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文檔簡介
壓力容器設(shè)計常用標準介紹演示文稿當前第1頁\共有82頁\編于星期三\21點壓力容器設(shè)計常用標準培訓(xùn)目錄一、特種設(shè)備安全法規(guī)二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范三、壓力容器(GB/T150-2011)四、壓力容器部件標準當前第2頁\共有82頁\編于星期三\21點1.第一層次:法律《特種設(shè)備安全法》2.第二層次:行政法規(guī)國務(wù)院令第549號《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》(2009版)
特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器(含氣瓶)、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設(shè)施、場(廠)內(nèi)機動車輛。(承壓設(shè)備3類、機電類5類)
壓力容器設(shè)計實行許可制度,并有相應(yīng)專業(yè)人員,設(shè)備設(shè)施及場所,質(zhì)量保證、管理及責(zé)任制度?!短胤N設(shè)備目錄》:國家對特種設(shè)備實行目錄管理一、特種設(shè)備安全法規(guī)一、特種設(shè)備安全法規(guī)當前第3頁\共有82頁\編于星期三\21點一、特種設(shè)備安全法規(guī)
壓力容器是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備,其范圍規(guī)定:最高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓)的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體、容積大于或者等于30L且內(nèi)直徑(非圓形截面指截面內(nèi)邊界最大幾何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移動式容器;盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa(表壓),且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MPa?L的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶;氧艙。《特種設(shè)備目錄》當前第4頁\共有82頁\編于星期三\21點
固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG21-2016)一、TSG21-2016的適用范圍:
1、本規(guī)程適用于特種設(shè)備目錄所定義的、同時具備下列條件的壓力容器:
(1)工作壓力大于或者等于0.1MPa;
(2)容積乘積大于或者等于0.03m3并且內(nèi)直徑(非圓形截面指截面內(nèi)邊界最大尺寸)大于或等于150mm;
(3)盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體。注1-4:容器內(nèi)介質(zhì)為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時,如果氣相空間的容積大于或者等于0.03m3時,也屬于本規(guī)程的適用范圍。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第5頁\共有82頁\編于星期三\21點二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范可不監(jiān)檢且不需劃分類別的壓力容器,但其設(shè)計制造要符合有關(guān)規(guī)范及標準(GB/T150-2011、GB/T151-2014或NB/T47012-2010等)的規(guī)定。
容積≤0.03m3的壓力容器內(nèi)直徑≤150mm的壓力容器當前第6頁\共有82頁\編于星期三\21點二、適用范圍的特殊規(guī)定
本規(guī)程適用范圍內(nèi)的以下壓力容器1.只需要滿足本規(guī)程總則、材料、設(shè)計、制造(第1章至第4章)要求的壓力容器:(1)深冷裝置中非獨立的壓力容器、直燃型吸收式制冷裝置中的壓力容器、鋁制板翅式熱交換器、過程裝置中冷箱內(nèi)的壓力容器;(2)盛裝第二組介質(zhì)(注1-5)的無殼體的套管熱交換器;(3)超高壓管式反應(yīng)器。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第7頁\共有82頁\編于星期三\21點2.只需要滿足本規(guī)程總則、設(shè)計、制造(第1、3、4章)要求的壓力容器:(1)移動式空氣壓縮機的儲氣罐;(2)水力自動補氣氣壓給水裝置氣壓罐;消防裝置氣體或氣壓給水裝置氣壓罐(3)水處理設(shè)備中離子交換或過濾用壓力容器、熱水鍋爐用膨脹水箱。(4)蓄能器承壓殼體。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范
注意:上述兩類容器按分類圖進行分類,制造過程需要進行制造監(jiān)檢。當前第8頁\共有82頁\編于星期三\21點
以下容器不屬于本規(guī)程的適用范圍。三、不適用范圍二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第9頁\共有82頁\編于星期三\21點四、壓力容器類別的劃分:
壓力容器的類別由設(shè)計壓力、容積和介質(zhì)危害性三個因素決定。劃類方法根據(jù)介質(zhì)危險程度不同,按設(shè)計壓力和容積和不同介質(zhì)分組按《固容規(guī)》附錄A坐標圖上查取相應(yīng)的類別。
1.介質(zhì)按危害性分為兩組:
1)第一組介質(zhì):毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì),易爆介質(zhì),液化氣體。極度如甲醛及硫酸,高度如SO2、NO2,H2S、Cl2、SO3、HCl、CO;易爆甲醇等
2)第二組介質(zhì):由除第一組以外的介質(zhì)組成,包括水蒸氣、氮氣等。
介質(zhì)毒性危害強度和爆炸危險程度按HG20660-2017規(guī)定查詢確定。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第10頁\共有82頁\編于星期三\21點2.壓力容器分類應(yīng)當先按照介質(zhì)特性,按照下面要求選擇分類圖,再根據(jù)設(shè)計壓力p(單位MPa)和容積V(單位m3),標出坐標點,確定容器類別。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第11頁\共有82頁\編于星期三\21點3.同腔多種介質(zhì)容器分類一個壓力腔內(nèi)有多種介質(zhì)時,按組別高的介質(zhì)分類。4.介質(zhì)含量極小容器分類當某一危害性物質(zhì)在介質(zhì)中含量極小時,應(yīng)當按其危害程度及其含量綜合考慮,由壓力容器設(shè)計單位決定介質(zhì)組別。5.特殊情況分類
(1)坐標點位于圖1或者圖2的分類線上時,按較高的類別劃分其類別。
(2)簡單壓力容器統(tǒng)一劃分為第Ⅰ類壓力容器。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第12頁\共有82頁\編于星期三\21點6.多腔壓力容器(換熱器的管程和殼程、余熱鍋爐的汽包和換熱室、帶夾套壓力容器的內(nèi)筒和夾套等)類別劃分:對各自壓力腔進行類別劃定,設(shè)計壓力取本壓力腔的設(shè)計壓力,容積取本壓力腔的幾何容積;按照類別高的壓力腔作為該容器的類別并按該類別進行使用管理;按照每個壓力腔各自的類別分別提出設(shè)計、制造技術(shù)要求。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第13頁\共有82頁\編于星期三\21點根據(jù)危險程度,本規(guī)程適用范圍內(nèi)的壓力容器劃分為I、II、III類。本規(guī)程劃分的I、II、III類壓力容器等同于特種設(shè)備目錄第一、二、三類壓力容器(品種)超壓容器劃分為第III類壓力容器。第1組介質(zhì)無I類容器。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第14頁\共有82頁\編于星期三\21點五、材料要求
1.熔煉工藝要求:壓力容器受壓容器用鋼應(yīng)為氧氣轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼,以下材料還應(yīng)采用爐外冶煉工藝:
標準抗拉強度下限值大于等于540MPa的低合金鋼板;奧氏體-鐵素體雙相鋼鋼板;設(shè)計溫度低于20度的低溫鋼板;設(shè)計溫度低于20度的低溫鋼鍛件;爐外冶煉工藝:將初練的鋼液在真空、惰性氣體或環(huán)還氧性氣氛中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調(diào),提高鋼的質(zhì)量。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第15頁\共有82頁\編于星期三\21點2.壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼鋼材(鋼板、鋼管和鋼鍛件),其S、p含量應(yīng)符合以下要求:二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范1.用于焊接的碳素鋼和低合金鋼:碳素鋼和低合金鋼鋼材C、P、S的含量,C≤0.25%,P≤0.035%、S≤0.035%;2.壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件),其磷、硫含量應(yīng)當符合以下要求:(1)標準抗拉強度下限值小于或者等于540MPa的鋼材,P≤0.030%,S≤0.020%;
(2)標準抗拉強度下限值大于540MPa的鋼材,P≤0.025%,S≤0.015%;(3)用于設(shè)計溫度低于-20℃并且標準抗拉強度下限值小于或者等于540MPa的鋼材,P≤0.025%、S≤0.012%;(4)用于設(shè)計溫度低于-20℃并且標準抗拉強度下限值大于540MPa的鋼材,P≤0.025%、S≤0.010%;當前第16頁\共有82頁\編于星期三\21點二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范2.力學(xué)性能:足夠高的強度、良好的韌性和塑性、足夠的斷裂韌性。碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件)沖擊吸收能量鋼材標準抗拉強度下限值
Rm(MPa)3個標準試樣沖擊吸收能量平均值
KV2J)≤450≥20≥450~510≥24≥510~570≥31≥570~630≥34≥630~690≥38(且側(cè)膨脹值LE≥0.53mm>690≥47(且側(cè)膨脹值LE≥0.53mm焊接用碳素鋼和低合金鋼高強度鋼板、低合金低溫鋼板的斷后伸長率指標鋼板標準抗拉強度下限值
Rm(MPa)斷后伸長率
A(%)≤420≥23>420~550≥20>550~680≥17>680≥16當前第17頁\共有82頁\編于星期三\21點六、設(shè)計要求
1、設(shè)計通用要求
1)設(shè)計單位資質(zhì):設(shè)計單位及其主要負責(zé)人對壓力容器的設(shè)計質(zhì)量負責(zé);單位資質(zhì)應(yīng)符合安全技術(shù)規(guī)范要求。
2)設(shè)計專用印章要求。
3)設(shè)計文件內(nèi)容應(yīng)包含風(fēng)險評估報告(需要時,如分析設(shè)計、三類容器等)、計算書、設(shè)計圖樣,必要時安裝使用說明書。
4)設(shè)計文件審批簽署要求。
5)設(shè)計總圖主要內(nèi)容要求,如設(shè)計工作條件、主要參數(shù)及特殊要求等。
二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第18頁\共有82頁\編于星期三\21點2、常規(guī)設(shè)計壓力容器金屬材料(板、鍛件、管和螺栓)安全系數(shù)及許用應(yīng)力二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第19頁\共有82頁\編于星期三\21點3、許用用力
板、鍛件、管的許用應(yīng)力取室溫下的抗拉強度Rm、設(shè)計溫度下的屈服強度ReL(RtP0.2)、設(shè)計溫度下持久強度極限平均值RtD、設(shè)計溫度下蠕變極限平均值Rtn除以相應(yīng)安全系數(shù)后的最小值。4、壓力容器管法蘭、墊片、緊固件的設(shè)計應(yīng)參照HG/T20592-20635-2009((鋼制管法蘭、墊片、緊固件》系列標準的規(guī)定選用;
5、壓力容器的無損檢測方法包括射線、超聲、磁粉、滲透和渦流檢測等,應(yīng)當采用NB/T47013規(guī)定的方法;基本比例要求:壓力容器對接接頭的無損檢測比例分為全部(100%)和局部(≥20%)兩種。碳鋼和低合金鋼制低溫壓力容器局部無損檢測的比例≥50%。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第20頁\共有82頁\編于星期三\21點6、壓力容器的耐壓試驗分為液壓試驗、氣壓試驗以及氣液組合壓力試驗三種。耐壓試驗的最低試驗壓力PT:耐壓試驗的壓力系數(shù):7、壓力容器的泄漏試驗分為氣密性試驗、氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗及氦檢漏試驗。二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范當前第21頁\共有82頁\編于星期三\21點1.壓力容器設(shè)計常用標準:GB/T150-2011《壓力容器》JB/T4736-2002《補強圈》GB/T25198-2010《壓力容器封頭》NB/T47013-2015《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4712.1~4-2007《支座》NB/T47021~47023-2012《壓力容器法蘭標準》HG/T20635-2009《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》HG/T21514~21535-2014《鋼制人孔和手孔》三、壓力容器設(shè)計常用標準當前第22頁\共有82頁\編于星期三\21點
1.GB/T150適用范圍適用的溫度范圍:
1)設(shè)計溫度范圍:-269℃∽900℃。
2)鋼材不得超過按GB/T150.2所列材料的允許使用溫度范圍。
3)其他金屬材料制容器按相應(yīng)規(guī)范所列材料的的允許使用溫度范圍。三、壓力容器(GB/T150-2011)
第2條GB/T150.2所列鋼材使用溫度范圍不含有色金屬。其中奧氏體不銹鋼的最低使用溫度為-253℃(對應(yīng)液氫設(shè)計溫度),S31008最高使用溫度為800℃,部分奧氏體不銹鋼最高使用溫度為700℃。
第1條款說明了本標準涵蓋的所有容器設(shè)計溫度范圍為-269℃∽900℃,其下限值269℃對應(yīng)于鋁的極限使用(設(shè)計)溫度,上限值900℃對應(yīng)于鎳合金的極限使用(設(shè)計)溫度。當前第23頁\共有82頁\編于星期三\21點
適用的壓力范圍:
鋼制容器適用于設(shè)計壓力不大于35MPa,不低于0.1MPa及真空度高于0.02MPa。特殊材質(zhì)容器的設(shè)計壓力按相應(yīng)標準。真空容器常壓容器壓力容器這里壓力范圍是指鋼制容器設(shè)計壓力適用范圍,對其他金屬材料制容器設(shè)計壓力適用范圍見相應(yīng)標準規(guī)范三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第24頁\共有82頁\編于星期三\21點壓力容器與容規(guī)壓力適用范圍三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第25頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
最高允許工作壓力
在指定的相應(yīng)溫度下,容器頂部所允許承受的最大壓力,該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度,考慮了該元件承受的所有載荷而計算得到的,且取最小值。注:當壓力容器的設(shè)計文件沒有給出最高允許工作壓力時,則該容器的設(shè)計壓力即為最高允許工作壓力。
低溫容器
指設(shè)計溫度低于-20度的碳鋼、低合金鋼、雙相鋼和鐵素體不銹鋼容器,以及設(shè)計溫度低于-196度的奧氏體不銹鋼制容器。
大氣環(huán)境低溫條件
指歷年來月平均最低氣溫的最低值。
當前第26頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
設(shè)計壓力
設(shè)定容器頂部的最高壓力,與相應(yīng)設(shè)計溫度一起作為容器的基本設(shè)計載荷條件,其值不低于工作壓力。對于1臺容器或一個獨立的壓力腔(室),在某一特定操作工況設(shè)計條件下,具體唯一的設(shè)計壓力值。
超壓泄放裝置動作壓力
1)裝有超壓泄放裝置的壓力容器,其動作壓力(指整定壓力或設(shè)計爆破壓力)不得大于壓力容器的設(shè)計壓力;
2)對于設(shè)計圖紙中注明最高允許工作壓力的壓力容器,允許超壓泄放裝置的整定壓力高于設(shè)計壓力,但不得高于該壓力容器的最高允許工作壓力。設(shè)計壓力應(yīng)根據(jù)內(nèi)壓或外壓容器分別選取。當前第27頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
裝有安全閥的容器設(shè)計壓力
裝有爆破片的容器設(shè)計壓力
容器的設(shè)計壓力應(yīng)大于等于爆破片的設(shè)計爆破壓力加上所選爆破片制造范圍的上限。
裝有超壓泄放裝置的容器設(shè)計壓力Pd≥安全閥的整定壓力Pz,安全閥的整定壓力Pz為容器工作壓力Pw的1.05至1.1倍,即Pw<Pz≤(1.05-1.1)Pw
。當前第28頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
裝有超壓泄放裝置的容器的壓力關(guān)系圖當前第29頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
設(shè)計壓力的選取當前第30頁\共有82頁\編于星期三\21點
計算壓力
計算壓力Pc:在相應(yīng)設(shè)計溫度下,用于確定元件厚度的壓力,包括液柱靜壓力等附加載荷。
設(shè)計壓力與計算壓力的區(qū)別性質(zhì)不同:設(shè)計壓力Pd指整臺設(shè)備,計算壓力Pc指具體部位的不同受壓元件。取值依據(jù)不同:Pd其值不低于工作壓力,綜合考慮若干因素;Pc用于來確定具體元件的厚度,其中包括液柱靜壓力,對于夾套容器設(shè)計要考慮各壓力腔之間的最大壓力差。用途不同:
Pd用來確定容器類別,確定試驗壓力Pt;Pd出現(xiàn)在技術(shù)特性表和產(chǎn)品銘牌上,而Pc出現(xiàn)在計算書上。三、壓力容器(GB/T150-2011)通常情況下,計算壓力==設(shè)計壓力+液柱靜壓力。當元件所承受的液柱靜壓力<5%設(shè)計壓力時,可忽略不計。3當前第31頁\共有82頁\編于星期三\21點
1)設(shè)計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達到的最高溫度。對低于0℃時,設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。
2)容器各部件在工作狀態(tài)的金屬溫度不同時,應(yīng)分別設(shè)定各自的設(shè)計溫度。
3)對具有不同工況的容器,應(yīng)按最苛刻工況設(shè)計,并注明各工況操作條件和設(shè)計條件對應(yīng)的溫度及壓力值。
4)容器內(nèi)介質(zhì)用蒸汽直接加熱或間接加熱時,設(shè)計溫度取介質(zhì)的最高溫度。
5)容器的受壓元件兩側(cè)與不同介質(zhì)直接接觸時,應(yīng)以較苛刻側(cè)(最高或最低)的工作溫度確定元件的設(shè)計溫度。三、壓力容器(GB/T150-2011)
設(shè)計溫度的確定原則金屬溫度<0℃,設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。金屬溫度≥
0℃,設(shè)計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高溫度。當前第32頁\共有82頁\編于星期三\21點
對一臺設(shè)備來說,設(shè)計溫度不具有唯一性。
設(shè)計溫度的選取應(yīng)考慮環(huán)境溫度影響,便于正確選材。最低設(shè)計金屬溫度是設(shè)計選材的重要依據(jù)之一,與設(shè)計溫度不同,最低設(shè)計金屬溫度是考察容器制成后可以承受的最低溫度。設(shè)計時,應(yīng)考慮容器在運行工作中預(yù)期的各種可能條件下,不但包括正工作工況,還應(yīng)考慮可能出現(xiàn)最低工作溫度、工作中不正常、自動制冷、大氣環(huán)境溫度及其他制冷因素。材料選用除應(yīng)滿足容器各種可能條件下的使用要求,還應(yīng)確保在最低設(shè)計溫度下對材料、焊接接頭的沖擊功要求。三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第33頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)當增加溫度會影響選材變化時,設(shè)計溫度的確定應(yīng)慎重。當最高工作溫度加上溫度裕量后材質(zhì)的力學(xué)性能變化較大時,應(yīng)根據(jù)具體情況是否增加溫度裕量。當最高(低)溫度不確定時,殼采用介質(zhì)正常工作溫度確定設(shè)計溫度,此時溫度裕量應(yīng)適當增加。
設(shè)計溫度的選取當前第34頁\共有82頁\編于星期三\21點δc
計算厚度,由計算公式得到,保證容器強度,剛度和穩(wěn)定的厚度δd
設(shè)計厚度,δd=δc+C2(腐蝕裕量)保證規(guī)定使用壽命所需厚度δn
名義厚度,δn=δd+C1(鋼材負偏差)+△(圓整量)δe
有效厚度,δe=δn-C1-C2=δc+△(決定元件的承載能力)δmin
設(shè)計要求的成形后最小厚度,δmin≥δn-C1
(GB150第條殼體加工成形后最小厚度是為了滿足安裝、運輸中剛度而定,不含腐蝕裕度;而δmin是保證正常工況下強度、剛度、壽命要求而定。)δ坯坯料厚度δ坯=δd+C1+△+C3(其中:C3
制造減薄量,主要考慮材料(黑色,有色)、工藝(模壓,旋壓;冷壓,熱壓),所以C3值一般由制造廠定。)需要時,還需考慮GB150.1中其他載荷
壁厚(6個厚度)
三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第35頁\共有82頁\編于星期三\21點各厚度之間的關(guān)系三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第36頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
鋼材負偏差1)選取鋼板或鋼管的厚度負偏差時,應(yīng)按相應(yīng)標準選取。GB/T709-2006熱軋鋼板規(guī)定厚度允許偏差種類:
2)壓力容器用鋼板標準規(guī)定通常按B類偏差。GB/T713-2014、GB/T3531-2014、GB19898-2011、GB/T24511-2017
,根據(jù)需方要求允許按C類公差供貨。當前第37頁\共有82頁\編于星期三\21點
腐蝕裕量
當容器各元件受到的腐蝕程度不同時,可以采用不同的腐蝕裕量。注意:設(shè)計圖樣上注明的壓力容器設(shè)計壽命不一定等于實際使用壽命,它僅是設(shè)計者預(yù)期的使用條件而給出的估計值,需要考慮設(shè)備建造費用、更換周期以及材料、結(jié)構(gòu)、防腐、限制蠕變或疲勞等因素,結(jié)合經(jīng)驗給出。三、壓力容器(GB/T150-2011)
一般情況設(shè)備設(shè)計壽命10-15年,通常,塔器、反應(yīng)器≥15年;對于石化行業(yè)難以更換的或重要設(shè)備如塔器等≥20年,換熱器、容器類≥10年。碳素鋼、低合金鋼:腐蝕裕量C2不小于1mm。不銹鋼:介質(zhì)腐蝕性極微時,腐蝕裕量可取C2=0。當前第38頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)介質(zhì)對不銹鋼無腐蝕作用時(不銹鋼、不銹復(fù)合鋼板或有不銹鋼堆焊層的元件);可經(jīng)常更換的非受壓元件;有可靠的耐腐蝕襯里;法蘭的密封表面;管殼式換熱器的換熱管、拉桿、定距管、折流板和支持板等非受壓元件;用涂漆可以有效防止環(huán)境腐蝕的容器外表面及其外部構(gòu)件(如支座、支腿、底板及托架等,但不包括裙座)。
不考慮腐蝕裕量情況當前第39頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
焊接接頭分類1)容器受壓元件之間的焊接接頭分為A、B、C、D四類。2)接管(包括人孔筒節(jié))、凸緣、補強圈與殼體連接的接頭均為D類接頭。3)非受壓元件與受壓元件之間的焊接接頭為E類焊接接頭。當前第40頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)焊接接頭形式(對接接頭)100%無損檢測局部無損檢測焊接工藝特點雙面焊相當于雙面焊全熔透的對接接頭1.00.85單面焊(沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板)0.90.8NB/T47013無損檢測合格級別射線檢測(技術(shù)等級不低于AB級)II級III級超聲檢測(技術(shù)等級不低于B級)I級II級
焊接接頭系數(shù):當前第41頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
焊接接頭形式:1)焊縫表示可用圖示、焊縫符號和序列代號三種方法表示。2)用圖示方法表示時,推薦采用局部放大的剖視圖或剖面圖形式,并應(yīng)標注出焊縫尺寸。3)用焊縫符號方法表示時,焊縫符號的基本符號、輔助符號、補充符號、焊縫尺寸符號以及指引線應(yīng)符合《焊縫符號表示法》GB/T324-2008和《技術(shù)制圖焊縫符號的尺寸、比例及簡化表示法》GB/T12212-1990的要求。4)用焊縫符號表示時,指引線的箭頭線應(yīng)指向容器壁外表面,基準線細實線上方符號和尺寸代表容器壁外側(cè)焊縫;基準線虛線下方符號和尺寸代表容器壁內(nèi)側(cè)焊縫。5)焊縫表示若在技術(shù)要求的焊縫表格中表達時,可采用HG/T20583-2011及GB/T985.1-2008《氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高能束焊推薦坡口》.的序列代號表示。當前第42頁\共有82頁\編于星期三\21點常規(guī)有射線檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT)等;無損檢測方法選用原則:1)內(nèi)部缺陷檢測采用射線檢驗及超聲檢測技術(shù),射線能檢測焊接接頭中的未焊透、氣孔、夾渣、裂紋和坡口未熔合等缺陷;能確定缺陷的平面投影的位置、大小及缺陷的性質(zhì)。超聲能檢測原材料及焊接接頭中面狀缺陷,能確定缺陷的位置、相對尺寸,特別是對大厚度的原材料及焊接接頭常采用UT方法;
2)開口缺陷及近表面缺陷常用磁粉檢測和液體渦流檢測技術(shù);鐵磁性材料的開口缺陷及近表面缺陷優(yōu)先采用磁粉檢測,渦流檢測主要用于導(dǎo)電金屬材料,因結(jié)構(gòu)形狀等原因不能采用磁粉檢測方可采用其他無損檢測方法。
3)僅能檢測表面開口缺陷無損檢測方法滲透檢測及目視檢測只能檢測宏觀可見缺陷。三、壓力容器(GB/T150-2011)
NB/T47013-2015承壓設(shè)備無損檢測當前第43頁\共有82頁\編于星期三\21點當前第44頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)1)缺陷類型分為裂紋、未熔合和未焊透、條形缺陷、圓形缺陷。2)焊接接頭檢測的質(zhì)量等級劃分為:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級。I級焊接接頭內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合和未焊透和條形缺陷;Ⅱ級和III級焊接接頭內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合和未焊透;缺陷超過III級者為Ⅳ級。3)射線檢測的技術(shù)等級分為三級,A級(低)、AB級(中)、B級(高)。承壓設(shè)備焊接接頭的射線檢測對接接頭,一般采用AB級射線檢測技術(shù)檢測,對重要設(shè)備及結(jié)構(gòu)、特殊材料、特殊焊接接頭采用B級射線檢測技術(shù)檢測。4)超聲檢測的技術(shù)等級分為三級,A級(低)、B級(中)、C級(高)。承壓設(shè)備焊接接頭制造檢測一般應(yīng)按B級超聲技術(shù)進行檢測,重要設(shè)備的焊接接頭可采用他C級超聲技術(shù)進行檢測。5)磁粉探傷及滲透探傷質(zhì)量等級劃分為Ⅰ、Ⅱ,Ⅰ級不允許存在任何裂紋。
焊接接頭檢測的質(zhì)量等級當前第45頁\共有82頁\編于星期三\21點耐壓試驗壓力是指在試驗容器頂部的壓力,其最小值如下:
三、壓力容器(GB/T150-2011)
氣液組合試驗主要是解決大型容器在液壓試驗時,因承重等原因無法進行液壓試驗,而采用氣壓試驗不僅危險性大又耗時過長的問題。
內(nèi)壓容器的耐壓試驗包括液壓試驗、氣壓試驗和氣液組合試驗。
耐壓試驗公式中P為設(shè)計壓力或壓力容器設(shè)計名牌上規(guī)定的最高允許工作壓力。檢驗壓力容器的整體強度、剛度及穩(wěn)定性;檢查焊接接頭的致密性;驗證密封結(jié)構(gòu)的密封性能;
耐壓試驗是容器制造過程中為保證容器安全質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),其目的:當前第46頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)注意:外壓容器進行耐壓試驗而不是檢查容器的外壓穩(wěn)定性,其穩(wěn)定性取決于確定的設(shè)計外壓力。
當采用的耐壓試驗壓力大于規(guī)定的試驗壓力,耐壓試驗前應(yīng)校核受壓元件在試驗條件下的應(yīng)力。其校核條件為注意:耐壓試驗一般應(yīng)采用液壓試驗,不適于采用液壓試驗容器,可采用氣壓試驗和氣液組合試驗。當前第47頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)目的為檢查焊接接頭的致密性和密封結(jié)構(gòu)的密封性能。標準規(guī)定介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或不允許由微量泄漏的容器,設(shè)計上應(yīng)提出泄漏試驗要求。泄漏試驗要求在耐壓試驗合格后進行。泄漏試驗包括氣密性試驗、氨撿漏試驗、鹵素檢漏試驗和氦檢漏試驗。氣密試驗壓力等于設(shè)計壓力。NB/T47013.8《承壓設(shè)備無損檢測第8部分泄漏試驗》提供11種確定泄漏或檢測泄漏率的方法及HG20583-2011方法。
泄漏試驗注意:泄露試驗不是壓力容器的必做項目。注意:泄露試驗不是壓力容器的必做項目。當前第48頁\共有82頁\編于星期三\21點三、壓力容器(GB/T150-2011)
園筒和球殼計算當前第49頁\共有82頁\編于星期三\21點
中徑(Di+δ)或(Do+δ)替代Di園筒和球殼壁厚是根據(jù)彈性力學(xué)最大主應(yīng)力理論中徑公式導(dǎo)出:或或或或或園筒和球殼三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第50頁\共有82頁\編于星期三\21點
等面積補強法適用范圍
等面積補強法適用于在筒體、封頭上開圓孔,橢圓孔或長圓孔。當在殼體上開非橢圓孔或長圓孔時,其長短徑比為a/b≤2。適用范圍如下1)當筒體Di≤1500時,開孔最大允許直徑d≤1/2Di,d≤520mm);筒體Di>1500時,開孔最大允許允許d≤1/3Di(且筒體d≤1000mm);2)凸形封頭或球殼開孔最大允許直徑d≤1/2Di
3)筒體Di>1500或錐形封頭開孔最大允許直徑d≤1/3Di開空中心處的內(nèi)直徑;
開孔補強GB/T150規(guī)定,容器本體的開孔與補強計算方法包括等面積補強法及分析法。
一般情況下要求橢圓封頭開孔位于橢圓中心80%直徑范圍內(nèi),蝶形位于球面部分,避開應(yīng)力突變部位。三、壓力容器(GB/T150-2011)
開孔補強---等面積補強法當前第51頁\共有82頁\編于星期三\21點
開孔補強的規(guī)定
1)不另行補強的最大開孔直徑應(yīng)滿足規(guī)定。
2)采用補強圈補強要求,應(yīng)符合以下要求:
開孔補強型式
1)整體補強
增加殼體厚度(經(jīng)濟性差)局部整體補強--厚壁管(推薦)整體補強鍛件與殼體焊接
三、壓力容器(GB/T150-2011)2)局部補強(補強圈補強)(推薦)當前第52頁\共有82頁\編于星期三\21點補強圈(JB/T4736-2002)
補強圈的型式:
不推薦用于鉻鉬鋼制容器,也不推薦用于盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器;不適用于承受疲勞載荷的容器。三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第53頁\共有82頁\編于星期三\21點3)下列情況之一應(yīng)采用整體補強(厚壁管、增加殼體厚度或采用補強鍛件與殼體相焊)補強圈的厚度大于1.5倍容器壁的名義厚度時。高強度鋼(Rm大于540MPa)和鉻鉬鋼制造的容器。設(shè)計壓力大于或等于4MPa的第三類壓力容器。容器殼體壁厚大于或等于38mm。容器內(nèi)介質(zhì)毒性為極度、高度危害介質(zhì)。疲勞壓力容器。設(shè)計溫度大于350℃。設(shè)計溫度小于或等于-20℃。三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第54頁\共有82頁\編于星期三\21點開孔補強設(shè)計的分析法與等面積補強法具有同樣的設(shè)計可靠性
開孔補強---分析法
分析法的適用用于內(nèi)壓作用下單個徑向接管圓筒的開孔補強設(shè)計,其開孔必須滿足以下條件:三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第55頁\共有82頁\編于星期三\21點
壓力容器的公稱直徑
壓力容器的公稱直徑規(guī)格分為以內(nèi)徑為基準和以外徑為基準的壓力容器公稱直徑。以內(nèi)徑為基準的壓力容器公稱直徑系指容器圓筒的內(nèi)徑,其系列:以外徑為基準的壓力容器公稱直徑系指容器圓筒的外徑,其系列:
標記示例:圓筒內(nèi)徑1200mm的壓力容器公稱直徑為DN1200。標記示例:外徑159mm的管子做圓筒的公稱直徑為DN159。三、壓力容器(GB/T150-2011)當前第56頁\共有82頁\編于星期三\21點1.封頭(壓力容器封頭GB/T25198-2010)壓力容器常用封頭的形式根據(jù)幾何形狀的不同分為:凸封頭:球形、橢圓形(曲率連續(xù))、球冠形(曲率不連續(xù))、碟形(曲率不連續(xù));錐形封頭平蓋碟形封頭由球面、環(huán)殼和圓筒組成,應(yīng)力分布與橢圓封頭相似應(yīng)力突變發(fā)生在球面與環(huán)殼連接處
封頭受力情況優(yōu)劣依次為球形封頭、橢圓封頭、蝶形封頭、球冠形封頭、錐形封頭、平蓋。四、壓力容器部件標準當前第57頁\共有82頁\編于星期三\21點
封頭設(shè)計標記四、壓力容器部件標準當前第58頁\共有82頁\編于星期三\21點2、支座(JB/T4712.1~4-2007)
支座分為鞍式、腿式、耳式、支承式四種形式
1)鞍式支座JB/T4712.1適用:雙支點支承的鋼制臥式容器。設(shè)計條件:設(shè)計溫度200℃;地震設(shè)防烈度8度(Ⅱ類場地土)型式特征:分為輕型(代號A)和重型(代號B)輕型為焊制、包角120°、有墊板;重型支座按制作方式、包角及附帶墊板情況分為焊制(BⅠ120°有、BⅡ150°有、BⅢ120°無);彎制(BⅣ120°有、BⅤ120°無)。安裝方式分為固定式(F)、滑動式(S)兩種安裝形式。四、壓力容器部件標準當前第59頁\共有82頁\編于星期三\21點
標記
材料
鞍式支座材料通常為Q235B,也可用其他材料。墊板材料一般應(yīng)與容器筒體材料相同;當鞍式支座設(shè)計溫度等于或低于一20℃時,應(yīng)根據(jù)實際設(shè)計條件對腹板等材料提出附加低溫檢驗要求,或是選用其他合適的材料。注1:若鞍座高度,墊板寬度,墊板厚度與標準尺寸不同,則應(yīng)在圖紙零件名稱欄或備注欄注明。如:h=400。注2:鞍座材料應(yīng)在設(shè)備圖的材料欄內(nèi)填寫,表示方法為:支座材料/墊板材料。
鞍座選用鞍座選用應(yīng)按鞍座實際承載的大小及鞍座允許載荷確定。四、壓力容器部件標準當前第60頁\共有82頁\編于星期三\21點注意:不適用于通過管線直接與有脈動載荷的機器設(shè)備剛性連接的容器。2)腿式支座JB/T4712.2適用于直接安裝在剛性地基上,且符合下列條件的容器:公稱直徑為DN400~1600mm;圓筒切線長度H與公稱直徑DN之比不大于5;容器總高H1:對角鋼支柱與鋼管支柱不大于5OOOmm;對H型鋼支柱,不大于8OOOmm;設(shè)計溫度:t=200℃;設(shè)計基本風(fēng)壓值:qo=800Pa,地面粗糙度為A類;設(shè)計地震設(shè)防烈度:8度(II類場地土),設(shè)計基本地震加速度0.2g;下列情況之一者應(yīng)選用帶墊板的支腿,且墊板厚度一般與筒體厚度相等。用合金鋼制的容器殼體;容器殼體有焊后熱處理要求;與支腿連接處的圓筒有效厚度小于標準給定的最小厚度。超過標準設(shè)定設(shè)計條件外的容器支腿,選用時應(yīng)根據(jù)標準附錄通過校核。支腿選用四、壓力容器部件標準當前第61頁\共有82頁\編于星期三\21點型式特征:四、壓力容器部件標準當前第62頁\共有82頁\編于星期三\21點標記材料角鋼支柱及H鋼支柱的材料應(yīng)為Q235A;鋼管支柱應(yīng)為20號鋼;底板、蓋板材料均應(yīng)為Q235A。如需要可改用其他材料,但應(yīng)具有良好的焊接性能。墊板材料應(yīng)與容器殼體材料相同。四、壓力容器部件標準當前第63頁\共有82頁\編于星期三\21點
材料:墊板材料一般與容器相同;筋板和底板材料分為4種3)耳式支座JB/T4712.3適用:DN不大于4000mm的立式圓筒形容器。型式特征:四、壓力容器部件標準當前第64頁\共有82頁\編于星期三\21點標記注1:若墊板厚度與標準尺寸不同,則應(yīng)在圖紙零件名稱欄或備注欄注明。如:S=12。注2:支座及墊板材料應(yīng)圖紙材料欄內(nèi)填寫,表示方法為:支座材料/墊板材料。四、壓力容器部件標準當前第65頁\共有82頁\編于星期三\21點其次計算校核支座處圓筒所受的實際彎矩ML,
同時校核使ML≤[ML](查圖得支座圓筒處的許用彎矩)。耳座選用首先計算耳式支座實際承受的載荷Q(kN),按此實際承受載荷Q值根據(jù)標準選取標準耳式支座,使Q≤[Q]。其中四、壓力容器部件標準當前第66頁\共有82頁\編于星期三\21點3.設(shè)備法蘭、墊片及緊固件
壓力容器法蘭標準NB/T47021~47023—2012的法蘭類型為甲型平焊、乙型平焊及長頸對焊三種,其適用于公稱壓力0.25MPa~6.40MPa,工作溫度-70℃~450℃的碳鋼、低合金鋼制壓力容器法蘭。甲型平焊法蘭乙型平焊法蘭長頸對焊法蘭甲型法蘭適用于公稱壓力為0.25~1.6MPa,乙型法蘭公稱壓力0.25~4.0MPa,要求法蘭材料于短節(jié)材料相同,長頸對焊法蘭公稱壓力0.6~6.4MPa的容器法蘭。四、壓力容器部件標準當前第67頁\共有82頁\編于星期三\21點浮頭式熱交換器的外頭蓋側(cè)法蘭按GB/T29465-2012《浮頭式熱交換器用外頭蓋側(cè)法蘭》標準選用。
壓力容器法蘭用緊固件優(yōu)先按照選用NB/T47027—2012。壓力容器法蘭用墊片非金屬軟墊片按照NB/T47024—2012選用,適用于突面(RF)及凹凸面(MFM)密封面;纏繞墊按NB/T47025—2012選用,適用于突面(RF)、凹凸面(MFM)及榫槽面密封。
容器法蘭選用:以內(nèi)徑為公稱直徑的設(shè)備法蘭應(yīng)按《壓力容器法蘭》NB/T47021~47023—2012選用,外徑為公稱直徑的設(shè)備法蘭應(yīng)按《鋼
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