压力容器制造检验和验收.ppt
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1、GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,GB150.4-2011压力容器第4部分:制造、检验和验收,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,二、修订过程 2010年1月6日海口会议 增列钢带错绕容器 2010年3月合肥会议 并入低温容器 2010年6月北京会议 处理网评意见211条,初步形成送审稿 2010年11月 处理送审意见78条,形成报批稿草稿 2011年7月征求WTO成员国意见并修改定稿,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,三、修订背景(1)适应GB 150-1998颁布13年来中国发生的技术和管理变化 压力容器的大型化、高参数、长周期趋势(失效模式发生变化)千吨级的加
2、氢反应器,二千吨级的煤液化反应器,一万立方米的球罐,高温、高压强腐蚀、深冷等极端工况容器。随着国内企业高含硫原油的加工,介质腐蚀性愈加严重。压力容器面临着防止应力腐蚀、腐蚀疲劳、氢损伤等多种失效模式的亲课题;装置与单位设备的大型化导致低合金高强钢的广泛应用,同时引起裂纹敏感性增强。目前高强钢承压设备占国内承压设备的2%左右,其中10%发现有各种原因造成的裂纹。大型石化装置运行周期大幅度提高,对选材、设计、制造提出新要求。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,(2)与国际接轨和国际贸易的需要 1997年欧盟颁布了PED,同时实施了以技术法规为基本安全要求、协调标准为技术支撑的安全保障体系
3、。后续发布的欧洲统一压力容器标准在技术上全面满足PED的安全基本要求,全面提出了基于失效模式设计的理念,在设计准则、计算方法、制造检验要求等方面引入了现代技术研究的成果。对促进贸易和提高竞争力起到了重要的作用。在美国、澳大利亚和其他国家也相继修订了原有的技术标准体系。相应降低了安全系数,使我国面临国外压力容器产品的冲击,需合理修订标准(如容器分类,设计与制造阶段的风险评估与控制,材料复验,产品焊接试件要求等),提高中国压力容器产品的质量和国际竞争力。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,(3)解决行业关注的突出问题的需要 如给予失效模式的制造、检验,成型受压元件的性能恢复,无损检测的时
4、间与方法等(4)技术发展的需要 GB 150-1998钢制压力容器实施以来,我国压力容器材料、设计、制造。检验水平大幅度提高。新材料开发:增加新材料制造、检验、与验收要求。材料新能提升:减少材料的复验。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,“基于风险(失效模式)的压力容器设计、制造与检验”技术的应用:制造过程中的失效预防与控制。封头成形技术提升:限制褶皱,采用全尺寸样板检查形状。焊接技术与装备提高:提高焊接工艺评定要求,减少产品焊接试件数量。检验技术开发:壳体直线度检查、TOFD检测技术、气液组合压力试验 相关标准修订与进步:NB/T 47014承压设备焊接工艺评定等,GB150.4
5、压力容器-制造、检验和验收,主要修订依据:4.1、TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程 4.2、GB 150-1998钢制压力容器 4.3、HG 3129-1998整体多层夹紧式高压容器 4.4、钢带错绕压力容器相关资料,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,四、主要修订依据及参考资料 主要参考资料:1、ASME规范等 2、公开发表的论文及相关技术资料 3、行业专家提供的技术资料和修订意见 4、GB 150-1998实施过程收集的36份提案 采纳29条,如:风头直边部分不得存在纵向褶皱等;未采纳7条,如:提高气密性试验压力等。,GB150.4 压力容器-制造、检验和
6、验收,五、GB 150.4修订的主要变化 GB 150.4主要变化的原因:1、为完善我国压力容器法规、技术标准体系,与修订后的固定式压力容器安全技术监察规程相适应所做的修订(该部分变化在下表中以标识,共23处)。2、为适应技术发展,采用先进技术所作的修订(该部分在下表中以标识,共12处)。3、为与国际接轨和提升我压力容器产品竞争力所做的修订(该部分在下表中以标识,共6处)。4、调整表述方法,使文字简洁,结构更合理。(该部分在下表中以标识,共7处)。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,五、GB 150.4修订的主要变化,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,五、GB 150.4修
7、订的主要变化,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,五、GB 150.4修订的主要变化,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,五、GB 150.4修订的主要变化,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,五、GB 150.4修订的主要变化,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,本标准条文1 范围1.1 本部分规定了GB 150适用范围内的钢制压力容器的制造、检验与验收要求;其他材料制压力容器的制造、检验与验收要求按相关标准。1.2 本部分适用的压力容器结构形式为单层焊接压力容器、锻焊压力容器和多层压力容器(包括多层筒节包扎、多层整体包扎、钢带错绕和套合容器)。1.3 对于奥
8、氏体型钢材质低温压力容器(设计温度低于-196),有参与建造的各方协商规定附加的制造、检验与验收要求,由设计单位在设计文件中予以规定。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义对应GB 150-1998条文,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义主要变化或者释义:(2)套合压力容器 热套容器包含两类不同的产品,一类是超高压装置用热套容器,另一类是一般石油化学工业使用的热套容器。GB 150.4所列入的是后者,为避免理解歧义,专门给以“套合容器”的术语定义。“套合”容器设计压力多不大于35MPa,过盈量不受内筒预压应力控制,套
9、合面只进行一般的机加工或不机加工,套合后内筒应力不均匀,需采用热处理消除套合应力。对于大型厚壁压力容器,当卷板或锻造筒节受限制时,套合容器仍不失为一种可选结构。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,3.7冷成形 cold forming在工件材料再结晶温度以下进行的塑性变形加工。再结晶就是:当(退火)温度足够高、时间足够长时,在变形金属或合金的显微组织中,产生无应变的新晶粒再结晶核心。新晶粒不断长大,直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。T再 0.4T熔(绝对温度)在工程实践中,通常将环境温度下进行的塑性变形加工称为冷成形;介于冷成形和热成形之
10、间的塑性变形加工称为温成形(warm forming)。3.8热成形 hot forming在工件材料再结晶温度以上进行的塑性变形加工。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,4.2 压力容器制造过程中的风险预防和控制 对于报告单位出具了风险评估报告的压力容器,制造单位应当根据风险评估报告提出的主要失效模式、容器制造检验要求和建议,完成下述工作:a)合理地确定制造好检验工艺;b)风险评估报告中给出的失效模式和防护措施应在产品质量证明文件中予以体现。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,新增条款:主要变化或释义:受益于我国压力容器行业整体技术水平的提升,我国引入并开始实施先进的“基
11、于风险的压力容器设计、制造与检验”的理念和方法、该方法的核心内容是:在压力容器设计使用年限内,结合同类或类似容器曾出现过、或考虑容器全寿命过程中动态服役条件下可能出现的各种失效模式和损伤机理产生的风险对安全性与寿命的影响,通过合理选材、改进结构设计,优化制造和检验工艺等措施,在设计、制造过程中预先控制和降低风险,使其安全服役到预定的使用年限。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义本标准条文4.3 设计修改和材料代用 制造单位对原设计的修改以及对受压元件的材料代用,应当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。主要变化或释义:新增条款 制造单位对
12、原设计的修改以及对受压元件的材料代用,是发生在压力容器制造过程中的,且与质量密切相关,理应在本标准中加以规定。该规定与固定式压力容器安全技术监察规程条以及99版压力容器安全技术监察规程第66条的要求是基本一致的。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义本标准条文4.4 新技术和新工艺的使用 对于采用未列入本标准的压力容器制造检验的新技术、新工艺和新方法时,应按TSG R0004的规定进行技术评审。例如:a)当采用未列入JB/T 4730或者超出其适用范围的无损检测方法对在制压力容器进行无损检测时;b)当采用其他方法消除压力容器及其受压元件残余应力时。主要变化
13、或释义:新增条款,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,标准采用成熟技术,但不限制技术进步。对标准未列入的压力容器制造的新技术、新工艺和新方法,使用前应按固容规1.9条的规定,向国家质检总局提出申请,由国家质检总局委托相关机构进行技术评审,在获得认可、审批后使用,并在成熟后方可列入标准。新技术、新工艺和新方法的评审、审批一事一议,批准只对申请单位有效,不针对申请事项。同一事项,不同制造单位申请时,因掌握程度不同,应分别进行评审和审批4.5 信息化管理 压力容器制造单位应当按照规定及时将压力容器制造相关数据输入特种设备信息化管理系统。主要变化或释义:新增条款,GB150.4 压力容器-制造
14、、检验和验收,国家质检总局特种设备局正在推进特种设备动态监管信息平台建设工作,将要对特种设备从生产到退役(报废)整个周期内进行动态监管,这就要求特种设备制造单位(源头)将新制造的特种设备有关数据输入到规定的特种设备动态监管信息平台中,并利用这些数据进行防伪打假、使用登记、检验检测、监督检查、数据统计等,压力容器安装制造维修单位、使用单位、检验检测机构、监察机构等将根据实际情况对信息平台中的数据进行更新和维护,以达到对特种设备动态监管的目的。需要特别提醒的是应对设备代码编制予以足够的重视,作为查询的检索标识,设备代码需严格按照固容规附录D要求编制。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,5
15、 材料复验、分割与标致移植5.1 材料复验5.1.1 对于下列材料进行复验:a)采购的第 类压力容器用级锻造;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;(参考固容规2.9条)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。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,5.1.2 奥氏体型不锈钢开平板应按批号复验力学性能(整卷使用者,应在开平操作后,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5.1.1a)、b)、c)、e)
16、要求复验的情况,应按炉号复验化学成分,按批号复验力学性能。5.1.3 材料复验结果应符合相应材料标准的规定或设计文件的要求。5.1.4 低温容器焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验,其检验方法按相应的焊条标准或设计文件.对应GB 150-1998条文附录C2.2.3 焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验、其检验方法按相应的焊条标准或技术要求。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,表1 开平操作对不锈钢材料性能的影响,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,表2 开平操作对碳素钢、低合金钢材料性能的影响,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,5.2
17、材料分割 材料分割可采用冷切割或热切割方法。当采用热切割方法分割材料时,应清除表面熔渣和影响制造的边面层。5.3 材料标志移植5.3.1 制造受压元件的材料应有可追溯的标志。在制造过程中,如原标志被裁掉或材料分成几块时,制造单位应规定标志的表达方式,并在材料分割前完成标志的移植。5.3.2 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志。5.3.3 低温容器受压元件不得采用硬印标记。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,对应GB 150-1998条文,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,6.1.1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
18、小于设计图样标注的最小成形厚度。6.1.2 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。主要变化或释义:本条本是GB 150-1998附录C对低温容器受压元件成形提出的要求,但因其实选择成形工艺的一般原则而写入了本标准,扩大了该条的应用范围。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,主要变化或释义:一般情况下,因原材料制造单位装备条件较好,热处理工艺成熟、稳定,压力容器材料标准按材料使用的热处理状态规定了材料出厂热处理状态。压力容器的设计、制造和使用单位总是倾向于保持设计要求的材料使用热处理状态与材料出厂热处理状态
19、一致。由此引出了“采用经过正火、正火加回火,或调制处理的钢材制造的受压元件,宜采用冷成形或回火温度以下的温成形。”规定,旨在不破坏材料出厂热处理状态。但应注意,当采用温成形工艺成形某些材料(如调制处理的钢材),所选择的成形温度应避开材料的回火脆性温度区间,特别是第一类回火脆性温度区间。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,主要变化或释义:回火温度以上的成形,若改变了材料出厂热处理状态,而设计出要求材料使用热处理状态与材料出厂热处理状态一致时,应通过热处理恢复材料的性能。应注意不同钢厂生产同一材料的回火温度差异。6.2 表面修磨6.2.1 制造中应避免材料表面的机械损伤。对于尖锐伤痕以及
20、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的5%,且不大于2mm,否则应予焊补。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义6.2.2 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。对应GB 150-1998条文,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,6.3 坡口坡口应符合下列要求: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 R m 540 MPa 的低合金钢材及 Cr-Mo 低合金钢材经
21、热切割的坡口表面,加工完成后应按JB/T4730.4行磁粉检测,级合格;c)施焊前,应清除坡口及两侧母材表面至少 20 mm 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。,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义6.4 封头6.4.1 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。,“图1 分瓣成形凸形封头的焊缝布置”。(和
22、GB25198-2010一样),GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,对应GB 150-1998条文,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,GB150-98的封头图示,GB150.4 压力容器-制造、检验和验收,六、GB 150.4条文及释义6.4.2 用带见习的全尺寸的内样板检查椭圆形、蝶形、球形封头内表面的形状偏差(见图2),缩进尺寸为3%5%Di,其最大形状偏差外凸不得大于1.25%Di,内凹不得大于0.625%Di。检查时应使样板垂直于待测表面。对图1所示的先成形后拼接制成的封头,允许样板避开焊缝进行测量。略“图2 凸形分构图的形状偏差检查”(和GB25198-2010一样
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