压力容器的制造及检验

固定式压力容器制造、检验及验收固定式压力容器的制造、检验及验收目录一、压力容器概述二、材料复检、分割与标识移植三、加工成形与组装四、焊接五、热处理六、试件与试样七、无损检测八、耐压试验与泄露试验九、压力容器的维修固定式压力容器的制造、检验及验收一、压力容器概述1.压力容器的概念压力容器是指是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。2.压力容器分类压力容器的分类方法很多，主要有以下几种：按介质分为：第一组介质压力容器和第二组介质压力容器，第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。4固定式压力容器的制造、检验及验收第二组介质，除第一组以外介质。按压力等级（依据设计压力）分为：低压容器（代号L）0.1MPa≦P1.6MPa中压容器（代号M）1.6MPa≦P10.0MPa高压容器（代号H）10.0MPa≦P100.0MPa超高压容器（代号U）P≥100.0MPa按在工艺过程中作用原理可分：反应压力容器（代号R），主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等。换热压力容器（代号E），主要用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等。5分离压力容器(代号S），主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、洗涤器、干燥塔、分汽缸、除氧器等。储存压力容器（代号C,其中球罐代号B），主要用于存储或者盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种形式的储罐。按设备的使用状态可分：固定式压力容器：安装在固定位置使用的压力容器。（注1-1）移动式压力容器：由罐体（注1-2）或者大容积钢质无缝气瓶（以下简称气瓶，注1-3）与走行装置或者框架采用永久性连接组成的运输装备，包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等。注1-1：对于为了某一特定用途、仅在装置或者厂区内部搬动、使用的压力容器，以及移动式空气压缩机的储气罐按照固定式压力容器进行监督管理。注1-2：罐体是指铁路罐车、汽车罐车、罐式集装箱中用于充装介质的压力容器，其设计制造按照本规程的有关规定进行。注1-3：气瓶是指长管拖车、管束式集装箱中用于充装介质的压力容器，其设计制造按照《气瓶安全监察规程》的有关规定进行。固定式压力容器的制造、检验及验收固定式压力容器的制造、检验及验收3.压力容器的制造、检验及验收依据a）《固定式压力容器安全技术监察规程》-------TSGR0004-2009b）《压力容器》-------GB150.1~150.4-2011c）《热交换器》-------GB151-2012d）《压力容器封头》-------GB/T25198-2010e）《压力容器焊接规程》-------NB/T47015-2011f）《承压设备无损检测》-------JB/T4730-2005g）《压力容器涂敷与运输包装》-------JB/T4711-2003h）设计文件的要求，包括图纸、风险评估报告、其他设计报告提及的相关要求以及相关的材料标准、行业制造标准，例如GB/T24511-2010,NB/T47008~NB/T47010-2010,GB713-2008,GB/T1220-2007等最新版本标准。固定式压力容器的制造、检验及验收4.设计修改和代用制造单位对原设计的修改以及对受压元件的材料代用，应事先取得原设计单位的书面批准，并在竣工图上做详细记录。二、材料复检、分割与标识移植1.材料复检1）应对以下材料进行入库复检：a）采购的第Ⅲ类压力容器用Ⅳ级锻件b）不能确定质量证明书真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料。c）用于制造主要受压元件的境外材料。d）用于制造主要受压元件的奥氏体型不锈钢开平板e）设计文件要求进行复验的材料2）奥氏体型不锈钢开平板应按批号复检力学性能（整卷使用者，应在开固定式压力容器的制造、检验及验收平操作后，分别在板卷的头部、中部和尾部所对应的开平板上各截取一组复验试样，非整卷使用者，应在开平板的端部截取一组复验试样），对于按上述a)b)c)e)要求复检的情况，按炉号复检化学成分，按批号复检力学性能。3.材料的分割与标识移植a)材料切割采用热切割方法时，应清除表面熔渣和影响制造质量的表面层b)在材料切割前完成标识移植工作，谁下料谁移植。c)有耐腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板，不得在耐腐蚀面采用硬印标记。d)低温容器受压元件表面不得采用硬印标记。三、加工成形与组装1.成形制造单位应根据制造工艺确定加工余量，以确保受压元件成形后的实际厚度不小于设计图样标注的最小成形厚度。采用经过正火、正火加回火或调质处理的钢材制造的受压元件，宜采用冷成形或温成形;采用温成型时，须避开钢材的回火脆性温度区。2.表面修磨制造中应避免材料表面的机械损伤。对于尖锐伤痕以及不锈钢容器耐腐蚀表面的局部伤痕、刻槽等缺陷应予修磨，修磨斜度最大为1:3。修磨的深度应不大于该部位钢材料厚度δ的5%，且不大于2mm，否则应予焊补。固定式压力容器的制造、检验及验收对于复合钢板的成形件、堆焊件以及金属衬里层，其修磨深度不得大于覆层（或堆焊层、衬里）厚度的30%，且不大于1mm，否则应予焊补。3.坡口a)坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷;b)标准抗拉强度下限值Rm≥540MPa的低合金钢材及Cr-Mo低合金钢材经热切割的坡口表面，加工完成后应按JB/T4730.4行磁粉检测，Ⅰ级合格;c)施焊前，应清除坡口及两侧母材表面至少20mm范围内(以离坡口边缘的距离计)的氧化皮、油污、熔渣及其他有害杂质。4.封头封头各种不相交的拼接焊缝中心线间距离至少应为封头钢材厚度δ的3倍，且不小于100mm。凸形封头由成形的瓣片和顶圆板拼接制成时，瓣片间的焊缝方向宜是径向和环向的，见图1。先拼板后成形的封头，其拼接焊缝的内表面以及影响成形质量的拼接焊缝的外表，在成形前应打磨与母材齐平。固定式压力容器的制造、检验及验收“图1分瓣成形凸形封头的焊缝布置”。（和GB25198-2010一样）固定式压力容器的制造、检验及验收封头的制造与验收要求详见《压力容器封头》--GB/T25198-20105.圆筒与壳体5.1A、B类焊接接头对口错变量b见下表，锻制容器B类焊接接头对口错变量应不大于对口处钢材厚度的1/8，且不大于5mm.壁厚以薄壁为基准固定式压力容器的制造、检验及验收5.2在焊接接头环向、轴向形成的棱角E，宜分别用弦长等于Di/6，且不小于300mm的内样板（或外样板）和直尺检查，E值不得大于δ/10+2mm,且不大于5mm.固定式压力容器的制造、检验及验收5.3B类焊接接头以及圆筒与球形封头相连的A类焊接接头，当两侧厚度不等时，若薄板厚度小于等于10mm,两板厚之差大于3mm；若薄板厚度大于10mm,两板厚之差大于30%δ，或者超过5mm,均应按下图的要求单面或双面削薄厚壁边缘，或在薄壁侧堆焊成斜边过渡过去。固定式压力容器的制造、检验及验收5.4除图样另有规定外，筒体直线度允差应不大于筒体长度（L）的1‰。当直立容器的壳体长度超过30m时，其筒体直线度允差应不大于（0.5L/1000+15mm）。注：筒体直线度检查是通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位进行测量。测量位置与筒体纵向接头焊缝中心线的距离不小于100mm。当壳体厚度不同时，计算直线度时应减去厚度差。5.5组装时除考虑下图尺寸要求外，还要避免采用十字焊缝的出现。封头与筒节及筒节与筒节的组装要求除换热器管箱筒节外。1B长度均应符合左图要求。筒节与筒节或封头的组装不得采用强力组装的方式进行装配，以免造成局部材料应力集中造成设备提前失效。固定式压力容器的制造、检验及验收5.6法兰面应垂直于接管或圆筒的主轴中心线，接管和法兰的组件与壳体组装应保证法兰面的水平或垂直（有特殊要求的，按图样要求制作），其偏差均不得超过法兰外径的1%（法兰外径小于10mm时，按100mm计算），且不大于3mm.5.7直立容器的底座圈、底板上地脚螺栓孔应均布，中心圆直径允差、相邻两孔弦长允差和任意两孔弦长允差均不大于±3mm。（GB150-98为2mm）5.8容器内件和壳体间的焊接应尽量避开壳体上的A、B类焊接接头。5.9容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至与母材齐平。固定式压力容器的制造、检验及验收5.10容器组焊完成后，应检查壳体的直径，要求如下：a)壳体同一断面上最大直径与最小直径之差，应不大于该断面内径Di的1%（锻焊容器为1‰），且不大于25mm.b)当被检断面与开孔中心的距离小于开孔直径时，则该断面最大直径与最小直径之差，应不大于该断面内径Di的1%（锻制同上）与开孔直径的2%之和，且不大于25mm.图示：壳体同一断面上最大直径与最小直径之差固定式压力容器的制造、检验及验收5.11外压容器组焊完成后，还要进行壳体圆度的检查，依据GB150.46.5.11条款6.法兰与平盖法兰按相应的标准加工，或设计给定的加工图纸进行。平盖的加工尺寸要求按标准执行检验。7.螺栓、螺柱和螺母公称直径不大于M36的螺栓、螺柱和螺母，按相应的标准制造。容器法兰螺柱按JB/T4707的规定。公称直径大于M36的螺柱和螺母除应符合相应标准的规定外，还应满足以下要求：a）有热处理要求的螺柱，其试样与试验按GB150.2-2011的有关规定。b）螺母毛坯热处理后应做硬度试验;c）螺柱应按JB/T4730进行表面检查，Ⅰ级合格。8.组装及其他要求a）机械加工表面和非机械加工表面的线性尺寸的极限偏差，分别按GB/T1804中的m级和c级的规定。b）容器受压元件的组装中不得强力进行对中、找平等。c)应对容器的主要几何尺寸、管口方位进行检查，并应符合图样要求。固定式压力容器的制造、检验及验收四、焊接1.焊前准备和施焊环境a）焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。b）当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：焊条电弧焊时风速大于10m/s;气体保护焊时风速大于2m/s;相对湿度大于90%;雨、雪环境;焊件温度低于－20℃。c)当焊件温度低于0℃但不低于－20℃时，应在施焊处100mm范围内预热到15℃以上。固定式压力容器的制造、检验及验收2.焊接工艺2.1容器施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应按NB/T47014进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持。2.2用于焊接结构受压元件的境外材料(含填充材料)，压力容器制造单位在首次使用前，应按NB/T47014进行焊接工艺评定备注；定位焊缝是指固定容器元件间的相互位置而施焊的点焊或断续焊焊缝。最初的定位焊缝一般在施焊容器元件间永久焊缝前需清除，但随着技术的发展，现在的定位焊缝已可以采取措施，在施焊容器元件永久焊缝过程中直接焊入，如此定位焊缝成为永久焊缝的一部分，要求其应按NB/T47014进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持。同时，定位焊缝焊接与永久焊缝焊接时，焊件材料状态是相同的，如何进行焊接工艺评定不需赘述。固定式压力容器的制造、检验及验收2.3焊接工艺评定技术档案应保存至该工艺评定失效为止，焊接工艺评定试样保存期不少于5年。2.4应在受压元件焊接接头附近的指定位置打上焊工代号钢印，或者在含焊缝分布图的焊接记录中记录焊工代号，其中，低温容器和不锈钢容器的耐腐蚀表面不得采用钢印标记。2.5焊接接头表