设计技术规定

钢制压力容器设计技术规定 1 目录 1 总则 2 2 定义 2 3 设计参数选取 5 4 材料 4 1 钢材的选取 技术要求及使用范围 14 4 2 焊条 焊丝和焊剂的选用及焊接的基本要求 15 4 3 法兰及紧固件用材 29 4 4 材料代用原则 30 4 5 新材料的鉴定和使用 31 5 结构设计 5 1 筒体 31 5 2 封头 31 5 3 容器法兰 31 5 4 垫片 31 5 5 螺栓 柱 32 5 6 法兰 垫片 螺柱 螺母材料的匹配 33 5 7 人孔 手孔 检查孔 33 5 8 管口结构型式 尺寸 34 5 9 开孔和开孔补强 36 5 10 液面计 视镜 37 5 11 支座 38 5 12 内件 39 6 热处理及无损检测 40 7 容器分片 分段制造 试验和运输 41 8 一般容器 储罐图面技术要求 41 钢制压力容器设计技术规定 2 1 总则总则 本规定是本设计单位在承担压力容器设计时所应遵守的具体技术规定 本规定是结合具体情况 对 GB150 钢制压力容器 JB4710 钢制塔式容器 GB151 管壳式换热器 JB T4731 钢制卧式容器 等的补充和具体化 1 1 适应范围 本规定适应设计压力 0 1Mpa 和 35Mpa 以及真空度 0 02Mpa 的固定 式钢制压力容器的设计 制造 检验和验收 1 2 不适应范围 本规定不适应范围包括 GB150 钢制压力容器 所规定的不适应范围 固定式压力容器安全技术监察规程 所包括的非钢制的特种材料如铜 铝 钛 铸铁等容器及特种用途的容器 1 3 管辖范围 本规定的管辖范围是容器壳体及与之连为整体的受压零部件 与容器 壳体相连的非受压元件及其连接焊缝 以及直接连接在容器壳体上的安全 附件等 1 4 需遵循的规程 规定 标准 进行压力容器设计时 除遵守本规定外 还应执行 固定式压力容器安 全技术监察规程 GB150 钢制压力容器 GB151 钢制管式换热器 JB4710 钢制塔式容器 JB T4731 钢制卧式容器 等要求 和符合压力容 器专业技术标准的有关规定 2 定定义义 2 1 压力 Mpa 钢制压力容器设计技术规定 3 除注明者外 压力系指表压力 2 1 1 工作压力 容器在正常工作情况下 容器顶部的压力 2 1 2 最高工作压力 1 内压容器 在正常工作情况下 容器顶部可能出现的最高压力 2 真空容器 在正常工作情况下 容器顶部可能出现的最大真空度 3 外压容器 在正常工作情况下 容器可能出现的最大内外压力差 2 1 3 设计压力 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 2 1 4 计算压力 计算压力批晨相应设计温度下 用以确定元件厚度的压力 其中包 括液柱静压力 当元件所承受的液注静压力小于 5 设计压力时 可忽略不 计 2 1 5 安全阀的开启压力 整定压力 Pz 安全阀阀瓣开始离开阀座 介质呈连续排出时的瞬时压力 在安全 阀进口测得的压力 2 1 5 爆破片的标定爆破压力 爆破片标志牌上标定的爆破压力 2 1 6 计算压力 Pc 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 当壳体各部位或元件所承受的液柱静压力小于 5 设计压 钢制压力容器设计技术规定 4 力时 可忽略不计 2 1 7 最大允许工作压力 在指定温度下 压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力 该压 力应是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后 计算得到的最大允许工作压力 且减去元件相应的液柱静压力 中的最小值 最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力 安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力 的依据 2 1 8 超压泄放装置动作压力 1 装有超压泄放装置的压力容器 超压泄放装置的动作压力不得 高于压力容器的设计压力 2 对于设计图样中注明最高允许工作压力的压力容器 允许超压 泄放装置动作压力不高于该压力容器的最高允许工作压力 2 2 温度 2 2 1 工作温度 容器在正常工作情况下介质温度 2 2 2 金属温度 容器元件沿截面厚度的温度平均值 2 2 3 最高 最低工作温度 容器在正常工作情况下可能出现介质的最高 最低温度 2 2 4 设计温度 容器在正常工作情况 在相应的设计压力下 设定的元件的金属温 度 容器的设计温度是指壳体的金属温度 沿元件金属截面的温度平均值 其值不得低于元件可能达到的最高金属温度 对于 0 以下的金属温度 其 钢制压力容器设计技术规定 5 值不得高于元件可能达到的最低金属温度 2 2 5 试验温度 试验温度指压力试验时 壳体的金属温度 2 3 全 容积 m 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 并且圆整 一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积 夹套容器的夹套容积仅为夹套内部的几何容积 2 4 厚度 mm 2 4 1 厚度附加量 设计容器受压元件时必须考虑的附加厚度 包括钢材负偏差和腐蚀 裕量 厚度附加量 C C1 C2 2 4 2 最小厚度 min 为满足制造工艺要求及运输 安装等过程中刚度要求 根据工作实 践经验 对容器壳体元件规定加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度 2 4 3 计算厚度 按各章公式计算得到的厚度 容器受压元件为满足强度及稳定性要 求 按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度 2 4 4 设计厚度 d 计算厚度与腐蚀裕量之和 2 4 5 名义厚度 n 设计厚度加上钢材厚度负偏差后 向上圆整至钢材 钢板或钢管 标 准规格的厚度 即图样上标注的厚度 对于壳体容器 在任何情况下 其名义厚度不得小于最小厚度与腐 蚀裕量之和 钢制压力容器设计技术规定 6 2 4 6 有效厚度 e 名义厚度减去厚度附加量 腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和 2 4 7 容器制造单位根据制造工艺条件 考虑板材的实际厚度自行确定 加工裕量 以确保容器产品各部位的实际厚度不小于该部位名义厚度减去 钢材厚度负偏差 2 5 许用应力 Mpa 在设计计算中 在规定的设计温度下 材料所允许达到的最大应力值 一般以材料的各项强度数据除以相应的安全系数后 取其中的最小值 2 6 焊缝系数及开孔削弱系数 2 6 1 焊缝系数 根据容器受压部分的焊缝型式和无损检测的要求选取的焊接部分母 材许用应力的折减系数 2 6 2 开孔削弱系数 考虑容器开孔后 引起开孔周围应力集中现象 对被开孔材料许用 应力削弱的系数 3 设计设计参数参数选选取取 3 1 设计压力 3 1 1 设计压力的选取见表 3 1 3 1 2 当国家压力容器安全监察部分或工程设计中对容器的设计压力 有专门规定时 其设计压力按有关规定确定 3 1 3 当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到 5 设计压力 时 则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算 3 1 4 确定设计压力值时应向上圆整至小数点后 2 位 钢制压力容器设计技术规定 7 3 2 设计温度 3 2 1 容器设计时 必须考虑在工作情况下可能出现的工作温度和对应 的工作压力两者组合中的各种苛刻工况下的最高 或最低 工作温度 3 2 2 设计温度应根据传热计算或测试结果确定 如果不能进行传热计 算或实测时 可按工作介质的最高 或最低 温度或介质正常工作温度加 或减 一定裕量作为设计温度 并按表 3 2 中 和 选取 3 2 3 若容器的各个部位在工作过程中产生不同温度时 可按不同温度 作为各相应部位的设计温度 3 2 4 容器的最高 或最低 工作温度接近所选材料允许使用温度界限 时 应结合具体情况慎重选取设计温度 以免增加投资或降低安全性 表 3 1 设计压力选取表 设 计 压 力 无安全泄放装置1 0 1 10 倍工作压力 装有安全阀 不低于 等于或稍大于 安全阀开启压力 安全阀 开启压力取 1 05 1 10 倍工作压力 装有爆破片取爆破片设计爆破压力加制造范围上限 内 压 容 器 容器位于泵出口侧 且 无安全泄放装置时 取下面三者中最大值 1 泵的正常入口压力加 1 2 倍泵的正常工作扬 程 2 泵的最大入口压力加泵的正常工作扬程 3 泵的正常入口压力加关闭扬程 即泵出口全 关闭时的扬程 钢制压力容器设计技术规定 8 容器位于泵或压缩机进 口侧 且无安全泄放装 置时 取无安全泄放装置时的设计压力 且以 0 1Mpa 外压进行校核 容器位于压缩机出口侧 且无安全泄放装置时 取压缩机出口压力 出口管线上装有安全阀 不低于安全阀开启压力加上流体从容器流至安 全阀处的压力降 有安全泄放 装置 设计外压力取 1 25 倍最大内外压力差或 0 1MPa 两者中的小值 无夹套 真空容 器 无安全泄放 装置 设计外压力取 0 1Mpa 容器 真空 设计外压力按无夹套真空容器规定选取 1 夹套内 为内压 的带夹 套真空 容器 夹套 内压 设计内压力按内压容器规定选取 容器 内压 设计内压力按内压容器规定选取 真 空 容 器 夹套内 为真空 的带夹 套内压 容器 夹套 真空 设计外压力按无夹套真空容器规定选取 2 外 压 容 器 设计外压力取不小于在正常工作情况下可能产生的最大内外压 力差 钢制压力容器设计技术规定 9 表 3 1 续 设计压力选取表 盛装液化石油气或混合液化石油气的容器 表 3 2 设计温度选取表 设 计 温 度 介 质 工作温 度 t t 20 介质最低工作温 度 介质正常工作温度减 0 10 规定温度下的工作压力 Mpa 有保冷设施 液化气体临界 温度 无保冷设施 无试验实测温 度 有试验实测最高工作温 度且能保证低于临界温 度 50 50 饱和蒸气压 力 可能达到的最高工作温度下的饱和蒸 气压力 50 设计所规定的最大充装量时下 为 50 的气体压力 试验实测最高工作温度 下的饱和蒸气压力 规定温度下的工作压力 Mpa 混合液化石油气 50 饱和蒸气压力 Mpa 无保冷设施有保冷设施 异丁烷 50 饱和蒸气 压力 等于 50 异丁烷的饱 和蒸气压力 可能达到的最高工作温度 下异丁烷的饱和蒸气压力 异丁烷 50 饱和蒸 气压力 丙烷 50 饱和蒸气压 力 等于 50 丙烷的饱和 蒸气压力 可能达到的最高工作温度 下丙烷的饱和蒸气压力 丙烷 50 饱和蒸气 压力 等于 50 丙烯的饱和 蒸气压力 可能达到的最高工作温度 下丙烯的饱和蒸气压力 钢制压力容器设计技术规定 10 20 t 15 介质最低工作温 度 介质正常工作温度减 5 10 但最低设计温度 20 T 15 介质最高工作温 度 介质正常工作温度加 15 30 注 当最高 低 工作温度不明确时 按表中的 确定 3 2 5 安装在室外无保温的容器 最低设计温度受地区环境温度所控制 时 可按以下规定选取 a 对盛装压缩气体的储罐 最低设计温度取环境温度减 3 b 对盛装液化气体体积占容器容积 1 4 以上的储罐 最低设计温度取 环境温度 注 环境温度 取该地区历年来 月平均最低气温 的最低值 月平均 最低气温 系按当月各天的最低气温相加后除以当月的天数 3 3 设计载荷 3 3 1 容器设计时应考虑的载荷 3 3 1 1 压力 a 内压 外压或最大压差 b 液柱静压力 当液柱静压力小于 5 设计压力时可忽略不计 c 试验压力 3 3 1 2 下属质量所引起的重力载荷 a 空容器质量 容器壳体及固定附件 如接管 人孔 法兰 支承圈 支座等 的质量 b 可卸内件质量 容器内部可拆卸构件 如填料 过滤网 除沫器 触媒 可卸塔盘等 的质量 c 介质质量 正常工作状态下容器内介质的最大质量 d 隔热材料质量 隔热材料及其支承件和外部保护层的质量 钢制压力容器设计技术规定 11 e 附件质量 与容器直接连接的平台 扶梯和附加装置的质量 f 试验充液质量 液压试验时容器内的液体质量 g 检修质量 检修人员 检修工具及零部件等的重力载荷 若无确 切资料时 可取 690 790N h 钢平台 扶梯及塔盘的质量应根据具体工程设计材料计算 当无 确切资料时 可参照表 3 3 进行估算 表 3 3 扶梯 平台 塔盘质量估计表 名称笼式扶梯开式扶梯钢制平台 圆泡罩塔 盘 条型泡罩 塔盘 单位重 量 390N 145 235 N 1470N 1470N 1470N 名称舌形塔盘筛板塔盘浮阀塔盘 塔盘填充 夜 单位质 量 735N 640N 735N 685N 3 3 1 3 风载荷和地震载荷 a 风载荷和地震载荷应根据容器类型按相应标准的专门规定进行 计算 无专门规定时 则按 GBBJ9 建筑结构载荷规范 及 SH3408 石油化 工钢制设备抗震设计规范 进行计算 b 地区基本风压值及地震基本烈度应分别根据当地气象资料和地 震资料确定 无确切资料时 可参照全国基本风压分布图及中国地震烈度 区划图 3 3 1 4 雪载荷 a 雪载荷应按 GBJ9 建筑结构荷载规范 进行计算 b 地区基本雪压应根据当地气象资料确定 当无确切资料时 可参 钢制压力容器设计技术规定 12 照全国基本雪压分布图 3 3 1 5 偏心载荷 由于内件或附属装置的重心偏离容器壳体中心线而引起的偏心载荷 3 3 2 必要时容器设计尚需考虑的载荷影响 3 3 2 1 局部载荷 容器壳体局部区域上作用的载荷 如支座 内件对壳体的反作用力 工 艺管线的推力等 3 3 2 2 冲击载荷 由于容器受工作介质的剧烈冲击或运输 安装所产生的附加载荷 3 3 2 3 其他机械载荷以及工作温度变化引起的载荷 3 3 3 组合载荷 容器所承受的各项载荷应考虑应考虑在安装 水压试验及正常工作 状态下可能出现的最不利的组合 一般情况下 载荷的组合可参照表 3 4 表 3 4 载荷组合 容器所处状 态 设 计 载 荷 安装 空容器质量所引起的载荷 冲击载荷 风载荷 地震载荷加 25 风载荷 取两者中较大值 附件质量 可拆卸内件质量 隔热材料质量 所引起的载荷当采 用整体综合吊装时考虑 水压试验 空容器质量 附件质量 试验充水质量所引起的载荷 试验压力 30 风载荷 局部载荷 偏心载荷 正常工作 空容器质量 附件质量 隔热材料质量 介质质量 可拆卸内件 质量所引起的载荷 设计压力 局部载荷 偏心载荷 冲击载荷 雪载荷 钢制压力容器设计技术规定 13 风载荷 地震载荷加 25 风载荷 取两者中较大值 不正常工作 取正常工作的载荷加开停车或工作中断时 可能产生的某一种 类型载荷的超载 3 4 厚度附加量及最小厚度的选取 3 4 1 厚度附加量 C 按式确定 C C1 C2 mm 其中 C1 钢板或钢管的厚度负偏差 按相应钢板或钢管标准选 取 mm 一般钢材标准规定的负偏差见其引用标准 当钢材的厚度负 偏差不大于 0 25mm 时 且不超过名义厚度的 6 时 可取 C1 0 C2 腐蚀裕量 mm 3 4 2 腐蚀裕量考虑的原则 3 4 2 1 与工作介质接触的筒体 封头 接管 人 手 孔及内部构件等 均应考虑腐蚀裕量 3 4 2 2 下列情况一般不考虑腐蚀裕量 a 介质对不锈钢无腐蚀作用时 不锈钢 不锈复合钢板或有不锈钢 堆焊层的元件 b 可经常更换的非受压元件 c 有可靠的耐腐蚀衬里 d 法兰的密封表面 e 管壳式换热器的换热管 钢制压力容器设计技术规定 14 f 管壳式换热器的拉杆 定距管 折流板和支持板等非受压元件 g 用涂漆可以有效防止环境腐蚀的容器外表面及其外部构件 如 支座 支腿 底板及托架等 但不包括裙座 3 4 2 3 腐蚀裕量一般应根据钢材在介质中的腐蚀速率和容器的设计 寿命确定 对有使用经验者 可以按经验选取 3 4 2 4 容器的设计寿命除有特殊要求外 塔 反应器等主要容器一 般不应少于 15 年 一般容器 换热器等不少于 8 年 3 4 3 腐蚀裕量的选取 3 4 3 1 容器筒体 封头的腐蚀裕量 a 介质为压缩空气 水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制的容器 其 腐蚀裕量不得小于 1 0mm b 除 a 以外的其他情况可按表 3 5 确定筒体 封头的腐蚀裕量 最大腐蚀裕量不应大于 6mm 否则应采取防腐措施 3 4 3 2 容器接管 包括人 手孔 的腐蚀裕量 一般情况下应取壳体 的腐蚀裕量 表 3 5 筒体 封头的腐蚀裕量 腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀 腐蚀速率 mm 年 0 050 05 0 130 13 0 25 0 25 腐蚀裕量 mm 0 1 2 3 注 表中的腐蚀速率系指均匀腐蚀 3 4 3 3 筒体内侧受力焊缝应取与筒体相同的腐蚀裕量 3 4 3 4 容器各部分的介质腐蚀速率不同时 则可取不同腐蚀裕量 3 4 3 5 两侧同时与介质接触的元件 应根据两侧不同的操作介质选 钢制压力容器设计技术规定 15 取不同的腐蚀裕量 两者叠加作为总的腐蚀裕量 3 4 3 6 容器地脚螺栓的腐蚀裕量可取 3mm 3 4 4 最小厚度 不包括腐蚀裕量 分别按 GB150 中的 3 5 6 条 GB151 中的 5 3 2 条及 JB4710 中的 5 1 6 选取 3 5 许用应力 3 5 1 钢材和螺栓在不同设计温度下的许用应力按 GB150 第四章选取 3 5 2 当设计温度低于 20 时 取 20 时的许用应力 3 5 3 选用 GB150 第四章规定范围以外的钢材时 应符合 GB150 附录 A 的要求 3 5 4 安全系数 安全系数是用以保证受压元件安全的系数 它的选择是设计中关键 的问题 也是一个复杂的问题 它的大小与设计水平 材料质量 制造方法 检验标准以及设备操作状态等有着密切关系 近年来 随着科学技术发展 和实践资料的积累 各国压力容器的安全系数都有所降低 容器的安全系数 安全系数 材料 板 锻件 管 常温下的抗 拉强度 Rm 设计温度下 的屈服强 度 RteL 设计温度下持 久强度极度 RtD 设计温度下 蠕变极限平 均值 Rtn 碳素钢和低合 金钢 Nb 2 7Ns 1 5Nd 1 5Nn 1 0 高合金钢Nb 2 7Ns 1 5Nd 1 5Nn 1 0 螺栓安全系数 钢制压力容器设计技术规定 16 安全系数 材料 螺柱 螺栓 直径 mm 热处理状态 设计温度下的 屈服强度 RteL 设计温度下持久强 度极限平均值的 RtD M222 7 碳素钢 M24 M48 热扎 正火 2 5 M223 5 M24 M483 0 低合金 钢马氏 体高合 金钢 M52 调质 2 7 M221 6奥氏体 高合金 钢 M24 M48 固溶 1 5 1 5 3 6 焊缝系数 焊缝系数 应根据容器受压部分的焊缝型式和无损检测的要求选取 对 A B 两类焊缝连接的受压元件计算 其值按下列规定选取 3 6 1 双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝 100 无损检测 1 00 局部无损检测 0 85 3 6 2 单面焊的对接焊缝 沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板 100 无损检测 0 90 局部无损检测 0 80 3 7 压力试验 容器制成或检修后 在投入运转之前要检查容器的宏观强度 主要是 焊缝的强度 和密闭性 因而要进行压力试验 试验合格后才能进行运转 对需作焊后热处理的容器 应在全部焊接工作完毕并经热处理后进行压力 试验 如果容器压力试验后 需进行补焊或补焊后又经热处理 则必须重新 钢制压力容器设计技术规定 17 进行压力试验 一般根据容器的特点选用液压或气压试验 并根据介质的 特点决定是否进行致密性试验 试验压力 PT 3 7 1 内压容器 液压试验 PT 1 25P t 气压试验 PT 1 1P t 式中 P 设计压力 MPa 试验温度下的材料许用应力 MPa t 设计温度下的材料许用应力 MPa 注 容器各元件 圆筒 封头 接管 法兰及紧固件 所用材料不同时 应取各元件材料的 t 比值中最小者 3 7 2 外压容器和真空容器 外压容器和真空容器按内压容器进行试验 液压试验压力 PT PT 1 25p 气压试验压力 PT PT 1 15p 式中 P 设计外压力 MPa 3 7 3 夹套容器 对于带夹套的容器 应在图样上分别注明内筒和夹套的试验压力 当内筒设计压力为正值时 按内压确定试验压力 当内筒设计压力为负值 时 按外压进行液压试验 在内筒液压试验合格后 再焊接夹套 并对夹套 进行压力试验 在确定了试验压力后 必须校核内筒在该试验外压力作用 下的稳定性 如果不能满足稳定要求 则应规定在作夹套的液压试验时 必 须同时在内筒保持一定压力 以使整个试验过程 包括升压 保压和卸压 中的任一时间内 夹套和内筒的压力 钢制压力容器设计技术规定 18 差不超过设计压差 图样上应注明这一要求 以及试验压力和允许压差 3 7 4 对直立容器卧置进行液压试验时 试验压力应为立置时的试验 压力加液柱静压力 PT 1 25P t H gx10 6 MPa 式中 试验液体密度 kg 3 m H 直立试验时液柱高度 m g 重力加速度 9 81m 2 s 3 7 5 试验液体一般采用洁净水 也可采用不会导致发生危险的其他 液体 试验时液体的温度应低于其闪点或沸点 奥氏体不锈钢制容器用水 进行液压试验后应将水渍去除干净 当无法达到这一要求时 应控制水中 的氯离子含量不超过 25mg l 3 7 6 气压试验时所用气体应为干燥 清洁的空气 氮气或其他惰性气 体 碳素钢和低合金钢制容器 气压试验时介质温度不得低于 15 3 7 7 碳素钢和低合金钢制压力容器 气密性试验用气体温度应不低 于 5 气密性试验时 安全附件应安装整齐 4 材料材料 4 1 钢材的选用 技术要求及使用范围 4 1 1 钢材的选取 选择容器用钢材必须考虑设备的操作条件 如设计压力 设计温度 介质特性 力学性能 焊接性能 冷热加工性能 热处理防腐蚀性能 经济 合理性以及容器结构等 4 1 1 1 所需钢板厚度小于 8mm 时应尽量采用碳素钢板 钢制压力容器设计技术规定 19 4 1 1 2 碳素钢用于介质腐蚀性不强的低压容器 壁厚不大的中压容 器 锻件 高压钢管 非受压元件 4 1 1 3 在刚度或结构设计为主的场合 应尽量选用普通碳素钢 在 强度设计为主的场合 应根据压力 温度 介质等使用限制 依次选用 Q235 B 20R 及 16MnR 等钢板 4 1 1 4 低合金高强度钢一般用于介质腐蚀性不强 壁厚 8mm 的受 压容器 4 1 1 5 不锈钢一般用于介质腐蚀性较高的场合 4 1 1 6 钢材除应符合有关钢材标准的要求外 还应符合本规定对钢 材的技术要求及使用限制和范围的规定 4 1 1 7 用作设备法兰 管法兰 管件 人 手 孔 液面计等化工设备 标准零部件的钢材 应符合有关零部件的国家标准 专业标准和部标准对 钢材的技术要求 4 1 1 8 各种钢板 钢管 锻件 螺栓等的许用应力 使用状态和机械 性能见 GB150 和 JB4746 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4728 压 力容器用不锈钢锻件 的有关规定 4 1 2 钢管 4 1 2 1 采用钢管作压力容器壳体时 设备制造部门按表 4 1 要求复 验机械性能 并符合相应钢管标准的要求 奥氏体不锈钢钢管可免作冲击韧 性试验 4 1 2 2 用作 类压力容器壳体的无缝钢管 设备制造厂应逐根按 设备液压试验压力进行水压试验复验 类容器壳体使用钢管 如钢厂已 作水压试验者 可不再复试 钢制压力容器设计技术规定 20 表 4 1 作用压力容器壳体的钢管复验要求 设计压力 P MPa 拉力试验常温冲击试验 金相检 验 1 6 P 0 1每批取 2 根 4 0 P 1 6每批取 2 根每批取 2 根 每根取一组 10 0 P 4 0 每批 10 但不少于 2 根 每批 10 但不少于 2 根 每根 取一组 注 当钢管根数小于或等于 2 根时 改为每批 1 根或逐根 4 1 3 锻件 压力容器用碳素钢 低合金钢和高合金钢锻件 锻件级别按 JB4726 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4728 压力容器用不锈钢 锻件 和本规定选用并在图样或相应技术文件中注明 4 2 焊条 焊丝和焊剂的选用及焊接的基本要求 4 2 1 焊接材料的要求 一般按下列情况进行规定 4 2 1 1 根据焊接接头型式 材料以及质量要求 设计者可规定采用 氩弧焊 或其他气体保护焊 或氩弧焊 或其他气体保护焊 打底手工电弧焊 盖面的焊接方法 但此时应在图样或技术文件中规定焊接方法并注明采用 的焊丝及焊条 4 2 1 2 对于厚度较大的低碳钢 低合金钢和不锈钢对接接头 如筒 体纵 环焊缝 设计者可根据具体情况采用埋弧焊或电渣焊 并应提出推 荐或规定的焊丝和焊剂要求 4 2 1 3 除上述规定者外 按手工电弧焊要求对焊接材料进行规定 注明焊条牌号或型号 4 2 2 低碳钢 低合金高强度钢 之间的焊接材料的选用 钢制压力容器设计技术规定 21 4 2 2 1 在满足焊接接头的抗拉强度不低于母材标准规定的抗拉强 度下限值的前提下 为改善焊接接头的抗裂性能和焊接工艺性能 允许选 用熔敷金属公称抗拉强度比母材低 10 30MPa 甚至低一级的焊条 4 2 2 2 对于厚板多层焊和其他焊后需进行消除应力热处理或正火 处理的容器 应考虑焊接接头经上述热处理后强度偏低的情况 4 2 2 3 管道 小直径容器 接管等单面施焊而要求接头焊透和背面 成型良好的场合 可采用专用的相应强度级别的底层氩弧焊或其他气体保 护焊焊丝打底 以改善背面成型和不易产生气孔和夹渣等焊接缺陷 焊接 前应注意坡口组装的精度 4 2 2 4 预热 a 根据母材的化学成分 焊接性能 厚度 焊接接头的拘束程度 焊接方法和焊接环境等综合考虑焊件是否预热 必要时通过试验确定 b 常用钢号推荐的预热温度见表 4 2 表 4 2 常用钢号推荐的预热温度 钢号厚度 Mm预热温度 30 50 50 50 100 100 Q235 A F Q235 A 20G 20 20R 20g 100 150 16MnD 09MnNiD 16MnDR 09MnNiDR 15Mn NiDR 30 50 30 50 100 16Mn 16MnR 15MnVR 15MnNbR 50 150 钢制压力容器设计技术规定 22 20MnMo 20MnMoD 08MnNiCrMoVD Arbitrary thickness 100 16 30 60 30 40 80 07MnCrMoVR 07MnNiCrMoVDR 40 50 100 13MnNiMoNbR 150 18MnMoNbR Arbitrary thickness 180 20MnMoNbArbitrary thickness 200 12CrMo 15CrMo 12CrMoG 15CrMoR 15CrM oG 10 150 12CrlMoV 12CrlMoVG 14CrlMoR 14CrlMo 12Cr2Mo 12Cr2M01 12Cr2MoG 12Cr2M01R 6 200 1Cr5Mo任意厚度 250 c 不同钢号相焊时 预热温度按预热温度要求较高的钢号选取 d 采取局部预热时 应防止局部应力过大 e 需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度 4 2 2 5 常用钢号推荐选用的焊接材料 按表 4 4 4 2 2 6 不同钢号相焊推荐选用的焊接材料 按表 4 5 附常用钢号 分类分组 4 3 4 2 2 7 焊后热处理 根据母材的化学成分 焊接性能 厚度 焊接接头的拘束程度 容 器使用条件和有关标准综合确定是否需要进行焊后热处理 常用钢号推荐的焊后热处理规范见表 4 6 钢制压力容器设计技术规定 23 表 4 3 常用钢号分类分组 类别号 组别号钢 号 I 1 0235 A F 0235 一 A Q235 一 B Q235 一 C 10 pipe 20 20g 20G 20R 一 l 16Mn 16MnR 一 2 15MnVR 15MnNbR 20MnMo 一 l 13MnNiMoNbR 18MnMoNbR 20MnMoNb 一 2 07MnCrMoVR 一 1 12CrMo 12CrMoG 15CrMo 15CrMeG 15CrMoR 1 4CrlMo 14CrlMoR 12CrlMoV 12CrlMoVG 一 2 12Cr2Mo 12Cr2MoG 12Cr2Mol 12Cr2Mol VV 一 1 1Cr5Mo 一 l 09MnD 09MnNiD 09MnNiDR 一 2 16MnD 16MnDR 15MnNiDR 20MnMoD 一 3 07MnNiCrMoVDR 08MnNiCrMoVD 10Ni3MoVD 一 1 1Crl8Ni9Ti OCrl8Ni9 0Crl8Nil0Ti 00Crl9Nil0 一 2 0CrlTNil2Mo2 0Crl8Nil2Mo2Ti 00 r17Nil4M 02 0Crl9Nil3Mo3 00 r19Nil3 一 l 0Crl3 钢制压力容器设计技术规定 24 焊条电弧焊埋 弧 焊电 渣 焊 CO2 气保 焊 氩弧焊 焊 条焊 剂焊 剂 钢 号 型 号 标准号 牌号示例 焊丝钢号 标准号 型号 标 准号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 型号 标准 号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 焊丝钢号 标准号 Q235 一 A F q235 一 A 10 管 20 管 E4303 GB T511 7 J422 H08A H08MnA GB T1 4957 H1401 一 H08A GB T5 293 HJ431 H08MnSi GB T14 958 EA316 GB T511 7 J426 Q235 一 B Q235 一 C 20G 20g 20R 20 锻 E4315 GBr 5117 J427 H08A H08E H08MnA GB T1 4957 HJ401 一 H08A GB T5 293 HJ431 H08MnSi GB T14 958 09MnD E5015 一 G GB T511 8 W607 09MnND 09MnNiDR W707 16Mn 16Mn R E5016 GB T5117 J506 H10MnSi H10Mn2 GB T1 4957 HJ401 一 H08A GB T5 293 HJ402 一 H10Mn2 GB T5 293 H1404 一 H08MnA H1431 H1350 SJl01 H08MnMoA H1318Mn2Si A GB T1495 7 HI401 一 H08A GB T5293 H1431 H08Mn2Si A GB T14 958 H10MnSi GB T1495 7 钢制压力容器设计技术规定 25 表 4 4 常用钢号推荐选用的焊接材料 E5015 GB T511 7 J507 GB T5 293 钢制压力容器设计技术规定 26 表 4 4 续 焊条电弧焊埋弧焊电渣焊 CO2气保 焊 氩弧焊 焊条焊剂焊剂 钢号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢号 标准号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢 号 标准号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢号 标准号 焊丝钢号 标准号 E5016 一 G GB T 5118 J506R H 16MnD 16MnDR E5015 一 G GB T 5118 J507R H 15MnNiD R E5015 一 G GB T 5118 W607 E5516 一 G GB T 5118 J556R H 15MnNbR E5515 一 G GB T 5118 J557 HJ404 一 H08MnA GB T52 93 SJl01 15MnVR E5515 一 G GB T 5118 J557 H08MnMoA H10MnSi H10Mn2 GB T1495 7 HJ401 一 H08A GB T52 93 H1402 一 H10Mn2 GB T52 93 HJ404 一 HJ431 J350 SJ101 H08Mn2Si A GB T14 958 H08Mn2Si A GB T14 957 钢制压力容器设计技术规定 27 H08MnA GB T52 93 E5015 一 G GB T 5118 J507R H 20MaflVlo E5515 一 G GB T 5118 J557 H10Mnsi H10Mn2 H08MnMoA GB T1495 7 HJ401 一 H08A GB T52 93 HJ402 一 H10Ma t2 GB T52 93 HJ431 HJ350 钢制压力容器设计技术规定 28 表 4 4 续 焊条电弧焊埋弧焊电渣焊 CO2气 保焊 氩弧焊 焊丝钢号 标准号 焊丝钢号 标准号 钢号 型号 标准号 牌号示例 焊条型号 标准号 牌号示 例 焊剂 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢 号 标准号 焊丝钢号 标准号 E5016 一 G GB T5118 J506RH E5015 一 G GB T5118 J507RH20MnMoD E5516 一 G GB T5118 J556RH E6016 一 D1 GB T5 儿 8 J606 13MnNiMo NbRE6015 一 Dl GB T5118 J607 H08Mn2 MoA GB T1 4957 H1402 一 H10Mn 2 GB T 5293 HJ350 HJ401 一 H08A GB T52 93 HJ431 18MnMoN bR E6015 一 Dl GB T5118 J607 H08Mn2 MoA GB T1 4957 HJ250G H10Mn 2MoA H10Mn 2MoVA GB 厂 T14957 HJ401 一 H08A GB T52 93 HJ431 20MnM oN b E6015 一 Dl GB T5118 J607 H08Mrd MoA GB T1 4957 H1250G 07MnCrMo VR 08MnNiCr MoVD 07MnNiCr E6015 一 G GB T5118 J607RH SJl02 钢制压力容器设计技术规定 29 MoVDR 10Ni3MoV D E6015 一 G GB T5118 J607RH 表 4 4 续 焊条电弧焊埋弧焊电渣焊 CO2 气 保焊 氩弧焊 焊条焊剂焊剂 钢号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢号 标准号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢号 标准号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢号 标准号 焊丝钢号 标准号 12CrMo 12CrMo G E5515 一 B1 GB T5 118 R207 H08CrMo A GB T14 957 15CrMo 15CrMo G 15CrMo R E5515 一 B2 GB T5 118 R307 H13CrM oA GB T1 4957 HJ402 一 H10Mn2 GB T529 3 HJ404 一 H08MnA GB T529 3 HJ350 Jl01 H1250G H13CrM oA GB T1 4957 H1401 一 H08A GB T5 293 HJ431 H13CirMo A GB T14 957 14CrlM oR 14CrlM o E5515 一 B2 GB T5 118 R307H 12CrlM oV 12CrlM oVG E5515 一 B2 一 V GB T5 118 R317 H08CrM oVA GB T1 4957 H1402 一 H10Mn2 GB T529 3 HJ350 H08CrMo VA GB T14 957 12Cr2M o 12Cr2M E6015 一 B3 GB T5 118 R407 钢制压力容器设计技术规定 30 ol 12Cr2M oG 12Cr2M olR 1Cr5Mo E5MoV 一 15 GB T5 118 R507 E308 一 16 GB T9 83 E308 15 A102 0Crl8Ni 9 GB T9 83 A107 HOCr21 Nil0 YB T5 092 HJ260 HOCr21Ni l0 YB 50 91 表 4 4 续 焊条电弧焊埋弧焊电渣焊 CO2 气 保焊 氩弧焊 焊条焊剂焊剂 钢号 型号 标准号 牌号示例 焊丝钢号 标准号 型号 标准号 牌号示 例 焊丝钢 号 标准号 型号 标准号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 焊丝钢号 标准号 E347 16 GB T98 3 A132 0Crl8Nil0T i 1Cfl8Ni9Ti E347 15 GB T98 3 A137 HOCr21Ni l0Ti YB T50 92 HJ260 H0Cr21Nil0 Ti YB T509 1 0Crl7Nil2 Mo2 E316 16 GB T98 3 A202 HOCrl9Nil 2Mo2 YB T50 HJ260 H0Crl9Nil2 Mo2 YB T509 钢制压力容器设计技术规定 31 E316 15 GB T98 3 A20792 1 E316L 16 GB T98 3 A022 0Crl8Nil2 Mo2Ti E318 16 GB T98 3 A212 I H0Czl9Nil 2Mo2 YB T50 92 M260 H00Cr19Nil 2Mo2 YB T509 1 0Crl9Ni 13 Mo3 E317 16 GB T98 3 H0Cr20Nil4 Mo3 YB T509 1 00Crl9Nil0 E308L 16 GB T98 3 A002 H00Cr21N il0 YB T50 92 HJ260 H00Cr21Nil 0 YB T509 1 00Crl7Nil4 Mo2 E316L 一 16 GB T98 3 A022 00Crl9Nil3 Mo3 E317L 16 GB T98 3 A242 FAl0 16 GB T98 3 G202 0Crl3 E410 15 GB T98 3 G207 已有焊材 但尚未列入标准 钢制压力容器设计技术规定 32 表 4 5 不同钢号相焊推荐选用焊接材料表 焊条电弧焊埋弧焊氩弧焊 焊条焊剂被焊钢材 料类别 接头母材类别号或 组别号 型号 标准 号 牌号示 例 焊丝钢号 标准 号 型号 标准号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 备 注 E4303 GB T511 7 J422 碳素钢之间 焊接 I I E4315 GB T511 7 J427 H08A GB T14957 H1401 一 H08A GB T5293 HJ431 H08A GB T1 4957 E4303 GB T511 7 J422 I II 一 1 E4315 GB T511 17 J427 H08A H08MnA GB T14957 HJ401 一 H08A GB T5293 HJ431 H10MnSi GB T1 4957 碳素钢与强 度型 低合金多见 焊接 I 一 2 E4315 GB T511 7 J427 H08MnA GB T14957 HJ401 一 H08A GB T5293 HJ431 H1DMnsi GB T1 4957 钢制压力容器设计技术规定 33 E5015 GB T511 7 J507 F5315 GB T511 7 J427 I 1 一 2 E5015 GB T511 7 J507 H08A H08MnA GB T14957 J401 一 H08A GB T5293 HJ431 H10MnSi GB T1 4957 I F4315 GB T511 7 J427 H08A H08MnA GB T14957 H1401 一 H08A GB T5293 H1431 H10MnSi GB T1 4957 碳素钢与耐 热型低合金 钢焊接 I V E4315 GBZT5117 J427 H08A H08MnA GB T14957 H1401 一 H08A GB T5293 HJ431 H10MnSi GB T1 4957 钢制压力容器设计技术规定 34 表 4 5 续 焊条电弧焊埋弧焊氩弧焊 焊条焊剂 被焊钢材类别 接头母材类别 号 或组别号 型号 标准号 牌号 示例 焊丝钢号 标 准号 型号 标准号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 备注 碳素钢与低温 型 低合金钢焊接 E4315 GB T5117 J427 H08AH08Mn A GB T14957 H7401 一 H08A GB T5293 HJ431 H10MnSi GB T1495 7 E5015 GB T5117 J507 U401 一 H08A GB F5223 HJ431 强度型低合 金钢的焊接 E5515 一 G GB T5118 J557 H08MnA H10MnSi GB T14957 HJ402 一 H10Mn2 GB T5293 HJ350 H10MnSi GB T1495 7 H1401 一 H08A GB T5293 HJ431 一 1 十 一 2 E5015 GB T5117 J507 H08MnA H10Mn2 GB T14957 HJ402 一 H10Mn2 GB T5293 HJ350 H10MnSi GB T1495 7 强度型低合 金钢的焊接 一 2 一 1 E5015 GB T5117 E5515 一 G J507 H10Mn2 H10MnSi GB T14957 HJ401 一 H08A GBZT5293 HJ431 钢制压力容器设计技术规定 35 一 2 一 2 GB T5118 J557 J402 一 H10Mn2 GB T5293 HJ350 E5003 GB T5117 J502 E5015 GB T5117 J507 E5003 GB T5117 J502 强度型低合金 钢 与耐热型低 合金钢焊接 E5015 GB T5117 J507 表 4 5 续 焊条电弧焊埋弧焊氩弧焊 焊条焊剂 被焊钢材类别 接头母材 类别号 或组别号 型号 标准号 牌号示例 焊丝钢 号 标准号 型号 标准号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 备 注 强度型低合金 钢与 耐热型低合金 V E5015 GB T5117 J507 钢制压力容器设计技术规定 36 钢焊接 E5515 一 G GB T5118 J507 E5015 GB T5117 J507 强度型低合 金钢与耐热型 低合金钢的焊 接 VE5515 一 G GB T5118 J557 E5515 一 B1 GB T5118 R207 E5515 一 B2 GB T5118 R307 一 1 一 2 E309 15 GB T983 A307 H1Cr24Nil3 YB Y509 1 不进行热处理时 采用 E5515 一 B1 GB T5118 R207 H13CrMoA GB T149 57 E5515 一 B2 GB T5118 R307 E5515 一 B2 一 V GB T5118 R317 耐热型低合金 钢 之间的焊接 V E6015 一 B3 GB T5118 R407 钢制压力容器设计技术规定 37 E310 15 GB T983 A407 HICr26Ni21 YB T509 1 不进行热处理时 采用 钢制压力容器设计技术规定 38 表 4 5 续 焊条电弧焊埋弧焊氩弧焊 焊条焊剂 被焊钢材 类别 接头母材类别 号 或组别号 型号 标准号 牌号示 例 焊丝钢号 标准号 型号 标准 号 牌号示例 焊丝钢号 标准号 备注 E309 16 G