新固容规宣贯-第四讲：制造部分

1、第第 四四 讲讲固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程制制 造造方德明方德明 教授教授浙江工业大学浙江工业大学D 一、制造部分修订的几项原则一、制造部分修订的几项原则1 认真贯彻国家节能降耗的方针认真贯彻国家节能降耗的方针,在保证安全的前提下尽量避免、在保证安全的前提下尽量避免、减少无谓的消耗减少无谓的消耗,提高我国产品的国际竞争力；提高我国产品的国际竞争力；2 紧紧抓住产品安全的基本要求紧紧抓住产品安全的基本要求,尽量避免涉及具体的技术细节尽量避免涉及具体的技术细节或将或将“老容规老容规”合理的技术细节移植至有关标准中。在充分合理的技术细节移植至有关标准中。在充分发挥法

2、规指导作用发挥法规指导作用,保持法规严肃性、稳定性的同时保持法规严肃性、稳定性的同时,一方面为一方面为新技术、新方法、新结构、新材料的应用拓宽渠道新技术、新方法、新结构、新材料的应用拓宽渠道,促进我国促进我国压力容器行业整体水平的提高压力容器行业整体水平的提高;另一方面力求彻底解决法规与另一方面力求彻底解决法规与标准相互重叠矛盾的现状标准相互重叠矛盾的现状,理顺法规与标准的关系；理顺法规与标准的关系； 本节主要讲本节主要讲“新容规新容规” 与与“老容规老容规”在制造要求方面的主在制造要求方面的主要不同之处以及修订的主要理由与根据。要不同之处以及修订的主要理由与根据。 3、在认真继承、在认真继承

3、“老容规老容规”多方面合理且必要规定的同时多方面合理且必要规定的同时,积极积极采采 纳业已成熟的新技术、新方法纳业已成熟的新技术、新方法,满足生产快速发展的需求；满足生产快速发展的需求；4、在充分考虑国情的前提下、在充分考虑国情的前提下,主动与国际通行的做法接轨主动与国际通行的做法接轨,以以 促进国内外技术交流促进国内外技术交流,推动我国产品进入国际市场；推动我国产品进入国际市场；5、对、对“老容规老容规”的修订采取审慎、负责的态度的修订采取审慎、负责的态度,对重大修改进对重大修改进行行 必要的调研并广泛听取各方面的意见必要的调研并广泛听取各方面的意见,在制造专业组召开的在制造专业组召开的 会

4、议上邀请合肥通用机械研究院有关工程技术人员和部分会议上邀请合肥通用机械研究院有关工程技术人员和部分 业内专家参加业内专家参加,会上充分发扬技术民主会上充分发扬技术民主,使修订工作立足于使修订工作立足于 成熟经验和集思广益的坚实基础上。成熟经验和集思广益的坚实基础上。 二、关于焊接工艺评定二、关于焊接工艺评定 关于焊接工艺评定主要做了如下几方面修改：关于焊接工艺评定主要做了如下几方面修改：1、“老容规老容规”与与JB 47082000钢制压力容器焊接钢制压力容器焊接工艺评定工艺评定关于产品施焊前需进行焊评范围的描述有所关于产品施焊前需进行焊评范围的描述有所不同不同, JB 4708的规定更为科学

5、、完善的规定更为科学、完善,因此因此“新容新容规规”4.2.1更改为更改为“压力容器产品施焊前压力容器产品施焊前,受压元件焊接受压元件焊接接头、与受压元件相焊的焊接接头、熔入永久焊缝内的接头、与受压元件相焊的焊接接头、熔入永久焊缝内的定位焊接接头、受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述定位焊接接头、受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述焊接接头的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有焊接接头的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持经过评定合格的焊接工艺支持” 。2、考虑到产品焊接试板数量减少后、考虑到产品焊接试板数量减少后,应加强对焊接工艺评定过应加强对焊接工艺评定过程的监督

6、程的监督,以确保其真实性以确保其真实性,因此增加了因此增加了“监检人员应当对焊监检人员应当对焊接工艺的评定过程进行监督接工艺的评定过程进行监督”,焊评报告和焊接工艺指导书焊评报告和焊接工艺指导书除经制造单位审批程序外除经制造单位审批程序外,还应还应“经过监检人员签字确认经过监检人员签字确认”后才能存档的要求（后才能存档的要求（4.2.1）。）。3、考虑到必要性与可行性，将焊接工艺评定试样的保存期缩短为、考虑到必要性与可行性，将焊接工艺评定试样的保存期缩短为“5年年”， “老容规老容规”是保存至该工艺评定失效为止是保存至该工艺评定失效为止 (4.2.1)。1、删除了相邻焊缝间距、临时附件焊接、定

7、位焊等不甚合、删除了相邻焊缝间距、临时附件焊接、定位焊等不甚合理或过细的技术要求（老容规第理或过细的技术要求（老容规第69第）第）,保留保留“不允许强不允许强力组装力组装,不宜采用十字焊缝不宜采用十字焊缝”这隙一基本安全的要求。这隙一基本安全的要求。(4.2.3)三、关于压力容器组焊及焊接返修三、关于压力容器组焊及焊接返修 2、“新容规新容规”强调焊接返修前应进行焊接工艺评定或有经评定强调焊接返修前应进行焊接工艺评定或有经评定合格的焊接工艺支持合格的焊接工艺支持,以保持返修的质量。以保持返修的质量。3、“新容规新容规”与与“老容规老容规”一致规定一致规定“要求焊后消除应力热处要求焊后消除应力热

8、处理的压力容器理的压力容器,一般应在热处理前进行焊接返修一般应在热处理前进行焊接返修”。对于在热。对于在热处理后进行焊接返修的容器处理后进行焊接返修的容器,“新容规新容规”将将“老容规老容规”要求要求“返修后应再做热处理返修后应再做热处理”这一硬性规定这一硬性规定,修改为应当根据补焊修改为应当根据补焊深度确定深度确定是否要进行消除应力处理是否要进行消除应力处理, 在保证产品基本安全的在保证产品基本安全的前提下前提下,考虑不同方案的可操作性并尽量节约能源。考虑不同方案的可操作性并尽量节约能源。4.2.44.2.4焊接返修焊接返修4、考虑到镍及镍合金制压力容器和奥氏体不锈钢容器一样、考虑到镍及镍合

9、金制压力容器和奥氏体不锈钢容器一样,可可能有抗晶间腐蚀的要求能有抗晶间腐蚀的要求,因此因此“新容规新容规”增加了增加了镍及镍合金镍及镍合金制压力容器制压力容器“返修部位仍需保证原有抗晶间腐蚀性能返修部位仍需保证原有抗晶间腐蚀性能”的规的规定定(4.3.5)。5、删除了、删除了“老容规老容规”关于返修记录内容的过细要求，（老容规关于返修记录内容的过细要求，（老容规第第71条第条第4点）点）。1、为了保证焊后消除应力热处理的效果、为了保证焊后消除应力热处理的效果,“新容规新容规”增加了增加了“热热处理前应根据引用标准及图样要求进行焊后热处理处理前应根据引用标准及图样要求进行焊后热处理;对需要进对需

10、要进行现场热处理的情况行现场热处理的情况,应具体提出现场热处理的工艺要求应具体提出现场热处理的工艺要求”以以及应及应“绘制热处理的时间与温度关系曲线绘制热处理的时间与温度关系曲线”的规定。的规定。2、取消了、取消了“老容规第老容规第73第第”关于不同容器焊后热处理方法、关于不同容器焊后热处理方法、分段热处理重复加热长度、局部热处理使用限制及保温宽度分段热处理重复加热长度、局部热处理使用限制及保温宽度等过细或过死的规定等过细或过死的规定,以支持新技术、新方法的发展与应用。以支持新技术、新方法的发展与应用。 四、关于焊后热处理四、关于焊后热处理(4.6)1、将、将“老容规老容规”的的“外部检查外部

11、检查”修改为修改为“外观要求外观要求”,因因外部检外部检 查意味着只检查容器及其承压零部件外表面的质量查意味着只检查容器及其承压零部件外表面的质量,而而 外观要求则要求检查容器及其承压零部件内、外表面的外观要求则要求检查容器及其承压零部件内、外表面的 尺 寸 、 形 状 与 表 面 缺 陷尺 寸 、 形 状 与 表 面 缺 陷 , 使 之 更 加 完 善 合 理 。使 之 更 加 完 善 合 理 。2、删除、删除“原容规原容规”关于咬边等过细的具体要求（老容规第关于咬边等过细的具体要求（老容规第 75条第条第4点）。点）。五、关于外观要求五、关于外观要求(4.4) 关于产品焊接试板，新老容规各

12、有关于产品焊接试板，新老容规各有4条，但新容规从字面上条，但新容规从字面上要简化得多。要简化得多。1. 产品焊接试板与焊接工艺评定的目的一致产品焊接试板与焊接工艺评定的目的一致,都是为了使产品都是为了使产品焊接接头的力学性能合格。产品焊接试板是通过检验试板试焊接接头的力学性能合格。产品焊接试板是通过检验试板试样力学性能的方式来代表产品焊接接头的力学性能是否合格样力学性能的方式来代表产品焊接接头的力学性能是否合格,因此它是对产品焊接接头力学性能的因此它是对产品焊接接头力学性能的事后检验事后检验,如需要制备如需要制备产品焊接试板时每台产品至少制备一块。产品焊接试板时每台产品至少制备一块。2. 焊接

13、工艺评定是产品施焊前通过检验评定试板试样力学性能焊接工艺评定是产品施焊前通过检验评定试板试样力学性能的方式来验证焊接工艺的正确性的方式来验证焊接工艺的正确性,且焊接工艺评定在一定条且焊接工艺评定在一定条件下是可以替代的件下是可以替代的,即施焊单位可以通过一定数量的即施焊单位可以通过一定数量的焊接工焊接工艺评定来覆盖大多数产品艺评定来覆盖大多数产品,具有重要的节约作用。具有重要的节约作用。 6、关于产品焊接试板、关于产品焊接试板(4.3) 因此因此,产品焊接试板与焊接工艺评定的目的虽然一致产品焊接试板与焊接工艺评定的目的虽然一致,但但二者所起的作用却有所差异的。先进工业国家都是只做焊二者所起的作

14、用却有所差异的。先进工业国家都是只做焊接工艺评定而很少涉及产品焊接试板接工艺评定而很少涉及产品焊接试板,如美国标准规定只如美国标准规定只有当用户要求或对产品冲击韧性有严格要求时才制备产品有当用户要求或对产品冲击韧性有严格要求时才制备产品焊接试板。我国的法规、标准对产品焊接试板与焊接工艺焊接试板。我国的法规、标准对产品焊接试板与焊接工艺评定并重评定并重,在对所有产品要求焊前进行焊接工艺评定在对所有产品要求焊前进行焊接工艺评定(或有或有评定合格的焊接工艺支持评定合格的焊接工艺支持)的同时的同时,对大多数产品还要求按对大多数产品还要求按台制备产品焊接试板。台制备产品焊接试板。 此外，此外，“原容规原

15、容规”还要求对无需按台制备产品焊接试板还要求对无需按台制备产品焊接试板的容器的容器,采取采取“以批代台以批代台”的办法制备产品焊接试板。这种的办法制备产品焊接试板。这种过于苛刻的要求，在焊接工艺评定已在容器制造行业全面过于苛刻的要求，在焊接工艺评定已在容器制造行业全面普及并得到认真执行的今天普及并得到认真执行的今天,必然造成大量材料、工时的无必然造成大量材料、工时的无谓消耗与浪费。为此新容规适当减少产品焊接试板数量谓消耗与浪费。为此新容规适当减少产品焊接试板数量（第七十四条第四点）。（第七十四条第四点）。 “新容规新容规”在如下条件下需制备产品焊接试板的修订：在如下条件下需制备产品焊接试板的修

16、订：1、碳钢、低合金钢制、碳钢、低合金钢制低温压力容器低温压力容器。为了防止低温下的脆断。为了防止低温下的脆断,应对低温压力容器的焊接接头提出严格的冲击韧性要求应对低温压力容器的焊接接头提出严格的冲击韧性要求,这这又分为两种情况又分为两种情况,一种是碳钢、低合金钢制低温压力容器一种是碳钢、低合金钢制低温压力容器,考考虑到其焊接接头的冲击韧性可能存在的分散性虑到其焊接接头的冲击韧性可能存在的分散性,需制备产品需制备产品焊接试板以便严格检验冲击韧性等力学性能指标是否合格焊接试板以便严格检验冲击韧性等力学性能指标是否合格;一种是奥氏体不锈钢制低温容器一种是奥氏体不锈钢制低温容器,由于奥氏体不锈钢的韧

17、性由于奥氏体不锈钢的韧性储备十分丰富储备十分丰富,一般可免于制备产品焊接试板。一般可免于制备产品焊接试板。2、抗拉强度大于等于、抗拉强度大于等于540MPa低合金钢压力容器。低合金钢压力容器。3、需经过热处理以达到设计要求的材料力学性能指标的压力、需经过热处理以达到设计要求的材料力学性能指标的压力容器。这类容器对母材及焊接接头的力学性能均有较严格容器。这类容器对母材及焊接接头的力学性能均有较严格的要求的要求,为了检验其焊接接头的力学性能是否满足设计要求为了检验其焊接接头的力学性能是否满足设计要求,需制备产品焊接试板。需制备产品焊接试板。4、图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的压力容器。考、图

18、样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的压力容器。考虑到这类容器一旦出现事故虑到这类容器一旦出现事故,可能诱发难以估量的人员伤亡可能诱发难以估量的人员伤亡与环境污染与环境污染,应从各方面严格要求应从各方面严格要求,确保其质量与安全确保其质量与安全。5、图样要求制备产品焊接试板的压力容器。、图样要求制备产品焊接试板的压力容器。1、除液压试验与气压试验等两种传统的耐压试验方法外，、除液压试验与气压试验等两种传统的耐压试验方法外，“新容规新容规”为适为适应容器规格大型化的需要，可进行应容器规格大型化的需要，可进行“气液组合压力的试验气液组合压力的试验” 。七、关于耐压试验七、关于耐压试验(4.7) 需进

19、行气液组合压力试验的容器需进行气液组合压力试验的容器,多指压力低、容积大、主要盛装气态介多指压力低、容积大、主要盛装气态介质的容器。这类容器需在使用现场制造或组装并在使用现场进行耐压试验。质的容器。这类容器需在使用现场制造或组装并在使用现场进行耐压试验。由于承重等原因由于承重等原因,这类容器可能无法进行液压试验这类容器可能无法进行液压试验,而进行气压试验而进行气压试验,由于气体由于气体的可压缩性的可压缩性,可能使试验耗时过长可能使试验耗时过长,甚至难以实现。气液组合压力试验则是解决甚至难以实现。气液组合压力试验则是解决这一问题的有效途径这一问题的有效途径,它可根据容器及其基础的承重能力它可根据

20、容器及其基础的承重能力,先向容器内部注入一先向容器内部注入一定量的液体定量的液体,然后再注入气体直至达到指定的试验压力。然后再注入气体直至达到指定的试验压力。 由于组合压力试验所用的液体、气体应分别符合液压、由于组合压力试验所用的液体、气体应分别符合液压、气压试验对试验介质的要求。气压试验对试验介质的要求。 考虑到气液组合压力试验存在一定气相空间考虑到气液组合压力试验存在一定气相空间,为安全计为安全计其压力系数、试验前的应力校核、试验时容器金属最低温其压力系数、试验前的应力校核、试验时容器金属最低温度、升降压及安全防护要求、合格标准等均应符合气压试度、升降压及安全防护要求、合格标准等均应符合气

21、压试验的有关要求。验的有关要求。2、为保证法规的科学性、严谨性、为保证法规的科学性、严谨性,将将“老容规老容规”耐压试验中对耐压试验中对试验介质的温度要求更改为对容器金属的温度要求试验介质的温度要求更改为对容器金属的温度要求;删除删除“老老容规容规”中对不同材料制容器耐压试验时有关温度的具体规定中对不同材料制容器耐压试验时有关温度的具体规定,仅保留如下原则要求仅保留如下原则要求:不同材料制压力容器耐压试验时不同材料制压力容器耐压试验时,“容器容器金属温度按引用标准的规定执行。如果由于板厚等因素造成金属温度按引用标准的规定执行。如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高材料无延性转变温度升高,

22、则需相应提高容器金属温度。则需相应提高容器金属温度。3、考虑到新材料、新技术的出现与应用、考虑到新材料、新技术的出现与应用,考虑到试验现考虑到试验现场条件的复杂性场条件的复杂性,将将“原容规原容规”关于关于“奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时压力容器用水进行液压试验时,应严格控制水中氯离应严格控制水中氯离子含量不超过子含量不超过25 mg/L”的硬性规定的硬性规定,修改为修改为“不同不同材料制压力容器对水中氯离子含量的限制材料制压力容器对水中氯离子含量的限制,按引用标按引用标准的规定和图样要求。准的规定和图样要求。4、将、将“原容规原容规”对耐压试验时对耐压试验时“升压到规定的

23、试验压力，升压到规定的试验压力，保压保压30 分钟，然后降至规定试验压力分钟，然后降至规定试验压力”的的“80% ”(指指液压液压)或或“87% ”(指气压指气压)的规定的规定,修改为修改为“升压到规定升压到规定的试验压力，保压足够时间，然后降至设计压力的试验压力，保压足够时间，然后降至设计压力”。 之所以做出上述修改，是基于如下理由为：之所以做出上述修改，是基于如下理由为： （1） “老容规老容规”关于降至规定试验压力的百分比关于降至规定试验压力的百分比,仅是耐压仅是耐压试验压力系数的换算结果试验压力系数的换算结果,既未考虑耐压试验压力计算公式既未考虑耐压试验压力计算公式中温度修正系数中温度

24、修正系数 / t的影响的影响,也未考虑该计算公式也未考虑该计算公式得出的数值得出的数值,仅是耐压试验压力的最低值仅是耐压试验压力的最低值,只要满足耐压试只要满足耐压试验时应力校核的条件验时应力校核的条件,完全可以且应当取高于计算结果的压完全可以且应当取高于计算结果的压力进行耐压试验力进行耐压试验,正确的作法应是正确的作法应是“降至设计压力降至设计压力”。（2）试验压力下的保压时间长短）试验压力下的保压时间长短,与容器的规格、结构复杂程与容器的规格、结构复杂程度等多种因素有关度等多种因素有关,硬性规定一个数值是没有意义的。硬性规定一个数值是没有意义的。5、考虑到耐压试验时，因临时受压元件焊接质量

25、不良而、考虑到耐压试验时，因临时受压元件焊接质量不良而存在诱发事故的可能，新容器存在诱发事故的可能，新容器”增加了增加了“耐压试验时，耐压试验时，压力容器上焊接的临时受压元件，应当采取适当的措施，压力容器上焊接的临时受压元件，应当采取适当的措施，保证其强度与安全性保证其强度与安全性”的要求。的要求。6、考虑到夹套搪玻璃设备进行压力试验，有可能诱发搪、考虑到夹套搪玻璃设备进行压力试验，有可能诱发搪玻璃层出现裂纹，从而降低其耐蚀功能，因此，删除玻璃层出现裂纹，从而降低其耐蚀功能，因此，删除“原容规原容规”对这类产品进行耐压试验的要求。对这类产品进行耐压试验的要求。o 为满足日益增多的高严密性容器检

26、漏的需要为满足日益增多的高严密性容器检漏的需要，依据检依据检漏技术的发展现状漏技术的发展现状，将将“老容规老容规”中单一的气密性试中单一的气密性试验验，扩充至气密性试验、扩充至气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验氨检漏试验、卤素检漏试验及氦检漏试验及氦检漏试验等四种泄漏试验方法等四种泄漏试验方法，并对三种新增加并对三种新增加的检漏方法提出了原则要求。因加工工艺和对组织、的检漏方法提出了原则要求。因加工工艺和对组织、性能的不同要求而不同性能的不同要求而不同 （ “老容规老容规”第第102条）条） 。八、泄漏试验八、泄漏试验(4.8)o 20 世纪末为保证换热管与管板的胀接质量世纪末为保证换热管与管板的胀接质量，“老容规老容规”第第104、105两条，对胀接的方法、技术要求、检验内容两条，对胀接的方法、技术要求、检验内容与合格指标都做了较为详细的规定与合格指标都做了较为详细的规定， 这在胀接技术日趋成这在胀接技术日趋成熟、相关标准日益完备的今天实无保留的必要熟、相关标准日益完备的今天实无保留的必要，故故“新容新容规规”将技术细节的具体规定全部删除将技术细节的具体规定全部删除，仅保留需制订胀接仅保留需制订胀接工艺规程等原则要求。工艺规程等原则要求。 九、关于胀接九、关于胀接(4.10)1、鉴于我国压力容器用钢锻件的生产技术、产品质量与标鉴于我国压力容器用钢锻件的生产技术、产品质量与