整体多层夹紧式高压容器制造通用工艺守则-1

整体多层夹紧式高压容器制造通用工艺守则1.范围本标准适用于设计压力不大于35MPa，设计温度为-20℃~350℃整体多层夹紧式高压容器的的制造、检验和验收。整体多层夹紧式高压容器的制造、检验、验收除应符合本技术条件和设计图样规定外，还应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》、GBT150.1~GBT150.4《压力容器》、HG3129《整体多层夹紧式高压容器》及相应的法规标准的规定。2.引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》GBT150.1~GB150.4《压力容器》HG3129《整体多层夹紧式高压容器》GBT196《普通螺纹基本尺寸》GBT197《普通螺纹公差与配合》GBT699《优质碳素结构钢》GBT1184《形状和位置公差未注公差值》GBT1220《不锈钢棒》GBT1804《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》GBT3077《合金结构钢》GBT4162《锻轧钢棒超声波检验方法》GB24511《承压设备用不锈钢钢板及钢带》NBT47018.1-NB/T47018.7《承压设备用焊接材料订货技术条件》GBT5293《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB6479《高压化肥设备用无缝钢管》GB713《锅炉和压力容器用钢板》NBT47008《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NBT47010《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》GBT8110《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》NBT47014《承压设备焊接工艺评定》NBT47015《压力容器焊接规程》JBT4711《压力容器涂敷与运输包装》NBT47013《承压设备无损检测》NBT47016《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》3.材料3.1制造整体多层夹紧式高压容器的板材、锻件、棒材、管材和焊接材料必须符合相应国家标准或行业标准规定，并具有质量合格证明书。3.2整体多层夹紧式高压容器所用材料除应符合图样外，还应符合下列标准规定。3.2.1钢板：GB713《锅炉和压力容器用钢板》3.2.2锻件：NBT47008《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NBT47010《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》3.2.3棒材：GBT699《优质碳素结构钢》GBT3077《合金结构钢》GBT1220《不锈钢棒》3.2.4钢管GB6479《高压化肥设备用无缝钢管》3.2.5焊接材料：NBT47018.1-NBT47018.7《承压设备用焊接材料订货技术条件》GBT5293《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GBT8110《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》4.冷热加工成形4.1根据制造工艺条件确定加工裕量，以确保筒体的厚度不小于该零部件的名义厚度减去钢材负偏差；封头的冲压后最小厚度不小于图纸要求的最小厚度。4.2制造整体多层夹紧式高压容器的材料必须进行材料标志移植,材料标志移植按《标志与标志位置的规定》。4.3焊接坡口加工应采用机械加工。坡口表面不得有裂纹，分层、夹渣等缺陷。4.4内筒单节筒节4.4.1清除钢板表面氧化皮。4.4.2逐张检查钢板厚度。4.4.3筒节成形前钢板的平面度不大于3mm。4.4.4最短筒节长度不小于300mm。4.4.5筒节纵缝对口错边量不大于1.0mm。4.4.6筒节环缝端口错位不大于1.5mm。4.4.7筒节周长允差小于或等于3‰Di(圆筒内径)，且不大于3mm。4.4.8单节圆筒成形后，沿着轴向分上、中、下三个断面测量单节圆筒的内径。同一断面最大内径与最小内径之差不大于4‰Di(圆筒内径)，且不大于5mm。4.4.9单节圆筒的直线度用不小于圆筒长度的直尺检查，将直尺沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位轴向靠在筒壁上，直尺与筒壁之间的间隙不大于1mm。4.4.10纵焊缝内、外表面需进行打磨，外表面打磨与母材平齐，不允许保留焊缝余高，内表面按图纸要求打磨；不允许错边、咬边。焊缝区的圆度和筒身圆度一致。用弦长等于该单节圆筒内直径的三分之一且不小于300mm的内样板或外样板进行检查，形成的棱角度E，其值不大于1.5mm。4.5单节层板4.5.1清除钢板表面氧化皮。4.5.2逐张检查钢板厚度。4.5.3筒节成形前钢板的平面度不大于3mm。4.5.4筒节最小长度不小于300mm。筒节最大长度不大于1600mm。4.5.5层板允许拼接，拼接块数不多于3块，且最小拼接宽度不小于500mm。拼接接头两表面必须打磨与母材平齐。4.5.6各层层板周向尺寸应以所夹紧内层筒体的实测周长为基准计算下料。周长在考虑纵向焊接接头间隙后，只允许为负偏差，且数值不大于3mm。4.5.7由工艺根椐图纸实际尺寸及相关标准规定绘制层板纵环焊缝布置图，确定每层板的节数及详细的下料尺寸。4.5.8层板须剪切或气割下料，下料后单边留10mm余量，通过机械加工方法刨边并加工纵环缝坡口，确保层板筒节纵环缝间隙后的下料尺寸及坡口质量。4.5.9每节层板均需采用机械加工方法设置φ53mm4.5.9小于1400mm设置4个，大于1400mm设置6个。具体位置及尺寸按下图。4.5.10内层层板上的夹紧工艺孔无需堵补，作泄放孔用；最外层层板每节呈对角线的两堵板上钻φ6泄放孔。4.5.11层板在包扎前需预成形，并按图纸要求的标准弧样板进行检查。在包扎前对其内外表面进行喷砂处理，清除尽油污、锈迹。4.6顶盖、端部法兰、平底封头及三通四通等4.6.1螺柱、螺栓孔或通孔的中心圆直径及相邻两孔弦长允差为±0.6mm，任意两孔弦长允差为±1.5mm。4.6.2螺孔中心线与端面的垂直度允差符合GBT1184标准10级精度。4.6.3螺纹基本尺寸按GBT196《普通螺纹基本尺寸》的规定，螺纹的公差按GBT197《普通螺纹公差与配合》；螺纹精度6H要求，表面粗糙度Ra不高于3.2μm。4.6.4密封面及表面不得有裂纹及其它降低强度或连接可靠性的缺陷。4.6.5机加工表面未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804-m。4.7螺柱、螺栓和螺母4.7.1直径不大于M52的螺柱、螺栓和螺母，根椐图样要求分别按相应的标准规定进行制造和验收。4.7.2直径大于M52的螺柱、螺栓和螺母按以下规定：4.7.2.1螺柱、螺栓按图样要进行热处理，其试样与试验按3.6.1，3.6.2及GB150《钢制压力容器》的有关规定。4.7.2.2螺母毛坯热处理后只作硬度试验。4.7.2.3螺纹基本尺寸按GBT196《普通螺纹基本尺寸》的规定，螺纹的公差按GBT197《普通螺纹公差与配合》；螺纹精度6H或6g要求，表面粗糙度Ra不高于3.2μm。4.7.2.4螺柱、螺栓和螺母在热处理和机械加工后按NB/T47013.4标准进行磁粉检测，I级合格；不得存在任何裂纹以及1.5mm以上的非轴向线性缺陷。磁探后必须进行退磁处理。4.8高压管件、紧固件的制造和验收按图样或相应的标准。4.9球形封头4.9.1根据图纸要求确定成型方案，编制冲压工艺。4.9.2确定球形封头的毛坯下料尺寸。4.9.3球形封头的制造按GBT150.4中6.4的规定。4.9.4球形封头成形后对表面质量、几何尺寸进行检查和测量并测厚，符合图样要求及标准要求。4.9.5球形封头检验合格后内外表面进行打砂，内外表面按NBT47013.4标准进行100%MT，I级合格。5内筒筒体、端部法兰、球形封头的组对5.1内筒筒节组对5.1.1检查各节筒节几何尺寸及标记。5.1.2环向焊接接头坡口采用机械加工或修磨，要求按图样规定。5.1.3内筒筒节组对时，相邻筒节A类接头中心距离或封头A类接头的端点与相邻筒节A类接头中心的距离应大于200mm。5.1.4内筒B类焊接接头的对口错边量b2≤1.5mm。5.1.5内筒B类接头形成的棱角E2，用长度不小于300mm的直尺检查，其E2不大于5.1.6组焊后内筒的直线度允差小于筒体长度的1‰，并不大于6mm且符合图纸要求。5.1.7内筒总长度允差按图样要求。5.2筒体与端部法兰、球形封头组对5.2.1检查各零件几何尺寸及标记。5.2.1端部法兰、内筒组件、球形封头环向焊接接头坡口采用机械加工方法或修磨达图样要求。5.2.2内筒组合件与端部法兰、球形封头的连接按下图，其对口错边量b3≤1mm。5.2.3组焊件所有纵环对接接头外表面打磨与母材平齐，内表面打磨至图样要求。6.层板包扎6.1检查各节层板几何尺寸及标记。6.2检查层板纵环缝焊接接头坡口。6.3层板夹紧包扎须在筒体与球形封头、端部法兰组焊热处理后进行。6.4层板筒节轴向长度须确保各相邻层板的环向接头相互错开，且外层层板的环向接头与内层层板的环向接头错开的距离≥300mm。6.5层板两对边的平行度及相邻两边的垂直度偏差按GBT1804中的L级。6.6层板夹紧包扎前应将内筒或前一层层板外表面的所有焊接接头打磨与母材平齐，并清除层板表面的铁锈、油污和影响层板贴合的杂物。6.7根椐图纸工艺下料尺寸及标准要求，确定每节层板的夹紧力。6.8第一层层板与内筒的纵环缝均应错开≥300mm，每层层板的纵向焊接接头应均匀错开，相邻层板的纵向接头夹角α，应符合图样给出的相应数值，其环缝错开量不小于300mm。6.9层板纵向焊接接头间隙6mm≤P1≤14mm，环向焊接接头间隙6mm≤P2≤8mm。6.10层板端部层间间隙的控制在每一层板筒节的端面应测量相邻层板的径向间隙和径向间隙高度大于或等于0.25mm段的弧长。测量后按图所示方法计算估算面积Ag。任一端面上以平方毫米表示的任一估算间隙面积Ag不得超过以毫米表示的层板厚度值的25倍，且任何层板间隙的弧长b不得超过容器内径。若相邻层板间隙不只一处，则间隙长度之和不得超过的容器内径。任一层板径向间隙的最大高度h不得超过3mm。h——径向间隙最大高度，mm；b——径向间隙最大高度或等于0.25mm段的弧长，mm；Rg——间隙处半径，mm；t——层板的厚度，mm；Ag——估算间隙面积，Ag=2/3×b×h，mm2；6.11层板松动面积的控制对设计内直径Di不大于1000mm的容器，每一松动的部位，沿环向长度不得超过0.3Di，沿轴向长度不得超过600mm；对于设计内直径大于1000mm的容器，每一松动的部位沿环向长度不得超过300mm，沿轴向长度不得超过600mm。6.12外层板的夹紧工艺孔在外层板施焊完毕后,必须用与外层板相同的材料堵焊工艺孔并打打磨与外层板平齐。6.13层板和外层板与端部法兰、球形封头的连接按下图，其对口错边量b4≤0.8mm。7.焊接7.1承担整体多层夹紧式高压容器受压元件焊接操作的焊工，必须由持有相应类别的有效焊工合格证书的焊工担任。7.2焊接工艺评定应按国家标准JBT4708《承压设备焊接工艺评定》进行。7.3整体多层夹紧式高压容器施焊前应按JB/4708的规定对层板的焊接接头做焊接工艺评定(包括层板与端部法兰和封头)。7.4施焊前应按JBT4709的规定、图样技术和评定合格的焊接工艺，制定焊接工艺规程，焊工必须遵守该规程。7.5施焊前应将坡口表面的氧化物、油污及其它有害杂质清除干净；清除范围(以离坡口边缘的距离计)不小于20mm。7.6受压元件焊接接头焊前预热部位按有关标准及图样要求执行，预热温度按焊接工艺；其它焊接接头当焊件温度低于0℃时，应在施焊处100mm范围内预热到≥15℃。焊接指导书有要求的按焊接指导书的规定。7.7整体多层夹紧式高压容器施焊,除应满足设计图样、焊接工艺及焊接工艺规程之外，还应按JBT4709标准有关规定执行。7.8焊接接头表面的形状尺寸及外观质量要求按GBT150和《固定式压力容器安全技术监察规程》规定。7.9施焊后，焊工应在焊接接头附近规定部位打上焊工钢印，并作记录。7.10焊接返修应符合GBT150.4中7.4条规定。7.10.1当焊接接头需要返修时，应制定返修工艺；返修工艺要求同7.4。7.10.2焊接接头同一部位的返修次数不宜超过两次。如超过两次，返修前均应经制造单位技术总负责人批准。返修次数、部位和返修情况记入产品质量证明书内。7.10.3一般应在热处理前进行返修。如在热处理后进行返修，施焊后应作必要的热处理。7.10.4有抗晶间腐蚀要求的不锈钢制容器，返修部位仍须保证原有要求。7.10.5压力试验后，一般不进行焊缝返修；确需返修的返修部位必须按原要求经无损检测合格。由于焊接接头泄漏造成的返修或返修深度大于1/2壁厚的压力容器应重新进行压力试验。8.无损检测8.1主要受压元件的焊接接头须经形状尺寸及外观检查合格后，检验员开具委托单方可进行无损检测。8.2内筒的A、B类焊接接头、内筒与端部法兰B类焊接接头、内筒与球形封头A类焊接接头以及标准规定、图样要求部位须经100%射线检测合格。8.3下列焊接接头表面须经100%超声波检测：8.3.1各层层板与端部法兰或球形封头连接的焊接接头；8.3.2最外层层板的纵环向焊接接头；8.3.3层板的拼接接头；8.3.4标准规定及图样要求部位。8.4下列焊接接头表面须经磁粉或渗透检测：8.4.1内筒、层板的D类焊接接头；8.4.2标准抗拉强度下限值σb≥540MPa及低合金钢材的焊接坡口；8.4.3堆焊表面；8.4.4标准抗拉强度下限值σb≥540MPa的材料及Cr-Mo低合金钢材的缺陷修磨或补焊处的表面、卡具和拉筋等拆除处的焊痕表面。8.5探伤标准及合格级别8.5.1焊接接头射线探伤按NBT47013.2标准进行，技术等级A、B、其检测结果II级合格。8.5.2焊接接头超声波探伤按NBT47013.3标准进行，其检测结果I级合格。8.5.3磁粉和渗透探伤分别按NBT47013.4、NBT47013.5标准进行，其检测结果I级合格。8.6重复检测8.6.1经射线或超声波探伤的焊接接头中，如有不允许的缺陷，应在缺陷清除干净后进行补焊，并对该部分采用原探伤方法重新检测，直至合格。8.6.2磁粉探伤与渗透探伤发现的缺陷，应进行修磨和补焊，并对该部分采用原探伤方法重新检测，直至合格。9热处理符合下列条件之一者,应进行消除残余应力热处理：9.1碳素钢、低合金钢内筒筒节的A类焊接接头；9.2内筒筒节之间、内筒与端部法兰之间的B类焊接接头；符合GBT150.4中8.2的规定的A、B类焊接接头、内筒与球形封头之间A类焊接接头；9.3球形封头与球底接管(或支承圈)相连的焊接接头。9.4端部法兰-内筒-球封头及其接管焊接，无损检测合格后，整体消应力热处理。10压力试验10.1压力容器制造完毕后，应进行耐压试验。10.2液压试验按GBT150.4中11.4.9的规定