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压力容器检验员考核培训文件

压力容器检验员考核培训

容规、GB150、监检规则介绍

四川省锅炉压力容器检验研究所朱洪奇

一、总则（容规9条）

1、法律地位：

（1）压力容器规范标准体系：

第一层次：

条例；如《特种设备安全监察条例》

第二层次：

部门规章；如《锅炉压力容器制造监督治理方法》22号令

第三层次：

技术法规；如《压力容器安全技术监察规程》

第四层次：

技术标准：

如GB150《钢制压力容器》JB4732《钢制压力容器－分析设计标准》GB151《管壳式换热器》GB12337《钢制球形储罐》JB4730《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4744《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》JB4730《压力容器无损检测》GB6654《压力容器用钢板》GB8163《输送流体用无缝钢管》JB4726～4728压力容器用锻件等

（2）法规规范用语：

●必须、不得――必须执行；

●不应、应――在正常情况下按规程执行，专门情况报批；

●宜、不宜――由设计和制造者灵活掌握。

2、压力容器监管范围：

（1）条例对压力容器的定义：

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭容器，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容器的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；

（2）容规适用范围：

1）完全适应范围：

（三要素）

a、最高工作压力≥0.1Mpa；

●压力――表压（相对压力）；

●最高工作压力――承受内压的压力容器，在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力，外压指最高压力差值

●工作压力――GB150定义同上；

●设计压力－－设定的工作压力

●GB150压力上限≤350MPa

b、容积≥0.25m3；（25L）

●多腔容器――治理按最高，其他按各腔，包括类不、压力、容器等

c、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

2）部分适应范围：

（8类产品）

●设计、制造、安装和使用治理与修理改造按《容规》

●定期检验协商

（3）容规不适应范围：

（7类产品）

1）超高压容器

2）各类气瓶

3）各类非金属材料制造的压力容器

4）核、船舶、机车国防、军事装备、真空下工作的压力容器

5）瞬时承受高压的压力容器

6）机器上非独立的承压部件

7）无壳体的套管换热器、波浪板换热器、空冷式换热器、冷却排管

（4）监察范围：

（7个环节）

●设计、制造（组焊）、安装、使用、检验、修理、改造

●条例表述：

生产（设计、制造、安装、修理、改造）使用、检验检测及监督检查

3、压力容器类不划分：

（1）压力容器压力等级

●低压：

0.1MPa≤P＜1.6MPa

●中压：

1.6MPa≤P＜10MPa

●高压：

10MPa≤P＜100MPa

●超高压：

P≥100MPa

（2）第三类压力容器（11种情况）

（3）第二类压力容器（5种情况）

（4）第一类压力容器（低压容器）

4、其他：

●新产品（不符合本规定）――鉴定、型式试验、备案

●直接采纳国外标准――转化成企业标准

●进口产品――进口许可证

二、设计

（1）设计资格：

●《压力容器压力管道设计单位资格许可与治理规则》（2002）

●单独取证，级不与制造相同（讲制造时详述）

●设计资格印章（原有三种样式菱形、椭圆形、正方形）现统一为椭圆形，内容如下：

a、单位技术总负责人姓名

b、设计许可证编号

c、批准日期

d、设计单位全称

（2）设计图样：

●设计总图上应至少注明的内容（第30条）

●设计图样的审批程序：

a、一般图样应有设计（初级以上技术职称）、校核（初级以上技术职称）、审核或审定（持证）人员签字

b、三类中压反应和储存容器、高压容器、移动容器，应有设计技术负责人（持证）批准签字

●设计资格印章：

a、复印件、加盖竣工图章、过有效期均无效

b、不准在外单位设计的图样上加盖资格章

（3）图样的监检：

《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》

1）检查压力容器设计单位的设计资格印章，确认资格有效；

2）审查压力容器制造和检验标准的有效性；

3）审查设计变更（含材料代用）手续。

（4）压力：

（GB150）

●工作压力――在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力

●设计压力――设定的容器顶部的最高压力

●计算压力――在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力

（5）设计温度――在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）

（6）厚度：

（GB150）

●计算厚度――按公式计算得到的厚度

●设计厚度――计算厚度与腐蚀裕量之和

●名义厚度――设计厚度加上钢材厚度的负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度（标注在图样上的厚度）

●有效厚度――名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差

●关系图示：

圆整量

有效厚度

（7）许用应力［σ］：

（常温）

●碳素钢、低合金钢：

σb/3.0σs/1.6

●高合金钢：

σb/3.0σs/1.5

（8）焊接接头系数（φ）：

●双面焊（单面焊双面成形）：

100％探伤φ＝1.00

局部探伤φ＝0.85

●单面焊（加垫板）：

100％探伤φ＝0.90

局部探伤φ＝0.80

●单面焊（不加垫板）：

不同意（已取消）

（9）内压圆筒厚度计算公式：

计算厚度δ＝

计算厚度：

计算压力Pc×圆筒内直径Di

2×设计温度下许用应力[σ]t×焊接接头系数φ－计算压力Pc

计算应力σt＝

计算压力Pc×（圆筒内直径Di＋圆筒有效厚度δe）

2×圆筒有效厚度δe

最大同意工作压力［Pw］=

2×圆筒有效厚度δe×设计温度下许用应力[σ]t×焊接接头系数φ

圆筒内直径Di＋圆筒有效厚度δe

三、材料

（1）材料的差不多性能和压力容器对材料差不多要求

1、力学性能：

（以炉号提供保证）

●抗拉强度σb

●屈服强度σs（σ0.2）

●伸长率δ5（试样长度：

长、短）

●冲击韧性Akv（缺口形式：

U、V；取样方向：

横向、纵向）

●硬度HB（布氏）、HR（洛氏）、HL（里氏）

2、冷弯性能：

（b=2a~3a；180○）

3、化学性能：

（以炉号提供保证）

●碳：

C≤0.25％作用：

－强化元素

危害：

含碳量上升硬度上升韧性下降

●硫：

S≤0.020％残留物危害热裂

●磷：

P≤0.030％残留物危害冷裂

（2）验收

1、材质证明书审查：

（第10条）

1）真实性：

●制造许可证

●数据是否被涂改

●材料标准是否适用与压力容器

●是否有供材单位和经办人的鲜章

●证书日期与产品投料日期是否吻合

2）实物与证书的一致性：

●证书的标准号、炉批号等与实物标记是否相符

●证书的规格、数量是否与实物相符

2、复验：

（第25条）

要紧受压元件（筒体、封头、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰）（14项）

1）那些要复验：

●三类容器

●一、二类有怀疑

●质证书注明“复印件无效”者

●设计、用户要求

2）如何样复验

钢板：

（取样部位和试样数量与材料标准相同，符合GB2975）

●逐张宏观（表面质量、材料标记）、厚度测试（规格、如何测）

●按炉号化学成分、

●按批号力学性能和冷弯性能、

●逐张UT（产品有要求，制造未提供UT保证）

锻件：

●硬度和化学成分（证书项目齐全）、

●力学性能（硬度和化学成分有怀疑）

●免做（自用）

焊条：

免做（有证书和清晰牢固的标志）

（3）常用材料介绍

钢板：

牌号

标准

S（％）

P（％）

σb（MPa）

σs（MPa）

Akv（J）

Q235A

GB700

≤0.050

≤0.045

375（下限）

235

――――――

Q235B

≤0.045

≤0.045

27（20℃）纵向

Q235C

≤0.040

≤0.040

27（0℃）纵向

Q235D

≤0.035

≤0.035

27（-20℃）纵向

20g

GB713

≤0.035

≤0.035

400（下限）

245

27（20℃）横向

20R

GB6654

≤0.020

≤0.030

400（下限）

245

27（0℃）横向

16MnR

≤0.020

≤0.030

510（下限）

345

31（0℃）横向

16MnDR

GB3531

≤0.025

≤0.030

490（下限）

315

24（-40℃）横向

钢管：

牌号

标准

成分

拉力

硬度

压扁

卷边

扩口

冷弯

冲击

水压

超声

涡流

漏磁

晶粒度

非金属夹杂

显微组织

低倍组织

脱碳层

20

GB8162

1

2

2

2

－

－

－

－

―

―

―

－

－

－

－

－

－

20

GB8163

1

2

―

2

－

－

－

－

逐根

逐根

逐根

－

－

－

－

－

－

20

GB3087

1

2

－

2

2

2

2

－

逐根

协议

协议

－

－

－

－

－

20G

GB5310

1

2

－

2

－

2

－

6

逐根

逐根

逐根

逐根

2

2

2

2

2

G――高压管

锻件：

锻件级不

硬度

拉伸

冲击

超声

I

件

――

件

II

批

批

批

批

批

――

III

批

批

批

批

批

――

件

件

件

IV

件

件

件

件

件

――

件

件

件

JB4726－2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》

JB4727－2000《低温压力容器用低合金锻件》

JB4728－2000《压力容器用不锈钢锻件》

（4）材料代用（第27条）

1）优代劣：

●前提：

有相应设计资格，原设计单位备案，竣工图上记载

●限16MnR、20R、Q235板；16Mn、10、20锻件和管材

2）20R与20g：

●20g不能代20R（20g冲击性能低于20R）

●20g可代Q235

（5）材料的监检

●审查材料质量证明书、材料复验报告（每批签字）

●检查材料标记移植（核对一致性，材料追溯，材料标记分布图）

●审查要紧受压元件材料的选用和材料代用手续（材料选用的合法性及合理性）

四、焊接

五、热处理

（1）压力容器常用热处理类型

1、消除应力退火——又称焊后热处理（PWHT），将工件加热到AC1以下100～200℃（对碳素钢和低合金钢大致在500～600℃），保温然后缓慢冷却。

目的：

消除内应力（加工），使焊缝中氢完全扩散，提高焊缝的抗裂性和韧性；

2、正火——将工件加热到AC1或ACW以上30～50℃，保持一定时刻后在空气中冷却。

目的：

细化晶粒，均匀组织，降低内应力，与退火相比，正火后的钢强度、韧性、硬度都较退火高；

3、钢的固溶处理和稳定化处理

固溶处理——加热到1050～1100℃，保温一段时刻（≮25mm/h）,然后快速冷却至427℃以下，

目的：

获得均匀的奥氏体组织，其强度和硬度较低而韧性较好，具有专门高的耐磨性和良好的高温性能。

稳定化处理——加热到850～900℃，保温6小时，在空气中冷却或缓冷。

目的：

把钢中的碳全部固定在碳化钛和碳化泥中，防止晶间腐蚀。

（2）压力容器常用热处理方法：

1、整体热处理：

●炉内整体热处理

●整体热处理

2、部热处理：

●分段热处理（炉外部分保温，重叠≥1500mm）

●局部热处理（整条焊缝）

（3）压力容器和受压元件焊后热处理要求

●高压容器

●中压反应和储存容器

●移动式压力容器

●有应力腐蚀的容器（液化石油气、液氨）

●盛装毒性为极度和高度危害介质的容器

●钢材厚度：

碳素钢δ>32mm（预热>100℃,δ>38mm）

16MnRδ>30mm（预热>100℃,δ>34mm）

高合金钢（Cr－Mo）任意厚度

●电渣焊焊缝应进行正火处理

●旋压封头

（4）不要求热处理

●奥氏体不锈钢

●有色金属制压力容器

（5）热处理监检要求

●检查确认热处理记录曲线与热处理工艺的一致性

六、外部检查

（1）、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》要求

1、焊接接头表面质量（容规第76条）

1）形状和尺寸：

●焊高（GB150表10－3P123）

●棱角度：

E＝10％板厚＋2且≤5mm

●样板：

轴向——环缝300mm直尺

环向——纵缝1/6Di且≥300mm内外样板

2）不得有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、弧坑、未填满、夹渣等

3）焊缝与母材应圆滑过渡

4）焊缝的咬边：

●不得咬边：

σb540MPa、Cr－Mo、奥氏体不锈钢、低温容器、球形容器、φ＝1.0

●同意咬边：

深度≤0.5mm、连续长度≤100mm、总长≤10％焊缝

5）角焊缝的焊脚高度（如何测）

2、母材表面质量

●除与焊缝相同的外+分层

●机械损伤、腐蚀坑：

修磨：

深度≤5%板厚且≤2mm修磨范围：

3：

1斜度

补焊：

反之

3、最大内径和最小内径差

●承受内压容器：

e＝1％Di且≤25mm（锻焊容器1‰）

4、直线度（L>30m）

●JB4710－92《钢制塔式容器》：

任意3m长，偏差≤3mm；

L15m，偏差≤0.5L/1000+8

5、焊缝布置

●十字焊缝

●相邻环缝长度≥300mm；

●相邻纵缝外弧长度≥3板厚且≥100mm

●焊缝上开孔（1.5开孔直径范围内100％探伤）

●被补强圈、支座、垫板覆盖的焊缝应磨平，且100％探伤

●幸免内件焊缝与主体焊缝交叉（跨越）

6、封头形状偏差

●样板：

弦长＝3/4Di内样板

●间隙≤1.25Di

七、产品试板与试样要求（一般制作纵缝试板，）

（1）要求每台带试样的容器

●移动式压力容器（批量除外）

●P≥10MPa容器

●现场组焊的球形储罐

●σb≥540MPa的容器和Cr－Mo制容器

●盛装毒性为极度或高度危害介质的容器

●异种钢（不同组不）焊接的压力容器

●凡需通过热处理达到力学性能要求的容器

●15MnVRδ>20mm

●t<-10℃:

20Rδ>12mm；16MnRδ>20mm

●0℃〈t≤-10℃：

20Rδ>25mm；16MnRδ>38mm

（2）以批代台（以批代台：

一批产品中，抽一台制作焊接试板）

1、条件：

（焊接质量稳定）

●连续30台

●同牌号材料

●同焊接工艺（焊接重要因素和不加重要因素不超过评定合格范围）

●同热处理规范的产品焊接试板测试数据

●单位技术负责人批准

2、组批原则

●同钢号

●同焊接工艺

●同热处理工艺

●连续生产的10台（生产间断不超过半年）

●P≤1.6MPa，Q235、20R、16MnR每半年抽一台

3、评定准则

●不合格：

加倍制作试板，并加金相检验

●仍不合格：

不合格的返修，恢复逐台焊接试板

（3）试板制作原则

●当容器上不同的壳体纵向焊接接头的焊接工艺评定范围不同时，应分不制作试板；

●制板应在纵缝的沿长线上与纵缝同时焊接

●现场组焊球罐，应制作横、立、仰三块试板

●有热处理要求的容器，试板应随容器一起进行热处理

●试板探伤不合格，可返修，也可避开缺陷取样

（4）试验项目、数量及合格标准

1、试验标准：

●JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》

●GB150-1998附录E已不执行

2、拉伸试验：

●δ≤30mm时，试样数量＝1

●δ>30mm时,试样数量＝N（碳素钢≮95％σb下限；合金钢97％σb下限）

3、弯曲试验

1）数量：

●δ≤20mm时，面弯、背弯各一或二个侧弯（10～20mm）

●δ>20mm时，二个侧弯

2）试验参数（钢）

●弯心直径＝4a（原为3a）

●支座距离＝6a＋3（原为5.2a）

●弯曲角度＝180○

GB150-1998附录E：

表E3

钢种

弯曲角度

双面焊

碳素钢、奥氏体不锈钢

180○

其他低合金钢、合金钢

100○

单面焊

碳素钢、奥氏体不锈钢

90○

其他低合金钢、合金钢

50○

3）合格指标

●拉伸面上沿任何方向不得有单条长度大于3mm裂纹或夹渣

4、冲击试验

1）试样数量：

●一般：

3焊缝金属

●σb≥540MPa、Cr－Mo、δ>60mm：

6焊缝金属

●低温容器：

＋3热阻碍区

2）合格指标（截面10×10）

●常温：

平均值≥27J

●低温：

σb≤450MPa18J；>450～515MPa20J；>515～650MPa27J

●同意一个试样的冲击功低于规定值的70％

5、复验

●拉、弯不合格：

取双倍试样复验

●冲不合格：

再取一组（3个）试样进行试验（6个样中同意2个样小于规定值，只同意一个样低于规定值的70％）

（5）监检方法

1、确认产品焊接试板的制备（A或B项）：

●A项：

确认试板的焊接符合要求，并要求在试板上打上监检钢印

●B项：

确认试板与筒体纵向接头连接部位的射线探伤底片

2、审查产品焊接试板性能报告并签字确认

八、无损检测

（1）方法和时机的选择

●δ≤38mmRT

●δ>38mm（或σb≥540MPa：

20<δ≤38mm）

100％UT＋20％RT或100％RT＋20％UT

●铁磁性材料表面探伤优选磁粉检测

●探伤应在外观检验合格后进行

●有延迟裂纹倾向的材料，应在焊后24小时后探伤

●有热裂倾向的材料，应热处理后再增加一次探伤

（2）探伤比例的选择（钢）

1、要求100％RT或UT探伤容器

●第三类容器

●第二类容器中易燃介质的反映和储存容器

●φ＝1.0的容器

●设计压力>5.0MPa的容器

●σb≥540MPa的容器和Cr－Mo制容器

●盛装毒性为极度或高度危害介质的容器

●δ>30mm碳素钢、16MnR

●δ>25mm15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢

●δ>16mmCr－Mo钢

●进行气压试验的容器

●使用后无法进行内外部检验或耐压试验的容器

●疲劳分析设计容器

●电渣焊容器

●设计压力≥0.6MPa管壳式余热锅炉

2、要求100％RT或100％UT探伤部件和部分（对接接头）

●拼焊封头（不含先成形后组焊的拼接封头）

●拼接管板

●拼接补强圈

●局部探伤中的交叉焊缝和被其他元件覆盖的焊缝

●开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圈中所包容的焊缝

3、局部探伤比例

●≥20％

●≥50％铁素体钢制低温压力容器

4、公称直径≥250mm接管探伤

●所有对接接头（纵缝和环缝）探伤比例、合格级不与主体相同（含公称直径<250mm其δ>28mm接管）

●公称直径<250mm其δ≤28mm时，所有对接接头仅做表面探伤

（3）合格级不

●要求100％RT或UT探伤容器：

JB4730－94AB级II级合格

●局部探伤：

JB4730－94AB级III级合格

●要求100％RT或100％UT探伤的部件焊缝：

随主体

（4）扩探

●增加大于该条焊缝长度10％（“容规”未强调扩探部位；“GB150”强调扩探部位应在缺陷两端的延伸部位，且不小于250mm）

●仍不合格，全探

（5）监检方法

1、审查探伤报告：

●探伤方法是否合适

●核实探伤比例和位置

●核实扩探比例

●结论是否与内容相符

2、射线底片抽查

●抽查数量≥30％，且≥10张（不足10张全查）

●T字头、返修片必查

九、耐压试验

1、试验压力：

［σ］

［σ］t

рT——耐压试验压力

р——设计压力（再用为最高工作压力）

［σ］——试验温度下的材料的许用应力

［σ］t——设计温度下的材料的许用应力

η——耐压试验压力系数

型式

材料

压力等级

压力系数η

液压

气压

固定式

钢和有色金属

低压

1.25

1.15

中压

1.25

1.15

高压

1.25

移动式

中、低压

1.50

1.15

2、试验要求

1）介质温度：

●碳素钢、16MnR、15MnVR（正火）：

T≥5℃

●其他低合金钢：

T≥15℃

●气压试验的气体：

T≥15℃

2）压力表

●两只量程相同并校验（一年有效期）合格的表

●量程：

2倍左右，最低1.5倍，最高3倍（表盘直径≥100mm）

●精度：

低压≥2.5级；中、高压≥1.5级（现改为1.6级）

3）不锈钢对水质的要求

●氯离子含量≤25mg/L

4）试验程序

●液压试验：

设计压力——试验压力（保30分）——80％试验压力——检查

●气压试验：

10％试验压力（保5～10分）初检——50％试验压力——逐级10％试验压力——试验压力（保30分）——87％试验压力——检查（肥皂液）

3、合格标准：

●无渗漏、无可见变形

●严禁用加压来维持试验压力不变

4、监检方法（A项）：

●监检人员必须到现场

●检查试验装置、仪表和预备工作

●监督试验过程

●确认试验结果

十、气密性试验

1、要求进行气密性试验的容器：

●盛装毒性为极度、高度危害介质的容器

●设计上不同意有微量渗漏的容器（易燃易爆的介质）

2、气密性试验压力：

气密性试验压力=设计压力

3、气体温度：

T≥15℃

4、试验：

保压≥30分无渗漏

5、监检方法（B项）：

确认试验报告

十一、安全附件

●安全附件种类：

安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、压力表、液面计、测温仪表等

●监检方法（B项）：

i.审核安全附件制造商提供的合格证明

ii.审核容器制造厂提供的安全附件清单（数量、规格、型号）

十二、出厂资料的监检（B项）：

●审查产品铭牌，并打监检钢印

●审查出厂资料，并在质量证明书上签字确认

十三、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》要点