要求后，才能投料制造。2013 届本科毕业设计（论文）第三章 压力容器设计第 1 条 压力容器的设计单位，必须持有省级以上（含省级）主管部门批准，同级劳动部门备案的压力容器设计单位批准书，否则，不得设计压力容器。第 2 条 压力容器的设计压力不得低于最高工作压力。装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破压力。第 3 条 盛装临界温度高于 50的液化气体的压力容器，如设计有可靠的保冷设施，其最高工作压力为所盛装液化气体在可能达到的最高工作温度下的饱和蒸汽压力；如无保冷设施，其最高工作压力不得低于该液化气体在 50时的饱和蒸汽压力。第 4 条 盛装临界温度低于 50液化气体的压力容器，如设计有可靠的保冷设施，并能确保低温储存的，其最高工作压力不得低于试验实测的最高温度下的饱和蒸汽压力；没有实测数据或没有保冷设施的压力容器，其最高工作压力不得低于所装液化气体在规定的最大充装量时，温度为 50的气体压力。第 5 条 常温下盛装混合液化石油气的压力容器，应以 50为设计温度。当其 50的饱和蒸汽压力低于异丁烷 50的饱和蒸汽压力时，取 50异丁烷的饱和蒸汽压力为最高工作压力；如取高于 50异丁烷的饱和蒸汽压力时，取 50丙烷的饱和蒸汽压力为最高工作压力；如其高于 50丙烷的饱和蒸汽压力时，取 50丙烯的饱和蒸汽压力为最高工作压力。如设计单位在既定介质条件下根据压力容器安装地区的最高气温条件（不是极端气温值） ，能提供可靠的设计温度数据，其最高工作压力可以按该设计温度确定，但必须事先经设计单位总技术负责人批准，并报送省级主管部门和同级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构备案。 第 6 条 对储存压力容器，其壳体的金属温度仅由大气环境气温条件所确定的，其最低设计温度可按该地区气象资料，取历年来月平均最低气温的最低值（注 1） （见附件二） 。注 1：月平均最低气温系指当月各天的最低气温值相加后除以当月的天数。月平均最低气温的最低值，是国家气象局实测的 19711988 年逐月平均最低气温资料中的最小值。第 7 条 盛装液化气体的压力容器设计储存量，不得2013 届本科毕业设计（论文）钢铁材料具有成本低、强度高、易回收、能再生等特点，广泛应用于国民建设的各个领域。在人们能够所预见的未来，还没有任何一种材料能够动摇钢铁材料的霸主地位，而作为钢材成型的支柱技术的轧钢生产工艺也无法取代。因此，近些年我国钢产量迅猛发展，一些企业都在忙于建设新项目。但由于国际市场钢材需求量已呈下降趋势，我国钢材需求也接近饱和状态，而我国的一些企业，特别是民营企业近几年所上的项目，相当一部分都是低水平重复建设，缺乏竞争力。因此，要想在激烈的竞争中占领市场，必须要淘汰落后的工艺与设备，大量采用新工艺、新技术。笔者介绍的是近年来轧钢生产中采用的新技术，希望能为企业在新上项目及工艺改造时提供一定的参考。超过下式的计算值：W=vdtv式中：W 储存量， kg；V压力容器的容积，m3；v装量系数，一般取 0.9，容积经实际测定者可取大于 0.9，但不得大于 0.95;dt设计温度下的饱和液体密度，kg/m3。第 8 条 对容易受腐蚀、冲蚀或磨损的压力容器或受压元件，必要时还应提供设计、安装（使用）说明书。对中压、高压反应压力容器和储存压力容器，设计单位应向用户提供强度计算。第 9 条 压力容器的设计总图（蓝图）上，必须盖有压力容器设计资格印章。设计资格印章中应注明设计单位名称、技术负责人姓名、压力容器设计单位批准书编号及批准日期。设计总图上应有设计、校核、审核人员的签字。第三类压力容器的总图，应由设计单位总工程师或压力容器设计技术负责人批准。第 10 条 压力容器的设计总图应注明下列内容：压力容器的名称、类别；主要受压元件的材料牌号（总图上的部件材料牌号见部件图），必要时注明材料热处理状态；设计温度；设计压力；最高工作压力；最大允许工作压力（必要时）；2013 届本科毕业设计（论文）介质名称（必要时注明其特性）；容积；压力容器净重；焊缝系数；腐蚀裕度；热处理要求（必要时）；压力试验要求（包括试验压力、介质、种类等）；检验要求（包括探伤方法、比例，合格级别等）；铸造压力容器的缺陷容许限度和修补要求；对包装、运输、安装的要求（必要时）；特殊要求：（1）换热器应注明换热面积和程数；（2）夹套压力容器应分别注明壳体和夹套的试验压力，允许的内、外压差值，以及试验步骤和试验的要求；（3）装有触媒的反应器和装有充填物的大型压力容器，应注明使用过程中定期检验的要求；（4）由于结构原因不能进行内部检验的，应注明设计厚度和耐压试验的要求。第 11 条 钢制压力容器受压元件的强度计算方法和许用应力选取，应按照 GB150 的有关规定执行。对某些构造特殊，在该标准范围内无法解决的强度计算，可以参照国内外有关规范、标准进行，但应取得设计单位总工程师或压力容器设计技术负责人的批准，并报省级主管部门和同级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构备案。第 12 条 有色金属压力容器受压元件的强度计算方法（注 2），可参照 GB150 或有关标准规定执行。许用应力应按照相应国家标准和专业标准提供的力学性能，按表 3-1 规定的安全系数选取。注 2： 1对受外压的圆筒形和球形壳体壁厚计算，可根据所选用的材料牌号，对照国外相近或类同的材料计算图表进行计算。2因冷、热加工或热处理而提高抗拉强度的材料，用于制造焊接压力容器，其焊接接头的许用应力，应采用材料在退火状态下的许用压力保证值。3空气分离设备的设计温度低于 20时，按 20时的性能计算。第 13 条 铸铁压力容器受压元件的强度设计许用压力：灰铸铁为设计温度下抗拉强2013 届本科毕业设计（论文）度除以安全系数 10.0；可锻铸铁、球墨铸铁为设计温度下抗拉强度除以安全系数 8.0。第 14 条 铸钢压力容器受压元件的强度设计许用应力：材料抗拉强度除以安全系数4.0，并应考虑铸造系数，其值不应超过 0.9。第 15 条 焊接压力容器（指电弧焊、气焊、电渣焊压力容器）的焊缝系数应按表 3-2选取。第 16 条 压力容器限定的最小壁厚（不包括腐蚀裕量），应在相应的设计规范中予以规定。 第 17 条 对检查孔（换热器除外）的要求1压力容器上应开设检查孔。检查孔包括人孔、手孔、螺纹管塞检查孔。2压力容器内径大于等于 1000mm 的，应至少开设一个人孔；压力容器内径大于等于 500mm小于 1000mm 的，应开设一个人孔或两个手孔；压力容器内径大于等于300mm小于 500mm 的，应至少开设两个手孔。3圆形人孔直径应不小于 400mm，椭圆形人孔尺寸应不小于 400300mm；圆形手孔直径应不小于 100mm，椭圆形手孔尺寸应不小于 7550mm。4压力容器上设有可拆的封头（盖板之类），或其他能够开关的盖子，凡能起到人孔或手孔的作用，可不必再设置人孔或手孔。但其尺寸，应不小于所代替的人孔或手孔规定尺寸。5如压力容器上设置螺纹管塞检查孔（注 3），则可不再设置手孔。螺纹管塞的公称管径应不小于 50mm。6检查孔的开设位置应合理、恰当，便于清理内部。手孔或螺纹管塞检查孔，应分别开设在两端的封头上或封头附近的筒体上。如图所示7球形压力容器的人孔应设在极带上。注 3：螺纹管塞检查孔是带有标准锥管螺纹的管座并装配封闭塞或帽盖。如密封可靠，也可采用圆柱管螺纹连接。2013 届本科毕业设计（论文）第 18 条 如压力容器上不设置检查孔，也不属于本规程第 40 条第 4、5 款所述情况，则必须同时满足以下要求：1压力容器按既定的介质条件，无腐蚀或轻微腐蚀，无需作内部检查和清理的，设计者应在设计总图样和技术文件上注明；2应按照本规程有关规定，对焊缝进行全部无损探伤检查；3设计者应在设计图样上注明计算厚度，以便于使用过程中进行测厚检查。第 19 条 压力容器开孔的尺寸及补强要求，应按 GB150 的有关规定执行。第 20 条 压力容器封头的型式和技术要求，应按 GB150 的有关规定执行。第 21 条 压力容器外压圆筒加强圈与壳体间的连接，应按 GB150 的有关规定执行。第 22 条 压力容器快开门（盖）及其锁紧装置的设计，必须符合以下要求：1快开门及其锁紧装置达到预定工作部位，方能升压运行的联锁控制机能；2压力容器的内部压力完全释放，锁紧装置脱开，方能打开快开门的联锁联动作用；3具有与上述动作同步的报警装置。第 23 条 有保温层的大型压力容器，如设计采用固定不可拆的保温结构，应提出对外表面进行全面宏观检查的要求，必要时，应提出对全部焊接接头进行外表面无损探伤检查的要求。 第 24 条 焊制压力容器的筒体纵向接头、筒节与筒节（封头）连接的环向接头，以及封头、管板的拼接接头，必须采用全熔透的对接接头型式。球形压力容器的球壳板不得拼接。 对接接头的设计可参照 GB150 附录 K 进行。图 3-1 所示接头型式不允许采用。第 25 条 设计者在对角接接头的强度进行验算时，应将允许载荷写入设计技术文件中。第 26 条 压力容器上的补强板，应至少设置一个直径不小于 M6 的泄漏信号指示孔。第 27 条 钢制压力容器接管（凸缘）与筒体（封头）壳体连接，平封头与筒体连接，以及夹套压力容器的接头设计，可参照 GB150 附录 K 进行。上述连接型式有下列情况之一的，原则上应采用全熔透型式：1介质为易燃或毒性程度为极度危害和高度危害的压力容器；2作气压试验的压力容器；2013 届本科毕业设计（论文）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。第 28 条 钢制压力容器或受压元件的焊后热处理要求，按 GB150 的有关规定。第 29 条 奥氏体不锈钢受压元件用于有晶间腐蚀介质场合时，必须满足抗晶间腐蚀检验的要求。第 30 条 设计压力小于等于 2.5MPa 以水为介质的直接受火焰加热连续操作的压力容器和管壳式余热锅炉用水的水质，应符合 GB1576低压锅炉水质标准的规定。设计压力大于 2.5MPa 的上述设备用水的水质要求，由设计单位在设计图样上规定。第 31 条 设计压力容器时坡口的画法，析了压力容器焊接坡口设计的基本原则和影响因素,从主观贝叶斯方法基础上得到焊接坡口选择的不精确推理的全概率推理模型,建立焊接母材库、焊材库和工艺库,实现了计算机辅助焊接坡口选择的推定系统.通过具体实例验证推定系统的实用性及合理性,并运用到压力容器生产的焊接坡口的计算机辅助选择与设计中.如图所示焊缝余高e(e1)标准抗拉强度下限值 b540MPa 的钢材以及Cr-Mo 低合金钢钢板 其它钢材焊缝深度( 1) 手工焊自动焊2013 届本科毕业设计（论文）单面坡口 双面坡口 单面坡 口 双面坡口 12 0-1.5 0-4e1 e2 e1 e2 e1 e2 e1 e2 12 25 0-2.5 0-40-10% s且31.50-10% 1且310% 2且30-15% s且41.50-15% 1且40-15% 2且42550500-30-40-40-4第 32 条 法兰的标准图如图所示有些主法兰外圆周上缺材质牌号、公称直径、公称压力、材质书编号和检验确认等钢印；2有的外购主法兰，只有一张材质证明书，而无该法兰的加工方法(即由板材整体下料车制的，还是整体锻件车制的，或是由板材周向拼焊后再车制的)说明。因为加工方法的不同，所提供的加工检验资料也不同。高颈法兰 平焊法兰第 32 条焊接接头塑性“新标准”在对弯曲试验机理的认识上有了突破:弯曲试验的目的是考核材料或焊接接头的塑性特征和致密程度,从而解决了压力容器界一个长期争论的问题。弯曲直径对弯曲变形的影响很大,我们选择不同的(弯曲直径/试样厚度)值,将试样弯至 180,观察其变形情况并测定外表面弯曲变形率,结果如图 1。从图 1 可见,当=4 时,整个接头(包括焊缝区、熔合区和热影响区)都在弯曲范围内,弯曲变形图 1各种值冷弯试样弯到 180的纵向变形均匀,变形率在 20%左右2。绝大多数压力容器用钢板纤维伸长率的下限值均在 20%。因此“新标准”参照规范等国外先2013 届本科毕业设计（论文）进标准,以钢材纤维伸长率 20%为界,规定弯曲直径取 4 倍试样厚度,弯曲角度 180,不再以钢材类别、单面焊、双面焊的不同规定弯曲直径和弯曲角度。“新标准”对钢材纤维伸长率低于 20%,又未通过上述弯曲,规定可以根据实际纤维伸长率决定弯曲直径。“新标准”这些规定充分体现了焊缝金属与母材等塑性原则。4334 5不锈钢硫酸硫酸铜腐蚀试验方法中对焊接接头弯曲试验的规定没有体现焊缝金属与母材等塑性原则,也同4708-2000 相冲突,行业内对修订4334 5 标准的呼声很高。焊接接头韧性我国在韧性失效破坏方面积累的数据和经验不足,所以焊接接头冲击试验一直是悬而未决的问题。规范提供的冲击试验豁免曲线(根据材料种类和厚度、最低设计金属壁温,决定是否作冲击试验或其它测定韧性的方法),是在大量试验和失效破坏的基础上做出的。我国因材料体系等诸方面因素同美国不同,不能照搬。“新标准”修改了冲击试验验收指标,但何情况下应作冲击试验方能体现焊缝金属与母材等韧性原则,“新标准”及150 仍未回答,尚待进一步研究。第四章现场组装与焊接第 1 条 压力容器制造和现场组焊单位，必须持有省级以上（含省级）劳动部门颁发的制造许可证，并按批准的范围制造或组焊。无制造许可证的单位，不得制造或组焊压力容器。 第 2 条 制造和现场组焊单位，必须严格执行国家和有关部门制订的规范、标准、严格按照设计图样制造和组焊压力容器。制造和现场组焊单位对原设计的修改和主要受压元件（注 1）材料代用，必须事先取得原设计单位的设计修改证明文件。对改动部位应做详细记载。不符合本规程第 32 条要求的设计图样，制造单位不得用其制造压力容器。主要受压元件是指压力容器受压元件中的筒体、封头（端盖） 、球壳板、换热器管板和换热管、膨胀节、开孔补强板、设备法兰、M36 以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、人孔接管以及直径大于 250mm 的接管。第 3 条 焊接钢制压力容器的焊工，必须按原劳动人事部颁发的锅炉压力容器焊工考试规则进行考试，取得焊工合格证后，才能在有效期间担任合格范围内的焊接工作，制造单位应建立焊工技术档案。2013 届本科毕业设计（论文）第 4 条 制造单位必须在压力容器明显的部位装设产品铭牌，并留出装设压力容器注册铭牌的位置。未装产品铭牌的压力容器不能出厂。产品铭牌上至少应载明：制造单位名称、制造许可证编号、压力容器类别、制造年月、压力容器名称、产品编号、设计压力、设计温度、最高工作压力、最大允许工作压力（需要时） 、压力容器净重、监检标记。第 5 条 压力容器出厂时，制造单位必须向用户提供以下技术文件和资料：1竣工图样（如在蓝图上修改，则必须有修改人，技术审核人确认标记） ； 2产品质量证明书（参考附件三） ；3压力容器产品安全质量监督检验证书。压力容器受压元件的制造单位，应参照产品质量证明书的有关内容，向用户提供质量证明书。现场组焊的压力容器竣工并验收后，施工单位除按本条规定提供上述文件和资料外，还应按有关规定，将组焊和质量检验的技术资料，提供给用户。第 6 条 现场组焊压力容器的质量验收，应有当地劳动部门锅炉压力容器安全监察机构的代表参加。第 7 条 压力容器制造单位对压力容器用的材料，在投产前应认真核对质量证明文件，并核对炉批号和材料牌号的标记。按相应标准的规定，认真检查材料表面质量，不合格的不能投用。第 8 条 压力容器主要受压元件材料复验的要求1用于制造第三类压力容器的材料必须复验。复验内容至少应包括每批材料的力学性能和弯曲性能，每个炉号的化学成分。具体复验数量由制造单位根据材料质量情况确定。2用于制造第一、二类压力容器的材料，有下列情况之一的应复注 1：验，缺少的项目应补齐：（1）质量证明书内容项目不全；（2）制造单位对材料的性能和化学成分有怀疑时；（3）设计图样上有要求的；（4）用户要求增加的项目。第 9 条 筒体（球壳、多层压力容器内筒）和封头制造，主要控制项目如下：1坡口几何形状和表面质量；2筒体直线度，纵、环焊缝对口错边量和棱角度，同一断面的最大最小直径差；3多层包扎压力容器的松动面积和套合压力容器套合面的间隙；4封头的拼接成形和主要尺寸偏差；5球壳板的尺寸偏差和表面质量；6筒体与封头的不等厚度对接连接。第 10 条 压力容器的组焊要求如下：1不应采用十字焊缝。相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心间距应大于筒体厚度的三倍。且不小于 100mm。2在压力容器上焊接临时吊耳和拉筋的垫板等，应采用与压力容器壳体相同或焊接性能相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺。临时吊耳和拉筋的 3不允许强力组装。第 11 条 压力容器焊接工艺评定的要求如图所示焊接接头分类 压力容器的焊接接头分成四类，目的是在设计、2013 届本科毕业设计（论文）制造、维修、管理时可以分别对待，从而保证质量。 圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外），球形封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属 A 类焊接接头。 壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈法兰与接管连接的接头，均属 B 类焊接接头，但已规定为 A、C、D 类的焊接接头除外。 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属 C 类焊接接头。 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属 D 类焊接接头，但已规定为 A、B 类的焊接接头除外。A 类焊缝是容器中受力最大的接头，因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝；B 类焊缝的工作应力一般为 A 类的一半。除了可采用双面焊的对接焊缝以外，也可采用带衬垫的单面焊；在中低压焊缝中，C 类接头的受力较小，通常采用角焊缝联接。对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透的接头。D 类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差，且存在较高的应力集中。在后壁容器中这种焊缝的拘束度相当大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。因此在这种容器中D 类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。接头的基本形式 有对接接头、T 形（十字形）接头、角接头和搭接接头 1钢制压力容器施焊前的焊接工艺评定应符合国家标准钢制压力容器焊接工艺评定的规定。有色金属压力容器的焊接工艺评定应符合有关标准要求。2焊接工艺评定完成后，应提出完整的焊接工艺评定报告，并根据该报告和图样的要求，制订焊接工艺规程。3焊接工艺评定所用焊接设备、仪表仪器以及规范参数调节装置，应定期检定，不符合要求的，不得使用。焊接试件应由压力容器制造单位技术熟练的焊工（不允许用外单位焊工）焊接。第 12 条 压力容器焊缝的表面质量要求1形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的规定；2不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅2013 届本科毕业设计（论文）物必须清除；3焊缝与母材应圆滑过渡；4焊缝表面咬边：（1）用标准抗拉强度大于 540MPa 的钢材及 Cr-Mo 低合金钢制造的压力容器、奥氏体不锈钢材制造的压力容器、低温压力容器、球形压力容器以及焊缝系数取 1.0 的压力容器，其焊缝表面不得有咬边；（2）上述（1）以外的压力容器的焊缝表面的咬边深度不得大于 0.5mm，咬边的连续长度不得大于 100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的 10%；（3）有色金属压力容器的焊缝表面咬边，应符合有关标准的规定。5角焊缝的焊脚尺寸，应符合技术标准和设计图样要求。外形应平滑过渡。第 13 条 压力容器的焊后热处理要求1钢制压力容器的焊后热处理（1）应采用整体热处理。如采取分段热处理，其重叠热处理长度应不小于1500mm。炉外部分应采取保温措施。随着电站锅炉和石化压力容器的大型化和高参数化，锅炉筒体和压力容器壳体的壁厚不断增加，例如 600MW 锅炉筒体采用美国钢种 SA-299（C-Mn 钢）壁厚达到 204mm；400T 和 560T 热壁加氢反应器壳体采用 2.25Cr-1Mo 钢，壁厚分别达到 200 和210mm；300MW 和 600MW 核电站压力壳的壁厚达到 250-300mm。窄间隙埋弧自动焊作为一种优质、高效、低消耗的焊接技术在厚板焊接方面日趋成熟，国内一些大型锅炉和压力容器制造厂率先进行使用。该方法的最大优点是：可移动立柱式焊接操作架，使用方便，适用性强，能进行各种直径筒体的纵、环缝的焊接操作，克服了固定式埋弧自动焊装置功能单一和占地面积大等缺点；最小焊缝金属填充量和自动分道（每层两道）焊技术，可获得性能优良、致密性高的焊缝接头；采用带有侧壁光电跟踪和自动防偏的焊接转胎，能提供最佳焊接操作和产品焊接质量的可重复性，因此该方法在大型锅炉和容器产品生产中越来越广泛地得以应用。从 80 年代中期，主要锅炉和压力容器厂相继从瑞典伊萨公司和意大利安萨多公司等国外厂家引进了窄间隙埋弧自动焊接技术和成套设备，从此在厚壁高压锅炉和压力容器壳体制造中优先采用窄间隙埋弧焊工艺。实践证明，窄间隙焊接不但在焊接时间和焊接材料上比普通埋弧焊节省 1/3-1/2，而且接头综合力学性能良好，焊接效率高。窄间隙埋弧焊工艺的应用，为压制筒体提供了加工条件。在 300MW、600MW 等亚临界锅炉设计上，工业发达国家均采用锅筒上、下两部分不等厚结构，从而达到了合理使用钢材、节约原材料、减轻机组重量和降低制造成本的目的。我国从 600MW 锅炉开始采用了 8000 吨油压机压制汽包筒体瓦瓣片和窄间隙埋弧自动焊工艺焊接筒体纵缝，实现了厚壁长筒节（单节最大长度 7000mm，最大厚度 250mm）压制工艺自动化和焊接工艺高效率化，开辟了大型机组制造工艺的新途径。压制成型方法不仅解决了不等厚筒体的加工困难，而且克服了热卷成形和常规焊接方法（埋弧焊和电渣焊）存在的自身局限性和诸多弊端。例如，热卷筒体需要二次高温正火校圆，表面氧化严重，产生凹坑，影响外观质量，使壁厚减薄；电渣焊时需要提高焊材强度等级，从而降低了接头性能特别是冲击韧性，而窄间隙埋弧焊焊缝的冲击韧性比常规埋弧焊方法还要高；压制成型工艺对不锈钢复合板加工最适合，可进行中温、低温或冷态压制和校正，而不影响复合板贴合强2013 届本科毕业设计（论文）度及产生表面缺陷，采用窄间隙埋弧焊能够解决电渣焊方法难以实现的焊接难题。窄间隙埋弧焊接工艺的广泛应用必将促使窄间隙焊接设备朝着实用可靠、系统配套和精度高、功能先进的方向发展。近年来，为满足生产需要，国内自行开发了多种专用纵环缝窄间隙焊机例如纵缝双丝埋弧自动焊机已用于 300MW、600MW 亚临界锅炉筒体纵缝焊接，可焊接筒体纵缝最大长度 7000mm，现已成为压制筒体纵缝焊接的关键设备。中国第一重型机械集团公司自行研制的龙门式和悬臂式窄间隙埋弧焊装置，在板拼接和筒体纵缝焊接生产中占据重要地位。随着产品结构的不断变化，对焊接设备要求逐渐提高，功能单一的窄间隙焊机尚不能适应特殊结构的焊接要求，如锥体纵缝、封头上接管和法兰环缝的焊接。因此迫切需要开发新型窄间隙焊设备，即 HED 型焊接工作站，它由焊接转胎、埋弧焊接系统（机头、送丝机及电源） 、焊接操作架以及焊接变位器等配套设备为一体，构成所谓窄间隙自动焊接系统，从而进一步扩大其应用空间，为生产提供方便。近年来，在厚壁管道生产中，窄间隙 MAG 焊、窄间隙热丝 TIG 焊等工艺的应用范围日趋扩大，因此为窄间隙设备发展提供了有利的条件。如图所示（2）环焊缝和修补后的焊缝，允许采用局部热处理。局部热处理的焊缝，要包括整条焊缝。焊缝每侧加热宽度不得小于壳体名义厚度的两倍；靠近加热部位的壳体应采取保温措施。（3）热处理应在焊接工作全部结束并经验收合格后，于压力试验之前进行。2有色金属制压力容器的热处理，应符合相应标准的规定。第 14 条 采用电渣焊接的铁素体材料制成的压力容器受压元件，应于焊后进行晶粒细化正火热处理。第 15 条 有抗腐蚀要求的奥氏体不锈钢及其复合钢板制压力容器或受压元件，应进行表面酸洗、钝化处理。第 16 条 焊缝返修的要求1焊缝的返修应由合格的焊工担任。返修工艺措施应得到焊接技术负责人的同意。同一部位（即焊补的填充金属重叠）的返修次数不应超过二次。对经过二次返修仍不合格的焊缝，如再进行返修，应经制造单位技术负责人批准。返修的次数、部位和无损探伤结果等，应记入压力容器质量证明书中。2要求焊后热处理的压力容器，应在热处理前返修；如在热处理后返修，返修后应在做热处理。3有抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢制压力容器，返修部位仍需保证原有要求。2013 届本科毕业设计（论文）4压力试验后，一般不应进行焊缝返修。确需返修的，返修部位必须按原要求经无损探伤检验合格。由于焊缝或接管泄漏而进行的返修，或返修深度大于 1/2 壁厚的压力容器，还应重新做压力试验。第 17 条 压力容器主要受压元件焊缝附近 50mm 处的指定部位，应打上焊工代号钢印。对不能打钢印的，可用简图记载，并列入产品质量证明书，提供给用户。第 18 条 压力容器产品试板与试样的要求1为检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能，应焊制产品焊接试板或抽取试样毛坯，以便进行拉力，冷弯和必要的冲击韧性试验。2产品焊接试板（1）圆筒形压力容器的纵焊缝，必须至少制作产品焊接试板一块，且应作为筒节纵焊缝的延长部位，采用施焊压力容器相同的条件和焊接工艺同时焊接；（2）现场组焊球形压力容器应制作立、横和平加仰焊三个位置的产品焊接试板各一块，且应在现场焊接产品前，由施焊该球形压力容器的一般水平