压力容器检验员培训讲义

1压力容器检验员考核培训容规、GB150、监检规则介绍四川省锅炉压力容器检验研究所朱洪奇一、总则（容规9条）1、法律地位：（1）压力容器规范标准体系：第一层次：条例；如《特种设备安全监察条例》第二层次：部门规章；如《锅炉压力容器制造监督管理办法》22号令第三层次：技术法规；如《压力容器安全技术监察规程》第四层次：技术标准：如GB150《钢制压力容器》JB4732《钢制压力容器－分析设计标准》GB151《管壳式换热器》GB12337《钢制球形储罐》JB4730《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4744《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》JB4730《压力容器无损检测》GB6654《压力容器用钢板》GB8163《输送流体用无缝钢管》JB4726～4728压力容器用锻件等（2）法规规范用语：必须、不得――必须执行；不应、应――在正常情况下按规程执行，特殊情况报批；宜、不宜――由设计和制造者灵活掌握。2、压力容器监管范围：（1）条例对压力容器的定义：压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭容器，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容器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；2（2）容规适用范围：1）完全适应范围：(三要素)a、最高工作压力≥0.1Mpa；压力――表压（相对压力）；最高工作压力――承受内压的压力容器，在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力，外压指最高压力差值工作压力――GB150定义同上；设计压力－－设定的工作压力GB150压力上限≤350MPab、容积≥0.25m3；(25L)多腔容器――管理按最高，其他按各腔，包括类别、压力、容器等c、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。2）部分适应范围：（8类产品）设计、制造、安装和使用管理与修理改造按《容规》定期检验协商（3）容规不适应范围：（7类产品）1）超高压容器2）各类气瓶3）各类非金属材料制造的压力容器4）核、船舶、机车国防、军事装备、真空下工作的压力容器5）瞬时承受高压的压力容器6）机器上非独立的承压部件7）无壳体的套管换热器、波纹板换热器、空冷式换热器、冷却排管（4）监察范围：（7个环节）3设计、制造（组焊）、安装、使用、检验、修理、改造条例表述：生产（设计、制造、安装、修理、改造）使用、检验检测及监督检查3、压力容器类别划分：（1）压力容器压力等级低压：0.1MPa≤P＜1.6MPa中压：1.6MPa≤P＜10MPa高压：10MPa≤P＜100MPa超高压：P≥100MPa（2）第三类压力容器（11种情况）（3）第二类压力容器（5种情况）（4）第一类压力容器（低压容器）4、其他：新产品（不符合本规定）――鉴定、型式试验、备案直接采用国外标准――转化成企业标准进口产品――进口许可证二、设计（1）设计资格：《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》（2002）单独取证，级别与制造相同（讲制造时详述）设计资格印章（原有三种样式菱形、椭圆形、正方形）现统一为椭圆形，内容如下：a、单位技术总负责人姓名4b、设计许可证编号c、批准日期d、设计单位全称（2）设计图样：设计总图上应至少注明的内容（第30条）设计图样的审批程序：a、一般图样应有设计（初级以上技术职称）、校核（初级以上技术职称）、审核或审定（持证）人员签字b、三类中压反应和储存容器、高压容器、移动容器，应有设计技术负责人（持证）批准签字设计资格印章：a、复印件、加盖竣工图章、过有效期均无效b、不准在外单位设计的图样上加盖资格章（3）图样的监检：《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》1）检查压力容器设计单位的设计资格印章，确认资格有效；2）审查压力容器制造和检验标准的有效性；3）审查设计变更（含材料代用）手续。（4）压力：（GB150）工作压力――在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力设计压力――设定的容器顶部的最高压力计算压力――在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力（5）设计温度――在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）（6）厚度：（GB150）5计算厚度――按公式计算得到的厚度设计厚度――计算厚度与腐蚀裕量之和名义厚度――设计厚度加上钢材厚度的负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度（标注在图样上的厚度）有效厚度――名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差关系图示：圆整量有效厚度（7）许用应力［σ］：（常温）碳素钢、低合金钢：σb/3.0σs/1.6高合金钢：σb/3.0σs/1.5（8）焊接接头系数(φ)：双面焊（单面焊双面成形）：100％探伤φ＝1.00局部探伤φ＝0.85单面焊（加垫板）：100％探伤φ＝0.90局部探伤φ＝0.80单面焊（不加垫板）：不允许（已取消）（9）内压圆筒厚度计算公式：计算厚度：计算压力Pc×圆筒内直径Di2×设计温度下许用应力[σ]t×焊接接头系数φ－计算压力Pc计算厚度腐蚀裕量设计厚度名义厚度钢板负偏差圆整量有效厚度计算厚度δ＝6计算压力Pc×（圆筒内直径Di＋圆筒有效厚度δe）2×圆筒有效厚度δe2×圆筒有效厚度δe×设计温度下许用应力[σ]t×焊接接头系数φ圆筒内直径Di＋圆筒有效厚度δe三、材料（1）材料的基本性能和压力容器对材料基本要求1、力学性能：（以炉号提供保证）抗拉强度σb屈服强度σs（σ0.2）伸长率δ5（试样长度：长、短）冲击韧性Akv（缺口形式：U、V；取样方向：横向、纵向）硬度HB（布氏）、HR（洛氏）、HL（里氏）2、冷弯性能：（b=2a~3a；180○）3、化学性能：（以炉号提供保证）碳：C≤0.25％作用：－强化元素危害：含碳量上升硬度上升韧性下降硫：S≤0.020％残留物危害热裂磷：P≤0.030％残留物危害冷裂（2）验收1、材质证明书审查：（第10条）1）真实性：制造许可证数据是否被涂改材料标准是否适用与压力容器是否有供材单位和经办人的鲜章最大允许工作压力［Pw］=计算应力σt＝7证书日期与产品投料日期是否吻合2）实物与证书的一致性：证书的标准号、炉批号等与实物标记是否相符证书的规格、数量是否与实物相符2、复验：（第25条）主要受压元件（筒体、封头、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰）（14项）1）那些要复验：三类容器一、二类有怀疑质证书注明“复印件无效”者设计、用户要求82）怎样复验钢板：（取样部位和试样数量与材料标准相同，符合GB2975）逐张宏观（表面质量、材料标记）、厚度测试（规格、怎么测）按炉号化学成分、按批号力学性能和冷弯性能、逐张UT（产品有要求，制造未提供UT保证）锻件：硬度和化学成分（证书项目齐全）、力学性能（硬度和化学成分有怀疑）免做（自用）焊条：免做（有证书和清晰牢固的标志）（3）常用材料介绍钢板：牌号标准S（％）P（％）σb（MPa）σs（MPa）Akv（J）Q235AGB700≤0.050≤0.045375（下限）235――――――Q235B≤0.045≤0.04527（20℃）纵向Q235C≤0.040≤0.04027（0℃）纵向Q235D≤0.035≤0.03527（-20℃）纵向20gGB713≤0.035≤0.035400（下限）24527（20℃）横向20RGB6654≤0.020≤0.030400（下限）24527（0℃）横向16MnR≤0.020≤0.030510（下限）34531（0℃）横向16MnDRGB3531≤0.025≤0.030490（下限）31524（-40℃）横向钢管：牌号标准成分拉力硬度压扁卷边扩口冷弯冲击水压超声涡流漏磁晶粒度非金属夹杂显微组织低倍组织脱碳层20GB81621222－－－－―――－－－－－－20GB816312―2－－－－逐根逐根逐根－－－－－－20GB308712－2222－逐根协议协议－－－－－20GGB531012－2－2－6逐根逐根逐根逐根222229G――高压管锻件：锻件级别硬度拉伸冲击超声I件――件II批批批批批――III批批批批批――件件件IV件件件件件――件件件JB4726－2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB4727－2000《低温压力容器用低合金锻件》JB4728－2000《压力容器用不锈钢锻件》（4）材料代用（第27条）1）优代劣：前提：有相应设计资格，原设计单位备案，竣工图上记载限16MnR、20R、Q235板；16Mn、10、20锻件和管材2）20R与20g：20g不能代20R（20g冲击性能低于20R）20g可代Q235（5）材料的监检审查材料质量证明书、材料复验报告（每批签字）检查材料标记移植（核对一致性，材料追溯，材料标记分布图）审查主要受压元件材料的选用和材料代用手续（材料选用的合法性及合理性）四、焊接五、热处理（1）压力容器常用热处理类型1、消除应力退火——又称焊后热处理（PWHT），将工件加热到AC1以下100～200℃（对碳素钢和低合金钢大致在500～600℃），保温然10后缓慢冷却。目的：消除内应力（加工），使焊缝中氢完全扩散，提高焊缝的抗裂性和韧性；2、正火——将工件加热到AC1或ACW以上30～50℃，保持一定时间后在空气中冷却。目的：细化晶粒，均匀组织，降低内应力，与退火相比，正火后的钢强度、韧性、硬度都较退火高；3、钢的固溶处理和稳定化处理固溶处理——加热到1050～1100℃，保温一段时间（≮25mm/h）,然后快速冷却至427℃以下，目的：获得均匀的奥氏体组织，其强度和硬度较低而韧性较好，具有很高的耐磨性和良好的高温性能。稳定化处理——加热到850～900℃，保温6小时，在空气中冷却或缓冷。目的：把钢中的碳全部固定在碳化钛和碳化泥中，防止晶间腐蚀。（2）压力容器常用热处理方法：1、整体热处理：炉内整体热处理整体热处理2、部热处理：分段热处理（炉外部分保温，重叠≥1500mm）局部热处理（整条焊缝）（3）压力容器和受压元件焊后热处理要求高压容器中压反应和储存容器11移动式压力容器有应力腐蚀的容器（液化石油气、液氨）盛装毒性为极度和高度危害介质的容器钢材厚度：碳素钢δ32mm(预热100℃,δ38mm)16MnRδ30mm(预热100℃,δ34mm)高合金钢（Cr－Mo）任意厚度电渣焊焊缝应进行正火处理旋压封头（4）不要求热处理奥氏体不锈钢有色金属制压力容器（5）热处理监检要求检查确认热处理记录曲线与热处理工艺的一致性六、外部检查（1）、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》要求1、焊接接头表面质量（容规第76条）1）形状和尺寸：焊高（GB150表10－3P123）棱角度：E＝10％板厚＋2且≤5mm样板：轴向——环缝300mm直尺环向——纵缝1/6Di且≥300mm内外样板2）不得有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、弧坑、未填满、夹渣等3）焊缝与母材应圆滑过渡124）焊缝的咬边：不得咬边：σb540MPa、Cr－Mo、奥氏体不锈钢、低温容器、球形容器、φ＝1.0允许咬边：深度≤0.5mm、连续长度≤100mm、总长≤10％焊缝5）角焊缝的焊脚高度（怎么测）2、母材表面质量除与焊缝相同的外+分层机械损伤、腐蚀坑：修磨：深度≤5%板厚且≤2mm修磨范围：3：1斜度补焊：反之3、最大内径和最小内径差承受内压容器：e＝1％Di且≤25mm(锻焊容器1‰)4、直线度（L30m）JB4710－92《钢制塔式容器》：任意3m长，偏差≤3mm；L15m，偏差≤0.5L/1000+85、焊缝布置十字焊缝相邻环缝长度≥300mm；相邻纵缝外弧长度≥3板厚且≥100mm焊缝上开孔（1.5开孔直径范围内100％探伤