压力容器设计常见问题

1、压力容器的审核压力容器的审核 （压力容器设计中常见问题）（压力容器设计中常见问题）1 1关于管壳式换热器设计中的金属温度关于管壳式换热器设计中的金属温度 有两个金属温度有两个金属温度: 一个是一个是确定强度尺寸用到的金属温度确定强度尺寸用到的金属温度，即，即： 设计温度设计温度：是指换热器在正常工作情况下，：是指换热器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属横截面的温度设定的元件金属温度（沿元件金属横截面的温度平均值），设计温度与设计压力一起作为设计条平均值），设计温度与设计压力一起作为设计条件。件。 在任何情况下，元件金属的表面温度不得超在任何情况下，元件金属的表面温度不得超过材料的

2、允许使用温度。过材料的允许使用温度。 设计温度不得低于元件金属在工作状态可能设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于达到的最高温度。对于0以下的金属温度，设以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 1 1关于管壳式换热器设计中的金属温度关于管壳式换热器设计中的金属温度 标志在铭牌上的管、壳程设计温度，分别标志在铭牌上的管、壳程设计温度，分别为管程管箱的和壳程壳体的设计温度。对于同为管程管箱的和壳程壳体的设计温度

3、。对于同时受管、壳程温度作用的元件可按金属温度确时受管、壳程温度作用的元件可按金属温度确定设计温度，也可按较高侧的设计温度。定设计温度，也可按较高侧的设计温度。 金属温度可按附录金属温度可按附录F（提示的附录）求得，（提示的附录）求得，或在已使用的同类换热器上测定，也可根据成或在已使用的同类换热器上测定，也可根据成熟的设计经验确定。熟的设计经验确定。 低温换热器的设计温度按附录低温换热器的设计温度按附录A（标准的（标准的附录）确定。附录）确定。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 1 1关于管壳式换热器设计中的金属温度关于管

4、壳式换热器设计中的金属温度 低温换热器的设计温度按附录低温换热器的设计温度按附录A（标准的附录）（标准的附录）确定。确定。 另一另一个是个是计算温差应力用到的金属温度计算温差应力用到的金属温度，即，即： ts沿长度平均的壳程圆筒金属温度沿长度平均的壳程圆筒金属温度。 tt沿长度平均的换热管金属温度沿长度平均的换热管金属温度。 温差应力对换热器强度计算的影响主要是：温差应力对换热器强度计算的影响主要是： 壳程圆筒轴向应力；壳程圆筒轴向应力； 换热管轴向应力；换热管轴向应力； 换热管与管板连接的拉脱力。换热管与管板连接的拉脱力。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器

5、设计中常见问题压力容器设计中常见问题 2. 2. 关于安全阀关于安全阀 设置设置 下列情况之一的必须设置安全阀下列情况之一的必须设置安全阀:独立的压力容器独立的压力容器,该系统指全该系统指全气气相，全液相或相，全液相或气相联通；气相联通；容器的压力物料来源处没有安全阀的场合；容器的压力物料来源处没有安全阀的场合；设计压力小于压力来源处的压力的容器；设计压力小于压力来源处的压力的容器；由于不凝性气体累计产生超压的容器；由于不凝性气体累计产生超压的容器；由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故、公用工程事故引起的超压部位；故、公用工程事故引起的超压部位；其

6、他需要装安全阀的情况。其他需要装安全阀的情况。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 计算与选择计算与选择 计算时按照全启式安全阀计算，选用了微启计算时按照全启式安全阀计算，选用了微启式安全阀，这里有两式安全阀，这里有两个方面问题个方面问题： 型号、截面型号、截面积积 型式选择型式选择 排放蒸气或气体时应选择全启式安全阀；排放蒸气或气体时应选择全启式安全阀； 排放液体时可选用微启式或全启式安全阀；排放液体时可选用微启式或全启式安全阀； 排放水蒸气或空气时可选择带扳手全启式安排放水蒸气或空气时可选择带扳手全启式安全阀。全阀。河河

7、南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 河南省压力容器设计审批人员培训河南省压力容器设计审批人员培训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 河南省压力容器设计审批人员培训河南省压力容器设计审批人员培训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 3关于容器上检查孔的设置关于容器上检查孔的设置容规容规第第45条条 对压力容器检查孔的要求如下：对压力容器检查孔的要求如下： 1为检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、为检

8、查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷，压力容器应开设变形、腐蚀等缺陷，压力容器应开设检查孔。检查孔检查孔。检查孔包括人包括人孔、手孔孔、手孔。 2检检查孔的最少查孔的最少数量与最小数量与最小尺寸应符合尺寸应符合表表3-6的要的要求求。 3 3关于容器上检查孔的设置关于容器上检查孔的设置 3检查孔的开设位置要求如下：检查孔的开设位置要求如下： (1)检查孔的开设应合理、恰当，便于观察或检查孔的开设应合理、恰当，便于观察或清理内部；清理内部； (2)手孔应开设在封头上或封头附近的筒体上。手孔应开设在封头上或封头附近的筒体上。 4球形储罐应在上、下极板上各开设一个球形储罐应在上、下极

9、板上各开设一个人孔人孔(或制造工艺孔或制造工艺孔)。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 4. 4. 容器上接管什麽情况下应采用全焊透结构容器上接管什麽情况下应采用全焊透结构 固容固容规规3.14.2规定：规定： 有下列情况之一的，应当采用全焊透结构：有下列情况之一的，应当采用全焊透结构：(1)介质为易燃或者介质毒性为极度危害和高度介质为易燃或者介质毒性为极度危害和高度危害的压力容器危害的压力容器; (2)要求气压试验或者气液组合压力试验的压力要求气压试验或者气液组合压力试验的压力容器容器;(3)第第类压力容器类压力容器;(

10、4)低温压力容器低温压力容器;(5)进行疲劳分析的压力容器。进行疲劳分析的压力容器。;(6)直接受火焰加热的压力容器直接受火焰加热的压力容器; (7)设计图样规定的压力容器。设计图样规定的压力容器。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 5. 5. 法兰的热处理问题法兰的热处理问题 GB150-1998钢制压力容器钢制压力容器9.1.5规定规定: 法兰在下列任一情况下应经正火或完全退火法兰在下列任一情况下应经正火或完全退火热处理：热处理： a) 法兰断面厚度大于法兰断面厚度大于76mm的碳素钢或低合的碳素钢或低合金钢制法兰；金

11、钢制法兰； b) 焊制整体法兰；焊制整体法兰； c) 锻制法兰。锻制法兰。 GB150-1998钢制压力容器钢制压力容器9.1.6规定规定: 2. 用板材或型材制造的法兰环的对接接头，用板材或型材制造的法兰环的对接接头，应经焊后热处理。应经焊后热处理。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 5. 5. 法兰使用材料问题法兰使用材料问题 GB150-1998钢制压力容器钢制压力容器9.1.4规定规定: 带颈法兰带颈法兰应采用应采用热轧或锻件热轧或锻件加工制成，加工加工制成，加工后的法兰轴线须与原坯件的轴线平行。必要时采后的法兰轴

12、线须与原坯件的轴线平行。必要时采用钢板制造带颈法兰时，必须符合下列要求：用钢板制造带颈法兰时，必须符合下列要求： a) 钢板应经超声检测，无分层缺陷；钢板应经超声检测，无分层缺陷； b) 应沿钢板轧制方向切割出板条，经弯制，应沿钢板轧制方向切割出板条，经弯制，对焊成为圆环，并使钢板表面成为环的侧面；对焊成为圆环，并使钢板表面成为环的侧面； c) 圆环的对接接头应采用全焊透结构；圆环的对接接头应采用全焊透结构； d) 圆环对接接头应经焊后热处理及圆环对接接头应经焊后热处理及100射线射线或超声探测，合格标准按或超声探测，合格标准按JB4700的规定。的规定。 河河南南省省压压力力容容器器设设计计

13、审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 5使用石棉（石棉橡胶）垫的限制。使用石棉（石棉橡胶）垫的限制。下列情况下不允许使用：下列情况下不允许使用： 介质为环氧乙烷时；介质为环氧乙烷时； 靠真空泵维持的真空系统；靠真空泵维持的真空系统； 不允许有微量纤维混入的介质，如航空汽油和不允许有微量纤维混入的介质，如航空汽油和航空煤油；航空煤油； 有卫生要求的法兰连接。有卫生要求的法兰连接。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 6 6碳素钢和低合金钢的高温石墨化问题碳素钢和低合金钢的高温石墨化问题 碳素钢

14、碳素钢和和Q345R低合金钢长期在高于低合金钢长期在高于425的温度下工作时，会因渗碳体分解而产生的温度下工作时，会因渗碳体分解而产生石墨化倾向，使材料的强度、塑性和冲击值下石墨化倾向，使材料的强度、塑性和冲击值下降，钢材明显变脆。因而设计时必须考虑有否降，钢材明显变脆。因而设计时必须考虑有否有有长期长期在高于在高于425温度下长期使用的问题，若温度下长期使用的问题，若需要在高于需要在高于425温度下长期使用，就不能选用温度下长期使用，就不能选用这些材料。这些材料。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 6材料代用问题材料代用

15、问题 由于我国压力容器材料供应方面的问题以及部分制造厂由于我国压力容器材料供应方面的问题以及部分制造厂解决库存材料的需要，制造过程中的材料代用，是目前我国解决库存材料的需要，制造过程中的材料代用，是目前我国压力容器建造中常见的现象，面对这种压力容器建造中常见的现象，面对这种普遍现象。普遍现象。材料选择材料选择是设计过程中的重要技术内容，应作为设计质量保证始终贯是设计过程中的重要技术内容，应作为设计质量保证始终贯穿于压力容器建造过程。穿于压力容器建造过程。尽管材料尽管材料代用解决了一些压力容器代用解决了一些压力容器制造过程中的实际问题，但也引发了诸如职责不清、不当代制造过程中的实际问题，但也引发

16、了诸如职责不清、不当代用等现象的发生。因此，在压力容器的建造中，有必要详细用等现象的发生。因此，在压力容器的建造中，有必要详细地论证材料代用的可行性，慎重决定。在地论证材料代用的可行性，慎重决定。在“以优代劣以优代劣”原则原则的情况下，还应考虑如下因素：的情况下，还应考虑如下因素： (1)材料材料对工作介质的相容性。如应力腐蚀、晶间腐蚀等。对工作介质的相容性。如应力腐蚀、晶间腐蚀等。 河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 (2) 代用材料的设计温度下的许用应力是否达代用材料的设计温度下的许用应力是否达到原设计的要求。到原设计

17、的要求。 (3) 代用材料是否会产生如改变焊接材料、焊代用材料是否会产生如改变焊接材料、焊接工艺等。接工艺等。 (4) 代用材料是否会产生诸如改变热处理状态、代用材料是否会产生诸如改变热处理状态、无损检测及焊接试板等要求。无损检测及焊接试板等要求。 事实上，材料代用是压力容器的一种设计变事实上，材料代用是压力容器的一种设计变更，单纯考虑更，单纯考虑“以优代劣以优代劣”的原则，仍然是产生安的原则，仍然是产生安全隐患和管理混乱的主要因素，压力容器的设计、全隐患和管理混乱的主要因素，压力容器的设计、制造单位必须充分协商，在考虑到各种可能影响压制造单位必须充分协商，在考虑到各种可能影响压力容器安全使用

18、因素的情况下，慎重决定材料代用力容器安全使用因素的情况下，慎重决定材料代用方案。方案。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 7 7管法兰紧固件的使用管法兰紧固件的使用 按按HG/T206132009钢制管钢制管法兰用紧固件法兰用紧固件规定其使用范围如下：规定其使用范围如下： (1)商品级六角商品级六角螺栓及螺栓及型六角螺母的型六角螺母的使用条使用条件应符合下列各条要求：件应符合下列各条要求： 1公称压力等级公称压力等级 PN 16 ， 2非有毒、非可燃介质和非非有毒、非可燃介质和非剧烈循环场合，剧烈循环场合， 3，配用配用非金属平垫片。非金属平垫片。 (2)商品级双头螺柱商品级双头螺柱及及型六角螺母型六角螺母的使用条的使用条件应符合件应符合下列各项要求下列各项要求： 1公称压力等级公称压力等级 PN 40 ， 2非有毒、非可燃介质和非剧烈循环场合。非有毒、非可燃介质和非剧烈循环场合。河河南南省省压压力力容容器器设设计计审审批批人人员员培培训训 压力容器设计中常见问题压力容器设计中常见问题 7 7管法兰紧固件管法兰紧固件的使