压力容器问题与解答.docx

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压力容器问题与解答

压力容器问题与解答

　　这是某省压力容器设计审核人员培训班上汇总的有关压力容器问题的解答（仅供参考）

2007年09月27日

　　这是某省压力容器设计审核人员培训班上汇总的有关压力容器问题的解答（仅供参考）

　　JB4735《钢制焊接常压容器》

　　所提问题：

　　该标准15.3.4.6条应理解为"σb>400MPa且板厚大于13mm的罐壁对接焊接接头，应采用低氢型焊条进行焊接。

"还是"σb>400MPa或板厚大于13mm的罐壁对接焊接接头，应采用低氢型焊条进行焊接。

"

　　解答：

　　1.本条应理解为：

"σb>400MPa且板厚大于13mm的罐壁对接焊接接头，应采用低氢型焊条进行焊接。

"

　　在工程实践中，由于低氢焊条良好的性能，工程惯例中对于此类结构一般均采用低氢型焊条进行焊接。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　在采用GB150-1998标准过程中有以下问题我们把握不准，特请教！

　　标准规定Q235-B、B、D的使用温度分别为0~350℃、0~400℃，此种材料在-19~0℃能否使用？

我们制冷行业的各种容器经常在气温低于0℃以下使用，能用否？

我们又该如何定义使用温度？

望能在百忙中抽出时间给予答复。

　　解答：

　　按GB150-1998标准4.1.7条及4.2.3条规定：

Q235-B、B、D材料用于压力容器受压元件时不能在-19℃~0℃下使用（等于0℃时可以使用），应选用其它符合标准的材料制作相应条件下的压力容器

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　我们在执行D1.4条款时，碰到一个难题，请在百忙之中给予解答。

　　我厂生产液氧、液氮、液氩汽车罐车和贮罐，设计温度为-196℃，主体材质为低碳（D≤0.10%）奥氏体不锈钢，按D1.4款D）条的要求，焊接试板要做-196℃低温冲击试验，但是有个"冷沉"的问题无法解决，这个试验也无法做，难符合D1.4款要求，我又询问了北京金属结构厂等同类企业，也未能解决。

　　请问这个问题如何解决？

标准如何执行？

请给予指导与答复。

　　解答：

　　实现焊接试板在-196℃下的低温冲击试验，只要液氮的纯度有保证，控温-196℃是十分方便的，对此上海材料研究所，杭氧等单位均采用过液氮作为冷源。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　1）当设计图纸上要求B、B类焊缝20%RT，而夹套容器δ=6无法RT或PT，应怎样处理？

　　2）补强圈在GB150中没有规定是整板或拼板制造，很显然，拼接不影响它的使用功能，但在JB4736-95中明确规定必须整板制造，是否合理？

我认为拼接不影响性能，为什么要整板制造，这样无疑是浪费国家物资。

　　3）"第10.8.2.1注"中内容是对GB150-89的进一步明确说明，还是增补内容？

若是增补，标准是否降低了？

　　解答：

　　1）夹套容器，可以先制造夹套，且进行纵、环缝的20%RT或PT（当然要予留一头，以便内筒套合）。

套合后最后一条环缝的内壁不能PT；其RT可能也不清晰，这要靠焊接工艺保证质量。

　　2）补强焊圈在GB150中未规定必须整板或拼板，但JB4736-95中明确规定必须是整板制造，这在行业上有反映。

JB4736-95准备修改成与GB150一致。

　　3）第10.8.2.1注中的内容与GB150-89的要求是一致的，只是更明确一些。

10.8.2.1注中公称直径小于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，不按10.8.2.1的要求（即100%RT或UT）；而按10.8.3的要求进行无损检测（MT或PT），且其相同的内容列入10.8.3f条款。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　1）有一甲醇塔，设计压力0.07MPa，但图上归为Ⅰ类受压容器，并接受《容规》监察可否？

　　2）容器焊后消除应力热处理，用电加热器（绕带，履带）将所有的焊缝均绕上，然后将容器用保温材料包严，此种热处理方法可否？

　　解答：

　　1属《容规》解释，不宜答复。

　　2提问者在此所述容器焊后消除应力热处理方式，如果理解为局部加热PWHT的话，那么此种方法用在大型压力容器不能整体炉内加热的场合或由于运输上的限制必须在基建现场组装的场合是可用的。

　　施行这种局部加热PWHT时，加热区和非加热区之间将产生中间温度区域，须考虑这种热过程的影响。

一定要有满足标准（技术条件）规定的严格施工和实施施工记录，比如加热范围、保温方法、加热速度、冷却速度、热电偶测温的可靠性等。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　我公司在贯彻GB150时对产品冲击试样的制备遇到如下难题：

　　1）GB/T229-1994的5.5规定：

"如不能制备标准试样，可采用宽度7.5或5mm小尺寸试样，……"。

GB150-1998中并未给出非低温容器用钢采用宽度7.5或5mm小尺寸试样所对应的冲击功，不知应以何值考核才算合格？

若再采用GB150-1998的E5.4规定的"不得小于27J"，显然是没有道理的，毕竟试样的宽度已减小了。

我们认为，对非低温容器用钢的小尺寸试样，其对应的冲击功指标仍应按GB150-1998的D2.1.7的要求（小试样的冲击功指标根据试样宽度比例缩减）执行。

对此，我们希望贵处能给出一个明确的回复。

　　2）GB150-1998的10.5.6.1规定：

"试板的材料必须是合格的，且与容器用材具有相同钢号，相同规格和相同热处理状态"。

GB/T229-1994标准中规定的冲击试样的尺寸为10×10×55（小尺寸试样为7.5×10×55或5×10×55）mm，当容器用材（包括板材和管材）厚度偏小（如7mm以下）导致冲击试样无法制备时，可免做冲击试验？

GB150-89的附录D只提到了因容器用管材尺寸限制导致冲击试样无法制备时是否可免做低温冲击试验，对非低温压力容器是因容器用管材和板材厚度偏小导致冲击试样无法制备时应怎样处理？

是否也可免做？

若不能免做，请问我们应如何制备冲击试样：

　　解答：

　　1）GB150-1998中的E5.4规定常温冲击功不得小于27J是指10×10×55mm的全尺寸试样。

对钢材、管材和焊接工艺评定试板而言，如果无法制备全尺寸冲击试样，则采用7.5或5.0mm的小尺寸试样，其冲击功应按比例缩减。

但对产品焊接试板而言，一般说来，其壁厚不致于小于10mm。

按10.5.1.1每台做产品焊接试板的条件，举例如下：

　　a）钢材厚度δS>20mm的15MnVR。

　　b）钢材标准抗拉强度下限值σb>540MPa（但6～8mm15MnVR的层板除外一这在修改令中公布）。

因为采用强度低的钢使产品较厚，所以才用低合金高强度钢取代，越是厚壁容器越显出高强钢的优越性，因此它不会太薄，不致于做成7.5或5mm厚的小尺寸冲击试样。

　　2）GB150-1998的10.5.6.1规定产品焊接试板必须与产品用钢相同，（这与焊接工艺评定试板不一样，焊接工艺评定可以采用同类别号中的同组别号，其壁厚也可以在一定范围内替代，而且板和管的对接接头评定可以相互替代）。

　　对非低温压力容器，若容器用管材或板材制作，其厚度偏小，是否一定要制作产品焊接试板？

如果一定要制作产品焊接试板，又无法制备小尺寸的冲击试样，当然可以免做冲击。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　尿素洗尘塔应依据什么类型设备设计？

　　解答：

　　经对设备结构图及有关数据的审查，此尿素洗尘塔可按料仓类型设备设计。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　新焦碳塔设计选材：

设计压力0.35Mpa，设计温度425/475℃，介质减压渣油（有高温硫腐蚀），根据我厂原有四台焦碳塔（89年投用）使用情况，及石化总公司《石油化工装置设备腐蚀与防护手册》推荐该设备用材均为20g（20g的高温机械性能高于20R），而GB150（98版）压力容器用材已排除20g，请问根据工程经验，该设备用材可否仍选20g。

　　请速解答。

谢谢！

　　解答：

　　20g的高温机械性能高于20R这种说法本身有误。

　　根据GB150（98版）规定采用20g是不允许的，该标准中已无此材料的许用应力可查。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　解答：

　　内压圆筒厚度计算公式是根据圆筒中周向总体（一次）薄膜应力的强度导出，所以与之相对应的焊缝系数应为圆筒的纵缝焊缝系数。

　　圆筒环缝中虽也存在环向（周向）薄膜应力，但它不属于总体薄膜应力，而是属于局部薄膜应力，它的许用应力与圆筒厚度计算中取的许用应力（一倍[]）不同。

所以不应将环缝焊缝系数与之混淆。

　　但为确保整个圆筒的强度与安全，一般尽量将环缝系数取与纵缝相一致，若实在制造上存在困难，允许与纵缝不同，即可按GB150-1998中10.8.2.3执行。

此时环缝系数虽可能与纵缝系数不同，但计算圆筒厚度时，仍取纵缝系数。

　　GB151-89《钢制管壳式换热器》

　　所提问题：

关于螺杆式制冷机中压力容器设计争议问题的请示报告

　　我公司从1996年开始主要生产螺杆式制冷机和离心式制冷机。

所有的技术以及主要的设备完全从美国Trane公司引进，其中螺杆式制冷机主要有压缩机、蒸发器、冷凝器和控制系统等组成，蒸发器和冷凝器的壳程明确归《压力容器安全技术监察规程》和GB150-1998《钢制压力容器》的管辖，其管程结构有两种：

一是管程设计压力为1.04MPa，管程端盖为铸造水室，介质为冷凝水或冷冻水，设计温度为38oD，另一种是管程设计压力为2.1MPa，管程端盖为焊接水室，介质为冷凝水或冷冻水，设计温度仍为38oD。

现就管程端盖为焊接水室的结构是否按照GB150-1998来设计存在着一些争议，为此特请示容委会，具体如下：

　　1.虽然焊接水室结构其管程的设计压力为2.1MPa，但介质为冷凝水或冷冻水，且设计温度为38oD。

因此管程可以明确不受《压力容器安全技术监察规程》的管辖。

但是否属于GB150-1998的管辖范围？

　　2.如果属于GB150的管辖范围，我们焊接水室的结构：

平盖与管箱采用的双面焊搭接结构，请问标准是否允许？

　　3.目前考虑到焊接水室结构的管程不受《压力容器安全技术监察规程》的管辖，虽然我们产品管程采用的耐压试验是气压试验，但没有对焊接水室中的焊缝进行无损检测。

如果属于GB150的管辖范围，按照标准规定，焊缝必须进行无损检测。

请问能否免除无损检测？

　　4.由于属于技术引进，管板与换热管胀接连接的管板孔的开槽结构与GB151-89的有关规定不太一致，请问是否允许？

　　5.与第1条相类似，另外一种管程结构1.04MPa的铸造水室，请问如何理解？

　　考虑到属于全套技术引进，同样的结构在世界各地已生产了上万台，请容委会专家酌情考虑！

　　解答：

　　特灵空调系统（江苏）有限公司：

　　关于咨询换热器设计的函件收阅，现答复如下：

　　1、该设计中管程介质的设计温度小于其沸点，不符合《压力容器安全技术监察规程》（1999年版）（简称：

《容规》中"第2条1.（3）"，但并不能因此说该设计不属《容规》管辖。

压力容器是否属于《容规》管辖，是按整台设备考虑的，只要换热器的某一腔室符合《容规》的适用范围，则整台设备应受《容规》管辖；按设计条件，本设计也属于GB150-1998的管辖。

　　2、管箱平盖与短节的连接，GB150-1998、GB151-89并无明确规定，GB150-1998附录J、GB151-89附录D只是提示性的；采取何种连接形式，由设计者确定。

　　3、既然本设计属于GB150-1998的管辖，焊接接头的无损检测应符合GB150-1998的规定，选用何种无损检测方法，由设计者根据焊接接头的类别、材料、容器类别、压力试验类型来确定，但不能免除。

　　4、换热管与管板的连接，按GB151-89可以选用3.8条给出的连接形式及尺寸，但也可采用3.8条以外其它可靠连接型式。

即将发布GB151-1999在标准中作了明确说明。

　　5.与第1条同理，管程压力为1.04MPa的设计也应受《容规》管辖，也属于GB150-1998的管辖；铸造管箱的特殊要求由设计者参照有关标准另行规定。

　　JB4710-92《钢制塔式容器》

　　广重压力容器公司：

　　解答：

　　关于"广重压力容器公司有关塔器做液压试验"问题回复的函

　　广重压力容器公司：

　　你单位2000年7月5日发送的"有关塔器做液压试验"问题的传真收悉，就所提具体问题，提出回复意见如下：

　　塔式容器的特点是高度与直径之比较大的直立容器。

按照压力容器的制造要求，在容器制造完毕后，应进行液压试验，以检验其制造质量。

对塔式容器而言，一般制造单位并不具备将其直立后进行液压试验的条件，只有采用卧置试验来代替立置试验，因此，卧置试验的试验压力中应包含直立充满液体时的液柱静压力。

对此，92版标准中的注③已经做了说明，即试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力。

在液压试验前，应进行应力校核，应力校核时应考虑液柱静压力。

　　卧置试验作为一种替代性试验，它的局限性在于：

当考虑液柱静压力时，塔器顶部承受的压力大于立置试验时所承受的压力，因而可能导致原设计壁厚不足；当不考虑液柱静压力时，塔器底部没有承受到立置试验时所承受的压力，则达不到预期的效果。

但此问题不能靠增加壁厚来解决。

事实上，水压试验主要解决的不是容器壁的强度问题，该问题在设计时已经解决，水压试验解决的主要是整体制造问题，如焊缝强度及其是否存在漏检的重大缺陷等。

因此，在卧置试验时，应首先对塔器特别是顶部按考虑液柱静压力进行应力校核，如果合格即可进行卧置液压试验；如果不合格，则可适当降低试验压力，再进行卧置液压试验，但该试验压力不得低于立置液压试验时的试验压力值。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　广重压力容器公司：

　　解答：

　　关于GB150标准中法兰问题的回复意见

　　贵单位7月10日所发传真收悉，现将所提具体问题答复如下：

　　就GB150-1998第9.1.4条中关于采用钢板制造带颈法兰理解上所引发的问题，我委员会已有明确答复意见（见委员会函2000年第032号）。

对于你处传真中所提出的两种意见的第2条是属于对标准的不正确理解造成的，采用同心的圆环再进行对接制造带颈法兰是不符合规范要求的，该类法兰不能继续使用。

　　以上为我委员会的回复意见。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　陕西省雁塔封头厂

　　解答：

　　关于"陕西省雁塔封头厂有关封头名义厚度"问题回复的函

　　陕西省雁塔封头厂：

　　你单位2000年7月12日发送的"有关封头名义厚度"问题的传真收悉，就所提具体问题，提出回复意见如下：

　　GB150-1998《钢制压力容器》第10.2.1条明确规定：

"根据制造工艺确定加工裕量，以确保凸形封头和热卷筒节成形后的厚度不小于该部件的名义厚度减去钢板负偏差"。

该标准的第3.4.8.3条给出了名义厚度的定义：

"名义厚度指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。

即标注在图样上的厚度"。

因此，第10.2.1条的"该部件"分别对应于凸形封头和热卷筒节，贵单位传真所描述的"封头成形以后的厚度不小于封头所在容器筒体的名义厚度减去钢板负偏差"的理解不正确，正确的理解应是凸形封头成形后的厚度不小于封头名义厚度减去钢板负偏差。

另外，实际投料的名义厚度指的是封头加工前钢板的公称厚度，而不是封头的图注厚度。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　所提问题：

　　我厂现制造两台发酵罐，规格为Dg5200×17836×14，材质为0Dr18Ni9，设备B、B类对接接头要求20％射线检查，III级合格。

由于设备封头（椭圆形）异地制造（外协厂为西安雁塔封头厂），板材拼接后压制成型，但因为运输限制，又从封头中心线处将封头割成两半，运抵施工现场后，进行成型后拼接，对于该焊接接头，由于是先成型后拼接，我们按焊缝长度的20％进行了射线检测。

但当地锅检所检查时对此焊接接头射线探伤比例提出疑问。

请问我厂的做法是否正确。

　　解答：

　　根据《容规》及GB150-1998中相关条款的要求，你单位对该问题的理解是正确的，即对此先成形后拼接的椭圆形封头对接焊缝可进行局部射线或超声检测。

　　GB150-1998《钢制压力容器》

　　中国石化第五建设公司机械厂

　　所提问题：

　　我厂现制造两台发酵罐，规格为Dg5200×17836×14，材质为0Dr18Ni9，设备B、B类对接接头要求20％射线检查，III级合格。

由于设备封头（椭圆形）异地制造（外协厂为西安雁塔封头厂），板材拼接后压制成型，但因为运输限制，又从封头中心线处将封头割成两半，运抵施工现场后，进行成型后拼接，对于该焊接接头，由于是先成型后拼接，我们按焊缝长度的20％进行了射线检测。

但当地锅检所检查时对此焊接接头射线探伤比例提出疑问。

请问我厂的做法是否正确。

　　解答：

　　根据《容规》及GB150-1998中相关条款的要求，你单位对该问题的理解是正确的，即对此先成形后拼接的椭圆形封头对接焊缝可进行局部射线或超声检测。

　　GB151-1989《钢制管壳式换热器》

　　所提问题：

　　我公司生产的第一、二段冷却器是按照GB150、151等标准设计、制造的一类设备，封头、管板等均为碳钢。

换热管为奥氏体不锈钢钢管。

现公司内部对GB151第4.8条a款内容出现理解差异。

　　一方认为：

此上端管箱装有分程隔板，应做焊后消除应力的热处理。

　　另一方认为：

此管箱虽然装有隔板，但与GB151第4.8条a款所描述的并不一致，没有法兰连接，是属于对接焊的连接结构，不会出现因焊接应力释放而导致的法兰密封面泄漏的情形，故可不作焊后热处理。

　　以上意见应采用哪一种？

　　解答：

　　GB151《钢制管壳式换热器》第4.8条a款，主要针对法兰─垫片密封型式，防止因焊接应力时效释放，使密封面变形影响密封面制定的。

对于没有设备法兰，管箱﹑浮头直接与管板焊接的管箱及浮头盖不必遵循该条规定。

　　GB151-1989《钢制管壳式换热器》

　　所提问题：

　　我公司生产的主换热器和分离器是按照GB150、151等标准设计、制造的一类设备，。

现公司内部对15DrMoR筒体的焊后热处理问题出现不同意见。

　　一方认为：

根据GB150第10.4.1.1条，该段15DrMoR筒体应做整体热处理。

　　另一方认为：

根据GB150第10.4.4条，为了不破坏15DrMoR的供货状态（正火+回火），且整体热处理在工艺上确有难度，可对15DrMoR纵缝作局部热处理。

　　以上意见应采用哪一种？

　　解答：

　　GB15010.4.1.1规定15DrMoR应进行焊后热处理，因此15DrMoR筒体卷焊后，应进行整体热处理，组焊后件2与件3的焊接应进行局部热处理；件2与件1焊后可不热处理，但应采用B402或B407焊条，上述焊接应进行预热。

15DrMoR热处理温度一般控制在回火温度600~680℃的下限（或低于出厂时的回火温度）时，是不会破坏供货状态的。

　　JB4744《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》

　　所提问题：

　　按GB150附录E制做的产品焊接试板检验不合格，经复验后仍不合格，试问，还可复验吗？

　　解答：

　　1）GB150-1998附录E已为新版标准JB4744《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》所替代，新标准于2000年10月1日起实施，新旧版标准过度期延至2001年6月30日。

　　2）按相应标准规定，焊接产品试板弯曲试验如不合格允许复验，复验要求见JB4744第9.1条，只允许复验一次，如仍不合格即判为不合格。