化工設備A2級壓力容器設計技術規(guī)定.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第1章 總則 本規(guī)定是結(jié)合本公司設計許可范圍內(nèi)化工容器設計的具體情況，對GB150鋼制壓力容器和NB/T47003.147003.2(JB/T4735)鋼制焊接常壓容器的補充和具體化。1.1 適用范圍本規(guī)定適用于設計壓力大于等于0.1Mpa且小于10.0Mpa和小于等于-0.02Mpa且大于-0.1Mpa的GB150容器，并適用于設計壓力大于-0.02Mpa且小于0.1Mpa的JB/T4735容器。本規(guī)定僅適用于固定式鋼制容器。1.2 不適用范圍本規(guī)定不適用于設計壓力大于等于10.0Mpa的高壓容器。本規(guī)定不適用范圍包括GB150鋼制壓力容器和JB/T4735鋼制焊接常壓容器所同時規(guī)定的不適用范圍，以及石油、冶金、輕工等另有專門行業(yè)標準管轄的容器。1.3 管轄范圍 本規(guī)定的管轄范圍是容器殼體及與之連為整體的受壓零部件；與容器殼體相連的非受壓元件及其連接焊縫，以及直接連接在容器殼體上的安全附件等。1.4 需遵循的規(guī)程、規(guī)定、標準 特種設備安全監(jiān)察條例 TSG R1001壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則 TSG R0004固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 GB150鋼制壓力容器 GB151管殼式換熱器 NB/T47003.147003.2(JB/T4735)鋼制焊接常壓容器 JB/T4731鋼制臥式容器 JB4710鋼制塔式容器 HG20580鋼制化工容器設計基礎規(guī)定 HG20581鋼制化工容器材料選用規(guī)定 HG20582鋼制化工容器強度計算規(guī)定HG20583鋼制化工容器結(jié)構設計規(guī)定HG20584鋼制化工容器制造技術要求HG20585鋼制低溫壓力容器技術規(guī)定JB/T4712.14712.4容器支座JB/T47004707壓力容器法蘭HGT2059220635鋼制管法蘭、墊片、緊固件第2章 定義2.1 壓力（pressure）除注明者外，壓力均指表壓力。2.1.1 工作壓力內(nèi)壓容器：在正常工作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。真空容器：在正常工作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最大真空度。外壓容器：在正常工作情況下，容器可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。2.1.2 設計壓力設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷的條件，其值不低于工作壓力。2.1.3 計算壓力在相應設計溫度下，用以確定殼體各部位厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當殼體各部位或元件所承受的液柱靜壓力小于5%設計壓力時，可忽略不計。2.1.4 最大允許工作壓力在指定溫度下，壓力容器安裝后頂部所允許的最大工作壓力。該壓力應是按容器各受壓元件的有效厚度減去除壓力外的其他載荷所需厚度后，計算得到的最大允許工作壓力（且減去元件相應的液柱靜壓力）中的最小值。最大允許工作壓力可作為確定保護容器的安全泄放裝置動作壓力（安全閥開啟壓力或爆破片設計爆破壓力）的依據(jù)。2.1.4.1 當壓力容器根據(jù)使用條件要求有不同的設計溫度時，應分別計算對應于各個設計溫度下的最大允許工作壓力。2.1.4.2 當不能通過計算來確定最大允許工作壓力時，可用設計壓力來代替最大允許工作壓力。2.1.5 安全閥的開啟壓力安全閥閥瓣開始離開閥座，介質(zhì)呈連續(xù)排出狀態(tài)時，在安全閥進口測得的壓力。2.1.6 爆破片的標定爆破壓力爆破片名牌上標志的爆破壓力。2.2 溫度（temperature）2.2.1 金屬溫度容器元件沿截面厚度的溫度平均值。2.2.2 工作溫度容器在正常工作情況下的介質(zhì)溫度。2.2.3 最高工作溫度容器在正常工作情況下可能出現(xiàn)的介質(zhì)最高溫度。2.2.4最低工作溫度容器在正常工作情況下可能出現(xiàn)的介質(zhì)最低溫度。2.2.5 設計溫度容器在正常工作情況，在相應的設計壓力下，設定的元件的金屬溫度。容器的設計溫度是指殼體的金屬溫度。2.2.6 環(huán)境溫度極端氣溫：歷年來的最高（最低）氣溫。日平均最高（最低）氣溫：歷年來日平均氣溫的最高（最低）值。冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度：歷年來平均每年不保證一天的日平均氣溫。月平均最低氣溫：當月各天的最低氣溫相加后除以當月天數(shù)得到的氣溫值。2.3 （全）容積（volume） 指壓力容器的幾何容積，由設計圖樣標注尺寸計算，且不扣除內(nèi)部附件體積的容積。夾套容器的夾套容積僅為夾套內(nèi)部的幾何容積。2.4 厚度（thickness）2.4.1 最小厚度為滿足制造工藝要求及運輸、安裝等過程中剛度要求，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，對殼體元件規(guī)定的不包含腐蝕裕量的最小厚度。2.4.2 計算厚度容器受壓元件為滿足強度及穩(wěn)定性要求，按規(guī)程、規(guī)定、標準中有關公式計算得到的不包括厚度附加量的厚度。2.4.3 厚度附加量設計容器受壓元件時所必須考慮的附加厚度，包括鋼材厚度負偏差和腐蝕裕量。2.4.4 設計厚度計算厚度與腐蝕裕量之和。2.4.5 名義厚度設計厚度加上鋼材厚度負偏差后，向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度，即是圖樣上標注的厚度。對于容器殼體，在任何情況下，其名義厚度不得小于最小厚度與腐蝕裕量之和。2.4.6 有效厚度名義厚度減去厚度附加量。2.4.7 各項厚度之間的關系 鋼材厚度負偏差 腐蝕裕量 設計厚度 名義厚度 計算厚度 有效厚度 圓整值2.5 應力（stress）2.5.1 一次應力根據(jù)壓力和其他機械載荷和內(nèi)力、內(nèi)力矩的平衡所產(chǎn)生的法向應力或切向應力稱為一次應力。他的基本特征是具有非自限性，即當這種應力達到材料的屈服極限以后，即使載荷不再增加，仍將產(chǎn)生不可抑制的塑性流動，直至破壞。2.5.2 二次應力在外部載荷作用下，由于相鄰部件的約束或結(jié)構自身的約束，需要滿足變形連續(xù)條件所產(chǎn)生的法向應力或切向應力稱為二次應力。他的基本特征是具有自限性，即局部屈服和小量塑性變形就可使變形連續(xù)條件得到部分或全部滿足，從而塑性變形不再發(fā)展，由此緩解以至消除產(chǎn)生這種應力的原因。2.5.3 峰值應力由局部結(jié)構不連續(xù)或局部熱應力引起的，附加于一次加二次應力之上的應力增量稱為峰值應力，它同時具有自限性和局部性，其基本特征是不會引起明顯的變形。2.6 許用應力（allowable stress） 在設計計算中，在規(guī)定的設計溫度下，材料所允許達到的最大應力值，一般以材料的各項強度數(shù)據(jù)除以相應的安全系數(shù)后，取其中的最小值。2.7 焊縫系數(shù)和開孔削弱系數(shù)2.7.1 焊縫系數(shù)根據(jù)容器受壓部分的焊縫型式和無損檢測的要求選取的焊接部分母材許用應力的折減系數(shù)。2.7.2 開孔削弱系數(shù)考慮容器開孔后，引起開孔周圍應力集中現(xiàn)象，對被開孔材料許用應力削弱的系數(shù)。第3章 設計參數(shù)選取3.1 設計壓力3.1.1 容器設計時，必須考慮在工作情況下可能遇到的工作壓力和對應的工作溫度兩者組合中的各種工況，并以最苛刻工況下的工作壓力來確定設計壓力。3.1.2 確定初步的設計壓力單臺容器初步的設計壓力可按下表確定： 類 型設 計 壓 力內(nèi)壓容器無安全泄放裝置1.01.10倍工作壓力裝有安全閥不低于（大于或等于）安全閥開啟壓力（安全閥開啟壓力取1.051.10倍工作壓力）裝有爆破片取爆破片設計爆破壓力加制造范圍上限出口管線上裝有安全閥不低于安全閥開啟壓力加上流體從容器流至安全閥處的壓力降容器位于泵進口側(cè)，且無安全泄放裝置時取無安全泄放裝置時的設計壓力，且以0.1Mpa外壓進行校核容器位于泵出口側(cè)，且無安全泄放裝置時取下面三者中最大值泵的正常入口壓力加1.2倍泵的正常工作揚程；泵的最大入口壓力加泵的正常工作揚程；泵的正常入口壓力加關閉揚程（泵出口全關閉時的揚程）；容器位于壓縮機進口側(cè)，且無安全泄放裝置時取無安全泄放裝置時的設計壓力，且以0.1Mpa外壓進行校核容器位于壓縮機出口側(cè)，且無安全泄放裝置時取壓縮機出口壓力真空容器無夾套真空容器有安全泄放裝置設計外壓力取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1Mpa兩者中的較小值無安全泄放裝置設計外壓力取0.1Mpa夾套內(nèi)為內(nèi)壓的帶夾套真空容器容器（真空）設計外壓力按無夾套真空容器規(guī)定選取。計算外壓力為設計外壓力加上夾套設計內(nèi)壓力，且必須校核在夾套試驗壓力（外壓）下的穩(wěn)定性。夾套（內(nèi)壓）設計內(nèi)壓力按內(nèi)壓容器規(guī)定選取夾套內(nèi)為真空的帶夾套內(nèi)壓容器容器（內(nèi)壓）設計內(nèi)壓力按內(nèi)壓容器規(guī)定選取。計算內(nèi)壓力應為設計內(nèi)壓力加0.1Mpa，且必須校核在夾套試驗壓力（外壓）下的穩(wěn)定性。夾套（真空）設計外壓力按無夾套真空容器規(guī)定選取外壓容器設計外壓力取不小于在正常工作情況下可能產(chǎn)生的最大內(nèi)外壓力差。續(xù)表 類 型設 計 壓 力在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi)，常溫下盛裝液化石油氣或混合液化石油氣的（指丙烯與丙烷或丙烯、丙烷與丁烯等的混合物）容器介質(zhì)50的飽和蒸汽壓力低于異丁烷50的飽和蒸汽壓力時（如丁烷、丁烯、丁二烯）0.79MPa介質(zhì)50的飽和蒸汽壓力高于異丁烷50的飽和蒸汽壓力時（如液態(tài)丙烷）1.77MPa介質(zhì)50的飽和蒸汽壓力高于丙烷50的飽和蒸汽壓力時（如液態(tài)丙烯）2.16MPa兩側(cè)受壓的壓力容器元件一般應以兩側(cè)的設計壓力分別作為該元件的設計壓力。當有可靠措施確保兩側(cè)同時受壓時，可取兩側(cè)最大壓力差作為設計壓力。3.1.3 確定最終的設計壓力 根據(jù)該容器在每一安全系統(tǒng)中與安全泄放裝置的相對位置，對初步的設計壓力進行調(diào)整，得出單臺容器最終的設計壓力。3.1.4 密閉的薄壁容器，在運輸或存放期間受環(huán)境溫度影響可能造成負壓時，應以0.0175Mpa外壓進行校核。3.1.5 當國家或行業(yè)的相關法規(guī)、標準對容器的設計壓力有規(guī)定時，其設計壓力應按有關規(guī)定確定。當工程設計中對容器的設計壓力有規(guī)定時，亦應按工程設計的規(guī)定確定設計壓力。3.2 設計溫度3.2.1 當金屬溫度不可能通過傳熱計算或?qū)崪y結(jié)果確定時，設計溫度應按以下規(guī)定選?。?.2.1.1 容器器壁與介質(zhì)直接接觸且有外保溫（或保冷）時，設計溫度應按下表選取。當介質(zhì)最高（低）工作溫度明確時，按表中的確定，當介質(zhì)最高（低）工作溫度不明確時，按表中的確定。介質(zhì)工作溫度T設 計 溫 度T-20介質(zhì)最低工作溫度介質(zhì)工作溫度減010-20T15介質(zhì)最低工作溫度介質(zhì)工作溫度減510T15介質(zhì)最高工作溫度介質(zhì)工作溫度加15303.2.1.2 容器內(nèi)介質(zhì)用蒸汽直接加熱或被內(nèi)置加熱元件（如加熱盤管、電熱元件等）間接加熱時，設計溫度取最高工作溫度。3.2.1.3 容器器壁兩側(cè)與不同溫度介質(zhì)直接接觸而可能出現(xiàn)單一介質(zhì)接觸時，應以較高一側(cè)的工作溫度為基準確定設計溫度，當任一介質(zhì)溫度低于-20時，則應以該側(cè)的工作溫度為基準確定最低設計溫度。3.2.1.4 安裝在室外無保溫的容器，當最低設計溫度受地區(qū)環(huán)境溫度控制時，可按以下規(guī)定選?。海ōh(huán)境溫度取容器安裝地區(qū)歷年來“月平均最低氣溫”的最低值）3.2.1.4.1 盛裝壓縮氣體的儲罐，最低設計溫度取環(huán)境溫度減3；3.2.1.4.2 盛裝液體體積占容器容積1/4以上的儲罐，最低設計溫度取環(huán)境溫度。3.2.1.5 對裙座等室外鋼結(jié)構，應以環(huán)境溫度（冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度）作為設計溫度。3.2.2 下列情況宜通過傳熱計算求得容器金屬溫度作為容器的設計溫度：3.2.2.1 容器內(nèi)壁有可靠的隔熱層；3.2.2.2容器器壁兩側(cè)與不同溫度介質(zhì)直接接觸而不會出現(xiàn)單一介質(zhì)接觸時。3.2.3 容器的不同部位在工作情況下可能出現(xiàn)不同溫度時，應按不同溫度選取元件相應的設計溫度。3.2.4 容器的最高（低）工作溫度接近所選材料的允許使用溫度界限時，應結(jié)合具體情況慎重選取設計溫度，以免增加投資或降低安全性。3.2.5 當工程設計中對容器的設計溫度有特殊要求時，其設計溫度應按工程設計的規(guī)定確定。3.3 設計載荷3.3.1 容器設計時應考慮的載荷3.3.1.1 壓力3.3.1.1.1 內(nèi)壓、外壓或最大壓差3.3.1.1.2 液柱靜壓力（當液柱靜壓力小于5%設計壓力時可忽略不計）3.3.1.1.3 試驗壓力3.3.1.2 重力載荷3.3.1.2.1 容器空重：容器殼體及固定附件（如接管、人孔、法蘭、支承圈、支座等）的重量。3.3.1.2.2 可拆內(nèi)件的重力載荷：容器內(nèi)部可拆構件（如填料、過濾網(wǎng)、除沫器、催化劑、可拆塔盤等）的重量。3.3.1.2.3 介質(zhì)的重力載荷：正常工作容器狀態(tài)下容器內(nèi)介質(zhì)的最大重量。對固體物料，應按物料的實際堆積密度計算。3.3.1.2.4 隔熱材料的重力載荷：如保溫（或保冷）層及其支持件、內(nèi)部隔熱材料等的重量。3.3.1.2.5 附件的重力載荷：與容器直接連接的平臺、鋼梯、工藝配管及管架等附件的重量。3.3.1.2.6 水壓試驗時容器內(nèi)水的重力載荷。3.3.1.2.7 檢修時檢修人員、檢修工具及零部件等的重力載荷。若無確切資料時，可取690790N/m2。3.3.1.3 風載荷和地震載荷風載荷和地震載荷應根據(jù)容器類型按相應標準的專門規(guī)定進行計算，當無專門規(guī)定時，則按GBJ9建筑結(jié)構荷載規(guī)范及SH3048石油化工鋼制設備抗震設計規(guī)范進行計算?；撅L壓值按全國基本風壓分布圖（HG20580附圖1）或按當?shù)貧庀蟛块T資料確定。地震基本烈度和設防烈度執(zhí)行中國地震烈度區(qū)劃圖（1990）或按HG20580附錄B。3.3.1.4 雪載荷雪載荷應按GBJ9建筑結(jié)構荷載規(guī)范進行計算?；狙褐蛋慈珖狙悍植紙D（HG20580附圖2）或按當?shù)貧庀蟛块T資料確定。3.3.1.5 偏心載荷：由于內(nèi)件或外部附件（或設備）的重心偏離容器殼體中心線而引起的載荷。3.3.1.6 局部載荷：容器殼體局部區(qū)域上作用的載荷（如支座、底座圈及其他型式支承件對殼體的反作用力、管道推力等）。3.3.1.7 沖擊載荷：由于容器受工作介質(zhì)的沖擊力或壓力急劇波動以及運輸、吊裝時產(chǎn)生的附加載荷。3.3.1.8 溫度梯度和不同的熱膨脹量引起的載荷。3.3.1.9 其他機械載荷。3.3.2 載荷的組合容器所承受的各項載荷應考慮在安裝、水壓試驗及正常工作狀態(tài)下可能出現(xiàn)的最不利的組合，一般情況下，載荷的組合可參照下表：容器所處狀態(tài)設計載荷安裝容器空重、沖擊載荷；當采用整體吊裝時還應考慮：附件的重力載荷、可拆內(nèi)件的重力載荷、隔熱材料的重力載荷、局部外載荷（如吊耳的作用力）水壓試驗容器空重、附件的重力載荷、試驗壓力、試壓液體的重量、風載荷(30%)、局部載荷、偏心載荷正常工作容器空重、附件的重力載荷、隔熱材料的重力載荷、介質(zhì)的重力載荷、可拆內(nèi)件的重力載荷、管道推力、設計壓力、局部載荷、偏心載荷、沖擊載荷、雪載荷、風載荷和地震載荷25%風載荷二者中的較大值不正常工作取正常工作時的載荷，加開停車或工作中斷時可能產(chǎn)生的某一種類型載荷的超載。3.4 厚度附加量與最小厚度的選取3.4.1 厚度附加量C按下式計算：C=C1+C2式中：C1鋼板或鋼管的厚度負偏差，mm；C2腐蝕裕量，mm。3.4.2 厚度負偏差C1鋼板或鋼管的厚度負偏差C1應按相應鋼材標準的規(guī)定選取。3.4.3腐蝕裕量C2 3.4.3.1 腐蝕裕量考慮的原則3.4.3.1.1 與工作介質(zhì)接觸的、封頭、接管、人（手）孔及內(nèi)部構件等，均應考慮腐蝕裕量。3.4.3.1.2 下列情況一般不考慮腐蝕裕量：介質(zhì)對不銹鋼無腐蝕作用時（不銹鋼、不銹鋼復合鋼板或有不銹鋼堆焊層的元件）有可靠的耐腐蝕襯里（如襯鉛、襯橡膠、襯塑料等）的基體材料可經(jīng)常更換的非受壓元件法蘭的密封表面管殼式換熱器的換熱管管殼式換熱器的拉桿、定距管、折流板和支持板等非受壓元件用涂漆可以有效防止環(huán)境腐蝕的容器外表面及其外部構件（如支座、底板、托架等，但不包括裙座）3.4.3.1.3 腐蝕裕量一般應根據(jù)鋼材在介質(zhì)中的腐蝕速率和容器的設計壽命確定。3.4.3.1.4 容器的設計壽命除有特殊要求外，塔、反應器等主要容器一般不應少于15年，一般容器、換熱器等不少于8年。3.4.3.2 腐蝕裕量的選取3.4.3.2.1 容器筒體、封頭的腐蝕裕量介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸汽或水的碳素鋼或低合金鋼制的容器，其腐蝕裕量不得小于1.0mm。除此以外的其他情況可按下表確定筒體、封頭的腐蝕裕量腐蝕程度不腐蝕輕微腐蝕腐蝕重腐蝕腐蝕速率（mm年）0.050.050.130.130.250.25腐蝕裕量（mm）01233.4.3.2.2 容器接管（包括人、手孔）的腐蝕裕量，一般情況下應取殼體的腐蝕裕量。3.4.3.2.3 容器內(nèi)件與殼體材料相同時，容器內(nèi)件的單面腐蝕裕量按下表選?。簝?nèi)件腐蝕裕量結(jié)構形式受力狀態(tài)不可拆卸或無法從人孔取出者受力取殼體腐蝕裕量不受力取殼體腐蝕裕量的1/2可拆卸并可從人孔取出者受力取殼體腐蝕裕量的1/4不受力03.4.3.2.4 筒體內(nèi)側(cè)受力焊縫應取與筒體相同的腐蝕裕量。3.4.3.2.5 容器各部分的介質(zhì)腐蝕速率不同時，則可取不同的腐蝕裕量。3.4.3.2.6 兩側(cè)同時與介質(zhì)接觸的元件，應根據(jù)兩側(cè)不同的操作介質(zhì)選取不同的腐蝕裕量，兩者疊加作為總的腐蝕裕量。3.4.3.2.7 容器地腳螺栓小徑的腐蝕裕量可取3mm。3.4.3.2.8 碳鋼裙座筒體的腐蝕裕量應不小于2.0mm，當其內(nèi)、外側(cè)均有保溫或防火層時可不考慮腐蝕裕量。3.4.3.2.9 當工程設計中另有規(guī)定或有特殊要求時，可根據(jù)工程設計的具體規(guī)定確定腐蝕裕量。3.4.4 最小厚度（不包括現(xiàn)場制作的大型儲罐）3.4.4.1 容器殼體加工成形后，不包括腐蝕裕量的最小厚度應符合以下規(guī)定：對碳鋼和低合金鋼制容器，不小于3mm；對高合金鋼制容器，不小于2mm；碳素鋼和低合金鋼制塔式容器的最小厚度為2/1000的塔器內(nèi)直徑，且不小于4mm；對不銹鋼制塔式容器的最小厚度不小于3mm；管殼式換熱器殼體的最小厚度應符合GB151管殼式換熱器的如下規(guī)定：碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度公稱直徑4007007001000100015001500200020002600浮頭式，U形管式810121416固定管板68101214注：表中數(shù)據(jù)包括厚度附加量C2（按1mm考慮）高合金鋼圓筒的最小厚度公稱直徑4005005007007001000100015001500200020002600最小厚度3.54.56810123.4.4.2 對于名義厚度取決于最小厚度且公稱直徑較大、厚度較薄的容器，為防止在制造、運輸或安裝時產(chǎn)生過大的變形，應根據(jù)具體情況采取臨時的加固措施（如在容器的內(nèi)部設置臨時支撐元件等）。3.4.4.3 復合鋼板復層的最小厚度為保證工作介質(zhì)干凈（不被鐵離子污染）而采用的復合鋼板，其復層厚度不應小于2mm；為了防止工作介質(zhì)的腐蝕而采用的復合鋼板，其復層厚度不應小于3mm；3.4.4.4 不銹鋼堆焊層在加工后的最小厚度為3mm；3.4.4.5 對有防腐蝕襯里的碳鋼或低合金鋼制容器，其鋼殼的最小厚度為5mm。3.5 許用應力3.5.1 鋼材和螺栓在不同設計溫度下的許用應力按GB150第4章選取。3.5.2 當設計溫度低于20時，取20時的許用應力。3.5.3 選用未列入GB150第4章，但符合GB150附錄A的要求的材料，其許用應力應以材料各項規(guī)定的最低力學性能（抗拉強度、屈服強度、持久強度及蠕變極限）除以相應的安全系數(shù)，并取其中的最小值。3.5.4 對于內(nèi)壓容器，當需要計算接管、加強圈與殼體的連接焊縫強度時，其焊縫的許用應力可按下表選?。簯οc否接管壁受剪對接焊縫填角焊縫受剪受拉受剪進行應力消除0.700.740.600.49不進行應力消除0.700.700.560.46表中為焊縫計算截面處母材的許用應力(MPa)3.5.5 關于復合鋼板的許用應力，考慮到國內(nèi)復合鋼板的質(zhì)量現(xiàn)狀，一般情況下，設計計算時不計入復層厚度，其許用應力取設計溫度下基層材料的許用應力。3.5.6 對于地震載荷或風載荷與其他載荷（如內(nèi)壓）組合時，容器及裙座的應力控制值為許用應力的1.2倍。3.6 焊接接頭系數(shù)3.6.1 GB150容器的焊接接頭系數(shù)應按GB150第3章的如下規(guī)定選取。雙面焊對接接頭和相當于雙面焊的全焊透對接接頭：100%無損檢測 =1 局部無損檢測 =0.85單面焊對接接頭（沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板）：100%無損檢測 =0.9 局部無損檢測 =0.83.6.2 JB/T4735容器的焊接接頭系數(shù)應按NB/T47003.1第4章的如下規(guī)定選取。 雙面焊和相當于雙面焊的全焊透對接接頭：全部無損檢測 =1 局部無損檢測 =0.85不做無損檢測 =0.7單面焊對接接頭，且沿其根部全長有緊貼基本金屬的墊板：全部無損檢測 =0.9 局部無損檢測 =0.8不做無損檢測 =0.65單面焊無墊板對接接頭：局部無損檢測 =0.7不做無損檢測 =0.63.6.3 無法進行無損檢測的單面焊環(huán)向?qū)雍缚p，無墊板，焊接接頭系數(shù)=0.60，此系數(shù)僅適用于厚度不超過16mm、直徑不超過600mm的JB/T4735容器殼體的環(huán)向焊縫。3.7 開孔削弱系數(shù)在筒體軸向上兩個開孔中心線間的距離大于或等于3(d1+d2)；在球殼橢圓形封頭或者筒體環(huán)向上兩個開孔中心的內(nèi)徑弧長大于或等于2(d1+d2)，可不考慮開孔削弱的影響。否則，應按下列公式計算開孔削弱系數(shù)。3.7.1 軸向相鄰兩孔（見下圖）的開孔削弱系數(shù)按下式計算：S d1 d23.7.2環(huán)向相鄰兩孔（見下圖）的開孔削弱系數(shù)按下式計算： d1 S d23.7.3斜向相鄰兩孔（見下圖）的開孔削弱系數(shù)按下式計算： d1 S 1時，均取=1ad2 圖中a為兩孔在筒體環(huán)向上的內(nèi)徑弧長。 bb為兩孔在筒體軸線方向的距離。3.7.4 對于圓筒體橫截面上的非徑向孔，計算開孔削弱系數(shù)時，當量直徑dd按下述原則確定：軸向孔橋：dd=d 環(huán)向孔橋：斜向孔橋： 式中為孔的軸線偏離筒體徑向的角度在計算孔橋削弱系數(shù)時，對于圓筒體橫截面上的非徑向孔，直徑d1、d2應以當量直徑dd代入。3.7.5 對于橢圓孔，計算開孔削弱系數(shù)時，孔徑d按該孔沿相應節(jié)距方向的尺寸確定。3.7.6 當開孔間距小于兩孔直徑之和的兩倍，且兩孔直徑均小于不另行補強的最大開孔直徑時，可按3.7.1條3.7.5條的規(guī)定，計算開孔削弱系數(shù)，并代入GB150中式(5-1)中的焊縫系數(shù)對圓筒進行厚度校核，其中環(huán)向開孔削弱系數(shù)的兩倍大于焊縫系數(shù)時，可不進行此項校核。若相鄰兩孔中一個孔直徑大于不另行補強的最大開孔直徑，首先應采用全焊透結(jié)構，以提高開孔削弱系數(shù)。也可將該孔按規(guī)定進行加強，加強后，該孔按無孔處理。3.8 壓力試驗3.8.1 容器制成后必須進行耐壓試驗，耐壓試驗的項目和要求應在圖樣上注明。耐壓試驗一般采用液壓試驗，對于不適宜做液壓試驗的容器，可采用氣壓試驗。3.8.2 下列情況的容器還應在耐壓試驗合格后，進行氣密性試驗。介質(zhì)是毒性程度為極度、高度危害的介質(zhì)。介質(zhì)為易燃易爆的壓縮氣體或液化氣體。設計要求不允許有微量泄露的壓力容器。對真空度有較嚴格的要求時。3.8.3 對設計圖樣要求作氣壓試驗的容器，是否需再作氣密性試驗，應在設計圖樣上規(guī)定。3.8.4 試驗壓力按下表規(guī)定。容器種類耐壓試驗壓力PT MPa氣密性試驗壓力MPa液壓氣壓內(nèi)壓容器1.0p外壓容器帶夾套容器（應在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套內(nèi)的試驗壓力）當內(nèi)筒設計壓力為正值時1.0p當內(nèi)筒設計壓力為負值時內(nèi)筒按內(nèi)壓容器進行試驗1.25p內(nèi)筒按內(nèi)壓容器進行試驗1.10p夾套的試驗壓力夾套的試驗壓力不帶夾套容器按內(nèi)壓容器進行試驗1.25p按內(nèi)壓容器進行試驗1.10p真空容器1.0p表中：p 容器的設計壓力，對內(nèi)壓容器為設計內(nèi)壓力，對外壓容器為設計外壓力MPa PT 耐壓試驗壓力MPa 試驗溫度下材料的許用應力MPa t 設計溫度下材料的許用應力MPa夾套內(nèi)的試驗壓力確定后，必須校核內(nèi)筒在試驗外壓下的穩(wěn)定性，如果不能滿足穩(wěn)定性要求，則在做夾套的耐壓試驗時，須在內(nèi)筒內(nèi)保持一定的壓力，以使整個試驗過程（包括升壓、保壓和卸壓）中的任一時間內(nèi)夾套和內(nèi)筒的壓力差不超過設計壓差。圖樣上應注明這一要求，以及試驗壓力和允許壓差。3.8.5 對直立容器臥置進行液壓試驗時，試驗壓力應為立置時的試驗壓力加液柱靜壓力。 式中：試驗液體密度Kg/m3H直立試驗時液柱高度mG重力加速度9.81m/s23.8.6 試驗液體一般采用潔凈水，也可采用不會導致發(fā)生危險的其他液體，試驗時液體的溫度應低于其閃點或沸點。奧氏體不銹鋼制容器用水進行液壓試驗后應將水漬去除干凈，當無法達到這一要求時，應控制水中的氯離子含量不超過25ppm。3.8.7 碳素鋼、Q345R鋼制容器液壓試驗時，液體溫度不得低于5；其他低合金鋼制容器，液體溫度不得低于15，如由于板厚等因素造成材料無延性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應提高試驗液體溫度。3.8.8 氣壓試驗時所用氣體應為干燥、潔凈的空氣、氮氣或其他惰性氣體。碳素鋼和低合金鋼制容器，氣壓試驗時介質(zhì)溫度不得低于15。3.8.9碳素鋼和低合金鋼制容器，氣密性試驗用氣體溫度應不低于5。氣密性試驗時，安全附件應安裝齊全。3.8.10 在試驗壓力下殼體平均一次總體薄膜應力值應符合下列要求：液壓試驗時不得超過試驗溫度下材料屈服強度的90%，（校核時還應計入液柱靜壓力）；氣壓試驗時此應力不得超過試驗溫度下材料屈服強度的80%。第4章 材料4.1 引言本章對本公司設計的鋼制容器用鋼材和焊材的選用、技術要求、使用限制和范圍，鋼材代用等進行了規(guī)定。本章適用于碳素鋼、低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼、不銹鋼和不銹復合鋼板的焊制容器材料設計。材料的品種包括軋材、鍛件、鑄件以及焊接材料。當設計對材料有更高或特殊要求時，應在圖樣或相應的文件上注明。4.1.1 定義碳素鋼含錳量小于等于1.20%，含碳量小于等于2.0%，且無有意添加其他合金元素的鐵碳合金（可為脫氧目的而加入硅、鋁等元素）。低碳鋼一般系指含碳量小于等于0.25%的碳素鋼。低合金高強度鋼以提高鋼材強度和改善綜合性能為主要目的，合金總含量在3%以下的合金鋼。珠光體耐熱鋼以改善鋼材耐熱及抗氫性能為主要目的，加入鉻(10%)、鉬等合金元素的低碳珠光體耐熱鋼。低合金鋼低合金高強度鋼和珠光體耐熱鋼的總稱。不銹鋼公稱含鉻量大于等于13%，在大氣中不銹的合金鋼。根據(jù)鋼在常溫下的金相組織，又可分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼等。奧氏體不銹鋼常溫下金相組織大部分為奧氏體的不銹鋼。鐵素體不銹鋼常溫下金相組織為鐵素體的不銹鋼。鐵素體鋼碳素鋼、低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼、鐵素體不銹鋼的總稱。壓力容器及受壓元件低壓、中壓、高壓容器及其受壓元件的總稱。主要受壓元件系指壓力容器的殼體及成型封頭之類主要承受總體一次薄膜應力的元件。非受壓元件常壓容器及壓力容器中的非受壓元件的總稱。4.1.2 一般規(guī)定4.1.2.1 鋼材的質(zhì)量及規(guī)格應符合相應材料的現(xiàn)行國家標準、行業(yè)標準或有關技術條件，4.1.2.2 壓力容器用鋼材應符合GB150的要求，鋼材的選用應接受TSG R0004的監(jiān)察。4.1.2.3 受壓元件以及直接與受壓元件焊接的非受壓元件用鋼材，必須附有鋼廠的鋼材質(zhì)量證明書，質(zhì)量證明書必須符合TSG R0004的要求。4.2 鋼材的選用、技術要求及使用范圍4.2.1 選材的一般原則4.2.1.1 選擇容器用鋼材必須考慮設備的操作條件（如設計壓力、設計溫度、介質(zhì)特性等）、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的結(jié)構等。4.2.1.2 選擇容器用鋼材必須在滿足4.2.1.1條的前提下，考慮經(jīng)濟合理性，一般情況下，按下述規(guī)定：所需鋼板厚度小于8mm時，應盡量采用碳素鋼鋼板。在剛度或結(jié)構設計為主的場合，應盡量選用普通碳素鋼。在強度設計為主的場合，應根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)等使用限制，依次選用Q235A、Q235B、Q245R、Q345R、Q370R等鋼板。碳素鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強的常壓、低壓容器，壁厚不大的中壓容器（僅Q235C），鍛件、承壓鋼管以及其他由剛性或結(jié)構因素決定壁厚的場合。低合金高強度鋼一般用于介質(zhì)腐蝕性不強，壁厚8mm的受壓容器。珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕，或設計溫度350650的壓力容器用耐熱鋼。不銹鋼一般用于介質(zhì)腐蝕性較高（電化學腐蝕、化學腐蝕），防鐵離子污染或設計溫度500或設計溫度-100的耐熱或低溫用鋼。不含穩(wěn)定化元素，且含碳量0.03%的奧氏體不銹鋼，需經(jīng)焊接或400以上熱加工時，不可用于可能引起不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境。所需不銹鋼厚度大于12mm時，應盡量采用復合板、襯里、堆焊等結(jié)構形式。不銹鋼應盡量不用作設計溫度500的耐熱用鋼。珠光體耐熱鋼應盡量不用作設計溫度350的耐熱用鋼。4.2.1.3 用作設備法蘭、管法蘭、管件、人手孔、液面計等化工設備標準零部件的鋼材，應符合有關零部件的國家標準、行業(yè)標準對鋼材的技術要求。4.2.2鋼材的技術要求4.2.2.1通用的技術要求4.2.2.1.1 壓力容器及受壓元件用鋼（板、管、型材、鍛件、鑄件）應采用平爐、電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉。4.2.2.1.2 同時符合下列條件的高溫壓力容器主要受壓元件用鋼應按爐罐號復驗設計溫度下的屈服強度值，其值不得低于相應許用應力值的1.6倍（奧氏體鋼為1.5倍）：設計溫度大于300；設計壓力大于等于1.6Mpa；鋼材厚度大于等于20mm；鋼材主要截面以承受一次薄膜應力為主，且其厚度取決于強度計算的結(jié)果。4.2.2.1.3 奧氏體不銹鋼使用于可能引起晶間腐蝕的環(huán)境時，應按GB4334.14334.5不銹鋼晶間腐蝕試驗方法進行晶間腐蝕傾向性試驗?？赡芤鹁чg腐蝕的環(huán)境是指存在電解質(zhì)的電化學腐蝕環(huán)境，可能引起奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的電解質(zhì)主要是酸性介質(zhì)，如硫酸、亞硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、甲酸、工業(yè)醋酸、鉻酸、乳酸、草酸、氨基甲酸銨等，而一般的醇、醛、酮、醚、苯、酚、烷、汽油等溶液以及氣相介質(zhì)對奧氏體不銹鋼不會產(chǎn)生晶間腐蝕。晶間腐蝕傾向性試驗的具體方法和合格要求詳見HG20581鋼制化工容器材料選用規(guī)定第5章的規(guī)定。4.2.2.2 鋼板4.2.2.2.1 原按GB6654供貨的鋼板，均保證鋼板厚度負偏差為0.25mm，設計計算中可不計鋼板的厚度負偏差C1。但現(xiàn)行的GB713鍋爐壓力容器用鋼板規(guī)定厚度允許偏差按GB/T709的B類偏差，即厚度負偏差為0.30mm，這樣在設計計算中就必須計入鋼板的厚度負偏差C1。4.2.2.2.2 鋼板的力學性能、彎曲性能、沖擊韌性要求要符合相應標準和技術條件。4.2.2.2.3 一般鋼板的無損探傷壓力容器主要受壓元件用鋼板，凡符合下列條件之一者，應逐張按JB/T4730進行超聲波探傷檢查：厚度大于30mm的Q245R、Q345R及強度級別、化學成分相近且不高于Q345R的其他低碳鋼、碳錳鋼鋼板，合格級別為級；厚度大于25mm的其他低合金鋼鋼板，厚度大于20mm的低溫壓力容器用低合金鋼鋼板，合格級別為級；使用介質(zhì)的毒性為極度或高度危害，或使用于濕硫化氫腐蝕環(huán)境且厚度大于等于20mm的鐵素體鋼鋼板，合格級別為級。4.2.2.2.4 復合鋼板的無損探傷設計壓力大于等于1.6Mpa的壓力容器主要受壓元件用不銹鋼復合鋼板以及換熱器管板用不銹鋼復合鋼板，應按GB7734復合鋼板超聲波探傷方法進行超聲波探傷。殼體、封頭用復合板應沿200mm間距的格子線、折邊的50mm區(qū)域以及預定開孔邊緣外側(cè)的25mm區(qū)域內(nèi)進行探傷。熱壓封頭用復合板應符合GB7734的級要求，一般筒體用復合板應符合級要求。管板用復合板應作100%的超聲波探傷，并符合GB7734的級要求。4.2.2.2.5 熱處理壓力容器主要受壓元件用厚度大于30mm的Q245R、Q345R，厚度大于16mm的15MnVR鋼板應在正火狀態(tài)下使用。用于制造其他受壓元件（如法蘭、管板、平蓋）的厚度大于50mm的Q245R、Q345R鋼板也應作正火處理。珠光體耐熱鋼鋼板應在退火或正火加回火狀態(tài)下使用。經(jīng)熱加工的珠光體耐熱鋼鋼板應根據(jù)熱加工工藝評定情況，考慮是否需要重新熱處理。奧氏體不銹鋼應在固溶狀態(tài)或穩(wěn)定化處理（僅對加有穩(wěn)定化元素如Ti、Nb的奧氏體不銹鋼）狀態(tài)下使用。經(jīng)600以上熱加工的奧氏體不銹鋼鋼板，當使用于晶間腐蝕環(huán)境時應重新進行固溶處理或穩(wěn)定化處理。同時符合下列各項的壓力容器主要受壓元件用低合金高強度鋼鋼板，應檢驗鋼板模擬焊后消除應力熱處理狀態(tài)的機械性能，并且滿足設計要求：設計壓力大于等于4.0Mpa；板厚大于等于40mm；焊后進行消除應力熱處理。4.2.2.3 鋼管4.2.2.3.1 用作容器圓筒的低碳鋼和低合金鋼鋼管，應按下列要求復驗力學性能：壁厚小于或等于16mm的鋼管，每批復驗一根。壁厚大于16mm的鋼管，每批復驗的數(shù)量不少于10%，且不少于一根。4.2.2.3.2 用作、類壓力容器殼體的鋼管，應逐根按設備液壓試驗壓力進行水壓試驗復試，類壓力容器殼體使用的鋼管，如鋼廠已做水壓試驗者，可不再復試。4.2.2.3.3 管殼式換熱器用換熱管對外徑、壁厚有尺寸精度要求，應符合下表要求：鋼管尺寸（mm）精度外徑300.20mm30 、 510.30mm壁厚312% 、 10%310%符合尺寸精度要求的鋼管標準如下表：標準號標準規(guī)定的精度等級備注GB8163較高級精度訂貨時應注明GB3087高級精度訂貨時應注明GB6479較高級精度訂貨時應注明GB9948一般級訂貨時不需注明GB5310普通級精度訂貨時不需注明GB13296高級精度訂貨時應注明HG20537.2級訂貨時不需注明4.2.2.4 鍛件壓力容器用碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼鍛件，鍛件級別按JB4726壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件、JB4727低溫壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件、JB4728壓力容器用不銹鋼鍛件的規(guī)定選用，并在圖樣和相應技術文件中注明。4.2.2.4.1 設計壓力10.0MPa的法蘭和幾何尺寸類似的其他環(huán)形鍛件應不低于級要求。4.2.2.4.2 設計壓力1.6Mpa的鍛件應不低于級要求。4.2.2.4.3 對截面尺寸大于300mm的碳素鋼或低合金鋼鍛件、使用介質(zhì)的毒性為極度或高度危害且截面尺寸50mm的鍛件應不低于級要求。4.2.2.4.4 除了JB4726、JB4727、JB4728及GB150附錄A所列的鍛件材質(zhì)外，所采用的其他鋼種鍛件應符合級要求。4.2.2.4.5 當設計溫度低于或等于-20時，鍛件的熱處理狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度應符合下表鋼號熱處理狀態(tài)截面尺寸mm最低沖擊試驗溫度20NT或QT100-2016MnDNT或QT300-4009Mn2VDNT或QT300-70CF-62QT300-40注：熱處理狀態(tài)字樣標記為：N-正火、T-回火、Q-淬火、Q+T-調(diào)質(zhì)4.2.3 鋼材的使用限制和范圍4.2.3.1 化學成分焊接的受壓元件用鋼的化學成分（熔煉分析）應符合下列要求：用于焊接的碳素鋼和低合金鋼鋼材，C0.25%、P0.035%、S0.035%。壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼鋼材，P0.030%、S0.020%。 標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa的鋼材，P0.025%、S0.015%。用于設計溫度低于-20并且標準抗拉強度下限值小于540MPa的鋼材，P0.025%、S0.012%。用于設計溫度低于-20并且標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa的鋼材，P0.020%、S0.010%。4.2.3.2 常壓容器和非受壓元件用鋼應符合HG20581鋼制化工容器材料選用規(guī)定中第6.3條的要求。4.2.3.3 壓力容器用鋼除壓力容器專用鋼外，碳素結(jié)構鋼和低合金結(jié)構鋼應遵守以下限制：Q235B的使用限制：設計壓力小于等于1.6MPa；使用溫度0350；用于殼體時，鋼板厚度小于等于20mm；不得用于毒性程度為極度、高度危害介質(zhì)的容器。Q235C的使用限制：設計壓力小于等于2.5MPa；使用溫度0400；用于殼體時，鋼板厚度小于等于30mm；4.2.3.4 使用介質(zhì)的限制：對于介質(zhì)為NaOH、濕H2S環(huán)境、氫腐蝕環(huán)境、液氨應力腐蝕環(huán)境的容器，用材須符合HG20581鋼制化工容器材料選用規(guī)定中第6.7條的要求。4.2.4 本公司典型產(chǎn)品的選材規(guī)定4.2.4.1 一般地區(qū)使用的液氨、液化石油氣儲槽筒體、封頭、人孔選用Q345R。接管選用20。接管法蘭選用16Mn鍛件。4.2.4.2 高寒地區(qū)使用的液氨、液化石油氣儲槽筒體、封頭、人孔選用16MnDR。接管選用10。接管法蘭選用16Mn鍛件。4.2.4.3 硫酸設備焙燒爐、轉(zhuǎn)化器、換熱器、干吸塔的筒體、封頭、人孔均采用Q235A，接管選用20，接管法蘭選用Q235A。硫酸儲罐的筒體、底板、蓋板均選用Q235A。輸送硫酸的管道一般選用HT150。輸送SO2、SO3氣體的管道一般選用Q235A。4.2.4.4 磷銨設備介質(zhì)為未經(jīng)中和的磷酸，設備本體、接管、法蘭均選用00Cr17Ni14Mo2。介質(zhì)為已經(jīng)中和的磷銨料漿，設備本體、接管、法蘭均選用0Cr18Ni9。介質(zhì)為磷礦粉、漿的設備均選用Q235A。4.2.4.5 合成氨設備變換爐、甲烷化爐等中溫設備的筒體、封頭、人孔選用15CrMoR。吸附器等設備的筒體、封頭、人孔選用Q345R。4.2.4.6 尿素設備介質(zhì)為尿素溶液或甲銨溶液的設備，當P0.3MPa，溫度160，可選用0Cr18Ni9；介質(zhì)為尿素溶液或甲銨溶液的設備，當0.3MPaP2MPa，溫度165，應選用00Cr17Ni14Mo2必要時應選用尿素級不銹鋼。介質(zhì)為氨、二氧化碳、尿素溶液或甲銨溶液的二氧化碳氣提塔列管，當P16MPa，溫度200，應選用00Cr25Ni22Mo2或TA1、Zr。普通不銹鋼與尿素級不銹鋼的化學成分差別（見下表）00Cr17Ni14Mo2CSiMnPSNiCrMoNGB/T3280冷軋板0.0301.002.000.0350.03012.0015.0016.0018.002.003.00GB/T4237熱軋板0.0301.002.00