容器基本知識

第四章壓力容器基礎(chǔ)知識4.1概述4.1.1壓力容器的定義及用途義：(1)工作壓力大于或者等于0.1MPa（注1-2）；(2)工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L(注1-3)；(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(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體(注1-4)。其中，超高壓容器應(yīng)當(dāng)符合《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，非金屬壓力容器應(yīng)當(dāng)符合《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，簡單壓力容器應(yīng)當(dāng)符合《簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。《條例》第九十九條定義范圍中的壓力容器包括固定式壓力容器、移動式壓力容器、氣瓶和氧艙四類設(shè)備?？紤]移動式壓力容器事故的危害性大于固定式壓力容器，并且罐式集裝箱的國際流動性（其介質(zhì)危害程度的劃分應(yīng)當(dāng)按國際標(biāo)準(zhǔn)），相應(yīng)考慮國際接軌問題，本次修訂決定將固定式和移動式壓力容器分開，分別制定《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》和《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。本條按國際慣例給出了“固定式壓力容器”的定義。⑵用途：廣泛用于石油、化工、動力、食品等行業(yè)中，人民日常生活中也離不開壓力容器。4.1.2壓力容器的主要參數(shù)

⑴壓力參數(shù)：工作力（操作壓力）、最高工作壓力設(shè)計(jì)壓力。⑵溫度參數(shù)：有工作溫度（操作溫度）、設(shè)計(jì)溫度。注意容器壁溫⑶容器直徑：容器直徑又稱“公稱直徑”，用符號“Dg”表示，單位多用mm表示。PJPWMAXPW4.1.3分類⑴按安全重要程度分：可分為三類，即第三類壓力容器、第二類壓力容器、第一類壓力容器。安全要求是第三類容器最高根據(jù)危險(xiǎn)程度，本規(guī)程適用范圍內(nèi)的壓力容器劃分為三類，以利于進(jìn)行分類監(jiān)督管理，壓力容器類別劃分方法見附件A。主要變化：（99版容規(guī)第6條）改變類別劃分方法，仍然劃分為三類（Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類），利用PV值在不同介質(zhì)分組坐標(biāo)圖上查取相應(yīng)的類別，簡單易行、科學(xué)合理、準(zhǔn)確唯一；設(shè)計(jì)壓力、容積和介質(zhì)危害性三個因素決定壓力容器類別，不再考慮容器在生產(chǎn)過程中的作用、材料強(qiáng)度等級、結(jié)構(gòu)形式等因素；簡化分類方法，強(qiáng)化危險(xiǎn)性原則，從風(fēng)險(xiǎn)控制的理念上對壓力容器進(jìn)行分類監(jiān)管，突出本質(zhì)安全思想。釋義：國際上有類似的方法對壓力容器進(jìn)行分類，并由此確定設(shè)計(jì)制造和使用管理要求。由于各國的經(jīng)濟(jì)政策、技術(shù)政策、工業(yè)基礎(chǔ)和管理體系的差異，壓力容器的分類方法也不盡相同，但基于危險(xiǎn)性進(jìn)行分類的原則是基本一致的；歐盟97/23/EC《承壓設(shè)備指令》，根據(jù)允許工作壓力、最大允許工作溫度下的蒸汽壓力、介質(zhì)危害性、幾何容積，將承壓設(shè)備分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類，并給出相應(yīng)的材料、設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)要求；日本JIS8265—2003《壓力容器（基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)）》，依據(jù)設(shè)計(jì)壓力和介質(zhì)危害性將壓力容器分成3個等級。⑵按使用情況分：可分為固定式和移動式兩種。⑶按用途分：可分為反應(yīng)容器（R)、儲存容器(C)、換熱容器(E)、分離容器(S⑷按壓力分：為低壓容器（L）0.1MPa≤P＜1.6Mpa；中壓容器（M）1.6MPa≤P＜10Mpa；高壓容器（H）10MPa≤P＜100Mpa；超高壓容器（U）100MPa≤P＜1000Mpa。4.1.4我國壓力容器法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)⑴法規(guī)與基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系基礎(chǔ)法規(guī)是以安全為基本出發(fā)點(diǎn)對壓力容器的各個環(huán)節(jié)提出了最基本要求，其權(quán)威性最高；⑵基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、附屬標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是容器標(biāo)準(zhǔn)體系中的核心，解決共性問題，它引用了很多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的子標(biāo)準(zhǔn)。如JB4730是探傷方法標(biāo)準(zhǔn)，而按什么級別是合格的要按基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB150來驗(yàn)收。法規(guī)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)《GB150鋼制壓力容器》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)材料標(biāo)準(zhǔn)材料檢驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn)材料試驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn)附屬標(biāo)準(zhǔn)零部件標(biāo)準(zhǔn)工藝方法標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)型式參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)4.2壓力容器的典型結(jié)構(gòu)4.2.1低、中壓壓力容器的筒體結(jié)構(gòu)⑴圓筒形的筒體結(jié)構(gòu)形式：立式結(jié)構(gòu)，臥式結(jié)構(gòu)⑵球形容器結(jié)構(gòu)（鋼制球形儲罐GB1-223374.2.2高壓容器的筒體結(jié)構(gòu):整體式+組合式⑴多層包扎式筒體結(jié)構(gòu);⑵多層熱套式筒體結(jié)構(gòu);⑶多層撓帶（絲）式筒體結(jié)構(gòu)4.2壓力容器的典型結(jié)構(gòu)4.2.3壓力容器封頭⑴半球形封頭⑵橢圓形和碟形封頭⑶無折邊球形封頭⑷錐形封頭⑸平蓋封頭圖4-8半球形封頭法蘭結(jié)構(gòu)4.2壓力容器的典型結(jié)構(gòu)4.2.4壓力容器的開孔和接管⑴接管與殼體的連接：⑵接管與外部的連接：焊接、法蘭、螺紋插入式嵌入式⑶開孔補(bǔ)強(qiáng)：筒體整體補(bǔ)強(qiáng)、補(bǔ)強(qiáng)板補(bǔ)強(qiáng)、厚壁短管補(bǔ)強(qiáng)4.2.5壓力容器的焊接接頭分類及設(shè)計(jì)的一般規(guī)定⑴焊接接頭分類：按照GB150《鋼制壓力容器》可將壓力容器的焊接接頭分為A、B、C、D四類，AAAAB4.2.5壓力容器的焊接接頭分類及設(shè)計(jì)的一般規(guī)定A類：圓筒部分的縱向接頭（不含多層包扎鋼板縱向接頭）、球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭、各種封頭拼接接頭及嵌入式接管與殼體對接接頭；B類：圓筒部分的環(huán)向接頭、錐體封頭小端與接管連接的接頭、長頸法蘭與接管連接的接頭，但己規(guī)定為A、C、D類的除外；4.2.5壓力容器的焊接接頭分類及設(shè)計(jì)的一般規(guī)定C類：平蓋、管板與圓筒連接的接頭、法蘭與殼體、接管連接的接頭、內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭及多層包板縱向接D類：接管、人孔、緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與圓筒連接的接頭（但己定為A、B類的除外）。4.2.5壓力容器的焊接接頭分類及設(shè)計(jì)的一般規(guī)定⑵設(shè)計(jì)的一般規(guī)定：不宜采用十字焊縫，相鄰焊縫間距應(yīng)大于筒體壁厚的三倍且不小于100；B類接頭和球形封頭與圓筒連接的A類接頭，當(dāng)兩側(cè)厚度不等時，若薄板厚度不大于10mm、厚度差超過3mm或薄板厚度大于10mm、厚度差大于薄板厚度的30％或大于5mm均應(yīng)對厚板的單面或雙面削薄至薄板尺寸；應(yīng)盡量采用全焊透結(jié)構(gòu)；不銹鋼與碳鋼焊接時應(yīng)采用過渡件，應(yīng)避免在不銹鋼殼體上直接焊接碳鋼支座。4.3壓力容器制造無損檢測4.3.1壓力容器用鋼板的無損檢測⑴檢測方法：鋼板無損檢測主要是UT檢測、輔以MT或PT檢測。⑵檢測要求：按“容規(guī)”、GB150和JB4730規(guī)定①盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的，或是液化石油氣且流化氫含量大于10mg/L的壓力容器用鋼板UT檢測質(zhì)量等級應(yīng)不低于Ⅱ級。②最高工作壓力大于10Mpa的壓力容器用鋼板UT檢測質(zhì)量等級不低于Ⅲ級。4.3.1壓力容器用鋼板的無損檢測③移動式壓力容器用鋼板UT檢測質(zhì)量等級不低于Ⅱ級。④厚度大于30mm的20R、16MnR；厚度大于25mm的15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR和Cr－Mo鋼板；厚度大于20mm的16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR的壓力容器用鋼板UT檢測質(zhì)量等級不低于Ⅲ級。⑤多層包扎壓力容器內(nèi)筒用鋼板UT檢測質(zhì)量等級不低于Ⅱ級。⑥調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的壓力容器用鋼板UT檢測質(zhì)量等級不低于Ⅱ級。4.3.2壓力容器用鍛件及無縫鋼管的無損檢測⑴鍛件無損檢測：①分類：壓力容器用鍛件有筒形、餅形和碗形。②檢測方法：UT（縱、橫波）檢測輔以MT和PT檢測③標(biāo)準(zhǔn)要求：JB4730、JB4726《壓力容器用碳素鋼、低合金鋼鍛件技術(shù)條件》、JB4727《低溫壓力容器用碳素鋼、低合金鋼鍛件技術(shù)條件》、JB4728《壓力容器用不銹耐酸鋼鍛件技術(shù)條件》的Ⅲ級鍛件按爐批次號進(jìn)行UT、MT或PT抽查探傷，Ⅳ級鍛件應(yīng)逐件進(jìn)行UT、MT或PT檢測。⑵無縫鋼管無損檢測⑴標(biāo)準(zhǔn)及方法：JB4730及其規(guī)定的RT、UT、MT、PT、ET和AE六種。⑵檢測時機(jī)及方法選擇①檢測時機(jī)：應(yīng)按焊接件材質(zhì)進(jìn)行選擇，一般有延遲裂紋傾向的材料應(yīng)在焊接結(jié)束24小時后進(jìn)行檢測，或是36小時后進(jìn)行檢測（球形容器要求）。4.3.3壓力容器焊接接頭的無損檢測②方法選擇原則：A.壁厚≤38mm時，對接接頭應(yīng)選用RT檢測，由于結(jié)構(gòu)原因不能采用RT檢測，允許采用可記錄的超聲儀進(jìn)行UT檢測。對Dg≤800mm的圓筒與封頭的最后一道環(huán)向封閉的不帶墊板的焊接接頭，若無法進(jìn)行RT檢測可允許不檢測，但需采用氣體保護(hù)焊打底。4.3.3壓力容器焊接接頭的無損檢測B.壁厚＞38mm（或20mm＜壁厚≤38mm且使用材料抗拉強(qiáng)度值下限≥540MPa時，其接頭若采用RT檢測，則每條接頭還應(yīng)附加局部UT檢測；若采用UT檢測，則每條接頭還應(yīng)附加局部RT檢測；若無法進(jìn)行RT、UT檢測時，應(yīng)采用其它方法進(jìn)行局部無損檢測，附加局部無損檢測應(yīng)包括所有的焊縫交叉部位。

4.3.3壓力容器焊接接頭的無損檢測C.對有無損檢測要求的角接及T型接頭，不能進(jìn)行RT或UT檢測時，應(yīng)做100％的表面無損檢測。D.鐵磁性材料壓力容器焊接接頭表面無損檢測應(yīng)優(yōu)先選用MT檢測。4.3.3壓力容器焊接接頭的無損檢測⑶檢測比例和驗(yàn)收級別①檢測比例：一般分為全部（100％）和局部（≥20％）兩種。對鐵素體鋼制低溫壓力容器，局部無損檢測比例應(yīng)＞50％。具體無損檢測比例執(zhí)行《容規(guī)》和GB150《鋼制壓力容器》。②驗(yàn)收級別：容器對接接頭進(jìn)行100％的無損檢測，RT檢測合格級別為Ⅱ級、UT檢測合格級別為Ⅰ級；局部無損檢測的，RT檢測合格級別為Ⅲ級、UT檢測合格級別為Ⅱ級（評定標(biāo)準(zhǔn)為JB4730）。4.3.3壓力容器焊接接頭的無損檢測局部100%RT或UT的接頭，其驗(yàn)收級別與殼體接頭相同。⑷接頭的表面無損檢測①方法及驗(yàn)收級別：檢測方法、質(zhì)量評定執(zhí)行JB4730，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為“容規(guī)”。②檢測比例及要求：應(yīng)符合“容規(guī)”及“GB150”相關(guān)規(guī)定。⑸重復(fù)檢測：超標(biāo)缺陷返修后，該部必須采用原檢測方法檢測直至合格。屬局部檢測發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)缺陷，應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加檢測長度，增加長度為該條焊接接頭長度的10％、且不小于250mm。仍發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷，則該條接頭應(yīng)進(jìn)行100％的檢測。4.3.3壓力容器焊接接頭的無損檢測GB150標(biāo)準(zhǔn)無損檢測要求圖示射線—RT磁粉—MT超聲波—UT滲透—PT1、常用方法2、焊縫3．無損檢測容器的焊接接頭，經(jīng)形狀、尺寸及外觀檢查合格后，再進(jìn)行無損檢測。4．100%RT和UT的檢測范圍凡符合以下條件之一的容器及受壓元件需采用圖樣規(guī)定的方法，對其A類和B類焊接接頭進(jìn)行100%RT和UT檢測。公稱直徑小于250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對接連接的B類焊接接頭除外。（1）δs>30mm碳素鋼

δs>30mm16