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壓力容器(yā lì róng qì),英文:pressure vessel,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備。為了更有效地實(shí)施科學(xué)管理和安全監(jiān)檢,我國《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》中根據(jù)工作壓力、介質(zhì)危害性及其在生產(chǎn)中的作用將壓力容器分為三類。

并對每個(gè)類別的壓力容器在設(shè)計(jì)、制造過程,以及檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容和方式做出了不同的規(guī)定。壓力容器已實(shí)施進(jìn)口商品安全質(zhì)量許可制度,未取得進(jìn)口安全質(zhì)量許可證書的商品不準(zhǔn)進(jìn)口。應(yīng)該按照最新TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中劃分,先按介質(zhì)劃分為第一組介質(zhì)和第二組介質(zhì),然后再按照壓力和容積劃分類別Ⅰ類,Ⅱ類,Ⅲ類,老容規(guī)的所謂第一類、第二類、第三類已經(jīng)不適用了。

壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器。壓力容器的用途極為廣泛,它在工業(yè)、民用、軍工等許多部門以及科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都具有重要的地位和作用。其中以在化學(xué)工業(yè)與石油化學(xué)工業(yè)中用最多,僅在石油化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的壓力容器就占全部壓力容器總數(shù)的50 %左右。壓力容器在化工與石油化工領(lǐng)域,主要用于傳熱、傳質(zhì)、反應(yīng)等工藝過程,以及貯存、運(yùn)輸有壓力的氣體或液化氣體;在其他工業(yè)與民用領(lǐng)域亦有廣泛的應(yīng)用,如空氣壓縮機(jī)。各類專用壓縮機(jī)及制冷壓縮機(jī)的輔機(jī)(冷卻器、緩沖器、油水分離器、貯氣罐、蒸發(fā)器、液體冷卻劑貯罐等)均屬壓力容器。

1、壓力容器制造工序一般可以分為:原材料驗(yàn)收工序、劃線工序、切割工序、除銹工序、機(jī)加工(含刨邊等)工序、滾制工序、組對工序、焊接工序(產(chǎn)品焊接試板)、無損檢測工序、開孔劃線工序、總檢工序、熱處理工序、壓力試驗(yàn)工序、防腐工序。

2、不同的焊接方法有不同的焊接工藝。焊接工藝主要根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、牌號、化學(xué)成分,焊件結(jié)構(gòu)類型,焊接性能要求來確定。首先要確定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等等,焊接方法的種類非常多,只能根據(jù)具體情況選擇。確定焊接方法后,再制定焊接工藝參數(shù),焊接工藝參數(shù)的種類各不相同,如手弧焊主要包括:焊條型號(或牌號)、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數(shù)、道數(shù)、檢驗(yàn)方法等等。

1、受到國家產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì) 金屬壓力容器行業(yè)受到相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策所列的相關(guān)國家產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì),良好的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境有利于本行業(yè)未來的持續(xù)發(fā)展。

2、裝備制造業(yè)的升級是中國邁向制造業(yè)強(qiáng)國的必經(jīng)之路 裝備制造業(yè)的技術(shù)水平和實(shí)力,直接影響和決定著其下游產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的競爭力,是國家綜合國力的重要體現(xiàn)。縱觀世界各工業(yè)強(qiáng)國,無一例外都是裝備制造業(yè)的強(qiáng)國。受益于我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和國家的大力扶持,我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為必然趨勢。 在我國工業(yè)裝備升級的大背景下,金屬壓力容器的重要應(yīng)用領(lǐng)域如清潔能源應(yīng)用、新能源制造、海水淡化裝備制造等被列入《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(2007年度)》和《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005 年本)》,下游產(chǎn)業(yè)的升級換代必將為金屬壓力容器制造行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇和市場前景。

3、裝備制造業(yè)的發(fā)展重心正逐步向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移

受經(jīng)濟(jì)全球化和人工成本不斷增加的影響,世界制造業(yè)的重心正在逐步向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移。美國ASME認(rèn)證作為國際上接受和應(yīng)用最為廣泛的壓力容器標(biāo)準(zhǔn),受到我國越來越多的企業(yè)的學(xué)習(xí)和推廣。根據(jù)中國化工裝備協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),2007年我國的ASME持證廠商為260家,較上年增長33%;截至2009年6月,這一數(shù)量已增加至390家,位列全球第二。其中又以江蘇省的持證企業(yè)數(shù)量最多為126家。我國制造業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,已具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模和實(shí)力基礎(chǔ),為國外向我國轉(zhuǎn)移裝備制造業(yè)提供了現(xiàn)實(shí)的可能。

4、在引進(jìn)、吸收、消化、創(chuàng)新的基礎(chǔ)上發(fā)展出適合我國國情的新技術(shù)、新工藝,培養(yǎng)了一大批技術(shù)骨干和經(jīng)驗(yàn)豐富的管理者,具備了開拓國內(nèi)外市場的核心競爭力。

分類概述

壓力容器的分類方法很多,從使用、制造和監(jiān)檢的角度分類,有以下幾種。

(1)按承受壓力的等級分為:低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器。

(2)按盛裝介質(zhì)分為:非易燃、無毒;易燃或有毒;劇毒。

(3)按工藝過程中的作用不同分為:

①反應(yīng)容器:用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的容器。

②換熱容器:用于完成介質(zhì)的熱量交換的容器。

③分離容器:用于完成介質(zhì)的質(zhì)量交換、氣體凈化、固、液、氣分離的容器。

④貯運(yùn)容器:用于盛裝液體或氣體物料、貯運(yùn)介質(zhì)或?qū)�壓力起平衡緩沖作用的容器。

基本分類方法

壓力容器分類應(yīng)當(dāng)先按照介質(zhì)特性,按照以下要求選擇分類圖,再根據(jù)設(shè)計(jì)壓力p(單位MPa)和容積V(單位L),標(biāo)出坐標(biāo)點(diǎn),確定容器類別:

(1)對于第一組介質(zhì),壓力容器的分類見圖A-1。

(2)對于第二組介質(zhì),壓力容器的分類見圖A-2。

圖A-1 壓力容器分類圖-第一組介質(zhì)

圖A-2 壓力容器分類圖-第二組介質(zhì)

多腔壓力分類

多腔壓力容器(如換熱器的管程和殼程、夾套容器等)按照類別高的壓力腔作為該容器的類別并且按該類別進(jìn)行使用管理。但應(yīng)當(dāng)按照每個(gè)壓力腔各自的類別分別提出設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求。對各壓力腔進(jìn)行類別劃定時(shí),設(shè)計(jì)壓力取本壓力腔的設(shè)計(jì)壓力,容積取本壓力腔的幾何容積。

1、同腔多種介質(zhì)容器分類

一個(gè)壓力腔內(nèi)有多種介質(zhì)時(shí),按組別高的介質(zhì)分類。

2、介質(zhì)含量極小容器分類

當(dāng)某一危害性物質(zhì)在介質(zhì)中含量極小時(shí),應(yīng)當(dāng)按其危害程度及其含量綜合考慮,由壓力容器設(shè)計(jì)單位決定介質(zhì)組別。

特殊情況分類

(1)坐標(biāo)點(diǎn)位于圖A-1或者圖A-2的分類線上時(shí),按較高的類別劃分其類別。

(2)對于GB 5044和HG 20660兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確規(guī)定的介質(zhì),應(yīng)當(dāng)按化學(xué)性質(zhì)、危害程度及其含量綜合考慮,由壓力容器設(shè)計(jì)單位決定介質(zhì)組別。(3)本規(guī)程1.4條范圍內(nèi)的壓力容器統(tǒng)一劃分為第Ⅰ類壓力容器。

壓力等級劃分

壓力容器的設(shè)計(jì)壓力(p)劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個(gè)壓力等級:

(1)低壓(代號L) 0.1MPa≤p<1.6MPa

(2)中壓(代號M) 1.6MPa≤p<10.0MPa

(3)高壓(代號H) 10.0MPa≤p<100.0MPa

(4)超高壓(代號U) p≥100.0MPa。

品種劃分

壓力容器按在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理,分為反應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲(chǔ)存壓力容器。具體劃分如下:

(1)反應(yīng)壓力容器(代號R):主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器,如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、超高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。

(2)換熱壓力容器(代號E):主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器,如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、加熱器、消毒鍋、染色器、烘缸、蒸炒鍋、預(yù)熱鍋、溶劑預(yù)熱器、蒸鍋、蒸脫機(jī)、電熱蒸汽發(fā)生器、煤氣發(fā)生爐水夾套等。

(3)分離壓力容器(代號S):主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的壓力容器,如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。

(4)儲(chǔ)存壓力容器(代號C,其中球罐代號B):主要是用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器,如各種型式的儲(chǔ)罐。

在一種壓力容器中,如同時(shí)具備兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí),應(yīng)當(dāng)按工藝過程中的主要作用來劃分品種。

相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)

與其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),與其他管理規(guī)定的關(guān)系:

本規(guī)程是固定式壓力容器的基本安全性能保證,也是必須滿足和達(dá)到的安全要求,其他標(biāo)準(zhǔn)不得低于本規(guī)程的各項(xiàng)規(guī)定

不符合本規(guī)定時(shí),如何處理:

指"三新"試驗(yàn)、研究數(shù)據(jù)報(bào)告報(bào)國家質(zhì)檢總局委托技術(shù)機(jī)構(gòu)評審、處理,并將結(jié)果經(jīng)總局批準(zhǔn)后進(jìn)行試制

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

(1)國 標(biāo)

GB 150-2011 壓力容器

GB/T 151-2014熱交換器

GB18442-2001 低溫絕熱壓力容器

GB50094-98 球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范

GB50128-2005 立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范

3

(2)機(jī) 械 部

JB4700——2000 壓力容器法蘭

JB4708-2000 鋼制壓力容器焊接工藝評定

JB/T4709-2000 鋼制壓力容器焊接規(guī)程

JB4710-2005 鋼制塔式容器

NB/T 47008-2017 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件

NB/T 47009-2017 低溫壓力容器用低合金鋼鍛件

NB/T 47010-2017壓力容器用不銹鋼鍛件

JB4731-2005 鋼制臥式容器

JB4732-95 鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)釋義

JB/T4734-2002 鋁制焊接容器

JB/T4735-1997 鋼制焊接常壓容器

JB4736-2002 補(bǔ)強(qiáng)圈

JB/T4745-2002 鈦制焊接容器

JB/T5104-91 焊接接頭脆性破壞的評定

JB6917-1998 制冷裝置用壓力容器

JB/T6920-1993 管殼式油冷器用換熱管

JB/T8930-1999 沖壓工藝質(zhì)量控制規(guī)范

(3)石 油 部

SY/T0404-98 加熱爐工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

SY/T0419-97 油田專用水套加熱爐制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范

SY/T0448-97 油田油氣處理用鋼制壓力容器施工及驗(yàn)收規(guī)范

SY/T0449-97 油氣田用鋼制常壓容器施工及驗(yàn)收規(guī)范

SY/T0469-98 石油建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(油田鋼制容器及加熱爐制作)

SY/T0538-2004 管式回?zé)釥t規(guī)范

SY/T4004-90 管式加熱爐工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

SY4024-93 石油建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(通則)

SY4026-93 石油建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(儲(chǔ)罐工程)

SY/T4041-95油田專用濕蒸汽發(fā)生器安裝及驗(yàn)收規(guī)范

SY/T4069-93 石油建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(油田鋼制容器制作)

SY4081-95 鋼質(zhì)球形儲(chǔ)罐抗震鑒定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

SY6279-1997 大型塔類設(shè)備吊裝安全規(guī)程

SY6444-2000 石油工程建設(shè)施工安全規(guī)定

SY6457-2000 含硫天然氣管道安全規(guī)程

SY/T10006-2000 結(jié)構(gòu)鋼管制造規(guī)范

化工

HG20517-92 鋼制低壓濕式氣柜

HG20536-93 聚四氟乙烯襯里設(shè)備

HG20545-92 化學(xué)工業(yè)爐受壓元件制造技術(shù)條件

HG/T20589-96 化學(xué)工業(yè)爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定

HG21502.1-92 鋼制立式圓筒形固定頂儲(chǔ)罐系列

HG21502.2-92 鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐系列

HG21503-92 鋼制固定式薄管板列管換熱器

HG21504.1~2-92 玻璃鋼儲(chǔ)槽標(biāo)準(zhǔn)系列

HG21504.1-92 玻璃鋼儲(chǔ)槽標(biāo)準(zhǔn)系列VN0.5-100立方米

HG21504.2-92 拼裝式玻璃鋼儲(chǔ)罐標(biāo)準(zhǔn)系列(VN100-500立方米)

HG21505-92 組合式社鏡

HG21506-92 補(bǔ)強(qiáng)圈

HG/T3112-1998 浮頭列管式石墨換熱器

HG/T3113-1998 YKA型圓塊孔式石墨換熱器

HG/T3114-1998 聚丙烯海爾環(huán)填料

HG/T3116-1998 玻璃設(shè)備、管道和配件檢驗(yàn)、安裝和使用的一般規(guī)則

HG/T3117-1998 耐酸陶瓷容器

HG/T3124-1998 焊接金屬波紋管釜用機(jī)械密封技術(shù)條件

HG/T3126-1998 搪玻璃蒸餾容器

HG3129-98 整體多層加緊式高壓容器

HGJ208-83 高壓化工設(shè)備施工及驗(yàn)收規(guī)范

HGJ209-83 中低壓化工設(shè)備施工及驗(yàn)收規(guī)范

HGJ210-83 圓桶形鋼制焊接貯罐施工及驗(yàn)收規(guī)范

HGJ211-85 化工塔類設(shè)備施工及驗(yàn)收規(guī)范

HGJ212-83 金屬焊接結(jié)構(gòu)濕式氣柜施工及驗(yàn)收規(guī)范

10

HGJ226-87 管式爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

HGJ230-88 乙烯裝置裂解爐施工及技術(shù)規(guī)程

(4)中 石 化

SH3074-95 石油化工鋼制壓力容器

SH3075-95 石油化工鋼制壓力容器材料選用標(biāo)準(zhǔn)

SH3512-2002 球形儲(chǔ)罐工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

SH3513-2000 石油化工鋁制料倉施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH3524-99 石油化工鋼制塔、容器現(xiàn)場組焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

15

SH3065-94 石油化工管式爐急彎彎管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

SH3074-95 石油化工鋼制壓力容器

SH3075-95 石油化工鋼制壓力容器材料選用標(biāo)準(zhǔn)

SH3086-1998 石油化工管式爐鋼結(jié)構(gòu)工程及部件安裝技術(shù)條件

SH3087-1997 石油化工管式爐耐熱鋼鑄件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

SH/T3112-2000 石油化工管式爐爐管脹接工程技術(shù)條件

SH/T3113-2000 石油化工管式爐燃燒器工程技術(shù)條件

SH/T3114-2000 石油化工管式爐耐熱鑄鐵件工程技術(shù)條件

SH/T3414-1999 鋼制立式輕質(zhì)油罐罐下采樣器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收

SH3504-2000 催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)設(shè)備施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH3506-2000 管式爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH3512-2002 球形儲(chǔ)罐工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

16

SH3513-2000 石油化工鋁制料倉施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH3529-93 石油化工企業(yè)廠區(qū)豎向布置工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH3530-2001 石油化工立式圓筒形鋼制儲(chǔ)罐施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

SH3532-95 石油化工換熱設(shè)備施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH3534-2001 石油化工筑爐工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

SH/T3537-2002 立式圓筒形低溫儲(chǔ)罐施工技術(shù)規(guī)程

內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力,并對安全性有較高要求的密封容器。早期的化學(xué)工業(yè),反應(yīng)壓力多在10兆帕以下。但合成氨和高壓聚乙烯等高壓生產(chǎn)工藝出現(xiàn)后,要求壓力容器的壓力達(dá)100兆帕以上。隨著化工和石油化工等工業(yè)的發(fā)展,壓力容器的工作溫度范圍越來越寬,容量不斷增大,有些還要求耐介質(zhì)腐蝕。20世紀(jì)60年代開始,核電站的發(fā)展對反應(yīng)堆壓力容器提出了更高的安全和技術(shù)要求,從而促進(jìn)了壓力容器的進(jìn)一步發(fā)展,廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門。壓力容器主要為圓柱形,也有球形或其他形狀。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,可分為多層式壓力容器,繞板式壓力容器、型槽繞帶式壓力容器、熱套式壓力容器、鍛焊式壓力容器和厚板卷焊式壓力容器等。大多數(shù)壓力容器由鋼制成,也有的用鋁、鈦等有色金屬和玻璃鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土等非金屬材料制成。壓力容器在使用中如發(fā)生爆炸,會(huì)造成災(zāi)難性事故。為了使壓力容器在確保安全的前提下達(dá)到設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、易于制造、使用可靠和造價(jià)經(jīng)濟(jì)等目的,各國都根據(jù)本國具體情況制定了有關(guān)壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)條件,對壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和使用等提出具體和必須遵守的規(guī)定。

外部檢查

亦稱運(yùn)行中檢查,檢查的主要內(nèi)容有:壓力容器外表面有無裂紋、變形、泄漏、局部過熱等不正�，F(xiàn)象;安全附件是否齊全、靈敏、可靠;緊固螺栓是否完好、全部旋緊;基礎(chǔ)有無下沉、傾斜以及防腐層有無損壞等異常現(xiàn)象。外部檢查既是檢驗(yàn)人員的工作,也是操作人員日常巡回檢查項(xiàng)目。發(fā)現(xiàn)危及安全現(xiàn)象(如受壓元件產(chǎn)生裂紋、變形、嚴(yán)重泄?jié)B等)應(yīng)予停運(yùn)并及時(shí)報(bào)告有關(guān)人員。

內(nèi)外部檢驗(yàn)

壓力容器內(nèi)外部檢驗(yàn)這種檢驗(yàn)必須在停車和容器內(nèi)部清洗干凈后才能進(jìn)行。檢驗(yàn)的主要內(nèi)容除包括外部檢查的全部內(nèi)容外,還要檢驗(yàn)內(nèi)外表面的腐蝕磨損現(xiàn)象;用肉眼和放大鏡對所有焊縫、封頭過渡區(qū)及其他應(yīng)力集中部位檢查有無裂紋,必要時(shí)采用超聲波或射線探傷檢查焊縫內(nèi)部質(zhì)量;測量壁厚。若測得壁厚小于容器最小壁厚時(shí),應(yīng)重新進(jìn)行強(qiáng)度校核,提出降壓使用或修理措施;對可能引起金屬材料的金相組織變化的容器,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行金相檢驗(yàn);高壓、超高壓容器的主要螺栓應(yīng)利用磁粉或著色進(jìn)行有無裂紋的檢查等。通過內(nèi)外部檢驗(yàn),對檢驗(yàn)出的缺陷要分析原因并提出處理意見。修理后要進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。壓力容器內(nèi)外部檢驗(yàn)周期為每三年一次,但對強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)、劇毒介質(zhì)的容器檢驗(yàn)周期應(yīng)予縮短。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重缺陷的容器和焊接質(zhì)量差、材質(zhì)對介質(zhì)抗腐蝕能力不明的容器也均應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期。

全面檢驗(yàn)

壓力容器全面檢驗(yàn)除了上述檢驗(yàn)項(xiàng)目外,還要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)(一般進(jìn)行水壓試驗(yàn))。對主要焊縫進(jìn)行無損探傷抽查或全部焊縫檢查。但對壓力很低、非易燃或無毒、無腐蝕性介質(zhì)的容器,若沒有發(fā)現(xiàn)缺陷,取得一定使用經(jīng)驗(yàn)后,可不作無損探傷檢查。容器的全面檢驗(yàn)周期,一般為每六年至少進(jìn)行一次。對盛裝空氣和惰性氣體的制造合格容器,在取得使用經(jīng)驗(yàn)和一兩次內(nèi)外檢驗(yàn)確認(rèn)無腐蝕后,全面檢驗(yàn)周期可適當(dāng)延長。

需注意以下事項(xiàng)

材料代用規(guī)定

在設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造過程中,常常受到材料的采購和選擇困難或者是處于在經(jīng)濟(jì)上的不足考慮和分析,材料代用在壓力容器的設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用�！豆潭ㄊ綁毫θ萜靼踩�技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》在壓力容器材料代用中做了明確的規(guī)定,在其設(shè)計(jì)和制造中,主要要求是通過壓力容器的承壓部件材料的選擇中要和被代用的材料不僅外形質(zhì)量相似,而且要充分考慮材料的化學(xué)成分、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、性能指標(biāo)和監(jiān)測方式進(jìn)行合理的代用。材料代用最基本的原則是:在代用中要杜絕各種指標(biāo)不達(dá)標(biāo)材料的應(yīng)用,嚴(yán)格確保材料質(zhì)量和達(dá)到絕對保證,在技術(shù)上代用材料的技術(shù)要求不能夠低于被代用材料,可以通過多種材料選擇方式對材料進(jìn)行檢測和測試。

材料代用的手續(xù)要求為:

(1)容器承壓部件的代用要嚴(yán)格進(jìn)行,須經(jīng)由代用單位技術(shù)部門的批準(zhǔn)并上報(bào)代用材料的復(fù)檢報(bào)告或質(zhì)量證明,由主管負(fù)責(zé)人核準(zhǔn)批復(fù);

(2)必須在獲得原設(shè)計(jì)單位的允許并拿到證明文件后,才可以在壓力容器制造時(shí)進(jìn)行材料代用;

(3)壓力容器的設(shè)計(jì)圖、施工圖以及出廠時(shí)的質(zhì)量證明書中要細(xì)致標(biāo)注代用材料的規(guī)格部位、材質(zhì)和規(guī)格。

以優(yōu)代劣

壓力容器所用的全部金屬材料要具有優(yōu)良的性能,包括材料的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐高溫性和制作工藝等。每一種材料的性能都是固定不變的從性能比較的角度出發(fā),常常會(huì)出現(xiàn)材料間的"優(yōu)"和"劣"的問題。但每種壓力容器對對材料性能的要求在不同情況下也是不一樣的,所以,材料代用中的"優(yōu)"與"劣"判斷從實(shí)際出發(fā),具體問題具體分析。下面,筆者基于自身工作經(jīng)驗(yàn),主要探討了幾種典型的"以優(yōu)代劣"問題。

2.1 壓力容器制作中,在強(qiáng)度、力學(xué)特征等機(jī)械能方面,其常用到的低合金鋼盡管明顯優(yōu)于碳素鋼,但其冷加工性能與可焊性都比不過碳素鋼。一般來說,強(qiáng)度級別高的,其冷加工性能與可焊性就較差,二者負(fù)相關(guān)。所以在進(jìn)行這方面的代用時(shí),應(yīng)相應(yīng)調(diào)整焊接工藝,在熱處理時(shí)也可能會(huì)有相應(yīng)變化,應(yīng)給予充分重視。

2.2材料代用時(shí)進(jìn)行細(xì)致、周全的考慮,否則壓力容器實(shí)際使用中可能會(huì)出現(xiàn)各種安全隱患。比如處于濕硫化氫環(huán)境下及存在應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備中,容器對應(yīng)力腐蝕開裂地敏感性隨容器使用的鋼材的強(qiáng)度級別的提高而增大,二者正相關(guān)。此時(shí)若將20R和Q235和20R系列的鋼材用16MnR等低合金鋼待用就極易產(chǎn)生問題,因此,此類"以優(yōu)代劣"行徑在原則是行不通的,應(yīng)當(dāng)被禁止。鎮(zhèn)靜鋼在許多性能方面上,鎮(zhèn)靜鋼都比沸騰鋼要更占優(yōu)勢,但在搪玻璃容器制造時(shí),鎮(zhèn)靜鋼的搪瓷效果反而不如沸騰鋼好。

2.3 一般來說, 不銹鋼的耐腐蝕性較出色但在含有氯離子的環(huán)境下,其耐腐蝕性卻不如低合金鋼和碳素鋼。

2.4 和普通不銹鋼相比,超低碳不銹鋼雖然具有價(jià)格優(yōu)勢和良好的耐腐蝕性,但前者的高溫?zé)釓?qiáng)性卻更為出色。一般情況下,為了提高耐腐蝕性,需降低炭含量,而為了提高高溫性,則要提高炭的含量。故而,此種情況下的"以優(yōu)代劣",要尤其精確設(shè)計(jì)設(shè)備溫度,如有必要,應(yīng)當(dāng)重新計(jì)算。

以厚代薄

"以厚代薄"常常使從平面應(yīng)力狀殼體的受力態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎽?yīng)變狀態(tài),這對容器受力狀態(tài)來說,是有百害而無一利的,通常情況下,厚壁容器比薄壁容器更容易產(chǎn)生三向拉應(yīng)力,進(jìn)而產(chǎn)生平面應(yīng)變脆性斷裂。

3.1 對原設(shè)計(jì)中封頭和筒體間等厚焊接的容器,若對容器殼體的個(gè)別部件進(jìn)以厚代薄,很容易增加殼體的幾何不連續(xù)情況,從而使封頭和簡體間的連接部位受到的局部應(yīng)力增加,此時(shí),對于有應(yīng)力腐蝕傾向的容器來說,會(huì)造成很大的損害�？赡軙�(huì)導(dǎo)致疲勞裂紋,嚴(yán)重的可能造成疲勞斷裂。

3.2 在厚板替代薄板時(shí),常常導(dǎo)致連接結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)改變,例如,簡體與加厚的封頭連接時(shí),通常需要對封頭進(jìn)行削邊處理。對以管道為主要簡體構(gòu)成的設(shè)備,若增加筒壁厚度,在封頭與簡體的連接部位也須對簡體側(cè)實(shí)施內(nèi)削邊處理。在厚度增加較大時(shí),往往也關(guān)系到焊接工藝的變化。

3.3 容器殼體整體層面上的"以厚代薄",雖然并不會(huì)造成簡體連接處和封頭的局部應(yīng)力增加,但不了避免地,仍會(huì)導(dǎo)致不良影響。(1)厚度增加后,原來的殼體設(shè)計(jì)中的探傷方式和焊接工藝也要進(jìn)行相應(yīng)的改變,增加難度;(2)殼體厚度的增加必然使容器的重量加大,當(dāng)容器重量增加過大時(shí),必然會(huì)對容器的基礎(chǔ)和支座產(chǎn)生不利影響;(3)對殼體同時(shí)具有傳熱作用的容器,殼體厚度的增加肯定會(huì)影響其傳熱效果。

其他注意事項(xiàng)

進(jìn)行材料代用時(shí), 應(yīng)根據(jù)實(shí)際用材情況對焊接工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,一般調(diào)整原則為:用高級材料替代低級材料時(shí),實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收仍可采用低級材料的標(biāo)準(zhǔn),不用提高標(biāo)準(zhǔn);不同材料的耐高溫性、韌度等性能不同時(shí), 進(jìn)行最低水壓實(shí)驗(yàn)時(shí), 其相應(yīng)的溫度也可能發(fā)生改變,此時(shí),要嚴(yán)格按 GB150 的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行;當(dāng)板厚增加超過 GB150所規(guī)定的冷卷厚度時(shí),一定要對筒體進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理;鋼板的厚度達(dá)到一定水平時(shí),還需要進(jìn)行超聲探傷,必要時(shí),提高水試驗(yàn)的壓力。

5結(jié)論通過剛才為主要的材料主體進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)和制造是當(dāng)前容器應(yīng)用的基礎(chǔ),更是在壓力容器的材料代用中性能要求合理和中要難點(diǎn)。在材料的機(jī)械性能要求上,在考兩次材料強(qiáng)度的同時(shí),也應(yīng)考慮其韌性,在韌性滿足的條件下,則應(yīng)盡可能提高其強(qiáng)度。從這個(gè)角度上來說,在壓力容器材料選擇上要正確界定"優(yōu)"和"劣",不要單純的從材料的厚度和強(qiáng)度來考慮,而要進(jìn)行綜合辨析和考慮。

維護(hù)

化工行業(yè)大量使用的壓力容器,由于介質(zhì)的腐蝕性、反應(yīng)條件忽冷忽熱、運(yùn)輸、使用、人為等問題,總會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的搪瓷層損壞,造成不必要的生產(chǎn)停止,如大面積脫落,建議只能返廠重新搪瓷。壓力容器價(jià)格較高,微小損壞時(shí)沒有必要整臺設(shè)備更新,這就需要選用合適的修補(bǔ)法,用(勁素成)JS916馬上進(jìn)行修補(bǔ),否則,就會(huì)使壓力容器被容器里溶劑腐蝕,搪瓷面的損壞會(huì)迅速擴(kuò)大,并由此造成停產(chǎn)、安全事故及環(huán)境污染等不可預(yù)計(jì)的損失。

實(shí)際應(yīng)用

壓力容器是一個(gè)涉及多行業(yè)、多學(xué)科的綜合性產(chǎn)品,其建造技術(shù)涉及到冶金、機(jī)械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護(hù)等眾多行業(yè)。壓力容器廣泛應(yīng)用于化工、石油、機(jī)械、動(dòng)力、冶金、核能、航空、航天、海洋等部門。它是生產(chǎn)過程中必不可少的核心設(shè)備,是一個(gè)國家裝備制造水平的重要標(biāo)志。如化工生產(chǎn)中的反應(yīng)裝置、換熱裝置、分離裝置的外殼、氣液貯罐、核動(dòng)力反應(yīng)堆的壓力殼、電廠鍋爐系統(tǒng)中的汽包等都是壓力容器。隨著冶金、機(jī)械加工、焊接和無損檢測等技術(shù)的不斷進(jìn)步。

行業(yè)產(chǎn)值增長

金屬壓力容器廣泛應(yīng)用于化工、石油、機(jī)械、冶金、核能、航空、航天等部門,是生產(chǎn)過程中必不可少的核心設(shè)備。冶金、機(jī)械加工、焊接和無損檢測等技術(shù)的不斷進(jìn)步,特別是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)的飛速發(fā)展,帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在世界各國投入了大量人力物力進(jìn)行深入的研究的基礎(chǔ)上,金屬壓力容器技術(shù)領(lǐng)域也取得了相應(yīng)的進(jìn)展。

金屬壓力容器制造行業(yè)作為石油和石油化工設(shè)備的子行業(yè),在原油價(jià)格增長的帶動(dòng)下其發(fā)展呈穩(wěn)定增長態(tài)勢。《2013-2017年中國金屬壓力容器行業(yè)市場前瞻與投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告》顯示,2010年規(guī)模以上金屬壓力容器生產(chǎn)企業(yè)共計(jì)588家,資產(chǎn)總計(jì)413.91億元;實(shí)現(xiàn)銷售收入488.19億元,同比增長21.47%;獲得利潤總額24.83億元,同比增長37.24%。

隨著金屬壓力容器行業(yè)競爭的不斷加劇,大型金屬壓力容器企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁,國內(nèi)優(yōu)秀的金屬壓力容器生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究,特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因?yàn)槿绱?一大批國內(nèi)優(yōu)秀的金屬壓力容器品牌迅速崛起,逐漸成為金屬壓力容器行業(yè)中的翹楚!

2003-2007年間,我國金屬壓力容器行業(yè)產(chǎn)值保持高速增長態(tài)勢,年均復(fù)合增長率(CAGR)為26.4%,2008年全年金屬壓力容器企業(yè)的總產(chǎn)值估計(jì)達(dá)264億元,同比增長13.90%。2010年金屬壓力容器行業(yè)產(chǎn)值達(dá)到350億元左右的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2011年385億左右的規(guī)模。2011年12月份,我國生產(chǎn)工業(yè)鍋爐3.5萬蒸發(fā)量噸,同比增長32.74 %。數(shù)據(jù)顯示:2011年1-12月,全國工業(yè)鍋爐的產(chǎn)量達(dá)41.3萬蒸發(fā)量噸,同比增長28.86 %。

壓力

壓力容器的壓力可以來自兩個(gè)方面,一是壓力是容器外產(chǎn)生(增大)的,二是壓力是容器內(nèi)產(chǎn)生(增大)的。

最高工作壓力,多指在正常操作情況下,容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。

設(shè)計(jì)壓力,系是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力,亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計(jì)壓力,壓力容器的設(shè)計(jì)壓力值不得低于最高工作壓力;當(dāng)容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達(dá)到5%設(shè)計(jì)壓力時(shí),則應(yīng)取設(shè)計(jì)壓力和液柱靜壓力之和進(jìn)行該部位或元件的設(shè)計(jì)計(jì)算;裝有安全閥的壓力容器,其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破壓力。容器的設(shè)計(jì)壓力確定應(yīng)按GB 150的相應(yīng)規(guī)定。

溫度

金屬溫度,系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下,元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。

設(shè)計(jì)溫度,系指容器在正常操作情況下,在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下,殼壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度。當(dāng)殼壁或元件金屬的溫度低于-20℃,按最低溫度確定設(shè)計(jì)溫度;除此之外,設(shè)計(jì)溫度一律按最高溫度選取。設(shè)計(jì)溫度值不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高金屬溫度;對于0℃以下的金屬溫度,則設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。容器設(shè)計(jì)溫度(即標(biāo)注在容器銘牌上的設(shè)計(jì)介質(zhì)溫度)是指殼體的設(shè)計(jì)溫度。

介質(zhì)

生產(chǎn)過程所涉及的介質(zhì)品種繁多,分類方法也有多種。按物質(zhì)狀態(tài)分類,有氣體、液體、液化氣體、單質(zhì)和混合物等;按化學(xué)特性分類,則有可燃、易燃、惰性和助燃四種;按它們對人類毒害程度,又可分為極度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、輕度危害(Ⅳ)四級。

易燃介質(zhì):是指與空氣混合的爆炸下限小于10%,或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的氣體,如一甲胺、乙烷、乙烯等。

毒性介質(zhì):《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《容規(guī)》)對介質(zhì)毒性程度的劃分參照GB 5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其最高容許濃度分別為:極度危害(I級)<0.1 mg/m3;高度危害(Ⅱ級)0. 1 ~<1.0 mg/m3;中度危害(Ⅲ級)1.0 ~<10 mg/m3;輕度危害(1V級)≥10 mg/m3。

壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時(shí),應(yīng)以介質(zhì)的組成并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則,由設(shè)計(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)部門或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。

腐蝕性介質(zhì),石油化工介質(zhì)對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時(shí)是因介質(zhì)中有雜質(zhì),使腐蝕性加劇。腐蝕介質(zhì)的種類和性質(zhì)各不相同,加上工藝條件不同,介質(zhì)的腐蝕性也不相同。這就要求壓力容器在選用材料時(shí),除了應(yīng)滿足使用條件下的力學(xué)性能要求外,還要具備足夠的耐腐蝕性,必要時(shí)還要采取一定的防腐措施。

設(shè)備事故率的大小,影響因素較多,也十分復(fù)雜。它不但與整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的各項(xiàng)技術(shù)水平有關(guān),而且還與社會(huì)文化和人的素質(zhì)有關(guān)。

在相同的條件下,壓力容器的事故率要比其他機(jī)械設(shè)備高得多。本來壓力容器大多數(shù)是承受靜止而比較穩(wěn)定的載荷,并不像一般轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械那樣容易因過度磨損而失效,也不像高速發(fā)動(dòng)機(jī)那樣因承受高周期反復(fù)載荷而容易發(fā)生疲勞失效。究其原因,主要有以下幾方面。

技術(shù)條件

1、使用條件比較苛刻。壓力容器不但承受著大小不同的壓力載荷(在一般情況下還是脈動(dòng)載荷)和其他載荷,而且有的還是在高溫或深冷的條件下運(yùn)行,工作介質(zhì)又往往具有腐蝕性,工況環(huán)境比較惡劣。

2、容易超負(fù)荷。容器內(nèi)的壓力常常會(huì)因操作失誤或發(fā)生異常反應(yīng)而迅速升高,而且往往在尚未發(fā)現(xiàn)的情況下,容器即已破裂。

3、局部應(yīng)力比較復(fù)雜。例如,在容器開孔周圍及其他結(jié)構(gòu)不連續(xù)處,常會(huì)因過高的局部應(yīng)力和反復(fù)的加載卸載而造成疲勞破裂。

4、常隱藏有嚴(yán)重缺陷。焊接或鍛制的容器,常會(huì)在制造時(shí)留下微小裂紋等嚴(yán)重缺陷,這些缺陷若在運(yùn)行中不斷擴(kuò)大,或在適當(dāng)?shù)臈l件(如使用溫度、工作介質(zhì)性質(zhì)等)下都會(huì)使容器突然破裂。

使用管理

1、使用不合法。購買一些沒有壓力容器制造資質(zhì)的工廠生產(chǎn)的設(shè)備作為承壓設(shè)備,并非法當(dāng)壓力容器使用,以避開報(bào)裝、使用注冊登記和檢驗(yàn)等安全監(jiān)察管理,留下無窮后患。

2、容器雖合法而管理操作不符合要求。企業(yè)不配備或缺乏懂得壓力容器專業(yè)知識和了解國家對壓力容器的有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)管理人員。壓力容器操作人員未經(jīng)必要的專業(yè)培訓(xùn)和考核,無證上崗,極易造成操作事故。

3、壓力容器管理處于"四無"狀態(tài)。即一無安全操作規(guī)程,二無建立壓力容器技術(shù)檔案,三無壓力容器持證上崗人員和相關(guān)管理人員,四無定期檢驗(yàn)管理。使壓力容器和安全附件處于盲目使用、盲目管理的失控狀態(tài)。

4、擅自改變使用條件,擅自修理改造。經(jīng)營者無視壓力容器安全,為了適應(yīng)某種工藝的需要而隨意改變壓力容器的用途和使用條件,甚至帶"病"操作,違規(guī)超負(fù)荷超壓生產(chǎn)等造成嚴(yán)重后果。

5、地方政府的安全監(jiān)察管理部門和相關(guān)行政執(zhí)法部門管理不到位。安全監(jiān)察管理部門和相關(guān)行政執(zhí)法部門的工作未能使用社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是規(guī)模小、分布廣的民營和私營企業(yè)的激增,使壓力容器的安全監(jiān)察管理存在盲區(qū)和管理不到位的現(xiàn)象,助長了壓力容器的違規(guī)使用和違規(guī)管理。

反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品,用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器,例如反應(yīng)器、反應(yīng)鍋、分解鍋、聚合釜等;材質(zhì)一般有碳錳鋼、不銹鋼、鋯、鎳基(哈氏、蒙乃爾、因康鎳)合金及其它復(fù)合材料。

反應(yīng)釜分類

根據(jù)反應(yīng)釜的制造結(jié)構(gòu)可分為開式平蓋式反應(yīng)釜、開式對焊法蘭式反應(yīng)釜和閉式反應(yīng)釜三大類,每一種結(jié)構(gòu)都有他的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。反應(yīng)釜按材質(zhì)及用途可有以下幾種:

不銹鋼反應(yīng)釜

不銹鋼反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。材質(zhì)一般有碳錳鋼、不銹鋼、鋯、鎳基(哈氏、蒙乃爾)合金及其它復(fù)合材料。

不銹鋼反應(yīng)釜攪拌形式一般有錨式、槳式、渦輪式、推進(jìn)式或框式等,攪拌裝置在高徑比較大時(shí),可用多層攪拌槳葉,也可根據(jù)用戶的要求任意選配.

不銹鋼反應(yīng)釜的密封型式不同可分為:填料密封機(jī)械密封和磁力密封。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導(dǎo)熱油循環(huán)加熱、外(內(nèi))盤管加熱等,冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤管冷卻。

搪玻璃反應(yīng)釜

搪玻璃反應(yīng)釜是將含高二氧化硅的玻璃,襯在鋼制容器的內(nèi)表面,經(jīng)高溫灼燒而牢固地密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。因此搪玻璃反應(yīng)釜具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬強(qiáng)度的雙重優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。

磁力攪拌反應(yīng)釜

采用靜密封結(jié)構(gòu),攪拌器與電機(jī)傳動(dòng)間采用磁力偶合器聯(lián)接,由于其無接觸的傳遞力矩,以靜密封取代動(dòng)密封,能徹底解決以前機(jī)械密封與填料密封無法解決的泄漏問題,使整個(gè)介質(zhì)各攪拌部件完全處于絕對密封的狀態(tài)中進(jìn)行工作,因此,更適合用于各種易燃易爆、劇毒、貴重介質(zhì)及其它滲透力極強(qiáng)的化學(xué)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),是石油、化工、有機(jī)合成、高分子材料聚合、食品等工藝中進(jìn)行硫化、氟化、氫化、氧化等反應(yīng)最理想的無泄漏反應(yīng)設(shè)備。

一、應(yīng)力變形及預(yù)防

1、火焰切割變形

(1)筒節(jié):大直徑殼體短筒節(jié)下料(料較長且較窄)時(shí),其端口的火焰切割加工邊易發(fā)生變形。因切割高溫冷卻后,加工邊產(chǎn)生收縮,直線邊變?yōu)?弧線"邊,筒節(jié)輥圓后,其端口就不在一個(gè)水平面上,誤差較大時(shí),滿足不了組對和焊接的要求。應(yīng)采取對稱切割或機(jī)械加工等方法避免產(chǎn)生變形。

(2)封頭:成型封頭火焰凈料切割后,其端口周邊會(huì)產(chǎn)生收縮,使封頭口徑變小。嚴(yán)重時(shí),收縮后的封頭口徑滿足不了尺寸要求。對整體成型的封頭端口加工,如采取火焰切割,則其成型模具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮切割后的收縮量;對瓣片式組合封頭的端口加工,如采取火焰切割,則封頭組裝時(shí)口徑要適當(dāng)放大,以彌補(bǔ)切割后的收縮量。也可采取機(jī)械加工的方法避免產(chǎn)生變形。

(3)機(jī)加工件坯料(主要是鋼板坯料):這種坯料多用于壓力容器上的大型法蘭或密封圈等。火焰切割后,由于鋼板脹縮不均,致使坯料板面不平,嚴(yán)重時(shí)造成坯料面的加工量不夠。應(yīng)在坯料板切割后進(jìn)行平整矯形,對難以矯形的坯料板,可適當(dāng)增大其加工余量。

2、加工失穩(wěn)變形

加工失穩(wěn)變形往往是在已成型的封頭或筒節(jié)上開大型孔(如容器的裝卸孔)、由于開孔區(qū)及其附近穩(wěn)定性減弱,造成殼體局部或部件的變形。盡量避免在單獨(dú)筒節(jié)或單獨(dú)封頭上直接開大孔,可視情況將殼體組裝成大段或整體后再開大孔;開大孔前將開孔區(qū)用緊貼殼體的筋板進(jìn)行加強(qiáng),組焊接管后殼體處于整體穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),再把加強(qiáng)板撤掉。

3、焊接變形

焊接工藝是容器焊接的技術(shù)要求和操作規(guī)定,包括:采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑,焊接工藝參數(shù)、焊接順序、焊道層數(shù)、焊前和焊后的處理、焊接環(huán)境要求以及防變形、反變形措施等。焊接工藝必須經(jīng)過工藝評定達(dá)到合格,而且在焊接操作過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求。

根據(jù)壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量,預(yù)先分析焊接將要產(chǎn)生的變形大小和形態(tài),有針對性地制定的控制措施:

(1)對多焊道的大型壓力容器,例如球形容器,應(yīng)先組裝聯(lián)結(jié)成整體后再進(jìn)行焊接,焊接應(yīng)對稱進(jìn)行,并要遵守規(guī)定的焊接順序。

(2)對多焊道的大型部件,如瓜瓣式組合封頭和由瓣片組合的殼體過渡段,除執(zhí)行上述要求外,還應(yīng)在施焊場地設(shè)口形固定卡具。

(3)較長且分多節(jié)組焊的壓力容器,其筒節(jié)下料時(shí)尺寸要適當(dāng)放出焊接收縮量,以避免出現(xiàn)焊后殼體縮短現(xiàn)象。

(4)對壓力容器,特別對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的壓力容器的組焊,要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施,確保其制造中不變形。

(5)反變形措施:根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或推算,預(yù)先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形,焊接后這個(gè)預(yù)變形量剛好得到抵消,具體做法是:壓力容器筒節(jié)的縱縫對接處兩端頭壓弧時(shí),在發(fā)生焊接變形方向的相反向留出反變形量;組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。

4、熱處理變形的預(yù)防措施

(1)熱處理爐必須符合規(guī)范要求,爐內(nèi)溫度均勻準(zhǔn)確,爐壁火焰噴嘴處應(yīng)設(shè)擋火墻,嚴(yán)禁火焰直接接觸或接近熱處理件。

(2)長度較大的壓力容器進(jìn)爐后,要加臨時(shí)支座支墊,所用數(shù)量視容器具體尺度而定。

(3)直徑較大、厚度較薄的殼體,一般應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部加強(qiáng)。

(4)分段預(yù)制的壓力容器,分段端口處應(yīng)設(shè)加強(qiáng)支撐。

(5)對受高溫易失去穩(wěn)定的壓力容器部件,也應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行加固加強(qiáng)。

二、加工誤差變形

1、下料誤差變形

由于下料尺寸不準(zhǔn),使成型后的部件形狀超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。下料尺寸不準(zhǔn)主要是由于計(jì)算或放大樣有誤,除了提高下料人員的技術(shù)水平,還應(yīng)施行下料尺寸校對制,并盡可能采取下料尺寸計(jì)算機(jī)軟件管理。

2、成型誤差變形

壓力容器部件在加工成型中,由于操作不當(dāng)或模具不標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生變形:熱成型封頭脫模溫度有一定要求,如溫度尚高就過早脫模會(huì)導(dǎo)致封頭收縮較大,嚴(yán)重時(shí)可使其幾何尺寸超標(biāo);機(jī)械輥制或壓制的容器部件,因操作不當(dāng)使之產(chǎn)生變形;模具設(shè)計(jì)考慮不周或有誤,使成型后壓力容器部件的幾何尺寸不符合要求。主要預(yù)防措施有:

(1)成型操作嚴(yán)格按工藝技術(shù)要求進(jìn)行。

(2)用檢查樣板嚴(yán)格控制加工件的形狀。

(3)模具設(shè)計(jì)在依照加工件的理論尺寸形狀的基礎(chǔ)上,充分考慮壓力容器部件加工成型中和成型后發(fā)生的變化,冷成型模具要考慮成型件的回彈量,熱成型模具要考慮成型件冷卻后的收縮量。

3、組裝誤差變形

壓力容器殼體組裝時(shí)由于錯(cuò)口或不直度誤差等超標(biāo)所產(chǎn)生的變形,稱組裝變形。其預(yù)防措施:

(1)殼體組裝應(yīng)使用定位卡具,直徑較大、厚度較薄的殼體,組裝時(shí)筒節(jié)還要加支撐,嚴(yán)格限制殼體對接邊的錯(cuò)口。

(2)殼體臥式組裝應(yīng)在托輥上進(jìn)行,并用直線檢查其不直度。

(3)分段預(yù)制的壓力容器,安裝時(shí)要設(shè)定位卡具,并用經(jīng)緯儀檢查其不直度。