低温压力容器技术要求汇总
低温压力容器设计探究
低温压力容器设计探究发布时间：2021-05-14T09:52:36.527Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第4期作者：张永刚[导读] 随着我国经济社会的发展和科技技术的进步张永刚北京石油化工工程有限公司西安分公司陕西西安 710075摘要：随着我国经济社会的发展和科技技术的进步，低温技术得到了迅速发展和广泛应用。
笔者就低温压力容器的使用特点及存在的失效模式，设计时低温压力容器的选材、结构设计、焊接制造要求、焊后热处理、无损检测等应注意的事项作了分类分析，为工作中低温压力容器设计给予更多的参考。
关键词：低温压力容器；设计要点；注意事项；引言随着我国经济社会的发展和科技技术的进步，低温技术得到了迅速发展和广泛应用。
低温压力容器发生失效破坏会造成出人意料的极大危害，因此在低温压力容器设计时必须科学合理，保证其质量。
1低温压力容器的失效形式由于环境低温或介质低温的影响，随着使用温度的降低，低温压力容器的失效主要形式是脆性断裂。
低温脆性断裂是金属材料在温度降低至临界值（一般为其韧脆转变温度）以下时，在没有预兆的情况下发生的，在容器结构失效之前没有明显的塑性变形，一旦发生断裂，失效速度很快，断口齐平、与最大主应力方垂直，光亮平滑，呈晶粒状，壁厚无明显塑性变薄；脆性断裂时，结构元件内部的应力水平通常低于材料的屈服强度，甚至低于材料的设计应力（材料的许用应力），因此脆性断裂具有低应力破坏特征。
在设计低温压力容器时，除了确保容器强度条件之外，还需要进行必要的防脆断设计或评定。
低温脆性断裂与材料的力学性能、操作温度、缺陷形状和大小、残余应力和是否进行热处理等诸多因素有关。
2低温压力容器设计要点 2.1确定设计温度我国对低温容器的划分是指设计温度低于－20℃的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，以及设计温度低于－196℃的奥氏体不锈钢制容器。
对于低温容器，其设计温度是指在正常工作情况下，设定的不高于可能达到的最低金属温度。
GB3531—2014《低温压力容器用钢板》国家标准主要内容介绍分析
≤0.008 ≥27*
≤0.025 ≥27
-40℃ KV2 J
*可协商为40J。
标准
钢号 厚度 mm P S % %
GB35312014 16MnDR 6~60 ≤0.020 ≤0.010 ≥47
ISO9328ISO93283:2011 3:2011 附录A（欧洲） 附录B（美） P355NL1 ≤60 ≤0.025 ≤0.008 ≥27* PT440NL1 6~38 ≤0.025 ≤0.020 ≥47
06Ni9DR钢板冶金质量和力学性能优良， 可用于建造大型深冷储罐和压力容器；国 内企业已成功开发该产品，该产品关键技 术指标，如磷、硫含量，断后伸长率，196℃低温冲击功等优于美国ASMESA553 标准中I型钢板的相应指标，甚至优于国外 先进标准EN10028:4中技术要求最高的 X7Ni9钢板的相应指标。已具备批量生产该 种钢板的能力，纳入标准要求。
钢由氧气转炉或电炉冶炼，并应经炉
外精炼。
连铸坯、钢锭轧制压缩比不小于3；电渣 重熔坯轧制压缩比不小于2。
6.3 交货状态 6.4 力学和工艺性能
。
6. 5 超声检测
厚度大于20mm的正火或正火加回火状态交 货钢板以及厚度大于16mm的淬火加回火状 态交货的钢板供方应逐张进行超声检测。 其他厚度钢板经供需双方协商也可逐 张进行超声检测。 超声检验标准按JB/T 4730.3、GB/T 2970或GB/T 28297执行，检验标准和 合格级别在合同中注明。
ISO93284:2011 附录B（美）
14Ni14 6~50
钢号 厚度 mm
P
S KV2
%
% J
≤0.015
≤0.005 -100℃ ≥60
压力容器设计技术规定
1总则本规定是按照特种设备安全技术规范TSGR1001—2008《压力容器、压力管道设计许可规则》的要求制定，是压力容器设计质保体系的重要组成部分。
本规定是结合我厂具体情况，是对GB150《钢制压力容器》，GB151《钢制管壳式换热器》等的补充和具体化。
1.1适用范围本规定适用于我厂设计的D1、D2类压力容器。
1.2管辖范围本规定的管辖范围是容器壳体及与之连为整体的受压零部件；与容器壳体相连的非受压元件其连接焊缝，以及直接装在容器壳体上的安全附件等。
1.3遵循的法律、法规、标准进行压力容器设计时，除遵守本规定外，还应执行国务院第549号令《特种设备安全监察条例》的有关规定和《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》、GB151《管壳式换热器》、HG/T20580~HG/T20585《钢制化工容器设计基础规定》等要求，并符合压力容器专业技术标准的有关规定。
2定义2.1压力除注明者外，压力均为表压力。
2.1.1工作压力（MPa）a．内压容器在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。
b．真空容器(指真空度≥0.02MPa的容器)在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最大真空度。
c．外压容器在正常工作情况下，可能出现的最大内外压力差。
2.1.2设计压力（MPa）设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件，其值不低于工作压力。
2.1.3试验压力（Mpa）压力试验时，容器顶部的压力。
2.1.4最大允许工作压力在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。
该压力应是按各受压元件的有效厚度减去压力外的其它载荷所需厚度后，计算得到的最大工作压力（且减去元件相应液柱静压力）中的最小者。
a.当压力容器根据使用条件要求有不同的设计温度时，应分别计算对应于各个设计温度下的最大允许工作压力。
b.当不能通过计算来确定最大允许工作压力时，可用设计压力来代替最高工作压力2.1.5安全阀的开启压力(整定压力)安全阀阀瓣开始离开阀座，介质连续排出时，在安全阀入口侧测得的压力。
压力容器的主要技术参数
压力容器的主要技术参数定义压力容器是指用于承受内、外压力、在其内部存储、输送或加工物质的容器，包括输送管道和其它附件。
技术参数材料压力容器的材料应选择强度高、韧性好、耐腐蚀性能好的金属材料或非金属材料，确保容器可以承受规定的内、外压力。
设计压力设计压力是指容器内部允许承受的压力，其单位通常为兆帕（MPa），制造厂商应按设计压力对容器进行承压试验，以保证容器的承压性能。
壁厚容器的壁厚是指容器的壁厚度，其单位通常为毫米（mm）。
制造厂商应根据各项规定，选择合适的壁厚并保证其足够强度以承受规定的内、外压力。
内部直径容器的内部直径是指容器内部空间的直径距离，其单位通常为毫米（mm），选择合适的内部直径可以满足制作、使用、运输等方面的需要。
设计温度设计温度是指容器内允许承受的最高温度，其单位通常为摄氏度（℃），制造厂商应按设计温度对容器进行耐热性试验，以保证容器的热稳定性。
操作温度操作温度是指在使用时允许容器长时间承受的最高温度，其单位通常为摄氏度（℃），应按照设计温度与操作温度的最大值进行设计。
材料系数材料系数是指从容器材料的实际材料特性出发，按规定计算出来的一系列系数的总称，包括安全系数、弹性模量、热膨胀系数、热导率、导热系数等。
安全附件安全附件是指安装于容器上起到安全保护作用的零部件或安全装置，在使用过程中可以有效保护容器的安全稳定性，包括压力传感器、安全阀、泄压阀、爆破片等。
总结压力容器作为重要的工业设备，其主要技术参数对于制造、使用、运输等方面的要求都十分严格。
制造厂商在制作时需要要求严格，并按照各项要求进行测试或检测，确保容器在使用时具有足够的安全性和稳定性。
氨制冷装置压力容器及压力管道检验要求及技术介绍
• 《特种设备安全法》第四十条规定： 特种设备使用单位应当按照安全技术规范的要求，在检验合格
有效期届满前一个月向特种设备检验机构提出定期检验要求。 特种设备检验机构接到定期检验要求后，应当按照安全技术规
范的要求及时进行安全性能检验。 特种设备使用单位应当将定期检验标志置于该特种设备的显著
位置。 未经定期检验或者检验不合格的特种设备，不得继续使用。
9. 企业应配备专业人员，负责涉氨压力容器和压力 管道的日常巡查与维护保养，确保阀门、法兰连接可靠、 密封完好，发现泄漏时，应及时修理或更换。
10. 涉氨压力容器或压力管道需作报废处理或停用处 理时，使用单位应在确保安全的前提下，做好转移介质， 释放内部压力工作。
3. 制冷机房及冻结、冷藏间等的设计未按《建筑设 计防火规范》（GB50016－2006）的有关规定执行，耐 火等级不符合要求，房屋用钢架 ＋ 苯板建造。部分制 冷企业未经过消防部门的消防验收，无消防水池和消火 栓，灭火器过期未检，配备数量不足，部分制冷机房和 配电室无应急照明灯和消防疏散标志等。
• 管道管件检验要求
（1） 管道强度压力试验为设计压力的1.15 倍，使用洁净干燥空气 或氮气进行试验。压力试验保持10 min，检查各焊缝、阀门、法兰 连接处无泄漏和压力无变化为合格。
（2）管道抽真空试验压力小于5.333 kPa， 24 小时压力保持不变为 合格。
（3）管道充氨试漏，是以0.2 MPa 的充氨压力进行检漏，使用酚 酞试纸在各焊缝、阀门、法兰连接处检测是否变色，无变色为合 格。
规范》（GB50072 － 2010）的有关规定执行。
——部分安全阀卸压管连通在一起汇总排放管管径不足，净排空高度不符合 标准要求；活塞式制冷压缩机排出口处未设止逆阀；
低温压力容器技术要求汇总
当壳体或受压元件使用在“低温低应力工况”下，可以按设计温度加50℃（对于不要求焊后热处理的容器，加40℃）后的温度值选择材料，但不适用于Q235系列的钢板。
“低温低应力工况”不适用于钢材标准抗拉强度下限值Rm≥540Mpa的材料。“低温低应力工况”不适用于螺栓材料；螺栓材料的选用应计及螺栓和壳体设计温度间的差异。（GB150-2011）
c.钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540Mpa的高强度钢容器上的全部焊接接头及热影响区表面。
d.受压壳体上工装卡具、拉筋板等临时附件拆除的焊痕表面，焊补前的坡口及焊补的表面以及电弧擦伤处。
设计压力大于或等于1.60Mpa，且设计温度低于-40℃的设备法兰用紧固件材料为铁素体钢时，应逐件进行磁粉检测。（HG/T20585-2011）
低温压力容器技术要求汇总
1.钢板逐张超声检测
板厚大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外），逐张检查，不低于Ⅱ级合格。（GB150-2011）
用于制造低温压力容器筒体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测，且不低于Ⅲ级。(HG/T20585-2011)
5.逐台制备产品焊接试件
(1)低温容器应逐台制备产品焊接试件（GB150-2011）
6.锻件级别
使用温度低于-20℃且公称厚度大于200mm的低温用钢锻件,应选用Ⅲ级或Ⅳ级。（GB150-2011）
低温压力容器用锻件按《低温承压设备用低合金钢锻件》NB/T 47009和《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB/T 47010，应不低于Ⅱ级要求，设计压力大于或等于1.60Mpa时，应不低于Ⅲ级。（HG/T20585-2011）
焊接接头的超声检测按《承压设备无损检测》的规定进行，无论100%检测及局部检测均应不低于Ⅰ级要求。
压力容器设计常用标准一览表
xfzjg916
旧标准 压力容器安全技术监察规程（1999版） GB150－1998钢制压力容器（有1,2号修改单）
HG20580-20585-1998钢制化工容器设计基础规 定，钢制化工容器材料选用规定，钢制化工容 器强度计算规定，钢制化工容器结构设计规定 钢制化工容器制造技术要求，钢制化工容器低 温压力容器技术规定
JB/T4726-2000 JB/T4727-2000 JB/T4728-2000 HG20592~20635-1997 JB/T4700~4707-2000压力容器法兰 HG／T21514～21535－1995 JB／T4746－2002钢制压力容器用封头 JB／T4736－1995补强圈 JB/T4712-1992容器支座 JB/T4712-1992容器支座 JB/T4712-1992容器支座 JB/T4712-1992容器支座 GB/T706-1988，GB/T707-1988 GB/T9787-1988，GB/T9788-1988 GB/T9946-1988
Hale Waihona Puke JB／T4735－钢制焊接常压容器 JB／T4750－2003制冷装置用压力容器 GB713-1997，GB6654-1996 GB3531-1996 GB/T3274-1988 GB/T4237-1992 GB/T8163-1999 GB/T14976-2002 GB9948-1988 GB13296-1991 GB/T12459-1990
JB／T4708－2000钢制压力容器焊接工艺规程 JB／T4709－2000钢制压力容器焊接规程 JB/T4744-2000钢制压力容器产品焊接试 板的力学性能检验 JB/T4747-2002 压力容器用焊条订货技术条件
压力容器设计常用标准一览表
氨制冷装置压力容器及压力管道检验要求及技术介绍
氨制冷装置压力容器及压力管道检验要求及技术介绍1. 引言氨制冷装置压力容器及压力管道是氨制冷系统中的核心组成部分，对其进行定期的检验是确保系统安全运行的重要措施。
本文将介绍氨制冷装置压力容器及压力管道的检验要求及技术细节。
2. 检验要求2.1 法律法规要求根据中国《特种设备安全法》和相关规定，氨制冷装置压力容器及压力管道的检验工作必须符合以下法律法规要求： - 《特种设备安全法》 - 《特种设备安全监察条例》 - 《压力容器安全技术监察规程》 - 《压力管道安全技术监察规程》2.2 检验周期根据相关规定，氨制冷装置压力容器及压力管道的检验周期为每2年一次。
同时，在安装、改造、修理、报废等情况下也需要进行相应的检验。
2.3 检验内容氨制冷装置压力容器及压力管道的检验内容主要包括以下方面： 1. 外观检查：检查容器和管道的外观是否有明显的变形、腐蚀、渗漏等情况。
2. 壁厚测定：使用超声波测厚仪等设备对容器和管道的壁厚进行检测，确保其在合理范围内。
3. 焊缝检验：对容器和管道的焊缝进行检验，确保其焊接质量符合相关标准。
4. 承载能力检验：使用水压或气压等方式对容器和管道进行承载能力测试，验证其承载能力是否满足要求。
5. 安全附件检验：检查容器和管道的安全附件，如安全阀、压力表等的工作状态和准确性。
6. 管道连接检验：对管道的接头、密封等进行检查，确保其连接牢固、密封良好。
7. 其他必要的检验：根据具体情况，还需要进行其他必要的检验，如厚度测量、材质分析等。
3. 检验技术介绍3.1 壁厚测定技术壁厚测定是对容器和管道进行重要的检验项目之一。
常用的壁厚测定技术包括超声波测厚和放射性测量。
- 超声波测厚：通过超声波的传播速度和反射信号来测量容器和管道壁厚，具有测量快速、准确可靠的特点。
- 放射性测量：使用射线透射原理，通过测量射线透过容器和管道壁的衰减程度来判断其壁厚。
3.2 焊缝检验技术焊缝检验对于容器和管道的安全性至关重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低温压力容器技术要求汇总
1. 钢板逐张超声检测
板厚大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外），逐张检查，不低于Ⅱ级合格。
（GB150-2011）用于制造低温压力容器筒体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测，且不低于Ⅲ级。
(HG/T20585-2011)
板厚大于16~20mm的钢板，每批抽检20%，最少1张。
板厚大于20mm的钢板，逐张检查。
(GB150规定质量等级不低于Ⅱ级)
用作低温压力容器筒体的无缝钢管应逐根按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测检查。
2. 焊后热处理
球壳板厚度≥16mm的低温球罐应进行焊后整体热处理。
（GB12337-1998附录A）
受压元件焊接接头厚度超过16mm时，低温压力容器或部件全部施焊工作完成后，应进行消除应力热处理。
热处理工艺应与焊接工艺评定的热处理制度（温度曲线）一致。
（HG/T20585-2011）
3. 100%射线或超声检测
设计温度低于-40℃的或者焊接接头厚度大于25mm的低温容器。
（GB150-2011）
低温压力容器的对接接头符合下列情况之一者，应经100%射线或超声检测：（HG/T20585-2011）
盛装易爆介质的容器，且设计压力大于0.6MPa者
设计压力大于等于1.6MPa者
壳体板厚大于25mm者
钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540MPa或合金元素含量大于3%的低合金钢。
设计温度低于-40℃者。
C.无损检验方法和评定标准应符合下列要求
对接接头的射线检测按《承压设备无损检测》的规定进行。
射线照相的质量应不低于AB级，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）
焊接接头的超声检测按《承压设备无损检测》的规定进行，无论100%检测及局部检测均应不低于Ⅰ级要求。
焊接接头的TOFD检测《承压设备无损检测》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）。
4. 磁粉或渗透检测
10.3.1中低温容器上的A、B、C、D、E类焊接接头，缺陷修磨或补焊处的表面，卡具和拉筋等拆除处的割痕表面。
（GB150-2011）
设计温度低于-40℃的低合金钢制低温压力容器上的焊接接头。
（TSG R0004-2009）
低温压力容器下列部位应按《承压设备无损检测》进行表面磁粉检测或表面渗透检测。
（HG/T20585-2011）
a.符合本标准第8.7.1条的对接接头，但无法进行射线或超声检测者。
b.符合本标准第8.7.1条的容器壳体上的C类、D类焊接接头以及附件焊接的角接接头、填角焊缝的可及表面。
c.钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540Mpa的高强度钢容器上的全部焊接接头及热影响区表面。
d.受压壳体上工装卡具、拉筋板等临时附件拆除的焊痕表面，焊补前的坡口及焊补的表面以及电弧擦伤处。
设计压力大于或等于1.60Mpa，且设计温度低于-40℃的设备法兰用紧固件材料为铁素体钢时，应逐件进行磁粉检测。
（HG/T20585-2011）
5. 逐台制备产品焊接试件
(1) 低温容器应逐台制备产品焊接试件（GB150-2011）
6. 锻件级别
使用温度低于-20℃且公称厚度大于200mm的低温用钢锻件, 应选用Ⅲ级或Ⅳ级。
（GB150-2011）
低温压力容器用锻件按《低温承压设备用低合金钢锻件》NB/T 47009和《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB/T 47010，应不低于Ⅱ级要求，设计压力大于或等于1.60Mpa时，应不低于Ⅲ级。
（HG/T20585-2011）
7. 管法兰
（1）低温容器、高温容器、疲劳容器以及第三类压力容器的接管法兰宜采用带颈对焊型管法兰。
（HG/T20583-2011）
8. 补强结构
（1）对于高温和低温工况下工作的压力容器，不推荐使用补强圈补强结构：（HG/T20583-2011）
a 设计温度大于350℃
b 设计温度小于或等于-20℃。
9. 耐压试验
耐压试验后不应再在受压元件上进行焊接之类可能引起焊接应力和缺口应力集中的加工，否则须重新试压。
10. 附加落锤试验
根据设计文件要求，对厚度大于36mm的标准抗拉强度下限值大于或等于540Mpa的钢板和用于设计温度低于-40℃的钢板，可附加进行落锤试验。
试验按GB/T6803进行，采用P-2型试样，无塑性转变（NDT）温度的合格指标在设计文件中规定。
（GB150-2011）
11. 钢板采用炉外精炼工艺
压力容器受压元件用钢应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。
对标准抗拉强度下限值大于或等于540Mpa的低合金钢钢板和奥氏体-铁素体型不锈钢钢板，以及用于使用温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。
（GB150-2011）
用于设计温度低于-40℃的碳素钢和低合金钢管用钢均应经炉外精炼。
（GB150-2011）
20MnNiMo、12Cr2Mo1V、和12Cr3Mo1V钢锻件以及NB/T47009中所有低温用钢锻件，均应经炉外精炼的钢锻制而成。
（GB150-2011）
12.冲击试验
奥氏体型钢材的使用温度高于或等于-196℃时，可免做冲击试验。
低于-196℃~-253℃，由设计文件规定冲击试验要求。
（GB150-2011）
13.低温低应力
当壳体或受压元件使用在“低温低应力工况”下，可以按设计温度加50℃（对于不要求焊后热处理的容器，加40℃）后的温度值选择材料，但不适用于Q235系列的钢板。
“低温低应力工况”不适用于钢材标准抗拉强度下限值Rm≥540Mpa的材料。
“低温低应力工况”不适用于螺栓材料；螺栓材料的选用应计及螺栓和壳体设计温度间的差异。
（GB150-2011）。