压力容器设计技术规定.doc

目 录编 制 说 明21、总则32、本规定的适用范围33、标准、规范34、设计条件编制与审核35、设计文件的编(绘)制36、设计的一般规定46.1 压力容器分类46.2设计压力56.3设计温度：56.4最小壁厚56.5 腐蚀裕度C266.6材料66.7焊接结构76.8 热处理76.9无损检测86.10压力试验和气密性试验86.11 接管96.12防涡流板106.13法兰及人（手）孔106.14. 裙座、地脚螺栓、支座126.15容器法兰126.16封头和筒体136.17容器的涂敷与运输包装13编 制 说 明为了贯彻压力容器的有关法规、安全技术规范、标准要求，规范本公司的压力容器设计技术工作，结合公司压力容器设计实际制订本规定。本规定是对国家和部颁有关化工容器设计规定、规范、标准的补充。化工容器设计必须遵守的设计、制造、检验的标准、规定较多，本规定只提出了GB150钢制压力容器和化工设计标准所列的现行标准。本规定在使用过程中，当引用的各项标准有修改或有新标准颁布时，应采用相应的最新标准。本规定在有的条文中提出了应遵守国家、部颁标准、规定、规范等具体条款名称或编号，多数没有写出具体条款名称或编号。因此不论是列入的或未列入的，都应按国家、部颁标准相应的条款执行。1、总则容器分为常压容器和压力容器两种：1.1 凡设计压力低于0.1MPa，其真空度低于0.02MPa的容器为常压容器，其设计、制造、检验与验收要求按照JB/T4735-1997钢制焊接常压容器的规定。1.2凡设计压力等于或大于0.1MPa，真空度等于或大于0.02MPa的容器按压力容器设计。但当容器的工作压力Pw小于0.1MPa时，该容器不划分容器类别。1.3 对其它专用容器按各专业标准设计。压力容器按GB1501998钢制压力容器（以下简称GB150）、压力容器安全技术监察规程（以下简称容规）及HG20580HG20585-1998进行设计。2、本规定的适用范围本规定的适用范围与GB150相同。当执行的技术标准、技术规定高于本规定时，则按高的要求执行。如欲采用国外标准，应征得本公司技术负责人同意。3、标准、规范容器设计时，必须遵守的设计、材料、容器制造和检验标准或技术条件按容规、GB150及HG20580HG20585-1998执行。4、设计条件编制与审核设计条件编制与审查按照设计管理制度中QI-07-03设计条件编制与审查规定进行。5、设计文件的编(绘)制5.1设计文件编(绘)制后一律导入公司的PDM数据库管理系统中，普通文档和表格采用office 2000以上的版本，图纸绘制采用Auto CAD+Inte CAD软件，强度计算采用sw6最新版本。5.2图样绘制要求5.2.1 图纸幅面，图样的线型、视图、向视图、剖面图、放大图的绘制应符合国家制图标准和化工机械制图的特殊要求。5.2.2 设计总图上除视图外还应包含标题栏、明细表、管口表、设计数据表和技术要求。标题栏包含了设备名称、图号、单位名称、签署、变更等信息，其格式已预设在系统中供设计者采用，不可更改。设计数据表和技术要求按TCED41002化工设备图样技术要求进行填写。图面布置时，在数据表下方预留盖章位置。5.3设计计算书5.3.1 压力容器的主要受压元件必须有强度计算书，必要时还必须按容规附件五进行安全附件的计算。5.3.2 真空绝热压力容器，除罐体的强度计算外，还须有内容器主要支承（吊件）的计算及保温夹层的绝热计算。5.3.3 C3类压力容器，除罐体的强度计算外，还须有罐体自身稳定性校核计算，以及集装箱框架稳定性计算。5.4设计说明书无特殊要求的一般压力容器，可不另编写设计说明书。对容器的制造、检验、运输、安装、运行和检修有特殊要求需说明时，由设计者决定编写设计说明书。5.5安装、使用说明书5.5.1对一般简单固定式压力容器，有必要时由设计者决定编写安装使用说明书。5.5.2 对于真空绝热压力容器和蒸压釜等复杂压力容器，必须编写安装使用说明书，内容包括容器的主要结构参数、操作流程、常见故障、运输安装注意事项等。5.5.3 对于移动式压力容器，必须编写使用说明书，内容包括容器及框架部分的主要结构参数、操作流程和常见故障等。6、设计的一般规定6.1 压力容器分类根据容规第6条的规定进行分类，具体分类如下：根据设计压力（p）、介质特性、用途及最高工作压力与容积乘积pV值，压力容器分类如下：6.1.1 三类压力容器：（1）高压容器；（2）毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器；（3）易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPam3的中压储存容器；（4）易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5MPam3的中压反应容器；（5）毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPam3的低压容器；（6）高压、中压管壳式预热锅炉；（7）中压搪玻璃压力容器；（8）使用相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的材料制造的压力容器；（9）移动式压力容器；（10）容积大于等于50m3的球形储罐；（11）容积大于5m3的低温液体储存容器。6.1.2 第二类压力容器：（1）中压容器；（2）毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；（3）依然介质或毒性程度为中毒危害介质的低压反应容器和低压储存容器；（4）低压管壳式预热锅炉；（5）低压搪玻璃压力容器。6.1.3 第一类压力容器：除去6.1.1、6.1.2条规定以外的低压容器。6.2设计压力6.2.1设计压力的选取，应按GB150及HG205801998钢制化工容器设计基础规定表4-1执行。6.2.2 设计压力的取值宜为两位有效数字，不得超过三位有效数字。6.2.3 当国家压力容器安全监察部门或工程设计中对容器的设计压力有专门规定时，其设计压力应按有关规定确定。6.3设计温度：6.3.1对有蒸汽和其它液体加热或冷却的容器壁温宜取加热介质的最高温度或冷冻介质的最低温度；对无加热或冷却的容器壁温，在有保温时可取介质最高或最低温度，对无保温的容器应根据工艺条件考虑环境温度影响来确定设计温度。6.3.2 对液化气体容器，有保温和无保温的均应取可能达到的最高温度和最低温度来确定设计温度。6.3.3对于某些有不同温度下操作的容器（例如塔）可规定两个（顶部或底部）或多个操作温度，相应规定不同的设计温度。6.3.4不保温法兰当某介质温度450，按以下规定选取设计温度。法兰：取介质温度的0.9倍紧固螺栓：取介质温度的0.85倍6.3.5有内隔热衬里的容器壁温，应由计算确定。6.4最小壁厚6.4.1最小壁厚（不包括腐蚀裕度）分别按GB150中1.6.2条、GB151中5.3.2和5.6.2条及JB/T4710中5.1.6条选取。一般容器碳钢制筒体的最小壁厚（不包括腐蚀裕度）可参考下表选取：容器规格（公称直径）最小壁厚卧式容器立式容器1600441600200055200024006624003000830005000976.4.2容器规格较大（一般在DN3000mm以上）时，宜采取加强措施。6.5 腐蚀裕度C26.5.1根据介质的腐蚀性和容器的使用寿命来确定容器的腐蚀裕度C2。对于属于GB150管辖的压力容器，C2按GB150中3.5.5.2选取；对于塔式容器，C2按JB/T4710-2005中5.1.5.2选取。6.5.2 除换热器的管子外，碳素钢和低合金钢接管的腐蚀裕度应与容器所取腐蚀裕度一致，当腐蚀裕度较大时，应采用厚壁管。6.5.3 法兰密封面不加腐蚀裕度。6.5.4 内部加热盘管取设计腐蚀裕度的50，外部加热盘管不加腐蚀裕度。6.5.5 不锈钢及高合金钢腐蚀裕度C2=0。6.6材料6.6.1 材料的选用，应遵守按照GB150、容规及HG20581-1998 钢制化工容器材料选用规定执行。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。6.6.2选用材料时除考虑与介质的相溶性和使用条件(温度、压力等)外，还需着重考虑材料使用的经济合理性。6.6.3碳素钢低合金钢或低合金钢与低合金钢之间的异种钢焊接接头，一般选用与钢材相应的抗裂性能较好的焊接材料，即要求：1）强度等级不同的异种钢焊接，应按低强度一侧的母材选用焊接材料。2）为改善焊缝的延性、韧性和提高焊缝的抗裂性能，以采用同等强度的低氢型焊接材料为好。3）焊接工艺以高要求一侧为准。4）如需预热，根据其中可焊性差的材料选取预热温度。5）从化学成分考虑，按合金成份较低一侧的母材选用焊接材料。注：（1）焊后需热处理的容器，焊接材料含钒量不得大于0.05。（2）对使用于H2S环境的容器，不允许选用含镍的焊接材料进行焊接；焊接碳素钢或铬钼钢时，不允许以选用奥302或奥307焊条来代替焊后热处理。（3）对进口钢材选用国产焊接材料或国产钢材选用进口焊接材料，均应特别慎重，不能仅仅考虑焊接材料与母材的化学成分相近，还要考虑到进口钢材本身对焊接材料的特殊要求（如必须选配的相应的焊条等）及进口焊条对使用条件的规定，并要进行焊接试验，焊接工艺评定合格后再正式焊接，焊接时必须严格按已评定合格的焊接工艺进行。如要改变焊接工艺，则必须重新作焊接试验。6.6.4材料代用，必须经过三级签名（即设计、校核、审核人签名）。6.7焊接结构6.7.1在保证焊接质量情况下，焊接接头设计应遵循：1)焊缝填充金属应尽量少，焊接工作量尽量少，且操作简单。2)合理选择坡口角度、钝边高、根部间隙等结构尺寸，使之有利于坡口加工及焊透，以减少各种焊接缺陷产生的可能。3)按等强度要求，焊条或焊丝强度应不低于母材强度，强度等级不同的异种钢焊接，应按低强度一侧的母材选用焊接材料。从化学成分考虑，按合金成份较低一侧的母材选用焊接材料。如需预热，根据其中可焊性差的材料选取预热温度。角焊缝高度按较薄者厚度。4)焊缝外形应尽量连续、圆滑，减少应力集中。6.7.2各种焊接接头和坡口形式可按照GB150附录J和HG20583第11章设计，本公司已进行焊接工艺评定的按工艺评定设计。6.7.3压力容器的纵、环焊缝，筒体和封头的接管焊缝，底座与筒体的连接焊缝等主要焊缝必须绘制局部放大图。6.7.4有焊缝局部放大图或焊缝断面形状及尺寸在图中能表示清楚时，则焊缝可不标注焊缝代号，凡无焊缝局部放大图或焊缝断面形状及尺寸在图中无法表示清楚的焊缝，均应标注焊缝代号。6.7.5焊缝符号，按GB985手工电弧焊焊接接头基本型式与尺寸，GB986埋弧焊焊接接头基本型式与尺寸和GB324焊缝代号的规定标注。6.8 热处理容器焊后热处理应按容规第72、73、74条和GB150第10.4条的规定进行。具体规定如下：6.8.1 压力容器符合下列情况之一者，应进行焊后消除残余应力的热处理。 对A、B类焊接接头处钢材厚度（）为以下情况者：碳素钢、07MnCrMoVR：32mm（如焊前予热100以上时，38mm）Q345R及16Mn：30mm（如焊前予热100以上时，34mm）15MnV：28mm（如焊前予热100以上时，32mm）15CrMoR、18MnMoNbR、14Cr1MoR及其它低合金钢任意厚度。对于不同厚度的对接焊缝，上述厚度均按薄者考虑；对于不同材料的对接焊缝，按热处理要求严格者考虑。 冷成形和中温成形筒体厚度为以下者：碳素钢、Q345R：0.03Di（圆筒内径，下同）；其它低合金钢：0.025Di。 冷成形封头（冷成形的奥氏体不锈钢封头除外）。 要求抗应力腐蚀的容器。 碳素钢或低合金钢设计温度-20的低温容器，对接焊缝处钢材厚度大于16mm时。 图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器。6.8.2凡需进行热处理的容器，必须将予焊件焊好后进行热处理，热处理后不得在容器受压元件上再焊其它附件。6.8.3奥氏体不锈钢制零部件的热处理，应与用户协商确定。6.8.4金属衬里容器需在热处理后进行衬里。6.9无损检测容器的焊接接头，经形状尺寸及外观检查合格后，再进行无损检测，应符合容规第8193条和GB150第10.8条的规定。6.10压力试验和气密性试验制造完工后容器应进行压力试验，必要时增加气密性试验，应符合容规第94103条和GB150第10.9条的规定。6.10.1奥氏体不锈钢制容器试压用水，其氯离子含量最大为25mg/l。当无法取得25mg/l氯离子以下的水时，容器试压后，应将水渍清除干净，不允许用热空气吹干，以免发生氯化物浓度的提高。6.10.2 碳素钢、Q345R制压力容器在液压试验时，液体温度不得低于5；其他低合金钢制压力容器，液体温度不得低于15。如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高，则需相应提高液体温度。6.10.3 在设计时，应考虑空气和液体能从容器中排净，如有特殊要求，应注明采用的排净方法。6.10.4 锻造容器的试压要求与焊制容器相同。6.10.5 铸造容器的试压：液压试验压力为1.5倍设计压力，且不小于0.2MPa。6.10.6 确定试验压力值时，应按下表的规定向上圆整。圆整前值圆整后值0.75以0.01为间隔0.72.0以0.05为间隔2.0以0.1为间隔6.10.7 焊制常压容器的试压：按JB/T4735-95钢制焊接常压容器中15.2.5条规定执行。具体规定如下：设计压力接近0.1MPa的常压容器，应进行充水试漏。对于大容积的常压容器，如充水试漏有困难，在允许的情况下，可用煤油渗漏试验代替。6.10.8 焊制外压容器和真空容器的试压，以内压进行压力试验，试验压力按GB150-1998中第3.8.1.2条执行。6.10.9 对于夹套容器应在图样中分别注明容器内和夹套内的试验压力以及允许的内外压差值，并应写明试验步骤和要求。6.11 接管6.11.1补强采用加强管补强时，加强管的规格应符合HGT21630补强管的相应规定。6.11.2接管伸出容器长度：一般可按下列长度选取：无保温平焊法兰：L=150mm；无保温对焊法兰：L=200mm；有保温平焊法兰：L=200mm；有保温对焊法兰：L=250mm。6.11.3接管与容器的连接，无特殊要求情况下，一般取平齐结构。6.11.4接管公称直径DN32mm不采用加强管时，均应设加强筋加强管子的刚度，加强筋的截面最小尺寸为304（mm）。6.11.5接管与壳体或封头的焊缝应全焊透，除注明外，不得采用内外角缝。所有接管颈部内侧应打磨成3mm半径的圆角。6.11.6所有容器应设有排气孔及排液孔，排气孔、排液孔一般不小于DN25，排气孔及排液孔的接管必须沿容器内表面平齐，并磨成圆角。6.11.7容器内装有可燃、有毒液体及碱液时，应按下列要求设置蒸汽排出口：公称容积（m3）管径DN（mm）数目（个）6325163160025216002536.11.8立式容器或卧式容器有顶平台时，应把顶部接管加长，伸出平台表面。6.11.9管嘴（包括压力计、压差计、压差液面计、玻璃板液面计、直式温度计、斜式温度计等）的伸出长度，对无保温的容器取50mm，对有保温的容器取保温层厚加20mm，特殊情况另行考虑。6.11.10大口径接管可用钢板卷制，取与筒体（或封头）相同的材质，厚度由计算确定，其计算公式推荐为：mm式中：卷管用钢板计算厚度（mm） P设计压力（MPa） D卷管内径（mm） t设计温度下所用钢板的许用应力MPa 卷管的焊缝系数 C壁厚附加量（mm）6.11.11选取无缝钢管的厚度也可用11.10的公式计算（=1）6.11.12对下列容器接管，必须沿容器内表面切齐，并磨成圆角：卧式容器最上部和最下部影响放空和排液的接管。立式容器最上部和最下部的接管。换热器的接管。内浮球液面计的接管。影响内部构件安装的人孔和接管。6.11.13容器大开孔（即超过GB150允许的开孔）可按HG205821998钢制化工容器强度计算规定设计，也可参照GB/T165081996锅壳锅炉受压元件强度计算规定设计。6.12防涡流板容器有下列情况之一时，应在底部液体出口处设置防涡流板：6.12.1容器底部与泵直接连接的出口；6.12.2容器底部有液相分离的出口；6.12.3为减少夹带气体造成损失；6.12.4为防止因液体漩涡而将容器底部杂质带出，影响产品质量或使泵发生堵塞。6.13法兰及人（手）孔6.13.1容器的工艺管口，其连接方式、法兰标准、密封面形式、公称尺寸、数量和方位等，是用户委托设计的，应与用户协商确定并编写“设计条件表”由用户签字确认。6.13.2钢制管法兰、垫片应优先采用HG2059220635钢制管法兰、垫片、紧固件标准，紧固件一般选用GB/T5782中8.8级和GB/T6170中8级。容器法兰或接管法兰的紧固件和密封件，应按相应标准中的匹配要求选用。6.13.3盛装液化石油气的储存容器的管口还应符合容规第37条规定。6.13.4毒性程度为高度、极度危害的介质和三类压力容器应尽量采用带颈对焊法兰，其密封面形式和垫片参照HG20583附录B选取。6.13.5法兰及人（手）孔应根据所接触介质特性、温度、压力和工艺，自控等专业的特殊要求按HG205831998钢制化工容器结构设计规定的有关规定选用。6.13.6容器当采用凸凹面（或榫槽面）法兰时，立式容器法兰的凹面（或槽面）必须向上。6.13.7容器接管当采用凹凸面（或榫槽面）管法兰时，容器顶部和侧面的接管应配置凹面（或槽面）法兰，容器底部的接管应配置凸面（或榫面）法兰。如与阀门等标准件连接时，需按该标准件密封面型式而定。6.13.8容器接管法兰，一般可按下表选用：容器接管法兰选用表接触介质管法兰选用的最小公称压力（型式）一般介质：水、空气、氮气、润滑油、普通酸、碱、盐板式平焊PN0.6（突面）剧毒介质：氟、氢氟酸、氢氰酸、氟化氢带颈对焊PN1.6（槽面）水蒸汽板式平焊PN1.0（突面）液氨、液态烃带颈对焊PN2.5（凹面）联苯、联苯醚、液氨带颈对焊PN2.5（槽面）易燃、易爆、有毒介质：水煤气、氢气、氯气、裂解气带颈平焊PN1.0（凹面）真空系统：真空度大于660mm汞柱真空度600mm汞柱带颈平焊PN1.0（凹面）带颈平焊PN0.6（平面）6.13.9容器内部的管法兰，除加热盘外，一般可选用PN0.6MPa的平面法兰。6.13.10人（手）孔的压力等级，一般可比相应的接管法兰低一级，但应满足人孔标准上的“工作温度下的最高无冲击工作压力”。人（手）孔的法兰型式应与容器上的接管法兰型式相同。工作压力高于400mm水柱部位的人（手）孔，不得选用常压人（手）孔。对介质为水的容器，常压人（手）孔的适用范围可适当放宽。6.13.11容器侧面的人孔，一般应采用垂直吊盖人孔；容器顶部的人孔，一般应采用水平吊盖人孔，有衬里的容器侧面人孔，必须采用垂直吊盖人孔；锥形封头和筒体锥形变径段上的人孔，应采用回转盖人孔，轴耳应在侧面，当采用回转人孔时，应注意回转盖打开的方向不得存在障碍物或打开后不得妨碍人员通过，一般轴耳放在右侧，开启方便。6.13.12凡有可拆卸内件的塔器至少应在上部和下部各开设一个人孔，塔体上开设多个人孔时，人孔间距一般应大于5米（相当于隔610层塔盘开设一个人孔）。当有塔盘时，人孔处上下两层塔盘的间距应大于或等于700mm，所有人孔不得开设在降液板（管）处；对双流塔盘，人孔不得开设在中间降液板的塔盘之下；还应注意人孔不得与塔盘立梁和其他内件相碰。6.13.13 DN1000mm的塔器，人（手）孔数量较多时，应尽量把人（手）孔交叉排列在两侧。6.14. 裙座、地脚螺栓、支座6.14.1立式容器（含塔式容器）裙座，按JB/T4710钢制塔式容器设计。6.14.2 DN18003000mm、总高4000mm的立式容器，可采用角钢底环的裙座，角钢规格一般为7575，地脚螺栓孔20mm配M16的地脚螺栓，可参照下表：裙座内径（mm）裙座厚度（mm）地脚螺栓个数（个）地脚螺栓中心圆直径（mm）备注1800641900一般一个地脚螺栓配一个螺母，对有振动的容器应配两个螺母。2000642100220064230024008825102600882710280088291030008831106.14.3当立式容器稳定验算结果不需设置地脚螺栓时，仍应采用少量地脚螺栓以固定容器，其规格和数量一般可按下表选取：容器内经（mm）60080090014001600200022005000螺栓规格M24M24M27M27螺栓个数48812容器内经（mm）32004800500064006400螺栓规格M27M36M42螺栓个数1620246.14.4当立式容器稳定验算结果，需要设置地脚螺栓时，地脚螺栓的最少数量可参照下表选取，每个地