ANSYS在压力容器设计中的应用
压力容器----ANSYS在工业产品设计中的应用（1）
压力容器是石油化工行业的重要设备，对于压力容器的设计至关重要，在设计研发过程中常涉及到强度、稳定性、疲劳寿命等多方面的工程问题。随着现代CAE仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。安世亚太ANSYS仿真工具在1996年通过压力容器标准化委员会认定。下文是CAE仿真技术在解决压力容器产品研发部分常见工程问题的简要介绍：
一、压力容器的强度问题
?压力容器整体强度、变形分析
?封头、开孔及补强零部件校核
?压力容器热应力分析
?法兰连接的螺栓强度分析
?压力容器稳定性分析
压力容器在结构设计中需要考虑不同工作状态下的应力和变形。ANSYS软件可以帮助解决在不同的工况条件下，结构零部件的强度、刚度及稳定性校核问题。
二、压力容器的动力学问题
1.压力容器的模态分析
?压力容器的瞬态动力学分析
?压力容器的随机振动分析
?压力容器的谱分析
ANSYS软件可以分析压力容器在诸如地震载荷下的瞬态动力学响应分析，通过输出零部件的位移随时间变化的曲线，分析压力容器的最大动应力。
三、压力容器的疲劳问题
?压力容器焊接接头的疲劳分析
?热应力的疲劳分析
?振动疲劳分析
产品的抗疲劳性能和可靠性会直接影响其在市场竞争中的成败。ANSYS高级疲劳分析和设计软件可以分析压力容器在交变载荷等的疲劳分析。
四、压力容器的优化分析
?阀门、封头等零部件的优化设计
?压力容器整体质量优化
对压力容器以及阀门等零部件三维有限元强度分析与结构形状优化设计，以达到重量最轻、或应力最小、或寿命最长、或温度分布最均匀等目标。
五、相关CAE软件模块介绍
?几何建模：AnsysDesignModeler、Ansys SCDM
?结构仿真分析：AnsysMechanical
?疲劳寿命分析：AnsysnCodeDesignlife、Fe-safe、Ansys Fatigue
?设计优化分析：AnsysDesignXplorer
压力容器设计资格考核
压力容器设计资格考核 考试内容 按照容标委公布的《压力容器设计人员资格考核规定（试行）》中的要求， ①考试内容为： （ 1 ）压力容器设计相关的基础知识，包括材料、结构、力学基础、设计计算方法、热处理、腐蚀、无损检测等； （ 2 ）压力容器设计相关的标准、规范，主要包括：GB150 《钢制压力容器》， GB151 《管壳式换热器》， GB12337 《钢制球形储罐》， JB4710 《钢制塔式容器》， JB4731 《钢制卧式容器》（现在还是GB150-89中的内 容）， JB4708 《钢制压力容器焊接工艺评定》， JB4709 《钢制压力容器焊接规程》， JB4730 《压力容器无损检测》,JB4734 《铝制 焊接容器》和 JB4745 《钛制焊接容器》等相关标准； （ 3 ）压力容器法规、文件：《压力容器安全技术监察规程》和《压力 容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》等； （ 4 ）压力容器设计、制造中常见的实际工程问题； （ 5 ）锅容标委专业网站的问题答复内容； （ 6 ）图样答辩：由报考人携带一套与所申请类别相对应的压力容器 图样，并对该图样的相关技术问题进行现场答辩。 ②网上的公布的审核考试情况： 容标委目前共有2003年1、2期，2004年1~3 期，2005年1期共6批次考试，2003年1、2期，2004 年2、3期，2005年1 期这五期网上公布了总结，第一期最难，闭卷最高分为78.5分，通过率～60%，2003年第2期为～64%，2004年第2 期通过率为～68.6%，2004 年第3 期通过率～66.1%，开卷最高分88，闭卷最高分89。2005年1期的考核形式是没有培训直接进行考试，通过率是～71.4%，开卷最高分79，闭卷最高分87。 ③ 2004 年考试情况汇报： 我在2004年的考证，参加了容标委的培训。在报到时容标委发一个学号，考试按学号分考场。如果没有记错的话，卷子上页要写学号。 考试题目共128题，其中填空、选择各50道题目，各占25分，判断20道题目，分值为10 分，问答8 道题占40 分（问答题10 题，前7 道必答，后3 道选答1题即可）。具体内容及形式可参考容标委公布的2003年第1期的试卷。 培训上6 天课。白天是GB150 等标准编制者、出题者讲课。听一听会有所收获的，晚上可以到教室复习。中间复习一天，接着是上午开卷考试3个小时，下午开卷2个小时。最后是三类图纸的答辩，半小时。 我平时有时间也带着看一看标准，但个人主要是提前一个星期开始复习，从朋友那边借了本《压力容器工程师设计指南》看了一遍，感到效果很好。在上课的时候，每天晚上记一记标准上的基本概念方面的内容，看一看参考资料。如同我考证前室里老同志给我介绍的一样，通过是轻松的，好成绩要努力。开卷的题目范围广，基础有深度，有相当部分的内容是在各类资料上或标准中条文演化而来的，闭卷的题目相对而言要简单，但是需要记一记。
压力容器设计人员综合考试题及答案
2013/7/15 压力容器设计人员综合考试题 (闭卷) 姓名：得分 一、填空（本题共 25 分，每题分） 1 、结构具有抵抗外力作用的能力，外力除去后，能恢复其原有形状和尺寸的这种 性质称为弹性。 点评：这是材料力学的基本定义，压力容器的受压元件基本上应该具有这个性质。 2 、压力容器失效常以三种形式表现出来：①强度；②刚度；③稳定性。 点评：该失效形式是压力容器标准所要控制的几种失效形式。 3 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 4 、有限元法单元基本方程｛F｝e = [K]｛δ｝e所表示的是单元节点力与单元 节点位移之间的关系。 点评：这是一道拉开分数档次的题，考查所掌握的基础理论深度。该题是有限元数值分析中最基本概念。 5 、厚度 16mm 的 Q235—C 钢板，其屈服强度 ReL 的下限值为 235MPa 。 点评：该题主要是考察对压力容器常用材料钢号含义的掌握，并不是考查对具
体数字的记忆。 6 、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为 -20℃。 点评：该题出自 ，表 4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握 。 7 、Q345R 在热轧状态下的金相组织为 铁素体加珠光体。 点评：考查设计人员的综合知识，提示大家应该掌握常用材料的金相组织的知 识深度。 8 、用于壳体的厚度大于 36 mm 的 Q245R 钢板，应在正火状态下使用。 点评：该题出自 GB150， 条款，考查对常用压力容器材料订货技术条件掌握的 熟练程度。 9 、GB16749 规定，对于奥氏体不锈钢材料波纹管，当组合应力_ σR ≤2σS t _时，可不考虑疲劳问题。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握，同时这里包含一个结构安定性的力学概念 10、 波纹管的性能试验包括刚度试验、稳定性试验、__疲劳试验__。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握， 11、 GB150 规定的圆筒外压周向稳定安全系数是 ,球壳及成形封头的外压稳 定安全系数是 15 。 点评：GB150 释义P41。考查设计人的基础知识和标准的理解掌握。
江苏省锅炉压力容器检验收费标准参考模板
江苏省锅炉压力容器检验收费标准 （一）在用锅炉检验收费标准 注：1、表中（T/H）为锅炉蒸发量单位。 2、热水锅炉和有机载热体炉按0.7MW（60*104Kcol/h）折算为1T/H，余热锅炉以受热面积每30m2折算为1T/H。 3、燃油锅炉自控保护系统应作为强制性检验项目，按用户要求进行检查。 4、对检验发现的缺陷进行修理后需复验，复验收费按相应项目另行收取。 5、在用锅炉外部检查（包括现场监察）收费为停炉内外部检验费的50%。 6、检验周期为：安全性能合格锅炉房的锅炉，使用不满十年的，每两年检验一次，超过十年每年检验一次；水压试验每六年进行一次。 （二）在用压力容器检验收费标准
注：1、V——容积（m3），P——压力（Mpa） 2、第二类压力容器内外部检验收费为同容积第一类容器的1.5倍。 3、第三类压力容器内外部检验收费为同容积第一类容器的1.7倍，塔器、球罐以及超高压容器为同容积第一类容器收费的2倍。 4、不停止运行下的外部检查包括现场监察时进行的检查。 5、对检验出缺陷进行处理，需要再进行检验时，复验收费按相应项目另行收费。 6、安全状况等级1-3级者，每3-6年检验一次，安全状况等级为4级者，每年检验一次；第三类压力容器投用一年后应进行一次检验。 （二）锅炉压力容器产品监督检验收费标准
注：1、余热锅炉中产生蒸汽锅炉收费，产生热水的按热水锅炉收费；有机载热体炉中气相炉按蒸汽锅炉收费。液相炉按热水锅炉收费。 2、产品出厂价格应扣除随锅炉本体供应的送风机、引风机、烟囱等。 3、对散装锅炉产品出厂价格还应扣除平台扶梯、炉排等。 4、锅炉安装监督检验费：散装锅炉按锅炉造价的1-1.5%，组装锅炉按锅炉造价0.3-1%，整装锅炉按锅炉造价的0.5-0.8%收取。 5、锅炉压力容器受元件修理、改造监督检验按修理、改造总费用的1-1.5%收取。 6、大型压力容器现场组装安全质量监督检验费按压力容器造价的1-1.2%收取。 7、对进口锅炉压力容器按规定需到制造国现场监督检验的，按监检设备总造价的1-1.5%收取。 （四）在用液化气体汽车槽车检验收费标准 注：1、外部检验按内外部检验费的50%收取。 2、卸车管路检验费每根30元。 3、安全阀、液面计、紧急切断装置及其它附件的修理、另件更换等费用另计。 4、无损探伤项目按相应项目价格计算。 5、为无损探伤进行的打磨费另计。 6、检验周期按“液化石油气汽车罐车安全监察规程”等规定执行。
PTA装置钛制换热器的结构及设计
ＰＴＡ装置钛制换热器的结构及设计 原作者：贾起亮 出处：中国石化集团洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市471003) 【关键词】换热器 【论文摘要】ＰＴＡ装置钛制换热器的结构及设计 中国石油化工股份有限公司洛阳分公司化纤工程225ｋｔ/ａ精对苯二甲酸(ＰＴＡ)装置于1998年开工建设,2000年全面建成并投产,引进国外技术和设备,其中钛材换热器从国外引进。该装置于2003年进行了一次扩能改造,由洛阳石油化工工程公司设计,其中增加的一台钛设备氧化反应器二级冷凝器立足于国内设计,国内制造,一方面,节省了投资,另一方面,通过设计加深了对化纤工程ＰＴＡ装置钛材换热器的设计、制造、检验、使用等各个环节的认识。1 钛材换热器的基本情况 名称:氧化反应器二级冷凝器(ＢＥ 113Ａ) 规格:ＢＥＭ1200 2.1/0.42 680 9.7/19 Ｉ 设计条件(见表1) 设备采用直立悬挂式结构,换热器采用固定管板结构,考虑钛管与钢壳体不同的操作温度及膨胀系数,在壳程设置膨胀节以吸收不同的膨胀差。 2 钛材换热器的选材及依据 2.1 选用钛材的原则及必要性 在某种腐蚀条件下,不锈钢与铜等常用耐蚀金属无法满足设备防腐蚀使用的要求,这时钛制设备将是一个合理的选择。在某种腐蚀条件下,不锈钢和其它常用金属材料虽可以使用,但腐蚀率较高,使用寿命较短,如用钛材,则耐腐蚀性好,使用可靠性高,寿命长,此时需对两种材料进行技术经济全面比较,只有在技术经济方面有明显优势时才能采用钛设备。 2.2 钛材换热器的工作条件及选材 该装置采用以对苯二甲酸为原料的液相空气氧化法,反应温度为160～230℃,氧化产物为对苯二甲酸。反应以空气为氧化剂,醋酸为溶剂,在液相中进行。溶剂在反应器中沸腾蒸发,从塔顶
锅炉压力容器检验方法分析与研究 张为涛
锅炉压力容器检验方法分析与研究张为涛 发表时间：2019-09-21T21:08:54.437Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：张为涛 [导读] 摘要：随着我国经济发展速度的不断加快，社会生产也取得了巨大进步。 新疆塔城地区特种设备检验检测所新疆塔城 834700 摘要：随着我国经济发展速度的不断加快，社会生产也取得了巨大进步。能源的利用与转换、物料的生产与储存都与锅炉、压力容器使用息息相关。然而，锅炉、压力容器在各自特定使用环境中承载着高压、高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质，一旦发生爆炸或泄漏往往并发火灾、中毒等灾难性事故，将造成严重的财产损失、人员伤亡、环境污染，给社会经济、企业生产和人民生活带来损失和危害，直接影响社会安定。鉴于此，文章首先分析了锅炉压力容器的检验内容与方法，然后对锅炉压力容器检验中常用的无损检测技术进行了研究，以供参考。 关键词：锅炉压力容器；检验方法；无损检测技术 1 锅炉压力容器的检验内容和方法 1.1检验宗旨 检验的实质就是掌握每台设备的缺陷情况，了解设备的安全技术状况，保证设备安全运行。在设备制造过程中，法规与标准允许存在一定范围内的缺陷，这些缺陷在日后的使用过程中在外界条件引诱下发生了扩展，而成为超标缺陷，降低设备安全性能，产生安全隐患。同样，设备在使用过程中，如果使用条件超出了其承载能力，或受外部损伤、环境影响，则使用设备可能丧失应有的安全性能和使用功能，也会引发不良后果。因而，对锅炉、压力容器的在用检验是及时了解、控制其安全性能的有效手段之一。锅炉、压力容器在用检验依据是“法规”和“技术”，是检验工作的两个主要支撑点。法规是检验工作的准则，是安全的基本保证，需要始终贯彻，严格遵守。掌握有关知识和技术是正确理解和应用法规的前提，检验人员只有熟知法规、掌握技能，才能发挥自身的职责，肩负起应有的社会安全责任。 1.2检验内容 锅炉的定期检验，是指根据《锅炉定期检验规则》的规定对在用锅炉的安全与节能状况所进行的符合性验证活动，包括运行状态下进行的外部检验、停炉状态下进行的内部检验和水（耐）压试验。外部检验着重点是锅炉管理的各项安全管理制度的建立是否完善、合理，相关人员配置是否规范，锅炉运行状态下各部位运行是否平稳，各控制系统功能是否齐全、可靠，人员操作技能是否达到规范要求，对锅炉的运行能否熟练掌控；内部检验侧重设备的各部件是否符合规范要求，依然安全可靠；水压试验是对锅炉本体的整体强度的验证，状况是否满足标准要求及其密封性能是否达到规范要求。压力容定期检验，是指特种设备检验机构按照一定的时间周期，在压力容器停机时，根据《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定对在用压力容器的安全状况进行的符合性验证活动，从而判定压力容器安全性能，是否能继续使用，是否还能运行到下一个检验周期。 1.3锅炉、压力容器检验方法 锅炉与压力容器的定期检验方法，在程序和项目有相近之处，但因各自结构与性能的区别，又有不同之处和各自的特别要求。锅炉的内部检验是根据锅炉的具体情况，一般采用宏观检（抽）查、壁厚测量、几何尺寸测量、无损检测、理化检验、垢样分析和强度校核等方法进行；外部检验一般采用资料审查、宏观检（抽）查、见证功能试验等方法进行。压力容器以金属类压力容器为主，定期检验项目以宏观检验、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件检验为主，必要时增加埋藏缺陷检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校核、耐压试验、泄漏试验等项目。 2 锅炉压力容器无损检测技术的实际运用 2.1射线检测技术的有效运用 在对锅炉压力容器进行无损检测的过程中，射线检测属于一种运用物质辐射性质的技术类型，主要是对被检测的锅炉压力容器内部进行射线透入，通过射线所反馈回来不同程度的射线吸收率，对锅炉压力容器内部可能存在的问题进行大致判断。在实际使用过程当中，主要是运用碳素钢、铝合金以及铜合金等相关材料，对锅炉压力容器的环缝、纵缝上存在的问题进行检测，主要是向容器连接部分产生缺陷的部分进行射线检测，射线检测的主要原理在于，使用强度比较均匀的射线对材料内部进行照射，有效的分析出射线反馈出的信息，同时在橡胶片上形成一种感光的反应，通过这种方式有效检查出了缺陷产生类型、大小以及在锅炉压力容器内部的具体分布情况等。这种射线检测方式主要的优势在于，对一些存体积比较小的锅炉压力容器的检验过程中，具有比较强的灵敏度，可以充分保证检验工作的科学性。 2.2超声检测技术的有效运用 在锅炉压力容器的超声检测过程中，其中超声检测技术主要是运用超声波，在被检验的锅炉压力容器当中进行传播，并且超声波会逐渐的产生衰减的现象，在遇到了障碍界面的时候，会产生反射波反馈到检验系统中，在遇到界面上所产生的反射性质进行有效检验。超声检测的主要原理是发射超声比的形式，在锅炉压力容器的材料上避免产生反射、折射或者是散射等问题，超声波与接收器本身形成一种相对运用，形成了一种定性的物理反射性质，在受到了这些反射信号之后，可以有效的判断出锅炉压力容器材料出现问题部分的具体状态，并且超声检测方式具有比较高的检出比，这种检测的方式主要被使用在锅炉压力容器的焊接缝部分，或者是在焊接缝部分产生的缺陷部分，同时对比较复杂或者是粗糙的锅炉压力容器的表面也有着重要作用。 2.3渗透检测技术的运用 渗透检测技术主要是在毛细管现象的基础之上，形成了一种非多孔固体材料表面存在缺陷问题的方式，主要是将液体渗漏过程中，在渗透体的表面存在开口的问题上，在渗透检测工作当中主要是运用黄绿色的荧光渗透液，或者是红色着色渗透液对缝隙内部进行检测，这种检测方式具有比较良好的渗透性，通过渗透、清理、清洗以及最后的显像的方式，在材料的表面上形成了相应的痕迹，通过观察工件表面上存在的痕迹尺寸，做出了准确的评价方式。在除去了其中多余的渗透液体之后，使用渗透检测的方式可以有效的显示出存在缺陷的主要问题，这种检测技术可以被有效的运用到刚性锅炉压力容器、有色金属以及陶瓷和塑料等材料的检验工作中。 2.4磁粉检测技术运用 磁粉检测技术方式，主要是在锅炉压力容器存在缺陷的部分，进行磁场泄露和磁粉相互之间的有效作用，有效现实出了铁磁材料上和存在缺陷问题的区域，等到钢铁材料中的磁性材料完全被磁化之后，使用磁力线上所表现出来的凹陷状态进行有效分析，通过对磁粉所产生的吸附性原理进行了有效运用，对磁体表面所产生的缺陷性问题进行了准确检测。磁粉检测的主要优势在于，对对钢铁型材料或者是磁
2020年压力容器设计人员考试大纲
（情绪管理）压力容器设计人员考试大纲
压力容器设计人员考核大纲 (2012) SummaryofCheckingContentforDesignerandApproverofPressu reVesselDesign 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 2012年02月20日 目录 第壹章总则 (1) 第二章常规设计审批人员考试内容 (1) 第三章分析设计人员考试内容 (4) 第四章附则 (5) 压力容器设计人员资格考试大纲 第一章总则 第壹条为规范压力容器设计人员资格考试工作，依据为国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁布的TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》（以下简称规则）及全国锅炉压力容器标准化技术委员会制定的《压力容器设计人员考试规则》（2012），制定本规则。 第二条本规则适用于A、C、D类压力容器设计（以下称常规设计）审批（含审核、审定人）人员及SAD类压力容器分析设计（以下称分析设计）设计人、审批人的考核工作。
第二章常规设计审批人员考试内容 第三条A、D类压力容器设计审批人考试内容： （壹）理论考试要求： 1．应熟悉压力容器设计关联的基本基础知识，包括材料、结构、力学基础、设计计算方法、热处理、腐蚀、焊接、无损检测等； 2．应熟练掌握压力容器设计关联的法规、安全技术规范、标准、文件；3．能够正确解决压力容器设计、制造中常见的实际工程问题； 4．熟悉且及时掌握压力容器行业关联的标准信息 （二）关联的安全技术规范文件： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》等 （三）关联的标准规范： GB150.1~GB150.4《压力容器》 GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 GB50009《建筑结构载荷规范》 GB50011《建筑抗震设计规范》 JB/T4710《钢制塔式容器》
钛制压力容器的制造与检验要点
钛制压力容器的制造与检验要点 【摘要】本文通过对硫酸铜蒸发罐的生产实例全面介绍了钛制压力容器的设计、焊接、加工等制造要点以及制造完成后的检验原理、步骤和重点。 【关键词】钛压力容器制造检验 某公司接到一批硫酸铜蒸发罐的订单，介质为CuSO4+H2SO4，设计温度150℃，设计压力0.25Mpa。考虑到钛在含有氯、溴、醋酸、硫酸、硝酸等腐蚀性介质中具有比不锈钢、铝、铜更优良的耐蚀性，特选用了钛材。但是钛制压力容器比普通的钢制压力容器在技术上有更多难度，积累经验也少得多，为此作者对钛制容器在材料选用、加工卷制、焊接、热处理、检验上的要点进行了一系列的论证。 1 材料选用 钛存在两种同素异构晶体形态，α为密排六角结构，β为体心立方结构。因为882.5℃以下，密排六角结构最稳定，所以压力容器设计中应采用α合金状态，即TA牌号。根据氧含量的不同，分为TA0-TA3共4种牌号，机械强度和硬度逐级增加，抗腐蚀性能相近。TA1和TA2的耐腐蚀性能和综合性能适中，TA0具有较好的成型性能，TA3具有较高强度和耐磨性能，考虑到经济性，选用TA2牌号。 由于钛及钛合金的抗拉强度随温度的升高而下降较快，见表1，因为硫酸铜蒸发罐的工作温度约为140℃，考虑到该温度下抗拉强度与常温下有较大差距，所以选用钛-钢复合板.综合考虑复合板的力学性能指标和工艺性能指标选用S30408+TA2。2 筒体的卷制与封头的冲压 钛材在剪切过程中，易产生塑性变形，加之温度过高，容易与空气中的氧、氮等反，产生加工硬化，降低防腐蚀性能，所以选用水下切割的方法。 钢板卷制过程中，在钢板厚度方向上，外层收到拉伸，内层收到压缩，存在一定的剪切应力。由于钛-钢复合板按目前的生产技术一般采用爆炸法，界面存有一定的应力，叠加卷制产生的剪切应力，将面临巨大的剥离风险。因此必须采用特殊的卷制方法： （1）使用合适的预弯模版进行板端预弯； （2）卷板一次压下量不宜过大，避免同一区域往复成形； （3）纵缝基层焊接完毕后进行无损检测； （4）尽可能减少筒体找圆次数。
电站锅炉压力容器检验规范流程
电站锅炉压力容器检验规程 1 围 本标准规定了电站锅炉、热力系统压力容器和主要汽水管道在设备制造、安装、在役等三个阶段检验工作的容和相应要求。 本标准适用于额定蒸汽压力等于或大干3.8MPa发电锅炉、火力发电厂热力系统压力容器和主要汽水管道。额定蒸汽压力小于3.8MPa的电站锅炉、热力系统压力容器和主要汽水管道可参照执行。 本标准适用于下列围部件的检验： a)锅炉本体受压元件、部件及其连接件； b)锅炉围管道； c)锅炉安全保护装置及仪表； d)锅炉主要承重结构； e)高压和低压加热器、压力式除氧器、各类扩容器等热力系统压力容器； f)主蒸汽管道、高温和低温再热蒸汽管道、主给水管道、高压和低压旁路管道等压力管道。 2 规性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GBl50 钢制压力容器 GBl51 钢制管壳式换热器 GB／T12145 火力发电机组及蒸汽电力设备水汽质量标准
DL／T441 火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督导则 DL／T515 电站弯管 DL／T561 火力发电厂水汽化学监督导则 DL612 电力工业锅炉压力容器监察规程、 DL／T616 火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则 DL／T677 火力发电厂在线工业化学仪表检验规程 DL／T794 火力发电厂锅炉化学清洗导则 DL／T820 管道焊缝超声波检验技术规程． DL／T821 钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程 DL／T869 火力发电厂焊接技术规程 DL/T5054 火力发电厂汽水管道设计技术规定 DL／T5190．5 电力建设施工及验收技术规第五部分：热工仪表及控制装置 JB／T1609 锅炉锅筒制造技术条件 JB3375 锅炉原材料入厂检验 SDJJ03—1988 电力基本建设热力设备化学监督导则 水电部[83]水电电生字第47号火力发电厂高压加热器运行维护守则能源部机电部能源安保[1991]709号电站压力式除氧器安全技术规定电力部电安生[1994]227号电业安全工作规程 质技监局锅发[1999]154号压力容器安全技术监察规程 3 总则 3.1 为加强电站锅炉、热力系统压力容器及主要汽水管道在制造、安装阶段设备与人身安全，特制定本标准。 3.2 本标准对其适用围的设备，在制造、安装、在役三个阶段中的检验项目、要求、方法、程序、人员资格、质量标准、检验周期、记录保存、报告格式、安全状况等级评定、检验结论及处理建议作出规定，有关设
钛制压力容器的稳定性设计探析
102 稳定性分析是压力容器设计时，必须要考虑的一个方面，其主要目的是确定容器的临界失稳压力。钛具有很高的比强度、特殊的抗腐蚀性以及优良的物理性能。但是钛材在制造过程中极易出现织构现象，由此导致在宏观上的各向异性。目前对于钛制压力容器进行设计时，主要还是按照各向同性材料进行计算。 1 压力容器常规稳定性分析 在对简单结构容器，如外压圆筒、外压球壳等，进行压力稳定性设计时，可依据经典公式（欧拉、米西斯等人推导）进行计算，求得理论临界载荷。 为了解决外压筒体的稳定性问题，常用的解决方法有： （1）采用高强度材料 对于仅受周向均布外压的长圆筒临界压力，分析可知，提高材料的弹性模量可以提高筒体的临界压力值。对于厚壁圆筒，将发生屈服失效，提高材料的屈服应力可以提高承载能力，采用高强度材料较为经济。而对薄壁圆筒，因各类材料的弹性模量变化不大，采用高强度材质提高圆筒的稳定性作用不显著。 （2）增加筒体壁厚 根据仅受周向均布外压的长圆筒临界压力，计算可知，提高筒体的壁厚是一种提高筒体临界压力值的有效方法。同时，随着容器筒体壁厚的增加，压力容器设备的整体强度和刚度也会随之提升。更为重要的是，刚度的增加反应在筒体临界压力值上，会导致临界压力显著增大。在钛制压力容器的临界压力值高于外界对圆筒产生的压力的情况下，钛制压力容器圆筒就具有了相对稳定的安全系数。 （3）在设备筒体上设置环向加强圈 环向加强圈对承受周向外压作用的薄壁圆柱壳是非常重要的。在筒体外壁或内壁上焊接数个加强圈，就可以实现对圆筒的加强作用，起到增加圆筒刚度的目的，提高圆筒筒体的临界压力值，保持筒壁上任意微体在外界压力作用下处于稳定的平衡状态，使得圆筒形状以及压力状态不会改变。可以看到，选用此种方法具有多种优点：投资费用相对低廉，加工工序简单，易于制作，制造工时较短等。 2 钛制压力容器稳定性分析 钛制容器最容易发生失稳的部位是圆筒、封头等，这 些部分在受压缩载荷的作用下，发生周向失稳或轴向失稳 的可能性最大。圆筒周向失稳的结果是形成几个轴对称的波形，这种波形的方向是沿圆筒周向或凸形封头过渡区周向；轴向失稳造成的波形或皱折是沿着轴向出现。在实际应用中，有很多因素能够影响压力容器稳定性，对影响其稳定性的因素进行理论分析是比较复杂的，在实际操作中难以应用，为了方便工程计算，在进行压力容器的设计中，最常使用的办法是引入稳定安全系数。 2.1 钛制压力容器外压筒体稳定性分析 在进行钛制压力容器外压校核时，为解决强度不达要求的问题，可采用的方法有以下两种：一是增设加强圈；二是加大筒体壁厚。现对以上两种方法进行具体分析。 通过理论外压计算分析，分别对壳体按增设加强圈和增加壳体壁厚两种方案进行探讨。增设加强圈相比较于增加筒体壁厚，筒体总重增加较少。很显然，增设加强圈比增加圆筒厚度更节省材料。对于钛这种贵重有色金属，此方法更为经济。此外加强圈还可减少大直径薄壁容器的形状缺陷影响，提高结构的可靠性。 2.2 钛制压力容器凸形封头稳定性分析 椭圆形封头在内压作用下，由于趋圆效应，会在椭圆形封头底边产生周向压缩应力（在封头的过渡区这种现象最为显著），这种周向的压缩应力可能引起封头的周向失稳。椭圆形封头在外压作用下，长轴方向有伸长的趋势，同时周向存在拉伸应力的作用，通常情况下周向失稳问题在过渡区基本不存在。但是，封头位置的受力情况不同，在封头中心部分，短轴方向存在压缩倾向，压缩应力在径向和周向都存在，由此带来中心部位的失稳问题。可以看出，在主要考虑外压的钛制压力容器设计中，短圆筒的临界压力要大于长圆筒，在外压圆筒上加设加强圈能够有效提高圆筒容器的稳定性，而且相较于增加筒体厚度的方法，更加经济。 3 结束语 本文在一般压力容器稳定性分析的基础上，详细阐述了钛制压力容器外压筒体和凸形封头的稳定性分析，希望能给今后从事钛制压力容器设计的工作人员提供一定的参考和借鉴。 参考文献 [1]谢全利. 压力容器稳定性分析[J]. 化工设备与管道，2009，46（2）：9-11. [2]刘凡. 应变强化压力容器的稳定性研究 [D]. 华南理工大学，2012. 钛制压力容器的稳定性设计探析 王娜1 马锐2 张金晓2 1.沈阳派司钛设备有限公司 辽宁 沈阳 110168 2.铁岭黄海专用车制造有限公司 辽宁 铁岭 112609 摘要：本文从常规压力容器稳定性分析入手，深入研究了钛制压力容器稳定性分析的常用手段，并就钛制压力容器外压筒体和凸形封头的稳定性进行了详细的探讨。 关键词：钛制 压力容器 稳定性 Discussion on stability design of titanium pressure vessel Wang Na 1，Ma Rui 2，Zhang Jinxiao 2 1. Shenyang Pass Titanium Equipment Co.，Ltd. Shenyang 110168，China Abstract：This paper starts from the analysis of conventional pressure vessel stability，and gives an in-depth study on the stability analysis of pressure vessel made of Titanium，and then discusses the stability on the external pressure cylinder and convex head of titanium-made pressure vessel in detail. Key words：Titanium-made；pressure vessels；stability
锅炉压力容器检验中的安全、技术、焊接工艺措施标准范本
解决方案编号：LX-FS-A34025 锅炉压力容器检验中的安全、技 术、焊接工艺措施标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
锅炉压力容器检验中的安全、技 术、焊接工艺措施标准范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 锅炉压力容器内、外部全面检验是按DL647-[1998]《锅炉压力容器检验规程》的规定，结合设备大修进行的。如果在检验中的一些技术检查漏项或大修中检修质量不良就会出现运行中汽、水、油等系统故障及阀门泄漏等一系列问题。因此制定在锅炉压力容器内、外部全面检验和大修中的技术检查要求及焊接质量施工工艺措施，就能有效地防止在运行中发生设备事故，以下是笔者编写的《锅炉压力容器检验中的安全、技术、焊接质量工艺措施》(简称《措施》)，供参考。
锅炉压力容器检验方法探讨
锅炉压力容器检验方法探讨 摘要：锅炉压力容器是一种爆炸性危险较强的特种设备，其在各行各业的用途 各不相同，但是都要承受高温、高压以及强腐蚀介质的侵损。为了其使用的安全性，需要定期地进行检查和维护。本文首先从超声检验技术、磁粉检验技术、渗 透检验技术和放射检验技术几种常用的锅炉压力容器检验方法进行分析，并针对 各个技术讨论了具体的检验应用要点。 关键词：锅炉；压力容器；检验方法 引言：锅炉压力容器检验工作必不可少，了解多种检验方法有助于检验工作 的开展。理解检验方法的基本原理，有利于数据采集和分析，能够快速锁定裂缝 位置和产生原因。掌握检验的操作方法，可以降低使用过程中对检测人员的损伤，保护检验员的人身安全。 一、锅炉压力容器检验方法分析 1.超声检验技术 超声检验技术主要利用超声波的发射与反射原理，对锅炉压力容器的细小裂 缝进行检验，利用不同介质的反射频率不同，检验设备运行的安全性。超声检验 技术操作简单，对容器和检验者的伤害均较小，可以用来检测大部分锅炉内元器 件的损伤情况，具有一定的普适性。 2.磁粉检验技术 磁粉检验技术主要是基于新材料的发展成果，检验锅炉压力容器的磁阻，查 看锅炉压力容器有无弯曲现象，及时发现锅炉压力容器的泄露磁场。磁粉检验技 术的检验结果比较直观，可以直接锁定泄漏位置。该方法对容器和检验者几乎没 有伤害，但是其检验范围受限，智能检验出泄漏范围加大的漏电和裂缝。 3.渗透检验技术 渗透检验技术是一种仿生技术，利用毛细血管的渗透原理，对锅炉压力容器 进行荧光检验。该方法对容器和检验人员的损伤几乎为零，但是操作较为复杂， 并且检验后需要对容器进行冲洗。该方法的优点是检测结果较为直观，但是成像 的可视化程度还有很大提升空间。 4.放射检验技术 放射性检验技术主要利用射线的衰减原理，检验锅炉压力容器反射射线的强度、分布等信息，对锅炉压力容器内部的缺陷进行可视化还原。该方法对检验人 员的健康有影响，长期经受辐射，会影响人的正常生理机能。所以，放射性检验 虽然有诸多优点，但是不会广泛使用。通常情况下，当其他检验方式都无效时才 用放射检验技术。 二、锅炉压力容器检验方法应用要点 1.超声检验技术要点 锅炉压力容器内部有很多元器件，遭遇外力会受损，进而影响锅炉的正常使用。超声检验技术对内部元件的损害小，能够检验出锅炉内的漏点。该检验方法 所用的设备是超声波发生器，其原理是测量反射波的衰减程度，通过数据分析确 定漏点位置和性质。在具体检验工作中，要注意以下几点：第一，测试之前确定 锅炉压力，选择与之匹配的检验仪器。测量器的量程过大则测量结果不准，量程 过小则会损害测量设备。第二，检查检验设备是否正常，测试探头的灵敏度。第三，在检验过程中，受到环境影响以及测量人员的技术水平限制，检验结果会出 现不同程度的偏差。所以，要多次测量，最终以平均值作为最终的检验结果。第
压力容器设计人员综合考试题
2013/7/15 压力容器设计人员综合考试题(闭卷) 姓名：得分 一、填空（本题共25 分，每题0.5 分） 1 、结构具有抵抗外力作用的能力，外力除去后，能恢复其原有形状和尺寸的这种性质称为弹性。 点评：这是材料力学的基本定义，压力容器的受压元件基本上应该具有这个性质。 2 、压力容器失效常以三种形式表现出来：①强度；②刚度；③稳定性。 点评：该失效形式是压力容器标准所要控制的几种失效形式。 3 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 4 、有限元法单元基本方程｛F｝e = [K]｛δ｝e 所表示的是单元节点力与单元节点位移之间的关系。 点评：这是一道拉开分数档次的题，考查所掌握的基础理论深度。该题是有限元数值分析中最基本概念。 5 、厚度16mm 的Q235—C 钢板，其屈服强度ReL 的下限值为235MPa 。点评：该题主要是考察对压力容器常用材料钢号含义的掌握，并不是考查对具体数字的记忆。 6 、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为-20℃。点评：该题出自GB150.2，表4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握。 7 、Q345R 在热轧状态下的金相组织为铁素体加珠光体。点评：考查设计人员的综合知识，提示大家应该掌握常用材料的金相组织的知识深度。 8 、用于壳体的厚度大于36 mm 的Q245R 钢板，应在正火状态下使用。点评：该题出自GB150，4.1.4 条款，考查对常用压力容器材料订货技术条件掌握的熟练程度。 9 、GB16749 规定，对于奥氏体不锈钢材料波纹管，当组合应力_ σR≤2σSt _时，可不考虑疲劳问题。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握，同时这里包含一个结构安定性的力学概念 10、波纹管的性能试验包括刚度试验、稳定性试验、疲劳试验。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握， 11、GB150 规定的圆筒外压周向稳定安全系数是 3.0 ,球壳及成形封头的外压稳定安全系数是15 。 点评：GB150 释义P41。考查设计人的基础知识和标准的理解掌握。 12、对于盛装液化气体的容器，设计压力除应满足GB150 中其值不得低于工作压力的规定外，还应满足《固容规》中的相应规定。 点评：对于盛装液化气体的容器，《固容规》第 3.9.3 条有明确的规定。 13、对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。 点评：考查设计压力与计算压力的概念，GB150 .1 4.3.3 规定。 14、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例。 点评：考查设计人员对焊接接头系数选取的理解。 15、对于不能以GB150.3 来确定结构尺寸的容器或受压元件,.GB150允许用应力分析_,验证性实验分析, 对比经验设计方法设计. 点评：标准对结构是没有限制的，设计应符合标准的基本安全要求，具体的手段由设计者根据GB150 .1 4.1.6 来确定。 16、内压圆筒厚度计算公式为(δ=PCD i2 σ t??PC ), 其适用范围为(P C≤0.4 σ t ?).
锅炉压力容器检验方法分析与研究
锅炉压力容器检验方法分析与研究 发表时间：2019-09-01T18:23:41.837Z 来源：《防护工程》2019年12期作者：莫李珍 [导读] 锅炉压力容器在生产、生活中占有重要地位，但其长期在高温高压下高速运行。 广西壮族自治区特种设备检验研究院百色分院 533000 摘要：凡是承受一定流体介质压力的密闭设备，如天然气罐、贮罐、合成塔等，均属于压力容器的范畴。锅炉是利用热能把水加热为高温蒸汽的机械设备，也属于一种压力容器。在火力发电、石油、化工、纺织、印染、医疗等诸多行业中，都需要使用锅炉压力容器。 关键词：锅炉压力容器; 检验方法; 锤击; X射线; 超声波; 引言 锅炉压力容器在生产、生活中占有重要地位，但其长期在高温高压下高速运行，具有极高的危险性，一旦发生事故，后果不堪设想，因此必须认真做好锅炉压力容器的检验工作。鉴于此，对锅炉压力容器的各种检验方法进行了分析和研究。 1 锅炉压力容器运行的特点 1.1 持续性 锅炉压力容器一旦投入运作，便必须全天候24 h连续运行，不能轻易停止，否则便会影响生产的正常进行。 1.2 易损性 锅炉压力容器及其各受压元件必须长期接触火、水、汽及其他流体，这些物质会腐蚀锅炉压力容器的元件，在各受压元件上产生不同的内外压力与相应应力;由于各元件受热温度不同，热胀冷缩的程度也各有不同，继而导致一部分受压元件发生疲劳破坏，出现鼓包、开裂、烧损。 1.3 易爆性 一旦锅炉压力容器内部压力在瞬间降至外界大气压力，便会发生爆炸。据测算，一个容积为10 m3、压力为1 MPa的锅炉压力容器发生爆炸，威力相当于3.15 kg TNT炸药。近年来，关于锅炉压力容器的爆炸事故频频登上百度热搜榜头条:2015年4月6日，福建漳州古雷腾龙芳烃PX项目发生二甲苯装置爆炸，造成6人受伤;2016年8月11日，湖北当阳市马店矸石发电有限责任公司发生高压蒸汽管道爆炸事故，造成22人身亡;2019年3月21日，江苏响水县陈家港化工园发生大爆炸，造成64人身亡。这些血淋淋的案例告诉我们:锅炉压力容器管理切不可掉以轻心，锅炉压力容器检验切不可疏忽大意。 2 锅炉压力容器检验方法 2.1 肉眼检查 技术人员直接用双眼观察锅炉压力容器，用反光镜、凸透镜进行观察与分析。 肉眼目视检查，是一种常规的锅炉压力容器检验方法。技术人员根据锅炉压力容器的图纸、规范和标准，用自己的双眼直接观察锅炉压力容器壁内侧及其外表面是否存在腐蚀、硬伤、冲刷、划痕、磨损、鼓包、裂纹、变形、气孔、弧坑、咬边、裂纹，单面焊内侧是否烧穿或没有焊透，是否有焊瘤，以及焊缝表面的宽窄、高低等状况。 若技术人员用双眼检查发现锅炉压力容器某些部位可能有缺陷，须使用直径超过5 cm、放大倍率为5～10倍的凸透镜做更仔细的观察;还可使用砂纸对这些部位进行打磨，再用凸透镜做进一步的放大观察。 对于肉眼不能观察的锅炉压力容器部位，技术人员须使用反光镜进行观察。 2.2 锤击检查 技术人员使用0.5 kg的手锤敲击锅炉压力容器壁的部位，根据敲击发出的声音与手锤的弹跳情况判断锅炉压力容器的金属材料是否存在缺陷。若手锤敲击后发出的声音清脆、单质，手锤弹跳性能较好，说明该部位金属材料材质良好，没有重大缺陷;若敲击后发出的声音沉闷、浑浊，说明该部位可能存在重皮、分层、裂缝;若敲击后发出的声音异常闷浊，手锤弹跳情况较差，说明该部位可能存在严重晶间腐蚀。 锤击检查是一种经验检查法，但实践证明该方法是行之有效的。 2.3 X射线检查 使用X射线探伤机对锅炉压力容器进行检验。X射线波长短，穿透能力强，在穿透金属材料的过程中又会出现衰减，继而在胶片上留下黑度不同的图像。技术人员通过分析这些图像，便可判断锅炉压力容器内部是否存在气孔或其他缺陷。这种检验方法灵敏度高、使用方便、直观性强，能迅速探明锅炉压力容器内部的气孔、夹杂物、竖裂纹以及它们的大小、分布，因而很受欢迎。 进行X射线检查，首先将X射线探伤机安放在被检验工件 (受压部件) 前方0.5～1 m的位置，然后把X光胶片盒放在工件背面，进行X射线照射 (时间在几分钟到几十分钟之间，视具体情况而定) ，对胶片进行曝光。X光胶片曝光后，技术人员仔细观察底片，若图像中呈现出单个黑色暗点，说明该工件内部存在单个夹渣或气孔;若图像中出现黑色线状长条，说明该工件内部存在条形夹渣、链状气孔或连续夹渣;若图像中出现两头较尖、不规则的黑色线状痕迹，说明该工件内部存在长条裂纹。 进行X射线检查成本较高，因此，应优先选择锅炉压力容器受压部件应力集中的部位、肉眼检查中发现有缺陷的部位以及受力最大的焊缝部位等处进行检查。进行X射线检查，还须做好技术人员自身的屏蔽防护，以防技术人员遭受放射性损伤。 2.4 超声波检查 超声波的波长比声波短，振动频率比声波高 (超过20 kHz) ，高度集中，沿直线定向传播;遇到不同介质相接触的界面会产生折射、反射。根据超声波的这一特性，可以对锅炉压力容器受压部件进行无损检验。 进行超声波检验，首先应选择体积小、重量轻、精度高的超声波检验仪 (可选择ECHOMAC R超声仪器及旋转超声检测系统，该系统检查直径范围达10～500 mm) ，然后对被检验的受压部件表面进行精度加工与表面清理，再在受压部位表面涂上耦合剂，放上超声波探头→发射超声波→接收超声波→放大并显示波形→技术人员进行判断。 使用超声波检测受压部件内壁、管材实际厚度，须用砂纸在被检测部件外侧打磨出一块长10 mm、宽10 mm，具有一定光洁度的表
压力容器设计基础(一)
压力容器地强度与设计 <江苏省压力容器检验员培训考核班专题讲座） 董金善 南京工业大学过程装备研究所 第一节概述 一、容器地结构 在工厂中可以看到许多设备.在这些设备中,有地用来储存物料,如各种储罐、计量罐；有地进行热量交换,如各种换热器、蒸发器、冷凝器、结晶器等；有地用来进行化学反应,如反应釜、聚合釜、发酵罐、合成塔等.这些设备虽然尺寸大小不一,形状结构不同,内部构件地型式更是多种多样,但是它们都有一个外壳,这个外壳就叫作容器. 容器一般是由筒体<圆筒）、封头<端盖）、法兰、支座、接管、人孔<手孔）、视镜、安全附件等组成<图1）.它们统称为压力容器通用零部件,常、低压压力容器通用零部件大都已有标准,设计时可直接选用. 图-1 容器地结构 二、压力容器常用标准 1.国务院《特种设备安全监察条例》(2003> 2.国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》 (1999> 3.国家质量监督检验检疫总局《特种设备行政许可工作程序》 (2003> 4.国家质量监督检验检疫总局《特种设备行政许可实施办法》 (2003>
5.国家质量监督检验检疫总局《特种设备行政许可分级实施范围》 (2003> 6.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器制造监督管理办法》 (2003> 7.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器制造许可工作程序》 (2003> 8.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器制造许可条件》 (2003> 9.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器产品安全性能监督检验 规则》 (2003> 10.国家质量监督检验检疫总局《压力容器压力管道设计单位资格许可 与管理规则》 (2002> 11.G B150－1998《钢制压力容器》 12.G B151－1999《管壳式换热器》 13.J B/T4735－1997《钢制焊接常压容器》 14.J B4710－1992《钢制塔式容器》 15.J B4731－XXXX《钢制卧式容器》 16.H G/T20569-1994《机械搅拌设备》 17.G B12337－1998《钢制球形储罐》 18.G B16749－1997《压力容器波形膨胀节》 19.J B4732－1994《钢制压力容器－分析设计标准》 20.H G20580－1998《钢制化工容器设计基础规定》 21.H G20581－1998《钢制化工容器材料选用规定》 22.H G20582－1998《钢制化工容器强度计算规定》 23.H G20583－1998《钢制化工容器结构设计规定》 24.H G20584－1998《钢制化工容器制造技术要求》 25.H G20585－1998《钢制低温压力容器技术规定》 26.H G20531－1993《铸钢、铸铁容器》