154 钢质焊接气瓶 GB 5100-85

钢质焊接气瓶GB5100-85本标准适用于正常环境温度-40─60℃下使用的、试验压力不大于7.36MPA(75KGF／CM2)、水容积10─1000L可重复充装低压液化气体或溶解气体的钢质焊接气瓶(以下简称钢瓶)。本标准不适用于民用液化石油气钢瓶和灭火用钢瓶。本标准中容积不大于150L的钢瓶，参考了国际标准建议草案ISODP4706《可重复充气的钢质焊接气瓶》。1.定义1.1低压液化气体：临界温度高于70C的气体。1.2溶解气体：溶解于溶剂中的气体。1.3公称工作压力：对充装低压液化气体的钢瓶，是指按规定充装系数充装，温度为60℃时，瓶内介质的压力；对于充装溶解气体的钢瓶，系指在限定充装量下温度为60℃时，瓶内介质的压力。1.4最高工作压力：系指钢瓶在充装、使用和贮运过程中，允许达到的最高压力。1.5屈服应力：对材料试件拉伸试验，呈明显屈服现象的，取屈服点或下屈服点；无明显屈服现象的，取屈服强度。1.6批量：系指采用同一设计条件，具有相同公称直径、公称容积、壁厚，用同牌号材料，同一焊接工艺，同一热处理工艺生产的钢瓶所限定的数量。2.符号A封头曲面与样板间隙，MM；B焊缝对口错边量，MM；C封头表面凹凸量，MM；D弯曲试验的弯轴直径，MM；DR钢瓶公称直径，MM；D钢瓶内直径；MM；D0钢瓶外直径，MM；E对接焊缝棱角高度，MM;E钢瓶同一截面最大最小直径差，MMH封头总高度，MM；HI封头内凸面高度，MM；H封头直边高度，MM；K封头形状系数;L钢瓶瓶体长度，MM；P0钢瓶爆破压力实测值(表压)，MPA(KGF／CM2)；PH钢瓶试验压力(表压)，MPA(KGF／CM2)；RI封头球面部分内半径，MM；R封头过渡区转角内半径，MM；S简体壁厚，MM；S2封头壁厚，MM；S01筒体计算最小壁厚，MM；S02封头计算最小壁厚，MM；SB简体最小壁厚实测值，MM；VG钢瓶公称容积，L；ΑKUU型缺口常温冲击韧性值，J／CM2(KGF.M／CM2)；ΣB抗拉强度，N／MM2(KGF／MM2)；ΣBA抗拉强度实测值，N／MM2(KGF／MM2)；ΣS屈服应力，N／MM2(KGF／MM2);Ｈ封头总高度公差，MM；Δ5短试样伸长率，%；Φ焊缝系数；Π△DI；圆周长公差，MM。3.基本参数3.1钢瓶公称容积和公称直径按表1规定。表1━━━━━━┯━┯━┯━┯━┯━┯━┯━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━公称容积VGL│10│16│25│40│50│60│80│100│150│200│400│600│800│1000──────┼─┴─┴─┼─┴─┼─┴─┴──┼──┴──┼──┴──┼──┴──公称直径DG│200│250│300(350)│400│600(700)│800(900)MM││││││━━━━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━注：()内的数值尽量不采用。3.2钢瓶公称工作压力根据所充装介质的化学、物理性质，按《气瓶安全监察规程》、《溶解乙炔气瓶安全监察规程》的规定选取3.3钢瓶试验压力是公称工作压力的1.5倍，共有5级，见表2。表2━━━━━━┯━━━━━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━━公称工作压力│MPA│4.90│3.92│2.94│1.96│0.98││(50)│(10)│(30)│(20)│(10)──────┤├──┼──┼──┼──┼───试验压力││7.35│5.88│4.41│2.94│1.47││(75)│(60)│(45)│(30)│(15)──────┤├──┼──┼──┼──┼───最高工作压力│（KGF/CM2)│5.88│4.71│3.53│2.35│1.18││(60)│(48)│(36)│(24)│(12)━━━━━━┷━━━━━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━━3.4钢瓶的最高工作压力不得超过试验压力的0.8倍。4.材料4.1一般规定4.1.1钢瓶主体(指简体、封头等受压元件)材料，必须采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢，并具有良好的冲压和焊接性能。4.1.2焊在钢瓶主体上的所有零、部件，必须采用与主体材料性质相适应的材料。4.1.3所采用焊接材料焊成的焊缝，其抗拉强度不得低于母材抗拉强度规定值的下限。4.1.4材料(包括焊接材料)应符合相应技术标准的规定，并必须有质量合格证明书。4.1.5制造厂必须对钢瓶主体材料按炉、罐号进行成品化学成分验证分析；按批号检验机械性能。经验证合格的材料，应做材料标记。4.2化学成分钢瓶主体材料化学成分的验证分析结果，应符合表3所列的范围。表3━━━━━━┯━━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━化学元素%│C│SI│MN│P│S│P+S──────┼───┼──┼──┼──┼──┼──不大于│0.22│0.45│1.60│0.04│0.04│0.07━━━━━━┷━━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━材料中添加微量合金元素，其含量应限制在表4所列的范围。表4━━━━━━━━┯━━━━┯━━━┯━━━┯━━━微量合金元素%│NB│TI│V│NB+V────────┼────┼───┼───┼───不大于│0.08│0.20│0.20│0.20━━━━━━━━┷━━━━┷━━━┷━━━┷━━━4.3机械性能4.3.1当钢瓶筒体壁厚大于或等于6MM时，其主体材料的常温冲击韧性值ΑKU应大于或等于58.8J／CM2(6KGF·M／CM2)。4.3.2当钢瓶简体壁厚大于或等于6MM，且在-20℃以下环境温度使用时，若在使用温度下计算—次薄膜应力大于常温下材料屈服点的L／6，则主体材料应做-40℃夏比(V型缺口)冲击试验。试样规格和试验结果应符合表5的规定。表5━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━筒体壁厚SMM│试样规格MM│冲击吸收功不小于J(KGF.M)──────────┼─────────┼─────────────6--10│5×10×55│13.7(1.4)──────────┼─────────┼─────────────10│10×10×55│19.6(2.0)━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━5.设计5.1一般规定5.11钢瓶主体由圆柱形简体和凸形封头组成，最多不得超过三部分，即纵焊缝不得多于一条，环焊缝不得多于两条。5.1.2钢瓶受压元件的壁厚设计计算，所选用的屈服应力ΣS不得大于0.8ΣB。5.1.3设计所依据的内压力为试验压力5.2简体最小壁厚的计算筒体的最小壁厚按(1)式计算：S01=PH×DJ/(2ΣSΦ/1.3-PH)..............(1)式中：材料的屈服应力QS，应选用标准规定的最小值或热处理保证值；焊缝系Φ，按7.1.2和7.1.3款选定；用()中公制单位计算时，系数2改为200。5.3封头的设计和计算5.3.1封头的形状应为椭圆形、碟形成半球形，并应满足下列条件：A.椭圆形封头见图1A；B.碟形封头见图1B；C.封头的直边高度H规定如下，当厚度S小于或等于8MM时，直边高度H应大于或等于25MM；当厚度大于8MMSHI2时，直边高度H应大于或等于40MM。5.3.2封头的最小壁厚按(2)式计算：S02=PH×DI×K/(2ΣSΦ/1.3-PH)............(2)式中：标准椭圆形封头(HI=0.25DI)和球形封头的形状系数K等于1；其他封头的形状系数从图2A、图2B中查出;ΣS的数值选取，与5.2条相同。5.4最小壁厚和实际壁厚5.4.1按5.2和5.3条计算出的筒体和封头的最小壁厚，是满足强度要求的最小厚度,最小壁厚还应符合下列规定：当钢瓶内直径DI小于250MM时，应不小于2MM；当钢瓶内直径DI大于等于250MM时，应不小于按(3)式计算的厚度。S≥D0/250+1..................(3)5.4.2钢瓶的筒体和封头的实际厚度，应符合等厚度的原则。5.4.3钢瓶的实际厚度还应考虑钢板的负偏差和工艺减薄量。5.5瓶体上开孔5.5.1瓶体上开孔(包括工艺接管)，应避开焊缝和应力集中的部位。5.5.2瓶体开孔均应补强。补强材料应和瓶体材料相适应，并具有良好的焊接性能。5.6焊接接头5.6.1主体焊缝应采用对接型式的焊接接头。5.6.2纵焊缝不得有永久性的垫板。5.6.3环焊缝允许采用永久性的垫板，或者在接头的一侧做成台阶形的整体式垫板。5.7附件5.7.1附件的结构设计和布置应便于焊缝的检查。附件的焊缝应避开瓶体的纵、环焊缝。附件的结构形状及其与瓶体的连接，应防止造成积液。5.7.2底座应保证钢瓶直立时的稳定性，并应有排液、通风的孔。5.7.3当钢瓶盛装介质后的总重量超过40KG时，应考虑吊装附件或在底座上开吊装孔。5.7.4选配的瓶阀应满足所盛装介质的要求。5.7.5钢瓶应配戴瓶帽，用以保护瓶阀。5.7.6钢瓶及其附件的密封材料，应与所盛装的介质不发生化学反应。5.7.7钢瓶装设易熔合金塞时，应保证安全可靠。6.制造6.1焊接工艺评定6.1.1制造厂在生产钢瓶之前，或在生产钢瓶的过程中改变材料(包括焊接材料)、改变焊接工艺、更换焊接设备时，均应进行焊接工艺评定。6.1.2进行焊接工艺评定的焊工和无损探伤检测人员，应分别符合6.2.1款和7.1.1款的要求。6.1.3进行焊接工艺评定的焊缝，应能代表钢瓶的主要焊缝。结构和工艺要求不同的焊缝，应分别进行焊接工艺评定。6.1.4焊接工艺评定可以直接在钢瓶上进行，也可以在焊接工艺试板上进行。6.1.5焊接工艺试板的评定要求6.1.5.1焊接工艺试板应经外观检查和射线照相检查。检查结果应符合6.3条和7.1.5款的规定。6.1.5.2焊接接头应进行拉力、弯曲试验，当瓶体厚度S大于或等于6MM时，还应进行常温冲击试验；当钢瓶使用符合4.3.2款的情况时，应进行低温冲击试验。低温冲击试验可代替常温冲击试验。6.1.5.3试验数量：拉力试验2件，横向弯曲试验4件（正、反弯曲各级件），冲击试验9件（焊缝、熔合线、热影响区各处件）。热影响区试样位置如图3所示。6.1.5.4试验方法与合格标准应符合7.3.5—7.3.7款的规定。6.1.6焊接工艺评定的结果，应经过制造厂技术总负责人审查、批准，并存入工厂的技术档案。6.2焊接的一般规定6.2.1钢瓶的焊接，必须由按《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格，并持有有效证书的焊工承担。施焊后，焊工应在所焊焊缝附近的适当位置打上焊工钢印。当有特殊要求时，按图样规定。6.2.2钢瓶主要焊缝的焊接，必须严格遵守经评定合格的焊缝工艺。6.2.3钢瓶主体对接焊缝的焊接，应采用自动焊接的方法。6.2.4焊接坡口的形状和尺寸，应符合图样规定。坡口表面应清洁、光滑，不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷。6.2.5焊接(包括返修焊接)应在室内进行，相对湿度不得大于90%。否则，应采取有效措施。当焊接件温度低于0℃时，应在开始施焊的部位预热。6.2.6施焊时，不得在非焊接处引弧。纵焊缝应有引弧板和熄弧板，板长不得小于100MM。去除引、熄弧板时，应采用切除的方法，严禁使用敲击的方法。切除处应磨6.3焊缝6.3.1瓶体对接焊缝的余高为0—3.5MM；同一焊缝最宽最窄处之差不大于4MM6.3.2当图样无规定时，角焊缝的焊脚高度不得小于焊件中较薄者的厚度，其几何形状应圆滑过渡至母材表面。6.3.3焊缝内外表面的外观，应符合下列规定：A焊缝和热影响区(焊缝两侧距熔合线3MM内)不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣和末熔合等缺陷；B瓶体对摄焊缝不允许咬边。其他焊缝的咬边深度不得大于0.5MM)，咬边连续长度不得大于100MM，焊缝两侧咬边总长度不得大于该焊缝总长度的10%；C烬缝表面应没有凹陷或不规则的突变；D焊缝两侧的飞溅物必须清除干净。6.4焊缝的返修6.4.1焊缝返修应按返修工艺进行。6.4.2返修部位应重新进行外观和射线检验合格。6.4.3焊缝同一部位的返修次数，不应超过两次。若超过时，每次返修均需经技术总负责人批准。6.4.4