多层包扎压力容器筒节制造
多层包扎高压容器的制作与检测
多层包扎高压容器的制作与检测高压容器是一种能够承受高压力作用下的容器，它扮演着重要的角色，在石油化工、能源、食品加工等领域中得到广泛应用。
然而，高压容器在使用过程中需要承受巨大的压力，所以其制作和检测过程尤为重要。
多层包扎是一种常用的高压容器制作技术，其目的是增强容器抗压能力，提高容器的安全性。
多层包扎高压容器制作过程可以分为以下几步：1.选材：在制作高压容器时，必须选择高强度的材料，如合金钢、碳钢等。
这些材料具有良好的韧性和抗拉强度，能够承受高压力的作用。
2.设计容器结构：在设计高压容器结构时，需要考虑其受力情况和承受压力的分布。
设计工程师需要计算容器各个部分的尺寸和厚度，确保容器在高压情况下能够保持稳定。
3.制作内外包围层：在制作高压容器时，首先需要制作内外包围层。
内包围层是由高强度材料制成的，用来承受容器内部的压力。
外包围层则是为了增加容器的强度和稳定性，通常也使用高强度材料。
4.包扎：包扎是将内外包围层固定在一起的过程。
一般采用焊接技术将两层材料连接在一起，确保它们能够紧密地结合。
焊接过程需要严格控制温度和焊接时间，以保证焊接质量。
5.喷涂防腐层：为了防止高压容器受到腐蚀，通常会在容器表面喷涂防腐涂层。
防腐涂层应具有良好的耐蚀性和耐高压能力，以保护容器不受外界环境的侵蚀。
对于多层包扎高压容器的检测1.超声波检测：超声波检测技术能够检测容器内部的缺陷，如裂纹、气泡等。
通过将超声波传入容器内部，并接收反射回来的信号，可以确定容器内部的结构是否完好。
2.X射线检测：X射线检测是一种常用的高压容器检测技术，能够检测容器的内部结构和存在的缺陷。
通过向容器发射X射线，并接收经过容器内部透射的X射线，可以获得容器的内部结构图像。
3.磁粉检测：磁粉检测是一种检测容器表面裂纹的方法。
通过涂抹磁性粉末在容器表面，然后对容器进行磁化处理，当存在裂纹时，磁粉会聚集在裂纹处，从而可以观察到缺陷。
4.物理性能测试：物理性能测试包括容器的抗压强度测试、抗拉强度测试等。
多层包扎高压容器的制作与检测
多层包扎高压容器的制作与检测一、多层包扎和单层卷焊高压容器的优缺点项目多层包扎高压容器单层卷焊高压容器1、安全性较好较差2、钢板利用率低高3、生产周期较长较短4、焊接接头系数内φ＝1φ＝0.95 φ＝15、生产设备需有层板包扎机需有大型卷板机6、材质性能薄板性能好厚板不如薄板7、钢板超声检测只内筒要检测全部超声检测8、焊接接头射检测仅内筒焊接接头及筒体总B类接头要求检测全部焊接接头要求检测9、焊后热处理仅内筒需热处理整体热处理10、筒壁内应力沿壁厚分布较单层筒体均匀不如多层11、导热性能较差良好从以上比较可以看出，多层包扎高压容器具有以下优点：1、制造要求条件低，不需要复杂的大型设备2、多层包扎容器和单层容器不同，由于层板一般均采用12mm左右厚的板，不论筒壁多厚，在壁厚方向上都不会有金相的变化，所以韧性较好，脆性破坏的可能性较小，多层压力容器在材料方面是很可靠的，安全性比较高。
3、采用正确的层板包扎工艺，利用层板纵焊缝收缩时产生的预应力，使筒体在工作时筒壁应力沿壁厚分布比较均匀，改善筒体应力状况。
4、因为层板包扎时各层焊缝是错开的，因此筒体沿径向部面上没有连续两层以上的焊缝，焊缝削弱所产生的影响较小。
5、多层层板筒体上开有穿透层板报警孔。
当内筒由于腐蚀原因发生泄漏时，能旱期发现，及时处理。
多层包扎容器制造特点是筒体层板包扎工艺较为烦琐，费工时，生产周期长，近年来国内研发的层板包扎机针对上述特点对制造工艺进行改进，利用包扎机连续完成定位，预紧、包紧等工序，使包扎效率得到佷大提高。
二、层板制造控制要点1、钢板表面质量：不得有裂纹、划痕、大面积麻点、凹坑等缺陷。
应采用定尺板，板宽以2m为比较适宜。
2、钢板成形前，必须经过校平。
可在卷板机上下辊之间放一块足够厚的钢板，然后将层板用钢板放在上板下面，滚动校平。
3、校平后，钢板两端各钻3～φ50孔，此孔既作为层板的泄漏信号孔，又作为包扎机夹紧钳最终包紧层板作用力时用。
GB150.4压力容器-制造、检验和验收
GB150.4 《压力容器-制造、检验和验收》
主要修订依据： 4.1、 TSG R0004-2009《固定式压力容器安
全技术监察规程》
4.2、 GB 150-1998《钢制压力容器》
4.3、 HG 3129-1998《整体多层夹紧式高压 容器》 4.4、 钢带错绕压力容器相关资料
GB150.4 《压力容器-制造、检验和验收》
本标准条文
1 范围 1.1 本部分规定了GB 150适用范围内的钢制压力容器的 制造、检验与验收要求；其他材料制压力容器的制造、检 验与验收要求按相关标准。 1.2 本部分适用的压力容器结构形式为单层焊接压力容 器、锻焊压力容器和套合容器）。
●1、增加了对容器元件、焊材的要求； ●增加材 ●2、增加了容器制造过程中风险预防 料复验的 规定。 与控制的规定； ★3、增加了对新技术、新工艺和新方 法的使用规定； ★4、增加了容器制造过程中设计修改、 材料代用的规定； ★5、增加信息化管理规定； ▲6、将容器焊接接头分类的规定至 GB150.1，并增加E类接头； ▲7、删去了对质保体系，人员资格的 要求。
GB150.4 《压力容器-制造、检验和验收》
（3） 解决行业关注的突出问题的需要 如给予失效模式的制造、检验，成型受压 元件的性能恢复，无损检测的时间与方法等……
（4） 技术发展的需要
GB 150-1998《钢制压力容器》实施以来， 我国压力容器材料、设计、制造。检验水平大幅 度提高。 ——新材料开发：增加新材料制造、检验、与验 收要求。 ——材料新能提升：减少材料的复验。
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——“基于风险（失效模式）的压力容器设计、制造与检 验”技术的应用：制造过程中的失效预防与控制。 ——封头成形技术提升：限制褶皱，采用全尺寸样板检 查形状。 ——焊接技术与装备提高：提高焊接工艺评定要求，减 少产品焊接试件数量。 ——检验技术开发：壳体直线度检查、TOFD检测技术、 气液组合压力试验…… ——相关标准修订与进步：NB/T 47014《承压设备焊接 工艺评定》等
多层包扎厚壁圆筒层板松动面积控制及检查
多层包扎厚壁圆筒层板松动面积控制及检查杨文明 丁洪涛（山西丰喜化工设备有限公司 山西永济 044500）摘要：层板包扎是影响多层包扎式压力容器厚壁圆筒制造质量好环的关键环节，通过BZ －1型层板包扎机对制造实例的应用过程，提出了对内筒、层板制作质量控制要点、层板与封头、筒体端部连接尺寸的相配及处理，层板包扎过程中松动面积的控制检查方法。
关键词： 多层包扎 厚壁圆筒 层板 松动面积 贴合率The research of laminates loose area control and inspection formulti-layer wrapped thick-walled cylinderYANG Wen – ming, DING Hong – tao(Yangmei FengXi Chemical Equipmentco., LTD.，Shanxi Yongji 044500,China)Abstract: Layer banding is a key link of thick-walled cylinder manufacturing process quality control for multi-layer wrapped Pressure Vessel ，by taking practical application with the BZ-1 layer banding. The inspection quality control of laminates and inner liner, the assembly dimension relations of laminates and head, cylinder end, the loose area control Inspection methods of Layer banding process, were expounded.Keywords: multi-layer wrapped; thick-walled cylinder; laminates loose area; the rate of laminates attaching 1、引言多层包扎式压力容器由于其安全可靠性和技术的成熟性已被许多国家所采用.层板包扎则是影响多层包扎式压力容器厚壁圆筒制造质量好坏的关键环节，一般是利用液压夹紧钳和层板预先设置的工艺孔将包扎层板时的夹紧力直接作用在层板两端头上，夹紧力可达到16Mpa 以上。
第二节 压力容器结构设计
过系数K来体现平盖周
边的支承情况，K值越 小,平盖周边越接近固支； 反之就越接近于简支。
形等。
焊接接头
一、焊接接头形式 对接接头 焊接接头形式 角接接头及 T字形接头 搭接接头
（a）对接接头； （b）角接接头； （c）搭接接头 图2-8 焊接接头的三种形式
1．对接接头
结构： 特点： 两个相互连接零件在接头处的中面处于同一平面或 同一弧面内进行焊接的接头。 受热均匀，受力对称，便于无损检测，焊接质量容 易得到保证。
之间的纵焊缝应相 互错开75°。 筒节的长度视钢板的
宽度而定，层数则随
所需的厚度而定。
一、多层包扎式(续)
图2-1 多层包扎筒节
一、多层包扎式(续)
3、优点： 制造工艺简单，不需大 型复杂加工设备； 安全可靠性高，层板间 隙具有阻止缺陷和裂纹 向厚度方向扩展的能力； 减少了脆性破坏的可能 性； 包扎预应力改善筒体的 应力分布； 对介质适应性强，可选 择合适的内筒材料。 4、缺点： 筒体制造工序多、周期长、效率 低、钢材利用率低（仅60%左 右）； 深环焊缝对制造质量和安全有显 著影响。 ①无损检测困难，环焊缝的两侧均 有层板，无法用超声检测，只能射 线检测；②焊缝部位存在很大的焊 接残余应力，且焊缝晶粒易变得粗 大而韧性下降；③环焊缝的坡口切 削工作量大，且焊接复杂。
五、锥形封头
无折边锥壳
轴对称锥壳
折边锥壳 特点：结构不连续，应力分布不理想
排放固体颗粒和悬浮或粘稠液体 应用 不同直径圆筒体的中间过渡段 中、低压 容器
（a）无折边锥壳； （b）大端折边锥壳； 图2-7 锥壳结构形式
（c）折边锥壳
平盖
理论分析： 以圆平板应力分析 为基础，分为周边 固支或简支； 几何形状： 圆形、椭圆形、长 圆形、矩形及正方 工程计算：采用圆平板理论 为基础的经验公式，通 实际上：介于 固支和简支之间；
压力容器的一些制造要求
压力容器的一些制造要求（2007-04-27 16:43:59）压力容器焊接工艺评定的要求如下：1．压力容器产品施焊前，对压元件与承载的非受压元件之间全焊透的压力容器的组焊要求如下：1．不宜采用十字焊缝。
相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3 倍，且不小于100mm。
2．在压力容器上焊接的临时吊耳和拉盘的垫板等，应采用与压力容器壳体相同或在力学性能和焊接性能方面相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺进行焊接。
临时吊耳和拉盘的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，并应按图样规定进行渗透检测或磁粉检测，确保表面无裂纹等缺陷。
打磨后的厚度不应小于该部位的设计厚度。
3．不允许强力组装。
4．受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊，若保留成为焊缝金属的一部分，则应按受压元件的焊缝要求施焊。
压力容器主要受压元件焊缝附近50mn处的指定部位，应打上焊工代号钢印。
对无法打钢印的，应用简图记录焊工代号，并将简图列入产品质量证明书中提供给用户。
焊接接头返修的要求如下：1．应分析缺陷产生的原因，提出相应的返修方案。
2．返修应编制详细的返修工艺，经焊接责任工程师批准后才能实施。
返修工艺至少应包括缺陷产生的原因；避免再次产生缺陷的技术措施；焊接工艺参数的确定；返修焊工的指定；焊材的牌号及规格；返修工艺编制人、批准人的签字。
3．同一部位（指焊补的填充金属重叠的部位）的返修次数不宜超过2 次。
超过2 次以上的返修，应经制造单位技术总负责人批准，并应将返修的次数、部位、返修后的无损检测结果和技术总负责人批准字样记入压力容器质量证明书的产品制造变更报告中。
4．返修的现场记录应详尽，其内容至少包括坡口型式、尺寸、返修长度、焊接工艺参数（焊接电流、电弧电压、焊接速度、预热温度、层间温度、后热温度和保温时间、焊材牌号及规格、焊接位置等、和施焊者及其钢印等。
5．要求焊后热处理的压力容器，应在热处理前焊接返修；如在热处理后进行焊接返修，返修后应再做热处理。
多层包扎压力容器
多层包扎压力容器一、多层包扎压力容器在内筒上逐层包扎层板形成的多层压力容器。
多层包扎压力容器层板层纵向接头，为C类焊接接头用于多层包扎容器的内筒的Q245R和Q345R应在正火状态下使用二、多层包扎压力容器包括以下两种结构形式1、在单节内筒上逐层包扎层板形成多层筒节，通过环向焊接接头组焊后形成的容器。
2、在整体内筒上逐层包扎层板形成的容器。
三、多层包扎压力容器优点1、没有深的纵向焊缝，层板较薄韧性好；2、包扎时产生了预应力，受力好；3、内筒可以采用与层板介质不同的材料，以适应不同介质的要求。
四、层板包扎1、包扎前应清除内筒，已包扎和待包扎层板表面的铁锈、油污和其他影响贴合的杂物；2、内筒纵向焊接接头与各层层板C类焊接接头应均匀错开，多层整体包扎3、容器内筒环向焊接接头与各层层板环向焊接接头应相互错开，且相邻层环向焊接接头间的最小距离应大于图样要求；4、包扎下一层层板前，应将前一层焊缝修磨平滑；5、层板的焊接接头修磨后应进行外观目视检查，不得存在裂纹、咬边和密集气孔。
6、层板包扎后应进行松动面积检查：a.对内筒内径Di≤1000mm的容器，每一松动部位，沿环向长度不得超过30%Di,沿轴向长度不得超过600mm;b.对内筒内径Di＞1000mm的容器，每一松动部位，沿环向长度不得超过300mm,沿轴向长度不得超过600mm;7、每个多层筒节的层板上应按图样要求加工检漏孔；8、多层整体包扎容器的各层层板与端部法兰或球形封头的连接，其对口错边量不得大于0.8mm。
五、热处理1、多层包扎容器上与包扎筒节相焊的各类焊接接头，焊接后不可作焊后热处理。
2、多层包扎容器碳钢和低合金钢内筒的A类焊接接头应进行焊后热处理。
3、不管内筒材质与厚度如何，A类接头焊后均应做焊后热处理，以消除焊接应力用于保证内筒的质量。
六、试件和试样1、多层筒节包扎容器的产品焊接试件应包括内筒焊接试件和层板焊接试件。
层板的焊接试件在某一层纵向接头（C类）的延长部位焊制，在试件的焊缝根部需垫上与层板同材料同厚度的垫板。
筒节制造通用工艺守则
±5
±7
14
13
6
ww.te设备检 10.7 卷至闭合即可进行点固焊。如带有产品试板则应按要求点固好产品试板， jian 验网 如为自动焊缝两端还应点固引熄弧板。卷圆后进行 A 类焊接接头的定位焊， .org 定位焊时应注意以下几点。
(1) 地线应搭在筒体上。
(2) 焊工应有相应的焊工资格，焊条及焊接工艺参数，按焊接工艺的规定执行。
图2 (a) A、B 类焊接接头对口错边量 (b) 复合钢板对口错边量
11.2.2 筒节纵缝有内棱角，可将筒节纵缝放于卷板机上滚正下方，待焊缝两侧 钢板产生一定量变形后可使筒节在焊缝两侧附近来回滚动数次，不可转动过
7
中国特种设备检验网 服务电话：010-82896329 服务信箱：zjzjb@ 大角度，检查棱角合格后即可。矫圆后的筒体应保证圆度要求，其形成的棱 角 E 用弦长等于 1/6 的设计内直径，且不小于 300mm 的内样板或外样板检查， 如图 3 其 E 值不得大于（δn/10+2）mm，并不大于 5mm。
按焊接接头类别划分对口错边量 b
间距
50－100 100－200 100－300
A
B
≤12 >12-20 >20-40
≤1/4δs ≤3 ≤3
≤1/4δs ≤1/4δs ≤5
>40-50
≤3
≤1/8
>50
≤1/16δs≤10
≤1/8δs,≤20
注：球形封头与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的 A 类接头，
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有限公司企业标准
QB/HT-RQ-04-07
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C O P Y
南京化学工业有限公司化工机械厂标准
通用工艺规程 Q/NH04/J0601.5-1999
第5部分多层包扎压力容器筒节制造
1 范围
本标准规定了设计压力不大于35 MPa 以碳素钢和低合金钢钢板为内筒的多层包扎压力容器筒节的制造检验与验收要求
本标准不适用于以不锈钢钢板为内筒的多层包扎压力容器
2 引用标准
下列标准所包含的条文通过在标准中引用而构成为本标准的条文在标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性
GB150-1998 钢制压力容器
JB4730-94 压力容器无损检测
Q/NH04/J0601.4-1999 产品试板和试样
3 基本要求
多层包扎压力容器筒节的制造除符合以下规定外还应满足GB150的有关规定
3.1 内筒制造
3.1.1 内筒材料
3.1.1.1 内筒材料应符合图样规定的材质厚度及热处理状态
3.1.1.2 应按图样和压力容器安全技术监察规程的要求对内筒材料进行复验
3.1.1.3 内筒钢板应逐张按JB4730进行超声检测质量等级不低于级
3.1.1.4 内筒钢板表面不得有裂纹气泡结疤夹杂折叠等缺陷表面允许有深度不大于0.25 mm 的麻点深度不大于0.2 mm 刮伤钢板表面缺陷允许清理缺陷清理处应平滑无棱角且应保证钢板的最小厚度
3.1.2 内筒下料
3.1.2.1 下料前钢板应打砂去除氧化皮等杂物
3.1.2.2 钢板平面度偏差应小于 5 mm/m 否则应进行校平
3.1.2.3 内筒下料时应使用经计量合格的同一盘卷尺
3.1.3 内筒成形公差
3.1.3.1 同一断面上最大内径与最小内径之差应不大于内径的0.5%且不大于6 mm
3.1.3.2 除非图样另有规定筒节外圆周长偏差应不大于5 mm
3.1.3.3 内筒圆筒的直线度用不小于圆筒长度的直尺检查将直尺沿轴向靠在筒壁上直尺与筒壁之间间隙不大于1 mm
3.1.3.4 内筒A 类焊接接头的对口错边量不大于1.0 mm
3.1.3.5 内筒A 类焊接接头处形成的棱角用弦长等于1/6内径且不小于300 mm 的内样板或外样板检查其值不得大于1.5 mm
C
O
P
Y
3.1.4 内筒焊接和检验
3.1.
4.1 内筒A类焊接接头应制备产品焊接试板且符合Q/NH04/J0601.4的规定
3.1.
4.2 内筒A类焊接接头应按JB4730
进行100 %射线检测,质量等级不低于级或按图样规定
3.1.
4.3 内筒A类焊接接头应按JB4730进行100 %超声波检测质量等级为级
3.1.
4.4 内筒A类接头焊接后应作焊后热处理焊接试板应随内筒一起进行热处理
3.1.
4.5 内筒外表面如不作机加工则应将焊缝修磨平滑不允许保留余高错边咬边并使焊缝区
的圆度与筒身一致
3.1.
4.6 内筒A类焊接接头在热处理后和外表面焊缝修磨后均应按JB4730进行100 %磁粉检测质量
等级为级
3.2 层板制造
3.2.1 层板材料
3.2.1.1 层板材料应符合图样规定的材质厚度及热处理状态并按图样和压力容器安全技术监察规
程的要求进行复验和无损检测
3.2.1.2 钢板表面不得有裂纹汽泡结疤夹杂等缺陷
3.2.1.3 钢板平面度偏差应小于5 mm/m 否则应校平
3.2.2 层板包扎
3.2.2.1 层板采用压头模预弯两端后用弦长不小于300 mm 的样板检查
3.2.2.2 层板包扎前应经打砂清除层板上的铁锈油污和影响层板贴合的杂物
3.2.2.3 内筒装入包扎衬环或衬胎衬环数量视内筒长度厚度而定一般不少于二个内筒装入
衬环并胀紧后应检查内筒外直径同一断面上最大直径与最小直径之差不大于3 mm
3.2.2.4 衬环规格见表1衬环外径应作机加工
表1 mm
内筒内径600 700 800 900 1000 1400 1600
衬环外径6031703 1 803 1 904 1 100421405 2 1606 2
衬环厚度30 30 30 30 36 40 45 3.2.2.5 装配好衬环的内筒应做好标记以标明内筒A类接头位置筒节A B端及筒节编号
3.2.2.6 各层层板C类焊接接头应按图样规定的方位均匀错开
3.2.2.7 将装配好层板的筒节置于包扎拉紧架上套入钢丝绳钢丝绳应沿筒节长度方向均匀分布
3.2.2.8 分次逐级加压使钢丝绳拉紧各次加压后均在保压状态下来回滚动筒身并采取锤击敲
打的辅助方法使层板均匀贴合
3.2.2.9 层板C类焊接接头点焊后应用塞尺检查端面间隙要求C类焊接接头根部用0.2 mm 塞尺塞不
进筒节两端用0.5 mm塞尺塞不进,用0.25 mm塞尺塞进深度不大于75 mm
3.2.2.10 包扎下一层层板前应将前一层焊缝修磨平滑使焊缝区的圆度与筒身一致
3.2.2.11 每层层板包扎后需经松动面积检查对于内径不大于1000 mm的容器每一有松动部位沿
环向的长度不得超过内径的25 %沿轴向长度不得超过500 mm对于内径大于1000 mm的容器每一有
松动部位沿环向的长度不得超过250 mm沿轴向长度不得超过500 mm并作记录
3.2.3 层板C类接头检验
3.2.3.1 层板C类焊接接头应制备产品焊接试板且符合Q/NH04/J0601.4的规定
3.2.3.2 每层层板C类接头修磨后应经外观检查不得有咬边裂纹和密集气孔
材料的标准抗拉强度下限值b540 MPa层板的C类接头在修磨后应进行磁粉检测不得存在裂纹
咬边和密集气孔
3.3 多层筒节加工
3.3.1 按图样尺寸车取长短若端面的层板间隙仍较大可继续向里切削直至符合要求但必须保证
所有筒节累计总长符合图样要求
3.3.2 多层筒节加工后端面用0.25 mm 塞尺检查层板之间间隙要求塞尺塞进深度不超过50 mm并作记录
3.3.3 每个多层筒节上必须按图样要求钻泄放孔
3.3.4 为了防止在多层筒节B 类接头焊接时由于层板之间的间隙而造成焊缝跑渣和产生气孔多层筒节端面必须封焊
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