容器基本知识

第四章压力容器基础知识4.1概述4.1.1压力容器的定义及用途义：(1)工作压力大于或者等于0.1MPa（注1-2）；(2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L(注1-3)；(3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体(注1-4)。其中，超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定，非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定，简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规程》的规定。《条例》第九十九条定义范围中的压力容器包括固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶和氧舱四类设备。考虑移动式压力容器事故的危害性大于固定式压力容器，并且罐式集装箱的国际流动性（其介质危害程度的划分应当按国际标准），相应考虑国际接轨问题，本次修订决定将固定式和移动式压力容器分开，分别制定《固定式压力容器安全监察规程》和《移动式压力容器安全技术监察规程》。本条按国际惯例给出了“固定式压力容器”的定义。⑵用途：广泛用于石油、化工、动力、食品等行业中，人民日常生活中也离不开压力容器。4.1.2压力容器的主要参数

⑴压力参数：工作力（操作压力）、最高工作压力设计压力。⑵温度参数：有工作温度（操作温度）、设计温度。注意容器壁温⑶容器直径：容器直径又称“公称直径”，用符号“Dg”表示，单位多用mm表示。PJPWMAXPW4.1.3分类⑴按安全重要程度分：可分为三类，即第三类压力容器、第二类压力容器、第一类压力容器。安全要求是第三类容器最高根据危险程度，本规程适用范围内的压力容器划分为三类，以利于进行分类监督管理，压力容器类别划分方法见附件A。主要变化：（99版容规第6条）改变类别划分方法，仍然划分为三类（Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类），利用PV值在不同介质分组坐标图上查取相应的类别，简单易行、科学合理、准确唯一；设计压力、容积和介质危害性三个因素决定压力容器类别，不再考虑容器在生产过程中的作用、材料强度等级、结构形式等因素；简化分类方法，强化危险性原则，从风险控制的理念上对压力容器进行分类监管，突出本质安全思想。释义：国际上有类似的方法对压力容器进行分类，并由此确定设计制造和使用管理要求。由于各国的经济政策、技术政策、工业基础和管理体系的差异，压力容器的分类方法也不尽相同，但基于危险性进行分类的原则是基本一致的；欧盟97/23/EC《承压设备指令》，根据允许工作压力、最大允许工作温度下的蒸汽压力、介质危害性、几何容积，将承压设备分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类，并给出相应的材料、设计、制造和检验要求；日本JIS8265—2003《压力容器（基础标准）》，依据设计压力和介质危害性将压力容器分成3个等级。⑵按使用情况分：可分为固定式和移动式两种。⑶按用途分：可分为反应容器（R)、储存容器(C)、换热容器(E)、分离容器(S⑷按压力分：为低压容器（L）0.1MPa≤P＜1.6Mpa；中压容器（M）1.6MPa≤P＜10Mpa；高压容器（H）10MPa≤P＜100Mpa；超高压容器（U）100MPa≤P＜1000Mpa。4.1.4我国压力容器法规标准⑴法规与基础标准的关系基础法规是以安全为基本出发点对压力容器的各个环节提出了最基本要求，其权威性最高；⑵基础标准与相关标准、附属标准、产品标准的关系基础标准是容器标准体系中的核心，解决共性问题，它引用了很多相关标准、产品标准，相关标准是基础标准的子标准。如JB4730是探伤方法标准，而按什么级别是合格的要按基础标准GB150来验收。法规《特种设备安全监察条例》《固定式压力容器安全技术监察规程》基础标准《GB150钢制压力容器》等相关标准材料标准材料检验法标准材料试验法标准附属标准零部件标准工艺方法标准产品检验标准产品标准型式参数标准专用产品标准4.2压力容器的典型结构4.2.1低、中压压力容器的筒体结构⑴圆筒形的筒体结构形式：立式结构，卧式结构⑵球形容器结构（钢制球形储罐GB1-223374.2.2高压容器的筒体结构:整体式+组合式⑴多层包扎式筒体结构;⑵多层热套式筒体结构;⑶多层挠带（丝）式筒体结构4.2压力容器的典型结构4.2.3压力容器封头⑴半球形封头⑵椭圆形和碟形封头⑶无折边球形封头⑷锥形封头⑸平盖封头图4-8半球形封头法兰结构4.2压力容器的典型结构4.2.4压力容器的开孔和接管⑴接管与壳体的连接：⑵接管与外部的连接：焊接、法兰、螺纹插入式嵌入式⑶开孔补强：筒体整体补强、补强板补强、厚壁短管补强4.2.5压力容器的焊接接头分类及设计的一般规定⑴焊接接头分类：按照GB150《钢制压力容器》可将压力容器的焊接接头分为A、B、C、D四类，AAAAB4.2.5压力容器的焊接接头分类及设计的一般规定A类：圆筒部分的纵向接头（不含多层包扎钢板纵向接头）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各种封头拼接接头及嵌入式接管与壳体对接接头；B类：圆筒部分的环向接头、锥体封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，但己规定为A、C、D类的除外；4.2.5压力容器的焊接接头分类及设计的一般规定C类：平盖、管板与圆筒连接的接头、法兰与壳体、接管连接的接头、内封头与圆筒的搭接接头及多层包板纵向接D类：接管、人孔、缘、补强圈等与圆筒连接的接头（但己定为A、B类的除外）。4.2.5压力容器的焊接接头分类及设计的一般规定⑵设计的一般规定：不宜采用十字焊缝，相邻焊缝间距应大于筒体壁厚的三倍且不小于100；B类接头和球形封头与圆筒连接的A类接头，当两侧厚度不等时，若薄板厚度不大于10mm、厚度差超过3mm或薄板厚度大于10mm、厚度差大于薄板厚度的30％或大于5mm均应对厚板的单面或双面削薄至薄板尺寸；应尽量采用全焊透结构；不锈钢与碳钢焊接时应采用过渡件，应避免在不锈钢壳体上直接焊接碳钢支座。4.3压力容器制造无损检测4.3.1压力容器用钢板的无损检测⑴检测方法：钢板无损检测主要是UT检测、辅以MT或PT检测。⑵检测要求：按“容规”、GB150和JB4730规定①盛装介质毒性程度为极度、高度危害的，或是液化石油气且流化氢含量大于10mg/L的压力容器用钢板UT检测质量等级应不低于Ⅱ级。②最高工作压力大于10Mpa的压力容器用钢板UT检测质量等级不低于Ⅲ级。4.3.1压力容器用钢板的无损检测③移动式压力容器用钢板UT检测质量等级不低于Ⅱ级。④厚度大于30mm的20R、16MnR；厚度大于25mm的15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR和Cr－Mo钢板；厚度大于20mm的16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR的压力容器用钢板UT检测质量等级不低于Ⅲ级。⑤多层包扎压力容器内筒用钢板UT检测质量等级不低于Ⅱ级。⑥调质状态供货的压力容器用钢板UT检测质量等级不低于Ⅱ级。4.3.2压力容器用锻件及无缝钢管的无损检测⑴锻件无损检测：①分类：压力容器用锻件有筒形、饼形和碗形。②检测方法：UT（纵、横波）检测辅以MT和PT检测③标准要求：JB4730、JB4726《压力容器用碳素钢、低合金钢锻件技术条件》、JB4727《低温压力容器用碳素钢、低合金钢锻件技术条件》、JB4728《压力容器用不锈耐酸钢锻件技术条件》的Ⅲ级锻件按炉批次号进行UT、MT或PT抽查探伤，Ⅳ级锻件应逐件进行UT、MT或PT检测。⑵无缝钢管无损检测⑴标准及方法：JB4730及其规定的RT、UT、MT、PT、ET和AE六种。⑵检测时机及方法选择①检测时机：应按焊接件材质进行选择，一般有延迟裂纹倾向的材料应在焊接结束24小时后进行检测，或是36小时后进行检测（球形容器要求）。4.3.3压力容器焊接接头的无损检测②方法选择原则：A.壁厚≤38mm时，对接接头应选用RT检测，由于结构原因不能采用RT检测，允许采用可记录的超声仪进行UT检测。对Dg≤800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭的不带垫板的焊接接头，若无法进行RT检测可允许不检测，但需采用气体保护焊打底。4.3.3压力容器焊接接头的无损检测B.壁厚＞38mm（或20mm＜壁厚≤38mm且使用材料抗拉强度值下限≥540MPa时，其接头若采用RT检测，则每条接头还应附加局部UT检测；若采用UT检测，则每条接头还应附加局部RT检测；若无法进行RT、UT检测时，应采用其它方法进行局部无损检测，附加局部无损检测应包括所有的焊缝交叉部位。

4.3.3压力容器焊接接头的无损检测C.对有无损检测要求的角接及T型接头，不能进行RT或UT检测时，应做100％的表面无损检测。D.铁磁性材料压力容器焊接接头表面无损检测应优先选用MT检测。4.3.3压力容器焊接接头的无损检测⑶检测比例和验收级别①检测比例：一般分为全部（100％）和局部（≥20％）两种。对铁素体钢制低温压力容器，局部无损检测比例应＞50％。具体无损检测比例执行《容规》和GB150《钢制压力容器》。②验收级别：容器对接接头进行100％的无损检测，RT检测合格级别为Ⅱ级、UT检测合格级别为Ⅰ级；局部无损检测的，RT检测合格级别为Ⅲ级、UT检测合格级别为Ⅱ级（评定标准为JB4730）。4.3.3压力容器焊接接头的无损检测局部100%RT或UT的接头，其验收级别与壳体接头相同。⑷接头的表面无损检测①方法及验收级别：检测方法、质量评定执行JB4730，验收标准为“容规”。②检测比例及要求：应符合“容规”及“GB150”相关规定。⑸重复检测：超标缺陷返修后，该部必须采用原检测方法检测直至合格。属局部检测发现的超标缺陷，应在该缺陷两端的延伸部位增加检测长度，增加长度为该条焊接接头长度的10％、且不小于250mm。仍发现有不允许的缺陷，则该条接头应进行100％的检测。4.3.3压力容器焊接接头的无损检测GB150标准无损检测要求图示射线—RT磁粉—MT超声波—UT渗透—PT1、常用方法2、焊缝3．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。4．100%RT和UT的检测范围凡符合以下条件之一的容器及受压元件需采用图样规定的方法，对其A类和B类焊接接头进行100%RT和UT检测。公称直径小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的B类焊接接头除外。（1）δs>30mm碳素钢

δs>30mm16