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压力容器相关标准

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的规定。

(十)材质检查

《容检规》第二十五条(七)规定了材质种类、牌号及是否劣化的检查要求并提出对材质不明者的处理要求。现分别解释如下:

1.关于对材质种类、牌号的检查要求以及对材质不明者的处理原则,除以下两点略加修正外,《容检规》与原《检规》第二十三条6的要求基本一致:

(1)对材质不明者,将应按A3进行强度校核改为“应按Q235钢进行强度校核”。这里所说的Q235钢是指Q235-B,Q235-A已经不被GB150采用,其许用应力与Q235-B相同。 (2)对于必须查明材质的情况,增加了第三类压力容器。

2.《容检规》对于材质是否劣化的检查要求,与《检规》第二十三条6的规定基本一致。 (十一)对无法进行内部检查的压力容器的检查要求

部分压力容器因结构等方面的原因无法进行内部检查,需采用可靠的现代检测技术尽量查明其内表面损伤状况,保证运行安全,为此《容检规》第二十五条(八)增加了如下规定:“对无法进行内部检查的压力容器,应采用可靠检测技术(如内窥镜、声发射、超声检测)从外表面检测内表面缺陷”。 (十二)紧固件检查

《容检规》第二十五条(九)对紧固件的检查要求,除将《检规》第二十三条10的“高压螺柱”改为“主螺栓”(见《容规》第25条)以外,其他要求二者基本一致。 (十三)强度校核

《容检规》第二十五条(十)规定了应进行强度校核的条件、强度校核的有关原则以及不能以常规方法进行强度校核时的解决办法。现分别解释如下。 1.关于需进行强度校核的条件

关于需进行强度校核的条件,《容检规》与《检规》第二十四条相比,除以下三点加以修正外,其余要求基本相同。 (1)腐蚀对强度的影响在于深度而不在于面积,一旦腐蚀深度超过设计时确定的腐蚀裕量有可能引起容器的强度不足,据此《容检规》将存在大面积腐蚀更改为“腐蚀深度超过腐蚀裕量”作为应进行强度校核的条件之一。

(2)《容检规》在应进行强度校核的条件中,取消了“错边量和棱角度严重超标”这一规定,因为错边量、棱角度属制造过程中产生的缺陷,难以采用常规方法进行强度校核,只能采用应力分析的方法判断容器能否安全使用,为避免误解,取消了这一规定,但在安全等级评定中有补充说明。 (3)《容检规》将《检规》“强度资料不全”更改成“名义厚度(设计厚度加厚度负偏差向上园整至钢材标准规格的厚度,即标注在图样上的厚度)不明”作为应进行强度校核的条件,从而使这一要求更为恰当准确。 2.关于强度校核的有关原则

关于强度校核应遵循的有关原则,《容检规》与《检规》第二十四条相比,除以下各点加以修正外,其余要求基本相同。

(1)对国外进口或按国外规范设计的压力容器,如设计规范不明,《容检规》增加了“可参照我国的相应规范”进行强度校核的规定。执行此条时应注意“相应”两字的含义,它一般是指产品的出厂年代与标准的有效时段、产品的设计参数与标准的适用范围应基本一致。

(2)《检规》规定“剩余壁厚按实测的最小值减去到下一个使用周期的两倍腐蚀量,作为强度校核的壁厚”,这一规定显然过于保守,会造成不必要的判废,本次修订时改为:“剩余壁厚按实测最小值减去至下次检验期的腐蚀量,作为强度校核的壁厚”。

(3)装有安全泄放装置的压力容器,其校核用压力不得小于安全阀开启压力或爆破片爆破压力,这是没有异议的,但装有安全泄放装置的低温液体(绝热)压力容器正好相反,它是在真空状态下运行的,其强度校核用压力应不高于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力,《容检规》根据低温液体(绝热)压力容器强度校核的特殊性,补充了这一规定。

(4)《检规》还对材质不明的压力容器的强度校核做了规定,这一规定和材质检查中的相关要求重复,此次修订时予以取消。

(5)《检规》规定“强度校核时,应考虑附加载荷”,实际上只有塔、大型球罐等设备强度校核时有此要求。塔设备一般指壳体长度超过10m且长径比超过5的直立容器,大型球罐一般指大于50m3的球罐,在设计或强度校核时,除计

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及压力载荷外,还应考虑风载荷,地震载荷等附加载荷对强度的影响。据此《容检规》改为“塔、大型球罐等设备进行强度校核时,还应考虑风载荷、地震载荷等附加载荷”。 3.不能以常规方法进行强度校核时的解决办法

所谓常规的强度校核(也即设计计算)方法,是指只考虑一次总体膜应力采用第一强度理论并符合弹性失效判据的强度设计方法,GB150、GB151、GB12337、JB4710等标准均是采用这一方法。某些压力容器因载荷(如承受疲劳载荷)、结构(如开孔直径超过容器内径的1/2)等原因无法用常规方法进行强度设计或本来就采用应力分析方法进行强度设计的,当然就不能以常规方法进行强度校核。对这些压力容器,《容检规》提出了“可采用有限元方法,应力分析设计或实验应力分析等方法”进行校核的规定。 (十四)安全附件检查

停机时对安全附件的检查主要包括:压力表指针的回零(或回到限止钉处)检查及校验;爆破片的按期更换;安全阀及紧急切断装置的解体检查、维修与调校等。

《检规》和1999版《容规》对拆换下来的安全阀应如何检检均未做具体规定,为了保证安全阀解体检验的质量,本次修订时专门为此制订了附件,《容检规》第二十五条(十一)规定“安全阀应当从压力容器上拆下,按本规则附件三“安全阀校验要求”进行解体检查、维修与调校。” (十五)气密性试验

《容检规》第二十五条(十二)规定了应做气密性试验的条件;气密性试验的介质、压力、温度、气密性试验的操作;某些容器气密性试验的特殊要求。现分别解释如下: 1.关于应做气密性试验的条件

和《检规》第二十五条相比,《容检规》第二十五条(十二)根据1999版《容规》第102条的相关要求,对应做气密性试验的条件补充了如下规定:

“介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器,必须进行气密性试验。对设计图样要求做气压试验的压力容器,是否需做气密性试验,应按设计图样规定”。 2.关于气密性试验的试验压力

1999版《容规》第101条规定“压力容器气密性试验压力为压力容器的设计压力”,这一规定是针对新容器制订的。在用压力容器经全面检验后需核定下一个使用周期的最高工作压力,核定的最高工作压力有可能低于设计压力,如再以设计压力作为气密性试验压力是不妥的,因此,《容检规》第二十五条(十二)将气密性试验的试验压力修订为“应等于本次检验核定的最高工作压力,安全阀的开启压力应不高于其设计压力”。 3.关于气密性试验的试验介质与试验温度

《容检规》关于试验介质与试验温度的规定,与1999版《容规》第102条的相关要求是一致的。 4.关于气密性试验操作的规定

《容检规》根据《检规》附件二“在用压力容器气密性试验安全规则”,制订了如下气密性试验操作应遵循的要求: (1)压力容器进行气密性试验时,应将安全附件装配齐全;

(2)压力缓慢上升,当达到试验压力的10%时应暂停升压,对密封部位及焊缝等进行检查,若无泄漏或异常现象可继续升压;

(3)升压应分梯次逐级提高,每级一般可为试验压力的10-20%,每级之间应适当保压,以观察有无异常现象; (4)达到试验压力后,经检查无泄漏和异常现象,保压时间不少于30分钟压力不降即为合格。保压时禁止采用连续加压以维持试验压力不变的做法;

(5)有压力时,不得紧固螺栓或进行修理工作。 5.关于某些压力容器气密性试验的特殊要求

(1)根据《检规》附件二“在用压力容器气密性试验安全规则”第四条5和1999版《容规》第136条2的有关规定,《容检规》对盛装易燃介质压力容器进行气密性试验提出了如下特殊要求:

“盛装易燃介质的压力容器,在气密性试验前,必须进行彻底的蒸汽清洗、置换,并经取样分析合格,否则严禁用空气作为试验介质。

对盛装易燃介质的压力容器,如果以氮气或其他惰性气体进行气密性试验,试验后,应保留0.05~0.1MPa的余压,并保持密封”。

(2)对有色金属制压力容器的气密性试验;《容检规》第二十五条(十二)补充规定为“应符合相应标准规定或设计图

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样要求”。我国已颁布的有色金属制压力容器标准有:JB/T4734-2002《铝制焊接容器》和JB/T4745-2002《钛制焊接容器》。 (3)《容检规》第二十五条(十二)补充了如下规定:“对长管拖车中的气瓶,试验时可按相应的标准进行声发射检测”。 第二十六条 本条规定了全面检验完成后,检验人员应进行的工作,即:“全面检验工作完成后,检验人员应根据实际检验情况,结合耐压试验结果,按本规则第五章的规定评定压力容器的安全状况等级,出具检验报告,并给出允许运行的参数及下次全面检验的日期”。

第四章 耐压试验

第二十七条 本条规定了耐压试验前有关安全防护的准备工作。

《容检规》第二十七条根据1999版《容规》第96、97条的要求,对耐压试验前有关安全防护的准备工作规定如下:“全面检验合格后方允许进行耐压试验。耐压试验前,压力容器各连接部位的紧固螺栓,必须装配齐全,紧固妥当。耐压试验场地应有可靠的安全防护设施,并经使用单位技术负责人和安全部门检查认可。耐压试验过程中,检验人员与使用单位压力容器管理人员应到试验现场进行检验。检验时不得进行与试验无关的工作,无关人员不得在试验现场停留”。

第二十八条 本条规定了耐压试验用压力表的各项(数量、安装位置、精度等级、量程、表盘直径)要求,这些要求与1999版《容规》第160条的相关规定基本一致。 第二十九条 本条规定了耐压试验压力的最低值。

本条的规定与1999版《容规》第94条的相关规定基本一致,只是将耐压试验PT计算式中P的定义从“设计压力”改为“本次检验时核定的最高工作压力”。

第三十条 本条规定了耐压试验前应力校核的要求。

本条规定与1999版《容规》第95条的相关要求基本一致,只是将校核耐压试验压力时“所取的壁厚应扣除壁厚附加量”更改为“所取的壁厚应为实测壁厚最小值减去至下次检验期的腐蚀量”,现将这一更动的原因解释如下:

在用压力容器可能会因腐蚀、冲蚀及表面缺陷修磨等原因导致局部壁厚减薄,为安全计,应按实测最小值进行应力校核。壁厚附加量为腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和。对新制成的容器而言,耐压试验前的应力校核是以名义壁厚为基准的,考虑到可能出现的最危险情况,按名义壁厚扣除壁厚附加量进行应力校核。对在用容器而言,耐压试验前的应力校核是以实测壁厚最小值为基准的,由于实测壁厚最小值实际上已将钢材厚度负偏差扣除,因此,只需按实测壁厚最小值减去至下次检验期的腐蚀量进行应力校核。

第三十一条 本条规定了液压试验时对试验介质的要求。

《容检规》第三十一条在对试验介质提出要求前,首先强调了“耐压试验应优先选择液压试验”。《容检规》的这一强调是基于如下考虑:

耐压试验因试验介质的不同分为液压试验与气压试验,二者的目的是一致的,但危险性却截然不同。液体是不可压缩的,液压试验中一旦发生破坏其危险性主要来自P×Ⅴ的乘积,即根据能量观点,试验过程中在容器内集聚的能量在破坏的瞬间要释放出来。气体是可以压缩的,气压试验中一旦发生破坏除了释放能量(这一点和液压试验是一样的)外,气体还要以最快的速度恢复被压缩的体积,后者相当于炸弹爆炸时的冲击波,其破坏力是十分巨大的。

《容检规》第三十一条对于液压试验时试验介质的要求,与1999版《容规》第98条的相关规定是一致的。 第三十二条 本条规定了液压试验时对试验介质温度的要求 本条的要求与1999版《容规》第98条的相关规定是一致的。 第三十三条 本条规定了液压试验的操作要求

(一)《容检规》第三十三条(一)、(二)、(三)对压力容器液压试验的操作要求,与1999版《容规》第98条的相关规定是基本一致的。

(二)《容检规》第三十三条(四)规定“液压试验完毕后,应由使用单位按其规定进行试验用液体的处置以及对内表面的专门技术处理”,这一规定与1999版《容规》第136条的相关要求是基本一致的。

(三)《容检规》第三十三条对换热压力容器的液压试验程序,与1999版《容规》第98条的相关规定是一致的。 (四)《容检规》第三十三条规定了夹套容器液压试验的操作要求。

夹套容器制造时先进行内筒的液压试验,合格后焊上夹套再做夹套的液压试验。在用的夹套容器其内筒外表面已部分或大部分被夹套覆盖,对内筒外表面大部分被夹套覆盖的压力容器,进行内筒的液压试验是没有意义的,因此《容检

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规》第三十三条(三)规定“对内筒外表面仅部分被夹套覆盖的压力容器,应分别进行内筒与夹套的液压试验;对内筒外表面大部分被夹套覆盖的压力容器,只进行夹套的液压试验”。至于划分“部分”、“大部分”的具体指标,本规则难以统一界定,需由检验人员根据具体情况自行掌握。 第三十四条 本条规定了液压试验的合格要求

《容检规》第三十四条规定液压试验的合格条件是“无渗漏、无可见的变形、试验过程中无异常的响声、标准抗拉强度下限σb≥540MPa的钢制压力容器,试验后经表面无损检测未发现裂纹”,上述要求与1999版《容规》第99条的相关要求是基本一致的。其中对于液压试验后应表面无损检测的要求,也与《容检规》第二十一条(五)6的要求一致,无损检测的比例应为抽查。

对多层包扎、热套、扁平钢带、绕板等组合式结构压力容器进行耐压试验时,在升降压过程中因膨胀或收缩变形,可能引起各层钢材相互摩擦而发生响声,这些响声不属异常的响声,不能作为液压试验是否合格的判据。 第三十五条 本条规定了气压试验的有关要求

《容检规》第三十五条(一)~(三)规定了进行气压试验的条件、试验介质、试验温度、操作程序以及合格指标等方面的要求,这些要求与1999版《容规》第100条的有关规定是基本一致的。

《容检规》第三十五条还规定了对盛装易燃介质压力容器进行气压试验的特殊要求,这些要求与《检规》附件二“在用压力容器气密性试验安全规则”第四条5和1999版《容规》第136条2的相关规定是基本一致的。

第三十六条 本条规定“有色金属制压力容器的耐压试验,应符合相应标准规定或设计图样的要求”。有关我国已颁布的有色金属制容器标准,前面已做过介绍不再赘述。

第五章 安全状况等级评定

第三十七条 在用压力容器根据全面检验的结果划分安全等级。影响压力容器安全状况的三要素为:材料、应力、缺陷。 相应的,主要根据材质检验、结构检验、缺陷检验三个检验项目的检验结果,划分压力容器的安全等级。

从失效的角度,可以将压力容器视为串联系统,其失效总是由最薄弱的环节引起的,其它环节无法对最薄弱环节进行补偿。因此,必须以各检验结果中的最低等级作为压力容器的安全等级。

对于经过维修改造后的容器,由于原先决定其安全等级的因素已经被改变,应该按维修改造后的复检结果进行安全状况等级评定。

安全附件并非压力容器的本体。因此,安全附件的合格与否不构成评定压力容器安全状况等级的依据;但是,安全附件是否合格将对正常生产乃至压力容器的安全运行发挥着不可或缺的保障作用。有鉴于此,在全面检验中凡发现安全附件不合格时,压力容器不允许投入使用。

由于实际情况错综复杂,《检规》的某些规定具有一定的灵活性,检验员应该根据实际情况进行定级。 第三十八条 是主要受压元件的材质检验结果与压力容器相应安全状况等级的规定。

压力容器用材要求有良好的机械性能,即有很强的失效抵抗力。在检验中经常遇到的材料问题有:用材与原设计不符、材质不明和材料劣化。

(一)如果压力容器的用材与原设计不符,则必须判断所用材料是否符合使用的要求。如果材质清楚、强度校核合格、在检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明所用材料符合使用的要求,不影响定级;反之,则表明所用材料不符合使用的要求,定为4级或5级。

对移动式压力容器和液化石油气储罐,因现行标准中规定禁止用沸腾钢,所以如能确定材料为沸腾钢,则必须定为5级。

(二)压力容器中,材料误用、混用是经常可以遇到的。彻底查清材质,即使可能,也要花费很大的代价。如果压力容器材质不清,可以从偏保守的角度,进行强度校核。原检规中采用A3钢校核强度,新国标中已无此牌号,故采用强度级别最低的Q235钢代替,校核的前提是可以确认容器是钢制压力容器。如果强度校核合格、在检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明实际所用材料符合使用的强度要求。但材质不明毕竟是一种安全隐患,与上一版《检规》制订时相比,由于社会的进步,管理的加强,这种现象已经逐渐减少至消失,所以应从严定级。根据经验和安全管理的需要,对在常温下使用的一般压力容器,可以定为3级或4级;反之,如果强度校核不合格,则表明所用材料可能不符合使用的要求,定为5级。对移动式压力容器和液化石油气储罐,因现行标准中规定禁止用沸腾钢,若材质不明,则有可能是沸腾钢,必须定为5级。

特别值得注意的是,如果检验后需要进行焊接修复的,则必须查明材料,不得以材质不明处理。

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