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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳


压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
拉伸 1 钢板 GB150.2 4 冲击
Rm≥540MPa 的钢 板: 18MnMoNbR、 13MnNiMoR、 12Cr2Mo1VR、

壳体厚度大于 60mm 的 碳 素 钢和低合金钢

调质(碳素钢和低合金钢)——每张热 处 理 钢 板 进 行 拉 伸 试 验

按 GB/T228-2002,指标符合相应钢材标准 的规定。

设计温度高于 200℃的 Q370R 进行设计温度下的高温拉伸试 验,其屈服强度值按 GB150.2 附录 B

设 计 温 度 高 于 300 ℃ 的 18MnMoNbR 、 13MnNiMoR、12Cr2Mo1VR 进行设计温度下的高 温拉伸试验,其屈服强度值按 GB150.2 附录 B Q245R、 Q345R、 13MnNiMoR 进行-20℃ 冲击试验时应在设计文件中注明

壳体厚度大于 60mm 的碳素 钢和低合金钢 Rm≥540MPa 低合金钢 (GB713-2008 未要求) Q245R、Q345R 壳体 厚 度 大 于 36mm — —正火 Q245R Q345R 、

调质(碳素钢和低合金钢)——每张热处理钢板进行 V 型缺口冲击试 验按 GB/T229-2002,指标符合相应钢材标准的规定。 奥氏体-铁素体不锈钢 (GB24511-2009 有要求)

炉外精炼

使用温度低于-20℃的低合金钢板 (GB3531-2008 有要求) 奥 氏 体 型 (S3xxxx) 钢板 ——固溶 设计压力≥ 10MPa 厚 度 ≥ 12mm UT –II; 高合金钢钢板表面加工类型: 热轧——1D 级;冷轧——2B 级。 GB151-1999 附录 A2.1.3 低温换热器壳体厚度大于 20mm 时,应逐张进行超声检测,UT-III (Q370R 正火 -20℃ 厚度:≤ 60mm)

供货状态

06Ni9DR、
07MnMoVR、 07MnNiVDR、 07MnNiMoDR、 12MnNiVR

Q245R 、 Q345R 其他受压元 件厚度(法兰、管板、平盖 等)大于 50mm——正火 16MnDR 、 Ni 系低温钢 (调质状态 除外)厚度 > 20mm, UT –II;

铁 素 体 型 奥氏体 - 铁素体型 (S1xxxx) 钢板 (S2xxxx)钢板— ——退火 —固溶 调质状态 使用的钢号 厚 度 > 16mm, UT –I; 毒性:极 度、高度 危害 厚 度 ≥ 12mm UT –II; 在湿硫化 氢环境中 使用的 厚 度 ≥ 12mm UT –II;

钢板超声

厚 度 > 30~36mm, UT –III;

Q245R、 Q370R、 Mn-Mo Q345R 系、Cr-Mo 系、 厚 度 > Cr-Mo-V 系 36mm, 厚度>25mm, UT –II; UT –II;

炉外精炼 管束 1 钢管 GB150.2 5

使用温度低于-40℃的碳素钢和低合金钢钢管 GB9948、GB6479:高级冷拔或冷轧,钢管尺寸精度选用高级精度,I 级管束 GB9948:外径不小于 70mm,且壁厚不 小于 6.5mm 的 20 和 10 钢管,应分别进 行 0℃和-20℃的冲击试验,3 个纵向标 准试样的冲击功平均值应不小于 31J, 允 许 1 个试样的冲击功≥22 J。 GB6479: 外径不小于 70mm, 且壁厚不小于 6.5mm 的 20 和 16Mn 钢管, 应分别进行 0℃ 和-20℃的冲击试验,3 个纵向标准试样的 冲击功平均值应分别不小于 31J 和 34J,允 许 1 个试样的冲击功分别≥22 J 和 24J。 GB8163:10、20、Q345D— —不得用于换热管;极度、 高度危害介质; 设计压力不 大 于 4.0MPa; 厚 度 不 大 于 10mm;使用温度限制。 GB13296 锅炉、热 交换器用 不锈钢无 缝钢管 GB14976 不得用于 管壳式换 热器换热 管

接管

Ⅲ级或Ⅳ 级 1 锻件 GB150.2 6 拉伸 冲击 炉外精炼 管板

用作筒体和封头的筒形、 环形、 碗形 锻件

碳素钢、低合金钢: 公称厚度>300mm; Rm≥540MPa 且公称厚度>200mm; 使用温度低于-20℃且公称厚度>200mm。

设计温度下的高温拉伸试验——设计温度高于 300℃的 20MnMoNb、 注明化学成分和力学性能的特殊要求-(NB/T47008-2010 承压设备用碳素钢和 20MnNiMo、12Cr2Mo1V、12 Cr3Mo1V Ⅲ级(按批)或Ⅳ级(逐件) 合金钢锻件有要求) : 有抗回火脆化要求的 12Cr2Mo1、 12Cr2Mo1V、 12 Cr3Mo1V 设计文件中应注明:20、16Mn、20MnMo 进行-20℃的冲击试验(如进行) 。 20MnNiMo、12Cr2Mo1V、12Cr3Mo1V 低温钢锻件(NB/T47009-2010 有要求) 高合金钢锻件(NB/T47010-2010 有要求)

GB151-1999 4.3.1.2 带有凸肩并与圆筒或封头对接连接的,采用锻件
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1 螺柱 GB150.2 中 7.1.4 1 螺柱和螺母 GB150.4 6.7 1 低温容器焊条 30CrMoA、35CrMoA、40CrNiMoA 钢螺柱使用温度低于-20℃时,应进行使用温度下的低温冲击试验,冲击功指标分别不低于 41 J、41 J、47J。 使用温度下限:20 钢螺柱为-20℃;35、40MnB、40MnVB、40Cr 钢螺柱为 0℃。 容器法兰螺柱按 NB/T47027-2012(JB/T4707)规定 公称直径大于 M36 的螺柱和螺母: 1)有热处理要求的的螺柱,其试样与试验按 GB150.2 中 7.1.3; 3)螺柱应进行表面检测,I 级合格。 2)螺母毛坯热处理后应做硬度试验;

GB150.4 中 5.1.4 按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验(GB151-1999 附录 A2.3.3 其检验方法按相应的焊条标准或技术要求) GB151-1999 5.6.2.3 GB151-1999 4.3.2.3 管板选用 B1 级; 平盖不低于 B3 级 管板与换热管焊接连接的复合板, 其复层厚度应不小于 3mm。 对有耐腐蚀要求的复层, 还应保证距复层表面深度不小于 2mm 的复层化学成分和金相组织符合复层材料要求; 采用胀接连接的复合管板,其复层最小厚度应不小于 10mm,并应保证距复层表面深 度不小于 8mm 的复层化学成分和金相组织符合复层材料要求; 焊接接头 厚度 >20mm 焊接接头厚度 任意厚度: 18MnMoNbR 、 (设计温度 ( 设计温度≥ 13MnNiMoR 、 ≥-30℃); -45℃); 20MnMo 、 20MnMoNb 、 任意厚度 任意厚度 20MnNiMo 、 (设计温度 ( 设计温度< 15CrMoR 、 <-30℃): -45℃): 14Cr1MoR 、 12Cr2Mo1R 、 20MnMoD 15MnNiDR、 12Cr1MoVR 、 15MnNiNbDR 12Cr2Mo1VR 、 、09MnNiDR、 15CrMo 、 09MnNiD 14Cr1Mo 、 12Cr2Mo1 、 12Cr1MoV 、 12Cr2Mo1V 、 12Cr3Mo1V 、 1Cr5Mo 、 08Ni3DR、08Ni3D 焊接接头厚 度 >20mm 焊接接 头厚度 GB151-1999 附 录 A4.6.1

1 复合板

NB/T47002.1-2009 复合板级别由高到低分为 B1、B2、B3 级,B3 级复合板复合界面的结合 剪切强度下限值为 210MPa,未结合率≤5%。 NB/T47002.1-2009 7.2 图纸应注明:覆材表 面处理方法——喷砂、抛光或酸洗等。 应力腐蚀倾向的 容器

2 焊后热处理 GB150.4 8.2
应力腐蚀介质:

毒性:极度、高度 危害的碳钢、低合 金钢

GB151-1999 对碳钢、低合金钢、奥 6.3.4.3 氏体不锈钢、铁素体不锈 当有应力腐蚀要 钢—NaOH、 求时,冷弯 U 形 H2S 水溶液、H2SO4 等; 管的弯管段及至 少 包 括 150mm 对碳钢、低合金钢—液 的直管段应进行 氨;KOH; 热处理: 醋酸;盐酸; 1) 碳钢、 低合金 K2CO3 等; 钢钢管进行消除 应力热处理; 对奥氏体不锈钢— 260 ℃ 2) 奥氏体不锈钢 水蒸气;KOH; Cl-水溶液; 管可按供需双方 等; 商定的方法进行 热处理。
对铁素体不锈钢—高温 水;高温碱等。

GB151-1999 A4.2.3 低温换热器——U 形弯管采用冷弯, 且弯曲半径小于 10 倍换热管外径时, 冷弯后应进行消除 应力热处理。 对于经过热处理的 钢管,在热弯或弯 曲半径小于 10 倍换 热管外径时的冷弯 后,应重新进行与 原热处理工艺相同 的热处理。

焊接接头厚度 焊接接 >32mm 头厚度 (>38mm 焊前预 >25mm: 热 100℃以上): 16MnDR 碳素钢、 、 16MnD Q345R、 Q370R、 16Mn、 07MnMoVR、 07MnNiVDR、 07MnNiMoDR、 12MnNiVR、 08 MnNiMoVD、 10Ni3MoVD

>10mm: 钢 板 厚 度 >16mm 的碳素钢和低合 S11306、 金 钢 制 低 温 换 热 S11348 器或元件: GB151-1999 中 6.8 碳钢、 低合金钢制 的焊有分程隔板 的管箱和浮头盖 以及管箱的侧向 开孔超过 1/3 圆筒 内径的管箱, 在施 焊后作消除应力 热处理, 设备法兰 密封面应在热处 理后加工。

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2 超过变形率控制指标的, 应进行热处理恢复材料性能 G B150.4 8.1.1 3 制备产品焊接试件 GB150.4 有再热裂纹倾向 的的,如 07MnNiVDR,应 在热处理后增加 一次无损检测 9.1.1 毒性:极度、高度危害 应力腐蚀倾向的容器 成形前大于 16mm 的碳钢、 低合金钢 毒性:极度、高度危害 成形后减薄量大于 10%的 碳钢、低合金钢

制造过程中, 改善或恢复材料力学性能热处理的容器 设计温度 低 于 -40 ℃ 低温容器 的或焊接 接 头 厚 度 >25mm 的低温容 器 1)Rm≥540MPa 低合金钢制容 器; 2)铁素体型不锈 钢 3)焊接接头厚 度 >16mm :奥氏 体-铁素体型不锈 钢 、 15CrMoR 、 14Cr1MoR、 08Ni3DR; 4) 其他 Cr-Mo 低 合金钢。

低温容器

Rm≥540MPa 低合金钢制容器

4 100%RT 或 UT GB150.4 10.3.1

1 )毒性:极度、 高度危害; 2)设计压力≥ 1.6Mpa 的第 III 类 容器 3 )气压或气液组 合耐压试验的容 器; 4 )焊接接头系数 φ =1.0; 5 )使用后需要但 是无法进行内部 检验的容器 1) 钢 材 厚 度 >20mm 的下列 容器的对接和角 接接头: 奥氏体不锈钢、 奥氏体 - 铁素体型 不锈钢 2) 堆焊表面; 复合板的复层焊 接接头

焊接接头厚 度>30mm: 奥氏体不锈 钢、 碳素钢、 Q345R、 Q370R

焊接接头厚 度>20mm: 18MnMoNbR、 13MnNiMoR、 12MnNiVR

JB/T4710-2005 注: 有延迟裂纹 中 7.3.2b) 倾 向 的 , 如 当裙座壳与圆筒壳搭接时此搭 Cr-Mo 低 合 金 接焊缝至封头与圆筒的环向连 钢, 应至少在焊 接焊缝距离不应小于 1.7δ n(壳 接完成 24h 后 体), 封头环向连接接头焊缝应磨 进行无损检测。 平,且应 100% RT 或 UT。

4 100%表面 检测 GB150.4 10.4

异种钢焊接接 头、 具有延迟裂纹倾 向的或 具有再热裂纹倾 向的焊接接头 有再热裂纹倾向 的 的 , 如 07MnNiVDR, 应 在热处理后增加 一次无损检测

符 合 上 面 符合上面要求容 低 温 容 器 器上的 C、D、E 上的 A、B、 类焊接接头 C、D、E 类 焊接接头, 缺陷修磨 或补焊处 表面, 卡具 和拉筋等 拆除处的 割痕表面

Rm ≥ 540MPa 低合金钢(耐 压试验后进行 表面检测) 、 Cr-Mo 低 合 金 钢制容器的缺 陷修磨或补焊 处表面,卡具 和拉筋等拆除 处的割痕表面

要求全部 检测的容 器 B(DN<250 )焊接接头

先拼 版后 成形 凸形 封头 上的 所有 拼接 接头

JB/T4710-2005 中 9.4 1)Rm ≥ 540MPa 时, 裙座与塔壳之 间的焊接接头; 2) 吊 耳 与 塔 壳 之 间的焊接接头; 3) 其 他 连 接 件 与 塔壳之间需作局 部应力校核计算 的焊接接头。

GB151-1999 6.4.3 堆焊复合管板 基层材料的待堆焊面和 复层材料加工后 (钻孔前) 的 表 面 , 应 按 JB/T4730.5-2005 进行表 面检测,检测结果不得有 裂纹、成排气孔,并应符 合 II 级缺陷显示。 堆焊前应作堆焊工艺评 定。

4 局部无损检测 GB150.1 4.5.2.2 4 组合检测 GB150.4 10.5 4 热切割坡口表面 MT-I

φ =0.85

Rm≥540MPa 低合金钢容器的所有 A、B 类焊接接头,其焊接接头厚度>20mm,还应采用与原无损检测方法不同的检测方法另行进行局部检验, 该检验应包括所有的焊缝交叉部位;同时,在耐压试验后,还应对焊接接头进行表面无损检测 GB150.4 6.3 Rm≥540MPa 低合金钢
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Cr—Mo 低合金钢

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5 泄露性试验 GB150.1 4.7 GB150.3 偏心锥壳 毒性: 极度、 高度危害; 气密性试验、氨检漏试验、 不允许微量泄露的 卤素检漏试验、氦检漏试验 两筒体轴线间距≤两筒体内直径差值的 1/2 壳 体 厚 度 大 于 38mm 图纸应提出容器泄漏试 验的方法和技术要求 应注明:试验压力、试 验介质和相应检验要求 气密性试验压力 等于设计压力 水压试验合格后进行泄 露性试验(GB150.4)

5.7.1

偏心锥壳与筒体间夹角大值α 1≤30°(内压) 偏心锥壳与筒体间夹角大值α 1≤60°(外压) Rm≥540MPa 低合金钢

GB150.3 6.3.2.1 补强圈不适用 GB/T25198-2010 4.3.1 《固规》3.4.2.2 《固规》3.14 应标注封头最小成型厚度

应标注设计使用寿命,腐蚀裕量(GB150.1 中 4.3.6.2 一般不小于 1mm) 所有的壳体对接接头应当 采用全截面焊透的对接接 头形式。 接管与壳体的接头应当采用全焊透结构: 1)介质为易爆或介质毒性为极度和高度危害的容器;2)要求气压试验或者气液组合压力试验的压力容器;3)第 III 类压力 容器;4)低温压力容器;5)进行疲劳分析的压力容器;6)直接受火焰加热的压力容器;7)设计图样规定的压力容器。

GB151-1999 附录 A3.3.3

低温容器的球冠形封头、半顶角大于 30°的锥壳、平盖、接管、凸缘等部件与壳体连接的 C 类焊接接头应采用全焊透结构。 GB151-1999 附录 A3.5 设计温度低于-40℃时的垫片应采用奥氏体 不锈钢、铜、铝包的金属包垫片或用上述金属带制成的缠绕垫片, 金属垫。

《固规》3.17:管法兰应当按照 HG/T20592~ HG/T20635 系列标准的规定,至少应用高颈对焊法兰、带加 强环的金属缠绕垫片、专用级高强螺栓组合——液化石油气;毒性:极度、高度危害;强渗透中度危害 介质。 应采用对焊法兰 GB151-1999 5.4.2 设计温度≥300℃时

GB151-1999 附录 A3.4(低温容器法兰) 1)设计压力≥1.6MPa,介质为极度和高度危害、易爆介质; 2) 设计压力≥2.5Mpa; 3)设计温度低于-40℃ Rm≥540MPa 低合金钢容器 Cr-Mo 低合金钢容器 应力腐蚀倾向的容器 应力腐蚀倾向的容器 应力腐蚀倾向的容器 低温容器 低温容器 低温容器 承受交变载荷的容器 承受交变载荷的容器 Cr-Mo 低合金钢容器

GB150.3 附录 D3.1 接管内径边角处应倒圆, 倒圆半径一般取δ nt/4 或 19mm 中较小值 不得有咬边 GB150.4 中 7.3.4 Rm≥540MPa 低合金钢容器 焊接接头 系数φ =1.0

不锈钢容器

2 热处理后返修,应重新热处理 GB150.4 中 7.4.3

毒性:极度、高度危害

“低温低应力工况”系指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于-20℃,但设计应力(在该设计条件下,容器元件实际承受的最大一次总体薄膜和弯 GB150.4 附录 E.1.4 曲应力)小于等于钢材标准常温屈服强度的 1/6,且不大于 50Mpa 的工况。 低温低应力工况 对于碳素钢和低合金钢制容器,当壳体或其受压元件使用在“低温低应力工况”下,若其设计温度加 50℃(对于不要求焊后热处理的容器,加 40℃) 后不低于-20℃,除另有规定外不必遵循关于低温容器的规定。 GB151-1999 5.2.3 碳素钢及低合金钢:8mm(DN≤600);10mm(DN>600~≤1200);14 mm(DN>1200); 分程隔板最小厚度 高合金钢:6mm(DN≤600);8mm(DN>600~≤1200);10 mm(DN>1200);
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GB151-1999 5.3.3 隔板厚度大于 10mm 的分程隔板,密封面应按图 9 削边至 10mm。 圆筒厚度的选取(冯清晓) 壁厚取下列中大者:1)压力计算所需厚度;2)圆筒最小厚度;3)对接圆筒厚度小于设备法兰要求的厚度时,按 NB/T47023 中表 3 进行调整。 6) 碳素钢和低合金钢: 浮头式,U 形管式:8mm(DN400~≤700);10mm(DN>700~≤1000) ;12mm(DN>1000~≤1500); 14mm(DN>1500~≤2000);16 mm(DN>2000); 固定管板:6mm(DN400~≤700);8mm(DN>700~≤1000) ;10mm(DN>1000~≤1500); 12mm(DN>1500~≤2000);14 mm(DN>2000); 2)高合金钢: 3.5mm(DN400~≤500);4.5mm(DN>500~≤700);6mm(DN>700~≤1000) ;8mm(DN>1000~≤1500); 10mm(DN>1500~≤2000);12 mm(DN>2000); 管板最小厚度应不小于换热管的外径(do):易燃、易爆及有毒介质等严格场合 管板最小厚度应满足结构设计和制造的要求,且不小于 12mm: 管板与换热管焊接连接时 5.8.2.1 强度胀接适用范围: 5.8.3.1 强度焊适用范围: 设计压力≤4Mpa; 不适用有较大振动及间隙腐蚀的场合,其他场合均适用 设计温度≤300℃; 操作中无剧烈的振动,无过大的 温度变化及无明显的应力腐蚀。 5.8.41 胀焊并用适用范围: 密封性能要求较高的场合; 承受振动或疲劳载荷的场合; 有间隙腐蚀的场合; 采用复合管板的场合。

GB151-1999 5.3.2 圆筒最小厚度

GB151-1999 5.6.2 管板最小厚度

GB151-1999 5.8 换热管与管板的连接

GB151-1999 5.9.5.1 折流板 GB151-1999 5.11.2.2 设置防冲板 GB151-1999 5.11.2.3 设置导流筒 GB151-1999 5.11.4 防冲板最小厚度 GB151-1999 5.11.5 立式外导流换热器 GB151-1999 5.12.1 纵向隔板厚度 GB151-1999 5.13.2 挡管

卧式换热器的壳程为单相清洁流体时,折流板缺口应水平上下布置,若气体中含有少量液 卧式换热器、冷凝器、重沸器的壳程介质为气、 体时,则应在缺口朝上的的折流板的最低处开通液口;若液体中含有少量气体时,则在缺 液相共存或液体中含有固体物料时, 折流板缺口 口朝下的折流板的最高处开通气口。 应垂直左右布置,并在折流板最低处开通液口。 有腐蚀或有磨蚀的气体,蒸汽及汽液混合物 壳程进出口接管距管板较远,流体停滞区过大,应设置导流筒,以减小流体停滞区,增加换热管的有效换热长度。 碳钢:4.5mm; 不锈钢:3mm 应在内衬筒下端开泪孔 最小厚度:6mm 挡管应每隔 3~4 排换热管设置一根,但不得设置在折流板的缺口处。 挡管伸出第一块及最后一块折流板或支持板的长度应不大于 50mm. 挡管与任意一块折流板焊接固定。

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GB151-1999 5.13.3 中间档板 GB151-1999 5.20.1 鞍式支座布置 GB151-1999 5.20.2 耳式支座布置 GB151-1999 5.20.3 重叠式换热器 GB151-1999 5.21.1 起吊附件 GB151-1999 5.21.2 环首螺钉 GB151-1999 附录 G2.2 防松支耳、带肩双头螺柱 GB151-1999 6.5.4 作焊接工艺评定 GB151-1999 6.10 釜式重沸器 GB151-1999 6.16 GB151-1999 附录 G NB/T47020-2012(JB/T4700) 6.6.1.2 NB/T47020-2012(JB/T4700) 换热器膨胀节设置原则 滑动端鞍座长圆孔位置 (长沙 ——冯清晓) (长沙 ——冯清晓) JB/T4710-2005 钢制塔式容器 中间档板设置在 U 形管束的中间通道处,并与折流板点焊固定。 也可把最里面一排的 U 形弯管倾斜布置使中间通道变窄,同时加挡管以防止流体短路。 当 L≤3000mm 时,取 LB=(0.4~0.6) L; 当 L>3000mm 时,取 LB=(0.5~0.7) L; 尽量使 Lc 和 Lc’相近。

DN≤800mm 时,至少 2 个支座,对称布置; DN>800mm 时,至少 4 个支座,均匀布置。 重叠式换热器之间的支座应设置调整高度用垫板;支座底板到设备中心线的距离应比接管法兰密封面到设备中心线的距离至少小 5mm; 重叠式换热器支座除按 JB/T4712 选用外,必要时应对支座和壳体进行校核; 当重叠换热器质量较大时,可增设一组重叠支座。 质量大于 30Kg 的管箱及管箱盖宜设置吊耳。 浮头式换热器、U 形管式换热器、填料函式换热器、釜式重沸器可在管板上设置环首螺钉孔;在正常操作时,应安装丝堵和垫片加以保护; 维修时换装环首螺钉以便抽装管束。 DN≤800mm 时,设 2 个防松支耳,对称布置; DN>800mm 时,设 4 个防松支耳,均匀布置。 换热管与管板的强度焊焊接头,施焊前应按 GB151-1999 附录 B 作焊接工艺评定。 支撑导轨上有碍滑道通过的焊接接头应修磨齐平; 支撑导轨应与设备纵向中心线保持平行,其平行度偏差应不超过 2/1000,且不大于 5mm; 溢流板的上端面应水平,其倾斜度应不大于 3mm。 尺寸偏差 管板与圆筒、管箱圆筒的连接图及适用条件(分界线:4Mpa) 对长颈法兰,当工作压力≥0.8 倍标准规定的最大允许工作压力时,法兰与圆筒的对接焊缝必须进行 100%RT-II 或 UT-I。 6.6.1.3 对于甲型平焊法兰(NB/T47021) 、乙型平焊法兰(NB/T47022) ,法兰与圆筒或短节的连接焊缝表面应进行 100%MT-I 或 PT-I。

远离高温段; 立式支座的,设置在重心上; 耳式支座的,设置在支座下方。 (长沙 ——冯清晓) 冷缩 ;热胀

外头盖焊缝内壁一般需打磨平滑,防止热膨胀后卡浮头盖。GB151-1999 中 6.2.4 适用于设计压力≤35Mpa,高度 H>10m、且高度 H 与平均直径 D 之比大于 5 的裙座自支承钢制塔式容器。
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l1 2 其中 H:塔基础环底面至上封头切线处的距离。 D:变径塔取加权平均值,即 D ? D1 H ? D2 lH ? ....

JB/T4710-2005 7.2 裙座 JB/T4710-2005 7.4 裙座壳开缺口尺寸 JB/T4710-2005 7.5 排气孔、排气管和隔气圈 JB/T4710-2005 7.6 引出孔 JB/T4710-2005 8.4.1 JB/T4710-2005 9.2 JB/T4710-2005 计算 防火层(田英)

裙座型式:圆筒形和圆锥形。 圆锥形裙座的半锥顶角θ 不宜超过 15°,裙座名义厚度≥6mm。 缺口半径 R: 35(封头名义厚度δ n≤8mm); 50(δ n> 8~18mm); 60(δ n>1 8~28mm); 70(δ n>2 8~38mm); 2δ n(δ n>38mm).

7.5.1~2 排气孔、排气管;7.5.3 设计温度≥400℃时,应在裙座上部靠近封头处应设置隔气圈。隔气圈分为可拆和不可拆两种。 引出管壁厚一般等于裙座壳厚度,但不大于 16mm. 表 8-1 设防烈度(7、8、9)与设计基本地震加速度、地震影响系数最大值的对应关系; 表 8-2 场地土的特征周期 Tg 由设计地震分组(一、二、三组)及场地土类别(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)决定。 塔外形尺寸公差表 8.4.4 :当 H>20m,H/D>15 时,应考虑高振型的影响 裙座:>1500mm 作内、外防火层;≤1500mm 作内防火层。 GB150.1 4.6.2.2 内压容器:液压试验 pT ? 1.25 p
?? ? ;气压试验或气液组合试验: ?? ?t

附录 A:当 H>30m,H/D>15 时,应考虑横向风振校核

pT ? 1.1 p ?? ?t
?

? ?

注:1)容器铭牌上规定有最高允许工作压力时,公式中应以最高允许工作压力代替设计压力 p;

耐压试验公式

2)容器上各主要受压元件,如圆筒、封头、接管、设备法兰(或人孔法兰)及紧固件等所用材料不同时,应取各元件材料的 3) ?? ?t 不应低于材料受抗拉强度和屈服强度控制的许用应力最小值。

?? ? 比值中最小者; ?? ?t

GB150.1 4.6.2.1 对于立式容器采用卧置进行液压试验时,试验压力应计入立式试验时的液柱静压力;工作条件下内装介质的液柱静压力 大于液压试验的液柱静压力时,应适当考虑相应增加试验压力。

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
管程压力大于壳程压力时,处理方法如下: 1) 用 0.9φ ReL 的应力值计算壳程试验压力,以尽量提高壳程试验压力使其达到管程试验压力, 但此时必须注意壳程其他受压元件是否也能承受在此试验压力下的强度及密封性能。 用上述方法不能提高到规定的管程试验压力时: a) 若差距不大,可以考虑适当增加壁厚; b) 若仍然相差甚远,则只能以壳程允许的最大试验压力试压,其后,再在壳程用氨渗漏、 卤素渗漏或氦渗漏进行补充试验。 2) 对于可抽式管束如换热管为正方形排列时,可先打管程高压,用窥视镜从管板背面检查泄 漏情况。 ReL——材料标准室温屈服强度。 无法进行压力试验容器应采 取的安全措施
《压力容器设计工程师培训教程》P355

化工压力容器设计——方法、问题和要点 第二版 P117

管程压力大于壳程压力 的管接头的试压
《压力容器设计工程师培训教程》P480

管程压力大于壳程压力时, 对于重沸器采用 提高壳程试验压力不是一种合理的设计方 案。 1) 可以采用氨渗漏方法。 2) 用试验压环和浮头专用工具进行管头 试压,对釜式重沸器配备管头试压专用 壳体。此时,可将技术要求中的“管程” 水压试验改为“管束”水压试验,并说 明水压试验的具体要求。

一般可从增加无损检测比例、提高无损检测的合格级别,对于某些危险部位进行应力分析与评定,采用优质的焊接方法以及严格焊接工艺综 合考虑。 1)改变流速:减少壳程流量,以分流壳程代替单壳程,以双弓形折流板代替单弓形折流板; 2)改变换热管的固有频率:a)减小换热管的跨距;b)折流板缺口区不布管;c)折流板之间增设支撑板;d)在换热管二阶振型的节点位置处增 设支撑件;e)U 形弯管段设置支承板或支承条。 3)在壳程平行于气流方向插入纵向隔板,其位置应错开驻波节点而靠近波腹。 4)采用杆状或条状支承,代替折流板; 5)在换热管外表面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。 1) 增大塔的自振周期: 降低塔高,增加塔的直径都可增大塔的自振周期,但必须与工艺操作条件结合起来一同考虑; 加大壁厚或采用密度小、弹性模量大的结构材料也可增大塔的自振周期; 如果条件许可,在相应于塔的第二振型曲线节点位置处加设一个铰支座,可以有效达到增大自振周期的目的。 2) 增加塔的阻尼: 增加塔的阻尼对抑制塔的振动起很大作用。塔盘上的液体或填料都是有效的阻尼物,有的研究表明,塔盘上的液体可以将振幅减少 10%。 3) 采用扰流装置: 梯子、平台和外部扰流件都能起到扰乱卡曼漩涡的作用。 实践证明,在大型钢烟囱上部 1/3 高度的部分焊上轴向翅片或螺旋条有很好的防振效果。 1)结构尽量简单,减少约束;2)设计时,应尽量避免换热器产生过大的温度梯度。不同膨胀系数的材料相互连接时应予特殊考虑; 3)应使结构连续且平滑过渡,避免截面的急剧变化以减少局部应力;4)换热器的鞍座、耳座、支腿不得同壳体直接焊接,应设置垫板。垫 板材料与壳体相同;5)壳体开孔补强应采用整体补强或厚壁管补强。接管端部应与换热器内表面齐平,端部内角打磨成 R≥3mm 的圆角。
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GB151-1999 E4 换热器管束防振措施

JB/T4710-2005 标准释义 7 防振措施

GB151-1999 A3.2 低温压力容器设计注意事项 (应考虑的问题)

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
JB/T4731-2005 5.5 JB/T4731-2005 6.1.1 塔的校核截面(田英) 鞍座与圆筒相连接的垫板应与圆筒材料相同。 应尽量使支座中心到封头切线的距离 A≤0.5Ra,当无法满足时,A 宜≤0.2L(封头切线间距离)。 1)裙座底面;2)裙座过渡段(不同材料间) ;3)裙座检查孔、引出孔处截面;4)塔在下封头与裙座的连接处;5)变径处。

GB150.1 中 3

1) 工作压力:正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。 2) 设计压力:设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件,其值不低于工作压力。 3) 计算压力:在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,包括液柱静压力等附加载荷。 4) 试验压力:进行耐压试验或泄露性试验时,容器顶部的压力。 5) 最高允许工作压力:在指定的相应温度下,容器顶部所允许承受的最大压力。该压力是根据容器各受压元件的有效厚度,考虑了该元件承受的所有载荷而 计算得到的,取最小值。 6) 设计温度:容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值) 。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。 7) 试验温度:进行耐压试验或泄露试验时,容器壳体的金属温度。 8) 最低设计金属温度:设计时,容器在运行过程中预期的各种可能条件下各元件金属温度的最低值。 9) 计算厚度:按标准相应公式计算得到的厚度。需要时,尚应计入其他载荷所需厚度。对于外压元件,系指满足稳定性要求的最小厚度。 10) 设计厚度:计算厚度和腐蚀余量(C2)之和。 11) 名义厚度:设计厚度加上材料厚度负偏差(C1)后向上圆整至材料标准规格的厚度。 12) 有效厚度:名义厚度减去腐蚀余量(C2)和钢板负偏差(C1) 。 1) 金属温度:对于管壳式换热器,壳程圆筒金属温度和换热管的金属温度(壁温)是指其沿轴向长度的温度平均值。 2) 容积:是指容器的几何容积,即由设计图样标注的尺寸计算并且圆整。一般应当扣除不可拆内件的体积。 对于管壳式换热器,壳程的容积应当扣除换热 管管束的体积,管程的容积应等于管箱空间与所有换热管内容积之和。 3) 基本风压:是按基本风速算出的风压,即风载荷的基准压力。 我国《建筑结构载荷规范》GB50009 规定,测量基本风速的方法如下: a) 一般按当地空旷平坦地面,且距离地面 10m 高度; b) 10min 平均的风速观测数据; c) 经概率统计得出 50 年一遇(重现期)的最大风速,作为当地的基本风速(vo) 。 确定基本风速(vo)后,再考虑相应的空气密度(ρ ) ,按伯努利公式计算基本风压(ω o): ?o ?

HG/T20580 -2011 3

1 ? vo 2 2

4) 基本雪压:是雪载荷的基准压力。 一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据,经概率统计得出 50 年一遇(重现期)的最大值确定。 5) 抗震设防烈度:是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
GB150.1-2011 4.3.3 1) 容器上装有超压泄放装置时,按附录 B 的规定确定设计压力。即:装 有安全阀时,容器的设计压力等于或稍大于整定压力 pz=(1.05~1.1)pw; 装有爆破片时,容器的设计压力等于或稍大于爆破片的设计爆破压力 pb 加上所选爆破片制造范围上限。 2) 对于盛装液化气体的容器,如果具有可靠的保冷措施,在规定的装量 系数范围内,设计压力根据工作条件下容器内介质可能达到的最高温 度确定;否则,按相关法规确定。 3) 对于真空容器,当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时,设计压力 取 1.25 倍最大内外压力差或 0.1MPa 两者中的低值;当无安全控制装 置时,取 0.1MPa。 4) 由 2 个或 2 个以上压力室组成的容器,如夹套容器,应分别确定各压 力室的设计压力;确定公用元件的计算压力时,应考虑相邻室之间的 最大压力差。 GB151-1999 3.11.2 对于同时受管、壳程压力作用的元件,仅在能保证管、壳程同时升降压时, 才可以按压差设计,否则应分别按管、壳程工作压力确定设计压力,并应考虑可 能存在的最苛刻的管、壳程压力组合。 真空换热器真空侧的设计压力按承受外压考虑,当装有安全控制装置(如真 空泄放阀)时,设计压力取 1.25 倍最大内外压力差,或 0.1MPa 两者中的较低值; 当没有安全控制装置时,取 0.1MPa。真空换热器非真空侧,同时受管、壳程压力 作用的元件,其设计压力应为内压侧和真空侧设计压力之和。 GB151-1999 U 形管式换热器管板设计压力的确定(5.7.1.2、5.7.1.3) 、浮头 式与填料函式换热器管板设计压力的确定(5.7.2.2) : 若能保证壳程设计压力 ps 与管程设计压力 pt 在任何情况下都同时作用或 ps 与 pt 之一为负压时,则管板的设计压力 pd=︱ps-pt︱。否则取壳程设计压力 ps 或管 程设计压力 pt 两者中绝对值较大者。

设计压力 的确定

复合钢板不适合做热处理的 原因 缪春生 异种钢焊接 消氢处理及氢的来源
《压力容器设计工程师培训教程》P331

1) 奥氏体不锈钢比碳钢膨胀系数大,致使结合面脱离; 2) 在 450~850℃奥氏体不锈钢发生敏化(Cr23C6),不耐腐蚀。 铁素体不锈钢存在 475℃脆性(8mm 以下不存在此问题) ; 调质钢、Cr-Mo 钢——考虑再热裂纹。 焊接工艺评定不同组别号之间的焊接,相互替代的除外;相同焊接工艺评定下,除奥氏体不锈钢之外都可相互替代。 (缪春生) 消氢处理:在焊后立即进行后热处理,使焊缝和金属材料中吸收的氢扩散出来。后热温度与钢材有关,一般为 200~350℃,时间一般不少于 0.5h。 氢的来源(制造过程中) :焊接材料吸附的水分;施焊环境中的水分。 1. 应力腐蚀——看工艺条件:a)碱应力腐蚀—必须将硬度控制下来;b)氯离子腐蚀—主要是温度因素。 2. 应力腐蚀的三要素: 焊接残余应力;腐蚀介质; 敏感材料。 3. 应力来源:对于压力容器来说,焊接、冷加工及安装时残余应力是主要的。 奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理是贫铬理论(Cr23C6) ,在 450~850℃奥氏体不锈钢发生敏化(Cr23C6),不耐腐蚀。 晶间腐蚀的控制途径: 1)采用固溶处理,即加热到 1100℃左右,随即快速冷却,这样可以得到较均匀的组织。 2)添加稳定的合金元素,如钛和铌(约为钢中碳含量的 5~10 倍) 。 3)降低不锈钢中碳含量,采用超低碳不锈钢。 4)采用双相不锈钢代替奥氏体不锈钢。 不锈钢产生晶间腐蚀的必要条件: 不锈钢具有一定程度的晶间腐蚀敏感性;介质具有足够的晶间腐蚀能力。 晶间腐蚀(例如工业醋酸、甲酸、铬酸、乳酸、硝酸、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、氨基甲酸铵等) 间 隙 腐 蚀 ( 某 些 高温酸性氯化物、溴化物或碘化物溶液) ;孔 腐 蚀 ( 硝 酸 5 % + 盐 酸 5 % + 氢 氟 酸 5 % +85 % 水 )
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应力腐蚀

晶间腐蚀机理、 控制途径及条件

其他腐蚀

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
压力容器常见失效准则 强度失效准则—— 1)弹性失效准则,GB150; 刚性失效准则—— 2)塑性失效准则——JB4732; 法兰设计 3) 爆破失效准则——超高压容器设计。 强度失效——爆破、过度变形 第一强度理论——最大主应力理论 GB150 刚性失效——泄露 (法兰) 稳定性失效准则—— 外压容器设计 稳定性失效——失稳 (屈曲,垮塌) 疲劳断裂失效准则—JB 4732 附录 C

压力容器常见失效形式 强度理论

疲劳失效—疲劳开裂

腐蚀失效——均匀腐蚀、 晶 间腐蚀、应力腐蚀等。 第四强度理论——歪形能 (畸变能)理论

第二强度理论——最大主应变理论 不适用金属材料

第三强度理论——最大剪应力理论 精度高,计算复杂 JB4732

管板受 力分析

如用结构的“力法”对换热器的管板进行强度分析,可将换热器假想地分解为若干个单独部件, 各部件之间相互作用的内力素包括: 1) 作用在封头与封头法兰之间的弯矩 Mh、径向剪力 Hh、轴向力 Vh; 2) 作用在管板的圆形布管区与环形不布管区之间即半径为 Rt 处的弯矩 Mt、径向力 Ht、轴向力 Vt; 3) 作用在管板环形不布管区与壳体法兰之间即半径为 R 处的弯矩 MR、径向剪力 HR、轴向力 VR; 4) 作用在壳体法兰与壳体之间的弯矩 Ms、径向剪力 Hs、轴向力 Vs; 5) 作用在垫片上的轴向力 VG 与作用在螺栓圆上的螺栓力 Vb。 总数 14 个内力素,均以单位圆周上的力或力矩来表示。 1) 只有壳程压力,而管程压力为零,令温差为零; 2) 只有管程压力,而壳程压力为零,令温差为零; 这两种工况计算出的最大应力属于一次弯曲应力,其值应小于材料许用应力的 1.5 倍。

管板边缘与壳体之间有相对位移: 1) 管子由于管、壳程压力产生轴向拉力——使管子伸长; 2) 管子由于壳程外压、 管程内压环向作用的泊松效应——引 起轴向缩短; 3) 壳体因受壳体内压产生环向拉力、 其泊松效应——引起轴 向缩短; 4) 管箱内压产生轴向拉力——引起壳体轴向伸长; 5) 由于管子、壳体温差——产生膨胀差。 3) 有壳程压力,且有温差作用(管束膨胀较壳体大更危险) ; 4) 有管程压力,且有温差作用(壳体膨胀较管束大更危险) ; 这两种工况计算出的最大应力属于一次应力加上二次应 力,其值应小于材料许用应力的 3 倍。

固定管 板计算 危险工 况组合 塔的分类

塔常按其内件结构分为:板式塔和填料塔。 按操作压力分为加压塔、常压塔、减压塔。 按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等。 按形成相际接触面的方式分为具有固定相界面的和流动相界面的塔。 常用板式塔的类型:泡罩塔;筛板塔;浮阀塔;舌形塔及浮动舌形塔;穿流式栅板塔;导向筛板塔

卧式容器的鞍座设计 卧式容器的各个应力及位置 各应力的分类及位置 固定圆平板及周边简支圆平板弯矩图、剪力图、应力图 热处理名词及相应适用范围或特点

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
NB/T47008-2010 承压设备用碳素钢和合金钢锻件

NB/T47009-2010 低温承压设备用低合金钢锻件

NB/T47010-2010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳

鞍座平面

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳
σ 2-σ 1>0;
σ

σ 4-σ 3>0。

轴向应力校核:
1、σ 2、σ 3、σ 4 中——

1)操作状态下 最大拉应力≤φ [σ ] ; 最大压应力≤ [σ ]ac;
拉应力
t

[σ ]ac 取[σ ] 和 B 中较小者。 2)水压试验状态下 最大拉应力≤0.9φ Rel; 最大压应力≤ [σ ]ac;

t

2? ? 2

?

? 2

?? 6

?

圆筒周向应力为压应力 ≤1.25[σ ] 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向压应力
t

鞍座边角处圆筒中的周向压应力

圆筒、加强圈周向应力

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳

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压力容器设计审核人员答辩考试——标准要点、总结归纳

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