压力容器制造检验验收课件

TSGR0004-2009GB150.4-2011（315页）

压力容器制造、检验和验收潘崔福建省特种设备协会

2014.11.6压力容器内压圆筒厚度公式★与锅炉、压力管道同属承压类，最基本的计算公式都一样

94页3-1公式承压类设备受压，机电类设备受力。材料内部都存在应力。承压类设备使用后受介质影响大。GB150.4-20111范围P3192规范性引用文件P3193名词术语P3204总则P321

★材料代用（固9）

5材料复验、分割、标志移植P322★压力容器受压元件用钢，应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。材料标准：GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》

Q245R/Q345R/15CrMoRGB700-2006《碳素结构钢》Q235A、B、C、DGB3531-2008《低温压力容器用低合金钢钢板》09MnNiDRGB19189-2003《压力容器用调质高强度钢板》压力容器的选材应当考虑

力学性能：材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征化学性能物理性能：密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性工艺性能：锻造性能、焊接性能、切削性能、成型性能：拉、压、拔、冲等材料化学成分1、用于焊接的碳素钢和低合金钢★碳素钢和低合金钢钢材，C≤0.25%,P≤0.035%,S≤0.035%。2、压力容器专用钢中的压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材(钢板、钢管和钢锻件)量应当符合以下要求:(1)碳素钢和低合金钢钢材基本要求，P≤0.030%,S≤0.020%;(2)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.025%、S≤0.015%;(3)用于设计温度低于一20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材，P≤0.025%、S≤0.012%;(4)用于设计温度低于一20℃并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.02%、S≤0.01%;

5.1材料复验★安全系数 n2.71.5 标志移植在压力容器生产中,材料标记移植一般在材料入库检验后,材料分割前都应进行,移植的标记往往是材料的入库编号牌号,具体由本单位的质量体系文件规定,它是村料追踪的有效线索。例:2A03(2表示2012年；A表示钢板，可以是Q235、Q245R、Q345R等等；03表示第三批，具体记录了牌号、厚度等等)材料标记不能编太长，因为要打钢印。下料方法1、气割：碳钢

2、等离子切割：合金钢、不锈钢

3、剪扳机：＆≤8㎜

L≤2500㎜

切边为直边

4、锯管机：接管

半自动切割机刨边机弯管剪板机板料下料要求板材形状是矩形，非平行四边形通过测量对角线检验6冷热加工成型、组装P3226.1成型6.2表面修磨坡口、单面焊双面成型、钝边

坡口要求P323

单面焊双面成型单面焊双面成型一般应用于不开人孔的容器焊道焊接，开V形坡口，单面焊接并焊透使对面成型，一般用φ2.5焊条，焊缝组对间隙一般都在2.5～3mm，焊时在封底层一般不需摆动，随着焊缝盖面层数的增加，摆动应不断加大。单面焊双面成型焊口在封底层无论平横立仰一般都是断弧焊，但在盖面层焊接可以根据位置的改变采用连弧焊接。单面焊双面成型对焊工技术要求高，焊工考试也要求单面焊双面成型。坡口型式根据设计或工艺要求，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状，经装配后形成的沟槽。为了将焊件截面熔透并减少熔合比；常用的坡口形式有：I、V、Y、X、U、K、J型等。自动焊坡口自动焊例如Φ5焊丝一般的熔深在8mm左右，16mm的板，开坡4mm坡口，正反面焊了之后中间能保证全熔透。自动焊较手工焊效率大大提高，极大地降低焊工的劳动强度。★焊接接头分类150P13无水氟化氢罐式集装箱

（整体封头、筒体、人孔）

低温液体罐车卧式压力容器(鞍式支座、人孔、补强板、

泄漏指示孔、有拼接板的封头)补强的两种型式1、补强圈JB4736-2002：★在压力容器开孔部位补强。简单理解就是开孔部位材料减少了，开孔附近部位材料受力就大了。一般补强圈面积等于开孔面积。为了检验焊缝的紧密性，补强圈上有一个M10的小螺纹孔，位置在设备下方。2、接管加厚补强补强板焊接结构立式罐医用氧舱医用氧舱舱内塔式设备焊接气瓶液化石油气钢瓶（焊接钢瓶）无缝气瓶（了解制造工艺）卧式、立式焊接绝热气瓶LNG车用焊接绝热气瓶液氧储存结构原理铝合金内胆纤维全缠绕气瓶压力蒸煮罐（门）核电用压力容器（不属监检范围）端面车床加工锻件膨胀节压力容器的生产工艺流程：

筒体下料及坡口、成型

、纵向焊接

、（无损检测）

、组对环向焊接、无损检测、开口接管、

热处理

、压力试验、气密性试验6.4封头P323封头成型工艺：材质确认、划线、气焊切割、钢板加热、压制、直边段切割及坡口、检验拼接封头成型工艺：材质确认、划线、半自动切割及坡口、坡口清理、焊接、打磨边缘焊高至母材高、钢板加热、压制、直边段切割及坡口、检验壳体和封头的外观与几何尺寸壳体和封头的外观与几何尺寸检查的主要项目如下，检查方法及其合格指标按照设计图样和本规程引用标准要求：

(1)主要几何尺寸、管口方位；

(2)单层筒(含多层及整体包扎压力容器内筒)、球壳和封头的纵、环焊缝棱角度与对口错边量；[制造单位用于检验筒体环向棱角检测样板未设焊缝沟槽，影响检验数据的正确性，制造监检人员未指出。] (3)多层包扎压力容器、整体包扎压力容器的松动面积和热套压力容器热套面的间隙；

(4)凸形封头的内表面形状公差及碟形、带折边锥形封头的过渡段转角半径；

(5)球壳顶圆板与瓣片形状、尺寸；

(6)不等厚对接的过渡尺寸。水压机压制封头（整体封头）

上模直径大一些，因冷却时会收缩。

钢板下料直径太小，则封头直边不够；钢板下料直径太大，则封头

直边会褶皱，甚至拉裂旋压封头封头旋压示意图压制成型的封头（了解拉伸、

挤压位置、测厚位置/工装模具）P323★封头接板、焊接、拍片、压制后是否再拍片？分片焊接成型的锥体6.5筒体与壳体/错边、P324焊接检验尺可以测量

错边量、焊缝高度等6.6法兰、平盖高颈法兰

高颈法兰与管子连接方式为对接，平法兰与管子连接方式为角接。

法兰、凸缘

通孔改成不透的螺纹孔叫凸缘，凸缘与筒体焊接。安全阀等可以直接安装在凸缘上。

凸缘立车（管板、设备法兰等加工）三辊卷板机（卷后留有直边）四辊卷板机（卷后不留直边段）7焊接P328焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、锈等杂质，熔入焊缝中会产生气孔、夹杂、夹渣、裂纹等缺陷，给焊接接头带来危害和隐患。施焊前，清除坡口及母材两侧表面20mm范围内的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质。发现问题：管生锈未打磨设备法兰立车加工后油污未清除焊接接头、焊接位置用焊接方法连接的接头。焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。接头基本形式有：对接、角接、搭接和T型接等。熔焊时，焊件接缝所处的空间位置，有平焊、立焊、横焊和仰焊等形式。

焊接工艺焊接工艺主要根据被焊件的材质、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等，根据具体情况选择。确定焊接方法后，再制定焊接工艺参数，如手弧焊主要包括：焊条型号（或牌号）、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。

焊接工艺卡焊接接头表面质量要求(1)不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹渣等缺陷；(2)焊缝与母材应当圆滑过渡；(3)角焊缝的外形应当凹形圆滑过渡；(4)按照疲劳分析设计的压力容器，应当去除纵、环焊缝的余高，使焊缝表面与母材表面平齐；(5)咬边及其他表面质量，应当符合设计图样和本规程引用标准的规定。★焊接余高影响应力腐蚀焊接纵焊道P324纵向焊接后校园筒体如何成型：材质确认、划线、半自动切割及坡口、坡口清理、卷板、点焊、（检验错边量）点引弧板、点收弧板、纵焊道焊接、校园、（检验纵向棱角度）

组对实例假设有4节筒体，则分别2节筒体与1个封头组对，并分别进行内环缝自动焊接，外部碳弧气刨挑根，外环缝自动焊接。总体组对，终端焊道内环缝手工焊接，外环缝自动焊接。开人孔（气割），开接管孔（气割），焊人孔、接管焊支座★纵缝应错开要求：3倍筒体厚度且不小于100mm自动翻转轮（配合环向焊接）手工焊接容器环焊道管板自动焊设备法兰二次加工大直径的设备法兰与筒体焊接后可能产生变形，影响法兰密封。设备法兰机械加工时，密封面预留余量。工艺设计长度较小的一节筒体，如300mm，与密封面预留余量的设备法兰焊接。焊接后上立车再加工密封面。机械加工机械设备加工特点：工件、刀具的相对移动车床（端面车、立车）、铣床、刨床（牛头刨、龙门刨）、磨床（还有工具磨床）、钻床、插床、镗床车床铣床牛头刨床（如试样加工）龙门刨床磨床插床（插齿轮键槽）钻床、倪志福钻头（取样例）1、锅炉汽包孔的加工工艺及要求：钻φ25孔、钻φ48孔、铰φ51孔胀管要求：表面粗糙度、尺寸、形状2、管板钻孔两块管板与折流板一起钻，保证孔位置一致，穿管顺畅。钻时底部垫实。

镗床

压力容器本体中的主要受压元件，包括壳体、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰，球罐的球壳板，换热器的管板和换热管，M36以上(含M36)的设备主螺柱以及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。在主要受压元件中，去掉了开孔补强圈，应力分析表明，开孔补强圈本身的应力很小，主要是局部区域的应力集中。工艺卡1、主要受压件工艺卡包括主要受压件冷作工艺卡及主要受压件机械加工工艺卡2、主要受压件检验卡3、组装工艺卡包括组装工艺步骤、制造要求、检验要求、制造及检验人员确认签字栏、时间栏主要受压元件必须制作工艺卡,如筒体、封头、≥φ250接管、、法兰等.不是主要受压件可以不做工艺卡。工艺卡是压力容器的主要见证资料，主要受压元件必须一件一卡。有些零件的工艺卡可以作成通用的。8热处理P330焊前预热为了减缓焊件焊后的冷却速度，防止产生冷裂纹。焊后热处理为了消除焊接残余应力和改善焊接接头的组织和性能。

焊后热处理目的：

A.改善焊接接头及热影响区的组织和性能。

B.消除焊接和冷作硬化的应力。

C.防止产生焊接裂纹。

温度控制

1、炉温400℃以下装炉

升温速率5000℃/T（有效厚度）/h

且≤200℃/h

2、保温时间T≤50mm，25mm/hT＞50mm保温时间=（150+T）/100（h）

3、降温速率：400℃以上，6500/T℃/h

且≤260℃/h4、消除残余应力热处理温度一般600-650℃压力容器焊后热处理的注意事项（1）容器整体消应力处理须在整体制造完经检验合格后，水压试验之前进行。

（2）严禁火焰直射工作产生过热或过烧。

（3）产品试件应与容器同炉

9试件、试样P333本次修订将试板改为试件，是为了与相关标准(如JB4708系列标准)的名词术语相统一，也是国际接轨。一般来说，试件的范围更广，可以是板、管、棒等，并且可以包含母材和焊接接头(或者堆焊层)。试板不包括焊接接头，两块试板相焊组成试件，将试件分割后加工成试样(供试验用)产品试件物理实验冷弯拉升冲击扩口压扁拉力机（可进行

拉升、冷弯试验）摆锤冲击机化验（钢基本化验

碳、硫、硅、锰、磷

合金钢加铬、镍）需要制备产品焊接试件条件(1)碳钢、低合金钢制低温压力容器；

(2)材料标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢制压力容器；

(3)需经过热处理改善或者恢复材料力学性能的钢制压力容器；

(4)设计图样注明盛装毒性为极度或者高度危害介质的压力容器；

(5)设计图样和本规程引用标准要求制备产品焊接试件的压力容器。产品焊接试件应当在筒节纵向焊缝的延长部位与筒节同时施焊。10无损检测P324（一）射线照相探伤法

1.X射线

2.γ射线

如Co60

射线性质：①电磁波

②具有两重性：波动性、粒子性

射线特性：①不可见

②直线传播，有衍射，绕射能穿透物质，使物质电离，能使胶片感光，也能使增感材料产生荧光，伤害有生命的细胞。防护学：①时间

②距离

③躲避

（二）超声波探伤法

利用超声波在组件中的传播，经反射接收后根回波判断是否有缺陷的方法。

（三）MT磁粉探伤：

①操作简单，直观。

②铁磁性材料（表面和内表面）首先MT

③检测缺陷位置和表面长度而不能确定深度。

特点：检查近表面缺陷

（四）PT渗透

涂上渗透液→进入毛细管→清洗→回渗

检测：开口缺陷，表面光洁度

咬边咬边咬边咬边是一种较常见的焊接缺陷，某些材质的容器上不得有咬边存在，如高强钢，缺口敏感性强，缺陷易扩展；焊缝系数取1时，咬边会削弱母材强度；奥氏体不锈钢，咬边对抗腐蚀不利。例[后石锅炉水冷壁，如何测量咬边深度]横向裂纹根部裂纹中心线裂纹内部未熔合链状气孔夹渣根部凹陷根部焊瘤★GB150P33510.3.2b

制造、安装的无损检测方法多采用射线检测，或射线加超声波检测，主要发现内部缺陷；设备使用后，无损检测方法多采用磁粉检测，或磁粉加超声波检测，主要发现因介质原因或介质与压力共同作用产生的表面缺陷。11耐压试验P337耐压试验方法压力容器制成后，应当进行耐压试验。耐压试验分为液压试验、气压试验以及气液组合压力试验三种。★1.251.101.10★外压容器液压试验1.25P★泄露试验方法4种固P28气液组合压力试验考虑因承重等原因无法进行液压试验，进行气压试验又耗时过长，特增加气液组合压力试验作为耐压试验的方法之一。 对于大型压力容器耐压试验过程中可能出现的气液共存问题，在实践过程中的确带有一定的普遍性，也是现有技术规范难以回避的技术问题。

由于考虑到基础承重能力可能不够，或者由于内部结构、填料等原因压力容器无法充满液体，以及液压试验泵能力不足等情况，实际上在进行大型压力容器的耐压试验过程中，往往采用注入部分液体，然后用压缩气体(氮气瓶等)来加压以代替液压试验的做法，这实际上是一种气液组合试验方法，在国外技术标准及相关技术文献中已有阐述。

但是，这种气液混合试验方法是否可行，在99版“容规”中并未作明确说明，本次修订明确规定可以采用这种试验方法，并从试验时的安全角度出发，规定组合试验压力值应该按气压试验压力值选取，其设计、制造、无损检测也应该按气压试验的要求进行；同时，应按照气压试验做好安全防护工作。

13产品出厂资料通用要求P342压力容器出厂时，制造单位应当向使用单位至少提供以下技术文件和资料

(1)竣工图样，竣工图样上应当有设计单位许可印章(复印章无效)，并且加盖竣工图章(竣工图章上标注制造单位名称、制造许可证编号、审核人的签字和“竣工图”字样)；如果制造中发生了材料代用、无损检测方法改变、加工尺寸变更等，制造单位按照设计单位书面批准文件的要求在竣工图样上作出清晰标注，标注处有修改人的签字及修改日期；

(2)压力容器产品合格证(含产品数据表，式样见附件B)、产品质量证明文件(包括主要受压元件材质证明书、材料清单、质量计划或者检验计划、结构尺寸检查报告、焊接记录、无损检测报告、热处理报告及自动记录曲线、耐压试验报告及泄漏试验报告等)和产品铭牌的拓印件或者复印件；

(3)特种设备制造监督检验证书(适用于实施监督检验的产品)；(4)本规程3.4规定的压力容器设计文件。（为了和国际通行作法接轨并为今后信息化管理创造条件，增加了产品数据报告的要求，明确了产品质量证明文件应包括的内容，增加了材料清单、质量计划或者检验计划、焊接记录3种质量证明文件。产品质量计划或检验计划是国际通用做法，是该容器所有检验要求、实施时间、检验人员签字、工序流转的汇总记录表，能充分表现产品所经历的检验，能有效控制工序流转。）质量计划GB/T6583中对“质量计划”的定义是：“针对特定的产品、项目或合同规定专门的质量措施、资源和活动顺序的文件”。质量计划提供了一种途径将某一产品、项目或合同的特定要求与现行的通用质量体系程序联系起来。需掌握★压力容器制造许可级别ABCD★简单压力容器射线检测规定★会容器分类★压力容器质量体系文件基本内容：许可规则4项★应力腐蚀发生3要素★150/P11厚度附加量、腐蚀裕量焊接记录、施焊记录焊接记录应记录各焊缝编号、焊接工艺、焊工代号、施焊时间。是质量证明书的内容之一，可以打字施焊记录（比较焊接记录）还有焊材及数量、焊接设备、电流、电压、检验员。是焊接过程记录，只能手写评审发现问题没有水压试验专用区及保护焊接设备电流电压表无鉴定评片记录无人签名无损检测人员没有注册分包单位的报告有问题用部门章不是检验专用章数值是计算的数据,不是检测的数据,图面审核没有签字管口方位图没标清楚GB150写旧版年份没有给用户的焊接记录焊评A类确认没有归档焊评转换施焊记录的焊接层次与焊接工艺不同,仅内外各一道焊材领用记录未归档无损检测:报告没有产品名称/定位图没有/原始记录没有暗室条件/线性缺项未从严,解释不清/程序文件没有检测流程图J427烘干温度150度,不够质量计划没有控制点外观及几何尺寸检验报告应改产品结构及尺寸检查报告固容规是第一版空压机储罐封头有拉痕；质保书中，符合规范标准，没有标准编号名称；没有“最高工作压力”；材料质保书没有经销商章；制造厂检查发现问题汇总管理：没有开展过合同评审文件中设计控制未体现外协图纸管理不合格品控制没有记录单缺少人员培训记录

计量单位漏写程序文件要求运转的表卡应归类存放文件：缺少必要的标准规范，如GB700、GB/T4746-2002等未编制标准、规程清单目录