GB150钢制压力容器《压力容器安全技术监察规程》.ppt
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1、压力容器培训GB150 钢制压力容器 压力容器安全技术监察规程,压力容器类别及制造许可证级别划分,一、公司制造资格简介 我公司的制造资格为A2级,其制造范围可参见下表所列。二、压力容器制造许可级别划分:,压力容器类别及制造许可证级别划分,三、压力容器分类1 容规中压力容器分类原则:1)符合第2条适用范围的压力容器;2)根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和 爆炸危险程度进行划分。2 压力容器的压力等级:根据压力容器的设计压力(p)划分为四个压力等级 低压(代号L)0.1Mpap1.6Mpa 中压(代号M)1.6Mpap10Mpa 高压(代号H)10Mpap100Mpa 超高压(代号U)
2、p100Mpa,压力容器类别及制造许可证级别划分,三、压力容器分类3 压力容器的品种:1)按生产工艺过程中的作用原理,分为:反应压力容器(代号R):主要用于完成介质的物理、化学反应的 压力容器;换热压力容器(代号E):主要用于完成介质的热量交换的压力容 器;分离压力容器(代号S):主要用于完成介质的流体压力平衡和气 体净化分离的压力容器;储存压力容器(代号C):主要用于储存、盛装气体、液体、液化 气体等介质的压力容器。2)按压力容器的结构特点、材料等,分为 固定式压力容器、移动式压力容器;管壳式余热锅炉;球形储罐;低温存储容器;高强度级别材料制造的容器;搪玻璃压力容器等。,压力容器类别及制造许
3、可证级别划分,三、压力容器分类4 压力容器中化学介质的毒性程度的分级和爆炸危险程度的划分:1)按照HG20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分 类中表14、附表12中所列介质的分类确定。2)HG20660中未列入的,可查找化学危险品手册中的参数,按 以下原则确定其毒性程度 极度毒性()最高允许浓度 0.1mg/m3;高度毒性()最高允许浓度 0.11.0 mg/m3;中度毒性()最高允许浓度 1.010 mg/m3;轻度毒性()最高允许浓度 10 mg/m3。3)爆炸危险介质的确定:气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成爆炸混合物,其爆炸 下限小于10,或其爆炸下限与上限的差值大于、
4、等于20的介 质。,压力容器类别及制造许可证级别划分,三、压力容器分类5 容规中压力容器类别的划分:根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险程度划分为三类.1)下列情况之一的,为第三类压力容器:(1)高压容器;(2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);(3)中压储存容器(仅限易娥或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于10Mpa.m3);(4)中压反应容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.5Mpa.m3);(5)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2Mpa.;m3);(6)高压、中压管壳式余热锅炉;(7)中压搪玻
5、璃压力容器;(8)使用强度级别较高(指相应标准中抗立强度规定值下限大于等于540MPh)的材料制造的压力容器(9)移动式压力容器,包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;(10)球形储罐(容积大于等于50m3);(11)低温液体储存容器(容积大于5m3)。,压力容器类别及制造许可证级别划分,三、压力容器分类5 容规中压力容器类别的划分:2)下列情况之一的,为第二类压力容器(本条第1款规定的除外):(1)中压容器;(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高变危害介质);(3)低
6、压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)(4)低压管壳式余热锅炉;(5)低压搪玻璃压力容器。3)低压容器为第一类压力容器(本条第1款、第2款规定的除外)。注:1.按容规划分类别的压力容器必须是符合第2条适用范围的压 力容器。2.第2条第2款中所列的压力容器其设计、制造和安装、使用管理与修理改造应符合容规的要求。3.多腔压力容器的类别划分:1)分别按各腔的设计压力、容积等进行类别划分;2)按照类别高的压力腔作为该容器的类别,并按该类别进行使用管理;3)按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。4.图样中技术特性表中的容器类别应按“第三类”、“第二类”、“第一类”
7、的型式标注。,压力容器类别及制造许可证级别划分,压 力 容 器 类 别 的 简 明 判 断,主要内容,1、总论 2、材料 3、主要受压元件4、制造、检验、验收,主要内容,1、总论 2、材料 3、主要受压元件4、制造、检验、验收,1.1 GB150适用范围(GB150 Pg1)压力:适用于设计压力不大于35MPa,不低于0.1MPa及真空度高于0.02MPa温度:钢材允许使用温度,1、总论,适用范围,适用范围,1、总论,1.2 GB150管辖范围(GB150 Pg3)容器壳体及与其连为整体的受压零部件 1)容器与外部管道连接 焊缝连接第一道环向焊缝端面 法兰连接第一个法兰密封面 螺纹连接第一个螺
8、纹接头端面 专用连接件第一个密封面2)接管、人孔、手孔等的封头、平盖及紧固件3)非受压元件与受压元件焊接接头(如支座、垫板、吊耳等)4)连接在容器上的超压泄放装置,1、总论,1.3容规的适用范围(第一章 总则 第2条 Pg5)同时具备的三个条件:最高工作压力(pw)大于等于0.1Mpa(不含液体静压力);内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)大于等于 0.025m3;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。,1、总论,1.4容规管辖范围与GB150的适用范围的主要区别,1、总论,1.4容规管辖范围与GB150的适用范围的主要区别(续表),1、总论
9、,1.5容规与标准的关系 1.5.1容规和强制性标准都具有强制性;推荐性标准的采用是志愿的,只有被法规引用后才具有强制性。1.5.2容规只提出安全技术的基本要求,不过多涉及具体的技术方法;标准指导技术方法的实现,是规范的技术支撑。1.5.3 标准具有相对的统一性、固定的特征、在理论上是可协调的;法规因国家和文化特征的差异,技术贸易壁垒等,各国不统一。1.5.4 标准一般只针对某种产品、某种工艺;法规不仅可针对某种产品,还可覆盖某一行业/领域。1.5.5 法规标准应当相互融合,协调发展,互不排斥,一起构成和谐统一 的体系。,1、总论,1.6 设计参数 1.6.1 压力(6个压力)Pw 正常工况下
10、,容器顶部可能达到的最高压力 Pd 与相应设计温度相对应作为设计条件的容器顶部的最高压力 PdPW Pc 在相应设计温度下,确定元件厚度压力(包括静液柱)Pt 压力试验时容器顶部压力 Pwmax 设计温度下,容器顶部所能承受最高压力,由受压元件有效厚度计算得到。Pz 安全泄放装置动作压力 PwPz(1.05-1.1)Pw Pd Pz,1、总论,1.6设计参数 1.6.2 温度Tw 在正常工况下元件的金属温度,实际工程中,往往以介质的温度表示工作温度。Tt 压力试验时元件的金属温度,工程中也往往以试验介质温度来表示试验温度。,1、总论,1.6 设计参数 1.6.3 壁厚(6个厚度)c 计算厚度,
11、由计算公式得到保证容器强度,刚度和稳定的厚度d 设计厚度,d=c+C2(腐蚀裕量,是由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄量)n 名义厚度,n=d+C1(钢材负偏差)+(圆整量)e 有效厚度,e=n-C1-C2=c+min 设计要求的成形后最小厚度,minn-C1 壳体加工成形后最小厚度是为了满足安装、运输中刚度而定;而min是保证正常工况下强度、刚度、寿命要求而定。)坯 坯料厚度,坯=d+C1+C3(其中:C3 制造减簿量,主要考虑材料(黑色,有色)、工艺(模压,旋压;冷压,热压),所以C3值一般由制造厂定。),1、总论,各厚度之间的相互关系,1、总论,1.6 设计参数1.6.4 许用应力许用
12、应力是材料力学性能与相应安全系数之比值:b/nb s/ns D/nD n/nn 当设计温度低于20取20的许用应力。,主要内容,1、总论 2、材料 3、主要受压元件4、制造、检验、验收,2、材料,2.1总则(针对工艺部门要求对以下几点要求重点掌握,GB150要求的其他几条详见第四章Pg8)2.1.1压力容器受压元件用钢应符合本章规定,非受压元件用钢,当与受压元件焊接时,也应是焊接性良好的钢材2.1.2压力容器受压元件用钢应由平炉、电炉、氧气转炉冶炼,技术要求应符合国家相应标准规定2.1.3容器用钢应有钢材生产单位的质量证明书,用材单位按其验收、复验2.1.4选材应考虑容器的使用条件、材料的焊接
13、性能、容器的制造工艺及经济合理性2.1.5钢材的机械性能试验要求,2、材料,2.2材料中元素的控制:(容规第二章第11、12条 Pg10)1.用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢,其含碳量不应大于0.25%;(碳含量高影响焊接性能)2.压力容器专用钢材的磷含量不应大于0.030%;(降低钢的塑性和韧性,尤其是低温韧性)3.压力容器专用钢材的硫含量不应大于0.020%。(产生热脆,导致开裂,并使焊缝产生气孔和裂纹)2.3压力容器受压元件采用国外材料应符合的要求:(容规第二章第22条 Pg14)1.应选用国外压力容器规范允许使用且国外已有使用实例的材料,其使用范围应符合材料生产国相应
14、规范和标准的规定;2.技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标;3.制造单位应有该材料的质量证明书,首次使用前,应进行焊接工艺评定和焊工考试,并对化学成分、力学性能进行复验;4.国内材料生产单位按国外牌号生产的材料,应通过产品鉴定并经国家安全监察机构批准。,2、材料,2.4材料复验(容规第二章25条 Pg16)压力容器主要受压元件用材需要复验的,按容规第25条相关规定进行复验:2.4.1 用于制造第三类压力容器的钢板必须复验复验内容:表面质量、材料标志、化学成分、力学性能、冷弯性能、未有超探质保书的(复验内容详见容规Pg16)2.4.2 用于第一、第二类压力容器的钢板有下列情况之一的应复验:
15、a)设计图样要求复验的 b)用户要求复验的 c)不能确定材料的真实性或对材料的性能化学成分怀疑的d)材料质量证明书注明复印件无效或不等效的2.4.3 用于制造第三类压力容器的锻件的复验(复验要求按容规Pg16)2.4.4 取得国家安全监察机构产品安全质量认证并有免复验标志的材料,可免做复验,2、材料,2.5材料代用原则(容规第27条Pg17)2.5.1 制造单位对主要受压元件的材料代用,原则上应事先由原设计单位设计更改批准文件;2.5.2 制造单位有相应的设计资格,且代用材料优于被代用材料(仅限于16MnR、20R、Q235系列钢板,16Mn、10、20锻件或钢管的相互代用),可由制造单位的设
16、计部门批准并承担相应责任,同时需向原设计单位备案。原设计单位有异议时,应及时向制造单位反馈。2.5.3 代用材料应具有与被代用钢材相同或相近的化学成份,交货状态,检验项目,性能指标和检验率,以及尺寸公差,表面质量等,对用较高质量钢材作为代用材料时,尚需考虑经济合理性。,2、材料,2.6钢板钢板的分类碳素钢:Q235-A.F、Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R 等低合金钢:16MnR、15MnVR、15CrMoR 等高合金钢(不锈钢):0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti 0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等,2、材料,2.6.2下列碳素钢和低合金钢,应在正火
17、状态下使用(GB150第条 Pg9)a)用于壳体厚度大于30mm的20R和16MnR;b)用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度大于50mm的20R和16MnR;c)厚度大于16mm的15MnVR下列碳素钢和低合金钢,应逐张进行拉伸和夏比(V型缺口)和冲击(常温或低温)试验(GB150第条 Pg9)a)调质状态供货的钢板b)多层包扎压力容器的内筒钢板c)用于壳体厚度大于60mm的钢板,2、材料,2.6.4用于壳体的下列钢板,当使用温度和钢板厚度符合下述情况时,应每批取一张或按条逐张夏比低温冲击试验(GB150第条 Pg9)a)使用温度低于0 时,厚度大于25mm的20R、厚度大于38mm
18、的16MnR、15MnVR、15CrMoR,任意厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR和Cr-Mo钢板b)使用温度低于-10 时,厚度大于12mm的20R、厚度大于20mm的16MnR、15MnVR、15MnVNR,2、材料,2.6.5用于壳体的下列碳素钢和低合金钢钢板,符合下列条件之一的应逐张进行超声波检测,其检测方法和质量标准按J的规定GB150规定:(GB150第条 Pg10)a)厚度大于30mm的20R和16MnR,质量等级应不低于级b)厚度大于25mm的15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR和Cr-Mo钢板,质量等级应不低于级c)厚度大于2
19、0mm的16MnDR 15MnNiDR 09Mn2VDR 09MnNiDR,质量等级应不低于级d)多层包扎压力容器的内筒钢板,质量等级应不低于级d)调质状态供货的钢板,质量等级应不低于级,2、材料,容规规定:(容规第2章第14条 Pg11)a)盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器,UT-级b)盛装介质为液化石油气用硫化氢含量大于100mg/L的压力容器,UT-级c)最高工作压力大于等于10MPa的压力容器,UT-级d)GB150第2章和附录C、GB151、GB12337及其他国家标准、行业标准中规定应逐张超探的钢板,质量等级符合相应标准规定e)移动式压力容器,UT-级,2、材料,2.7钢
20、管钢管的分类碳素钢:10、20、20G 等低合金钢:16Mn、15MnV、15CrMo 等高合金钢(不锈钢):0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti 0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等,2、材料,碳钢和低合金钢钢管使用温度低于或等于-20时,其使用状态及最低冲击试验温度按下表(GB150表4-4):,因尺寸限制无法制备5X10X55小尺寸冲击试样的钢管,免做冲击,各钢号钢管的最低使用温度按附录C规定,2、材料,2.8 锻件锻件的分类碳素钢:20、35 等低合金钢:16Mn、15MnV、15CrMo 等高合金钢(不锈钢):0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti 0Cr17
21、Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等 锻件的级别根据使用条件、尺寸、重量由设计单位定,并应在图样上注明,用作圆筒和封头的筒形和碗形锻件及公称厚度大于300mm的低合金钢锻件应选用级或级。,2、材料,碳钢和低合金钢锻件使用温度低于或等于-20时,其热处理状态及最低冲击试验温度按下表(GB150表4-6):,休息时间,主要内容,1、总论 2、材料3、主要受压元件 4、制造、检验、验收,3、主要受压元件,3.1主要受压元件 压力容器上主受压元件包括:筒体、封头(端盖)、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、换热管、M36以上的设备主螺栓、公称直
22、径大于等于250mm的接管和管法兰,3、主要受压元件,3.2封头(标准号:JB/T4746-2000)封头的类型a 椭圆封头(类型代号:以内径为基准EHA 以外径为基准EHB)b 碟形封头(类型代号:以内径为基准DHA 以外径为基准DHB)c 折锥封头(类型代号:60折锥CHA、90折锥CHB、120折锥CHC)d 球冠形封头(类型代号:PSH)封头的坯料制备、加工成型、热处理、无损检测详见标准JB/T4746-2000,3、主要受压元件,3.3.1 适用范围 在筒体、封头上开圆孔,椭圆孔或长圆孔。非园孔的a/b2。筒体 Di1500或凸形封头 d1/2Di(且筒体d520mm)筒体 Di15
23、00或锥形封头 d1/3Di(且筒体d1000mm),3.3补强圈(标准号:JB/T4736-2000)开孔不仅削弱容器强度,也造成局部应力集中,是造成容器破坏重要因素,所以开孔补强是压力容器设计重要组成部分。,3、主要受压元件,3.3.2 开孔补强形式与作用 1)型式 两种开孔补强型式整体补强和局部补强(补强圈)整体补强 增加壳体厚度(经济性差)厚壁管(推荐)整体补强锻件与壳体焊接(嵌入式接管)GB150 P222 图J5 a),b)局部补强 补强圈(推荐)2)作用内压容器对开孔截面拉伸强度补偿。外压容器对开孔截面压缩稳定性补偿,防止失稳。,3、主要受压元件,3.3.3 补强圈制作技术要求
24、a 补强圈的坡口型式(A型、B型、C型、D型、E型),编制材料定额时需看清补强圈的坡口型式,决定内外径的下料尺寸b 补强圈材料按图样要求,一般与壳体同材质c 补强圈为整板制造,在整体补强圈无法安装的情况下可径向分块拼接,并修磨焊缝平齐、UT-合格d 补强圈的螺孔应放置在壳体的最低位置,组焊后由螺孔通入的压缩空气检查连接焊缝的质量e 补强圈焊缝成形应圆滑过渡,不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷,必要时右进MT或 PT。,3、主要受压元件,3.4 法兰(标准号:HG20553、HG20592、HG20615、JB/T4700)法兰分类1)按垫片分类 窄面法兰 垫片在螺栓孔内侧(一般采用窄面法兰)宽面法兰
25、 垫片在螺栓孔两侧 2)按整体性程度分类 松式法兰 法兰与筒体未连成整体,如活套法兰、螺纹法兰整体法兰 法兰环、锥颈与筒体连成整体,如长颈法兰任意式法兰 如平焊法兰(JB4700中,甲、乙型平焊法兰)3)按密封面型式分类 突面法兰 由一对平面组成凹凸面法兰 由一对相配合的凹面和凸面组成榫槽法兰 由一对相配合的榫面和槽面组成环面法兰 由一对相配合的环面组成,3、主要受压元件,按密封面形式 法兰示意图,3、主要受压元件,法兰密封要求 法兰是通过紧固螺栓(螺柱)压紧垫片来实现密封,所以法兰设计要防止泄漏,既要保证强度,也要有足够刚性,以保持良好密封性。影响法兰密封因素:a)操作条件,P、T、介质b)
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