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1,压力容器知识培训,目录,一、压力容器的概念二、压力容器的法规和标准三、压力容器的分类四、压力容器的设计五、压力容器的制造六、压力容器的检验七、压力容器图片八、压力容器常用材料及其选择九、压力容器制作工艺十、压力容器的焊接十一、压力容器的试验和热处理,2,压力容器的概念,1、压力容器概念 工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和存储等生产工艺过程，并能承受压力载荷（内力、外力）的密闭容器。2、压力容器的结构 形状：主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。形式：多层式、绕板式、型槽绕带式、热套式、厚板卷焊式和锻焊式等。,3,压力容器的概念,多层式：由若干个多层筒节组焊而成，各筒节由内筒和在外面包扎的层板组成。优点，简单，灵活、裂缝。缺点，工序多，生产率低。绕板式：将成卷的薄钢板连续的缠绕在内筒外面，达到所需要的壁厚为止。型槽绕带式：在绕带机床上，对型槽钢带通电加热到红热状态，再用压辊将钢带压合到内筒表面预先加工出的螺旋沟槽内，使之相互啮合，每绕完一层钢带后再绕下一层，直到所需的筒体厚度为止。轴向力、环焊缝；专用。,4,压力容器的概念,热套式：在内筒外面套合上一层至数层外筒，组成筒节。将外层筒体加热，使其直径增大，以便套在内层筒体上。冷却后的外筒体就能紧贴在内筒上，同时对内筒产生一定的预加压缩应力。比多层板厚，层少，效率高。锻焊式：由锻造的筒节荆组焊而成，结构上只有环焊缝而无纵焊缝。轻水反应堆、煤转化反应器、石油工业加氢反应堆,5,6,第六节 压力容器常用规范简介,一、国内标准1、,GB1501998是中国压力容器方面一部最重要的国家标准，该标准规定了钢制压力容器在设计、制造、检验与验收方面的要求。2、GB1511999管壳式换热器 GB1511999是管壳式换热器的国家标准，是管壳式换热器设计、制造、检验与验收、安装、试车和维护的基本依据。3、压力容器安全技术监察规程 该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据,7,二、国外标准,国外的规范主要有四个：美国ASME规范，英国压力容器规范（BS），日本国家标准（JIS），德国压力容器规范（AD）,压力容器的法规和标准,范畴：容规是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据，属技术法规范畴。对压力容器的材料、设计、制造、安装、使用管理、检验、修理、改造和安全附件等九个环节中的主要问题提出了基本规定。GB150在主体上均以设计规范为主，对压力容器的材料、设计、制造、检验和验收提出了比较具体的规定，属技术规范标准。,压力容器的法规和标准,3.GB150的适用与不适用适用范围：1设计压力不大于 35MPa 的钢制容器；2设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。不适用范围：1直接用火焰加热；核能装置；旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室；经常搬运的容器；2Pw 0.1MPa；真空度 0.02MPa；Di150mm；3要求作废劳分析的容器；4已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。,压力容器的形式及主要参数,主要参数1)设计压力：是指在相应设计温度下用以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸压力。压力容器的设计压力不得低于最高工作压力，装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。2)最高工作压力：是指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压力。3)工作压力：是指容器在满足工艺要求的条件下，所产生的表压力。4)试验压力：是指容器在压力试验时，容器顶部的压力。,压力容器的形式及主要参数,5)设计温度：是指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度，标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。6)试验温度：是指压力容器在压力试验时，壳体的金属温度。7)计算厚度：是指压力容器各部分元件按公式计算出的厚度。8)设计厚度：是指计算厚度与腐蚀裕量之和。9)名义厚度：是指设计厚度加钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。,压力容器的形式及主要参数,10)有效厚度：是指名义厚度减去钢材负偏差和腐蚀裕量之后的厚度。11)实测厚度：是指压力容器在检验时，用测厚仪所测出的实际厚度。12)外径：是指圆柱、球形压力容器外直径。13)内径：是指圆柱形、球形压力容器内直径。14)容器规格的表示：内径X壁厚X长度(高度)，单位：mm，用符号表示：，&L。,压力容器的形式及主要参数,压力容器的安全附件压力容器的安全附件是为防止容器超温、超压、超负荷而装设在设备上的一种安全装置。压力容器的安全附件较多，但最常用的安全附件有安全泄压装置（安全阀、爆破片、防爆帽）、压力表、液位计等。,压力容器的形式及主要参数,安全泄压装置 安全泄压装置是为保证压力容器安全运行，防止它超压的一种器具。常见的安全泄压装置有安全阀、爆破片和防爆帽。,压力容器的形式及主要参数,功能：当容器在正常工作压力下运行时，保持严密不漏，若容器内压力一旦超过规定，则能自动地、迅速地排泄出器内的介质，使设备的压力始终保持在许用压力范围以内。一般情况下，安全泄压装置除了具有自动泄压这一主要功能外，还有自动报警的作用。因为当它启动排放气体时，由于介质以高速喷出，常常发出较大的响声，这就相当于发出了设备压力过高的报警音响讯号。,压力容器的形式及主要参数,弹簧式安全阀的加载装置是一个弹簧，通过调节螺母，可以改变弹簧的压缩量，调整阀瓣对阀座的压紧力，从而确定其开启压力的大小。弹簧式安全阀结构紧凑，体积小，动作灵敏，对震动不太敏感，可以装在移动式容器上。缺点是阀内弹簧受高温影响时，弹性有所降低。杠杆式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤的质量来调节安全阀的开启压力。它具有结构简单、调整方便、比较准确以及适用较高温度的优点。但杠杆式安全阀结构比较笨重，难以用于高压容器之上。,压力容器的形式及主要参数,压力容器的形式及主要参数,主要用于蒸汽锅炉,压力容器的形式及主要参数,、防爆片防爆片又称防爆膜、防爆板，是一种断裂型的安全泄压装置。防爆片具有密封性能好、反应动作快以及不易受介质中粘污物的影响等优点。但它是通过膜片的断裂来泄压的，所以泄后不能继续使用，容器也被迫停止运行。因此它只是在不宜装设安全阀的压力容器上使用。,压力容器的形式及主要参数,压力容器的形式及主要参数,、防爆帽防爆帽又称爆破帽，也是一种断裂型安全泄压装置。它的样式较多，但基本作用原理一样，它的主要元件是一个一端封闭、中间具有一薄弱断面的厚壁短管。当容器的压力超过规定时，防爆帽即从薄弱断面处断裂，气体从管孔中排出。为了防止防爆帽断裂后飞出伤人，在它的外面应装有保护装置。,压力容器的形式及主要参数,压力表 压力表是测量压力容器中介质压力的一种计量仪表。压力表的种类较多，有液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。压力容器大多使用弹性元件式的单弹簧管压力表。,压力容器的形式及主要参数,装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设备工作压力的1.53倍，最好取2倍。压力表一般每半年校验一次，校验后的压力表应加铅封，并注明下次校验日期或校验有效期。在容器运行期间，如发现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破裂，泄压后指针不回零位，铅封损坏等情况，应立即校正或更换。,压力容器的形式及主要参数,压力容器的形式及主要参数,液面计 液面计又称液位计，是用来测量容器内液面变化情况的一种计量仪表。操作人员根据其指示的液面高低来调节或控制充装量，从而保证容器内介质的液而始终在正常范围内。主要有：伺服液位计、钢带液位计、浮筒液位计、磁翻板液位计、超声波液位计、磁致伸缩液位计、雷达液位计、电容液位计、玻璃板液位计、玻璃管液位计、吹气液位计、差压液位计、激光液位计和射线料位计等，用得最多的是差压液位计和浮筒液位计。,压力容器的形式及主要参数,磁翻板式液位计,磁翻板式液位计原理,浮筒式液位计原理,27,压力容器分类,1、按设计压力分类 低压容器 0.1 MPap1.6 MPa。中压容器 1.6 MPap10.0 MPa。高压容器 10.0 MPap100 MPa。超高压容器 p100 MPa。,28,压力容器分类,按工艺用途分类,压力容器,反应压力容器（代号R）,换热压力容器（代号E）,分离压力容器（代号S）,储存压力容器（代号C，其中球罐代号为B）,贮运压力容器（LA表示液化气体汽车罐车、LT表示液化气体铁路罐车）,按工艺用途分类,反应压力容器（代号R）主要是用来完成介质的物理、化学反应的容器。这类容器的压力源于两种，即加压反应和反应升压。其主要工艺过程是物理过程。常用的反应压力容器有：反应器、反应釜、蒸压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、煤气发生炉等。换热压力容器（代号E）主要是用来完成介质的热量交换，达到生产工艺过程所需的将介质加热或冷却的目的的容器。常用的换热压力容器有：管壳式余热锅炉（废热锅炉）、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、预热器、染色器等。,按工艺用途分类,分离压力容器（代号S）主要是用来完成介质的流体压力平衡、缓冲和气体净化分离的容器。介质在分离容器内通过降低流速、改变流动方向或用其他物料吸收、溶解等方法来分离气体中的混合物，达到净化气体或提取其中有用物料的目的。常用的分离压力容器有：分离器、过滤器、集油器、缓冲器、蓄能器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、除氧器等。,按工艺用途分类,储存压力容器（代号C，其中球罐代号为B）与贮运压力容器（LA表示液化气体汽车罐车、LT表示液化气体铁路罐车）储存压力容器主要是用来储存气体、液体、液化气体等介质，保持介质压力的稳定。常用的有：压缩气体储罐、压力缓冲器等。贮运压力容器（移动式压力容器）与储存压力容器的区别在于贮运压力容器没有固定的使用地点，一般也没有专职的使用操作人员，使用环境经常变换，不确定因素较多，管理复杂，因此容易发生事故。它的主要用途是盛装或运送有压力的气体或液化气体。如：气瓶、液化气体气瓶、各种型式的槽（罐）车等。,33,3、按工作温度分类 低温容器 设计温度-20。常温容器 设计温度-20200。中温容器 设计温度200450。高温容器 设计温度450,压力容器分类,34,按壁厚分类 薄壁容器 K=D0/Di1.2厚壁容器 K=D0/Di 1.2,压力容器分类,35,按压力容器安全技术监察规程分类,（二）压力容器分类,36,按压力容器安全技术监察规程分类,（二）压力容器分类,压力容器的分类,按有毒、剧毒和易燃的划分（HG20660）：剧毒介质：50g，氟、氢氟酸、碳酰氟 有毒介质：50g，二氧化碳、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、环氧乙烷、硫化氢、二硫化碳。易燃介质：与空气混合，爆炸下限10%，差20%，乙烷、乙烯、氢、甲烷、环丙烷、丁烷、丁二烯。,压力容器的分类,1.极度危害（级）最高容许浓度0.1mg/m3 2高度危害（级）最高容许浓度 0.11.0mg/m3 3中度危害（级）最高容许浓度1.010mg/m3 4轻度危害（级）最高容许浓度10mg/m3,压力容器的设计,通常包括：分析压力容器的使用要求和操作条件，确定合理的结构形式；选择合适的材料，规定制造工艺和质量要求；按容器可能发生的失效破坏形式，确定最佳结构尺寸，使容器各部位均能满足所需强度、刚度或不致引起断裂等要求。例：圆筒薄壁、高温、交变压力、缺陷裂纹，固移,压力容器的检验,压力容器的检验主要内容有：对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验。对焊接接头的各种性能检验对压力容器各部分存在缺陷的无损检测，保存7年用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验。,41,化工企业的雄姿,42,压力容器图片,化工设备是化工工艺的基础,是实现化工生产的重要工具,43,化工设备的特点,1.功能原理多样化 2.外壳多为压力容器 3.化工机械电气一体化 4.设备结构大型化,44,化工设备:是化工工艺的基础,是实现化工生产的重要工具。,压力容器：承受一定压力载荷，与外界形成一个封闭系统的外壳。压力容器特点：在高温、高压、高真空、低温、强腐蚀条件下操作，工艺条件苛刻和恶劣，安全性要求极高。,47,压力容器结构,48,一、压力容器的结构,49,压力容器的基本结构,51,（一）、金属的分类,铸造生铁,金属,黑色金属,有色金属,生铁,钢,炼钢生铁,合金生铁,压力容器常用材料及其选择,一、金属材料基本知识,52,1、碳素结构钢（1）、普通碳素结构钢 代表钢材屈服点的字母 屈服点的数值 材料质量等级符号 脱氧方法符号，常用：Q235B，Q235C，Q235AF（2）、优质碳素结构钢 较普通碳素结构含S、P量较少，表面质量较好。常用：10、15、20g、20R和20等,压力容器常用材料及其选择,（二）、钢铁牌号及表示方法,一、金属材料基本知识,53,3、特殊性能钢 主要指不锈耐酸钢。如：铬不锈钢，如1Cr13 铬镍不锈钢，如0Cr18Ni9,2、合金钢 在碳素钢的基础上加入少量合金元素。特别：锅炉钢和容器钢主要用于壳体或锅炉承压元件。常用：16MnR，15MnVR，18MnMoNb等,压力容器常用材料及其选择,一、金属材料基本知识,（二）、钢铁牌号及表示方法,54,材料在外力(或外加能量)作用下抵抗外力所表现的行为，包括变形和抗力，即在外力作用下不产生超过允许的变形或不被破坏的能力。,压力容器常用材料及其选择,固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。,1、强度,材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢增加时，仍继续发生明显的塑性变形，这种现象就称为屈服,金属在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大应力值，叫作抗拉强度。,力学性能,二、金属材料的性能,55,主要有两个塑性指标：延伸率 断面收缩率,2、塑性,金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力,3、韧性,表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能量的能力，也就是材料抵抗裂纹扩展的能力,承受静载荷抗裂纹扩展的能力缺口敏感性承受动载荷时抗裂纹的能力冲击韧性,4、硬度,金属材料抵抗其它更硬的物体压入其内的能力。表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗 弹性变形、塑性变形或破断的能力。,力学性能,金属材料的性能,56,（二）、,1、耐腐蚀性 金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力叫做耐腐蚀性。2、抗氧化性 在现代工业生产中的许多高温化工设备，在高温工作条件下，不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还有其他气体介质如水蒸气，CO2、SO2等的氧化腐蚀作用，因此锅炉给水中的含氧量和其他介质中的硫及其他杂质的含量对钢的氧化是有一定影响的。,化学性能,金属材料的性能,57,金属和合金的加工工艺性能是指铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性、热处理性能等直接影响化工设备和零部件的制造工艺方法，也是选择材料时必须考虑的因素。,三、压力容器选择材料的基本要求,较高的强度，良好的塑性、韧性，良好的焊接性和耐腐蚀性。,加工工艺性能,金属材料的性能,58,压力容器选择材料的基本要求,为满足工艺要求，材料就具有较好的耐腐蚀能力,59,（1）碳素结构钢钢板 非压力容器专用钢板，但质量稳定，价格便宜。Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C，,压力容器常用材料,1、壳体,表 压力容器用结构钢板的适用范围表,60,（2）压力容器用碳素钢和低合金钢钢板 这类材料属于一般压力容器专用钢板。常见的有：20R、16MnR、15MnVR,压力容器常用材料,1、壳体,性能指标等见书P12表1-2,61,（3）低温压力容器用低合金钢钢板 常见的有 16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR、07MnNiCrMoVDR等,压力容器常用材料,1、壳体,（4）不锈钢钢板 常见的有 0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2Ti、0Cr19Ni13Mo3等,2、接管,钢管在化工设备中应用也是很多的，如容器壳体上各种接管，管壳式换热器上的换热管、加热炉的炉管等。这些都要求使用无缝钢管，另外大直径的无缝钢管还可直接用来制作容器的壳体。无缝钢管材料分为四类：碳素钢、低合金钢、低合金耐热钢、高合金钢。见P13表,62,压力容器常用材料,3、管板与法兰,受力元件，与介质接触。受力情况复杂，故要求其材料力学性能要高于壳体。,4、螺栓、螺母,不与介质接触，但承受较大负荷，故材料机械强度要高，要具有良好的塑性、韧性以及良好的机械加工性能；对高温和高强度螺栓用钢，还必须具有良好的抗松弛性、良好的耐热性以及较低的缺口敏感性；同时，螺栓与螺母需要配套使用，通常螺栓用材料的强度和硬度应略高于螺母用材料。螺栓、螺母常用材料见P14表1-4,5、支座与附件,不与介质接触，但承受整个容器负荷，选项用钢性好的材料。如：Q235-A、Q235-B,63,设备的使用和操作条件；材料的力学性能；材料的焊接和冷热加工性能；设备的使用功能和制造工艺；材料的来源与价格,压力容器用钢的选用原则,压力容器的制作工艺,64,三 焊接工艺特点,压力容器筒体与筒体，筒体与封头组焊时，不能采用十字焊缝。,错开间距S3,且不小于100mm,压力容器生产工艺流程框图,压力容器示意图,压力容器实物图,二 筒体的制造,1.单层结构 圆柱筒身卷焊法:,特点:,二 筒体的制造,1.单层结构 圆柱筒身卷焊法:,特点:只有一条纵缝,但难以达到理想的 圆度适用:较薄板的容器,二 筒体的制造,1.单层结构 半爿筒身拼焊法:,特点:,二 筒体的制造,特点:有二条纵焊缝,但容易达到理想的 圆度适用:较厚板的容器,1.单层结构 半爿筒身拼焊法:,二 筒体的制造,特点:没有纵焊缝适用:大容量的核容器,1.单层结构 锻焊法:,层板包扎式:,二 筒体的制造,2.多层结构,工序多，生产周期长,层板包扎式,整体多层包扎式,二 筒体的制造,2.多层结构 绕板式:,特点:,二 筒体的制造,特点:制造设备简单,材料价廉,节省劳动 力,2.多层结构 绕板式:,二 筒体的制造,2.多层结构 热套法:,特点:材料利用率高，制造设备简 单。,（1）套合层数少，效率高，成本低。（2）纵焊缝质量容易保证。（1）只能套合短筒，筒节间深环焊缝多。（2）要求准确的过盈量，对筒节的制造要求高。,热套式,优点,缺点,（1）机械化程度高，材料利用率高。（2）整体绕制，无环焊缝。（3）带层呈网状，不会整体裂开。（4）扁平钢带成本低，绕制方便。,扁平钢带倾角错绕式,特点,槽形绕带式,（1）圆筒体、锥体：卷板,（2）封头、球壳板：冲压、旋压,86,6.组装焊接,（1）焊缝分类 A类：纵缝 B类：环缝 C类：法兰与壳体、接管的角接焊缝 D类：接管、人孔、补强圈与壳体的角接焊缝,容器出厂,（1）出厂质量证明文件产品合格证容器说明书质量证明书主要零部件材料的化学成分和力学性能无损检测要求和结果焊接质量检查结果（包括超过两次的返修记录）压力试验与气密性试验结果与图样不符的项目（设计变更、材料代用）（2）容器铭牌,89,压力试验(耐压试验、强度试验）的必要性与目的,内压容器的压力试验考验容器的宏观强度，检验焊接接头的致密性及密封结构的密封性能,整体强度和密封性能,外压容器的压力试验考验检验焊接接头的致密性及密封结构的密封性能，而不是考验容器的外压稳定性,90,压力试验的危险性取决的因素,压力（P）与体积（V）的乘积，值越大，容器内积聚的势能越大，一旦发生事故的破坏力越大,材料特性：试验时是否会发生脆断、金属碎片飞出。,试验介质的状态 采用液压介质还是气态介质,91,对于奥氏体不锈钢容器，若由于结构原因而不能将水渍去除干净时，为了防止氯离子的腐蚀，则应控制水中的氯离子含量不超过25mg/L。避免应力腐蚀,液压试验,1、对试验介质的要求,为了避免试验时发生危险的低温脆性破坏，对于碳素钢、16MnR和正火15MnVR制压力容器，液体温度不得低于5；其它低合金钢制压力容器、液体温度不得低于15。,液压试验一般采用洁净的水，必要时也可以采用不会导致发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点和沸点。,92,液压试验,2、内压容器的试验压力,压力试验前的应力校核,直立容器在卧置状态下进行液压试验时、试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力,若容器各元件材料不同是，取小值,93,液压试验,3、对压力表的要求,要求准确测量压力,至少采用两个量程相同且经过校验的压力表,压力表应安装在容器顶部,压力表量程选用2倍试验压力，但不低于1.5倍试验压力,不高于3倍试验压力 精度不低于1.5级,（8）水压试验,水压试验示意图,95,4、液压试验方法,排气,缓慢升压,保压,检查,排液吹干,排气接管不能采用内伸式,渗漏、异常变形、声响,使其有充分变形时间,96,4、液压试验方法,在进行液压试验时，容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排净。试验过程中应保持容器观察表面的干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至设计压力；确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，保压30分钟，然后将压力降至规定试验压力的80，并保持足够长的时间以对所有焊缝和连接部位进行检查。如有渗漏，应修补之后重新试验。试验完毕后，应将液体排净并用压缩空气将容器内部吹干,97,先做内筒 后做夹套,夹套进行水压试验时，内筒先进行稳定性校核 不满足要求，应使内筒 同时保持一定压力,98,因结构原因液压试验后难以将残液吹干排净，而又不允许残存任何液体（如毒化触媒或导致产品品质劣化）,气压试验,1、什么情况下进行气压试验?,容器充满液体介质时，会因为自重导致容器本身或基础破坏，这主要指直径大、压力低且充满气态介质的容器。,99,气压试验,1、对试验介质的要求,对于碳素钢、低合金钢制压力容器，气体温度不得低于15；,干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体,2、对试验介质的温度要求,100,气压试验,内压容器的气压试验压力,压力试验前的应力校核,对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于15，并且必须有可靠的安全保护措施,101,气压试验方法,在进行气压试验时，压力应缓慢上升至规定试验压力的10，保压510分钟，然后对所有焊缝和连接部位进行初次泄漏检查，如无泄漏，再继续缓慢升压至规定试验压力的50。如无异常现象，其后按规定试验压力的10的级差逐级增压至规定的试验压力。保压30分钟、然后降至规定试验压力的87，保持足够时间再次进行泄漏检查。如有泄漏，应修补后再按上述规定重新试验。气压试验过程中，压力容器无异常响声，经肥皂液或其它检漏液检查无漏气、无可见的变形即为合格。,气密性试验,目的：检查容器的致密性（包括容器的焊缝、母材及连接接头等的严密性）。,气密性试验与气压试验是不一样的：目的不同：气密性试验是检验压力容器的严密性，气压试验是检验压力容器的耐压强度。试验压力不同：气密性试验压力为容器的设计压力，气压试验压力为设计压力的1.15倍。,致密性试验1）介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。试验时，容器的安全附件（安全装置、阀门、压力表、液面计等）应安装齐全。2）容器需经水压试验合格后方可进行气密性试验。3）气密性试验时，压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压10min,然后降至设计压力，对所有焊缝和连接部位进行泄漏检查。小型容器亦可浸入水中检查。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验。,气密性试验,介质的毒性程度为极高、高度危害，或在设计上不允许有微量泄漏的容器,气密性试验,保压10分钟,降压至设计压力,检查所有焊接接头和连接部位，小型容器也可浸入水中检查,泄漏,修 补,重新进行液压试验和气密性试验,合格,缓慢升压至PT,（7）气密性试验,气密性试验示意图,106,压力容器制造热处理,根据不同目的将材料及其制件加热到规定温度、保温、随后以不同的方法冷却，改变其金相组织以获得所要求的性能。,1、热处理,2、分类,焊后热处理 恢复力学性能热处理改善力学性能热处理 消氢处理,107,焊后热处理,焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应力的热过程。,1、目的,将焊接接头及其临近局部在金属相变点Ac1以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定时间，然后缓慢冷却的过程。（消除应力退火、消除应力热处理）,炉内冷却,松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改变组织形态，减少含氢量,108,焊接应力的产生原因、特点及危害,母材,焊缝金属,焊缝区与周边部位变形不协调产生的。,焊缝区与其母材间存在较高温度梯度,109,焊接应力的产生原因、特点及危害,焊缝区与周边部位变形不协调产生的。,焊接应力的产生原因,焊接属于快速加热至高温后又快速冷却的过程,焊缝区与其母材间存在较高温度梯度,高温金属的热膨胀受构件刚性及其周围冷态金属的约束，产生热应力。冷却时，焊缝金属受周围冷态金属的约束而无法自由收缩，从而形成残余应力。,110,焊后热处理,焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应力的热过程。,1、目的,将焊接接头及其临近局部在金属相变点Ac1以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定时间，然后缓慢冷却的过程。（消除应力退火、消除应力热处理）,炉内冷却,松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改变组织形态，减少含氢量,111,焊接应力的特点,焊接应力的量值高，达到材料屈服极限一直存在具有自限性远小于一次应力内应力，难以测量,112,焊接应力的危害,会产生应力腐蚀,两个条件：有一定应力、腐蚀环境。,机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失效，这种现象称为应力腐蚀,113,焊接应力的危害,会产生应力腐蚀,两个条件：有一定应力、腐蚀环境。,机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失效，这种现象称为应力腐蚀,114,焊后热处理的三个通用条件,材质,钢材强度级别越高及合金含量越高，焊接性越差。易产生焊接缺陷。,可减缓焊接部位于其他部位的温度梯赌，能减缓高峰值应力的产生。,钢材厚度,预热温度,钢材越厚意味焊缝越深，焊后冷却收缩性倾向越强；且刚性增大，抵抗局部收缩变形能力越强，从而产生较大焊接残余应力。,115,焊后热处理的方法,炉内整体热处理,受热均匀、温升及降速易于控制，效果好,分段炉内热处理,局部热处理,现场热处理,工件长，受加热炉尺寸限制，只有采用分段热处理确定工件重复加热的长度（小于1500mm、工件裸露在炉外部分的保温措施。,116,焊后热处理的方法,红外线高温陶瓷电加热器 易弯曲、折叠 适用于焊后热处理、焊前预热及消氢处理 有足够功率和准确温控系统，足够加热宽度以及适宜保温措施。,局部热处理,现场热处理,整体炉外热处理，现场组焊设备 将压力容器的壳体作为高温加热炉的炉体，在壳体内加热，壳体外用绝热材料保温。,117,满足下列条件，需进行焊后热处理,碳素钢、15MnNbR、07MnCrMoVR厚度大于32mm,如焊前预热温度100，厚度大于38mm。,16MnR及16Mn厚度大于30mm,如焊前预热温度100，厚度大于34mm。,15MnVR及15MnV厚度大于28mm,如焊前预热温度100，厚度大于32mm。,任意厚度 18MnMoNbR 15CrMo 12Cr1MoV钢等,118,焊后热处理的工艺与操作,条件允许可以加快升温速度，尽快越过再热裂纹敏感区，以防止再热裂纹。对于导热性差的焊件可采用较低的升稳速度。,温度越高 消除应力效果越好，但温度高低因钢材而异,保温时间,保温温度,以保证焊件沿厚度方向均匀热透。,升温速度,冷却速度,对构件复杂、厚度相差很大焊件应放慢降温速度。,119,恢复材料力学性能热处理,金属材料内部晶粒产生滑移后，在滑移面上的晶格发生扭曲和畸变，使晶粒被拉长、破碎及纤维化，因，而金属材料的强度硬度升高而朔性、韧性下降。上述现象称为加工硬化,金属材料在冷态朔性变形时，会产生加工硬化。,加工硬化的原因及危害,120,恢复材料力学性能热处理条件,1、碳素钢、16MnR厚度不小于圆筒内径Di的3%,冷成型和中温成型的受压圆筒符合下列条件之一，成型后应进行热处理,2、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径Di的2.5%,121,恢复材料力学性能热处理,热处理目的:恢复因加工硬化而降低朔性、韧性保证压力容器质量与安全,以朔性、韧性的下降与相对变形量以及钢材种类有关作为标准划分是否进行热处理,加工硬化程度越严重，以朔性韧性指标下降越严重,122,恢复材料力学性能热处理,1、碳素钢、16MnR厚度不小于圆筒内径Di的3%,冷成型和中温成型的受压圆筒符合下列条件之一，成型后应进行热处理,2、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径Di的2.5%,冷成型封头(奥氏体不锈钢除外)应成型后应进行消除应力热处理(容规),强度低、朔性韧性储备量大,123,恢复材料力学性能热处理,冷成型封头(奥氏体不锈钢除外)应成型后应进行消除应力热处理(容规),足够韧性储备量大,封头成型变形量员大于筒体,消除应力退火,124,消氢处理,脆性破坏外观容器无任何可见变形，其破坏不仅具有突然性、而且在低应力水平，其危害很大,氢进入金属后对金属的力学性能造成严重损伤溶解于金属晶格的氢使塑性、韧性明显降低甚至产生裂纹（延迟裂纹），导致脆性破坏。,125,消氢处理,制造加工工艺过程中 焊接时金属氢溶入液态金属中，冷却后氢保留在焊缝中。材料长期在高氢环境下使用，氢被金属吸收。焊接时氢有可能来自焊接材料吸附的水分。,氢怎样进入金属的？,126,消氢处理条件,凡标准抗拉强度下限 Cr-Mo低合金钢及有延迟裂纹倾向的钢材焊制的容器和受压元件，如焊后24小时内不能进行热处理的，须考虑消氢处理,材料、厚度、焊接和制造工艺有关,127,