有色金属压力容器的制造共24页
压力容器的设计、制造和检验(正式版)
文件编号：TP-AR-L7601In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________压力容器的设计、制造和检验(正式版)压力容器的设计、制造和检验(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
一、压力容器概述1．压力容器规范化早在19世纪末就有了对锅炉和压力容器规范化的要求。
20世纪最初的十年，发生了近一万起锅炉爆炸，造成了约一万人的死亡和约一万五千人的伤残。
这些血的教训使人们对压力容器制造和安装的规范化有了更清醒的认识。
1907年，美国Massachusetts州继1905年和1906年两次灾难性的锅炉爆炸之后，提出了世界上第一部锅炉制造和安装的法规。
循着Massachusetts州的范例，美国其他州和城市也制定出了蒸气锅炉制造、安装和检验的不同形式的法规或条例。
不同州的技术规范缺乏一致性，使得制造者无法制造出其他州可以接受的标准锅炉。
制造出的锅炉不能运出州界，一个州的有资格的锅炉检验员也得不到其他州的承认。
要求订出蒸气锅炉和压力容器制造的标准规范的呼声越来越强烈，为解决这个问题，美国机械工程师协会于1911年成立了一个专门委员会，后来被称为锅炉规范委员会。
压力容器
其他介绍
压力容器内部或外部承受气体或液体压力，并对安全性有较高要求的密封容器。早期的化学工业，反应压力 多在10兆帕以下。但合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器的压力达100兆帕以上。随着化 工和石油化工等工业的发展，压力容器的工作温度范围越来越宽，容量不断增大，有些还要求耐介质腐蚀。20世 纪60年代开始，核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和技术要求，从而促进了压力容器的进一步发 展，广泛应用于各工业部门。压力容器主要为圆柱形，也有球形或其他形状。根据结构形式，可分为多层式压力 容器，绕板式压力容器、型槽绕带式压力容器、热套式压力容器、锻焊式压力容器和厚板卷焊式压力容器等。大 多数压力容器由钢制成，也有的用铝、钛等有色金属和玻璃钢、预应力混凝土等非金属材料制成。压力容器在使 用中如发生爆炸，会造成灾难性事故。为了使压力容器在确保安全的前提下达到设计先进、结构合理、易于制造、 使用可靠和造价经济等目的，各国都根据本国具体情况制定了有关压力容器的标准、规范和技术条件，对压力容 器的设计、制造、检验和使用等提出具体和必须遵守的规定。
3）局部应力比较复杂。例如，在容器开孔周围及其他结构不连续处，常会因过高的局部应力和反复的加载卸 载而造成疲劳破裂。
4）常隐藏有严重缺陷。
反应釜
反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、 缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基 （哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料。
行业情况
维护
化工行业大量使用的压力容器，由于介质的腐蚀性、反应条件忽冷忽热、运输、使用、人为等问题，总会出 现这样那样的搪瓷层损坏，造成不必要的生产停止，如大面积脱落，建议只能返厂重新搪瓷。压力容器价格较高， 微小损坏时没有必要整台设备更新，这就需要选用合适的修补法，用（劲素成）JS916马上进行修补，否则，就 会使压力容器被容器里溶剂腐蚀，搪瓷面的损坏会迅速扩大，并由此造成停产、安全事故及环境污染等不可预计 的损失。
第二章压力容器材料
▲钢板冲压成各种封头后，由于塑性变形，厚度会发生变化。
例如，钢板冲压成半球形封头后，底部变薄，边缘增厚。
在压力容器设计时，应注意这种厚度的变化。
良好的热加工和焊接工艺性能 20MnMo 常制造使用温度为-40～470 ℃ 的重要大中型锻件
良好的低温韧性
09MnNiD
常制造使用温度为-40～45 ℃ 的低温容器
12Cr1MoV 较高的热强性、抗氧化性和 良好的焊接性能 2.25Cr-1Mo 常制造高温（350～480 ℃）、 高压（ ～25MPa）、临氢压 力容器
弹性变形
材料在载荷下的化：
一、应变硬化
二、热加工和冷加工★
三、各向异性
四、应变时效
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一、应变硬化
见应力-应变曲线图 从该曲线可以看到，从d 卸载后， d′g表示消失了的弹性变形,而od′表示 不再消失的塑性变形。
卸载后，在短时间内再次加载，则应 力应变关系按照dd′变化，到了d 以 后，按照def变化。到d以前材料都是 弹性的，以后才出现塑性变形。相当 于形成了新的材料曲线。比较，可见 在第2次加载时，其比例极限提高了， 但塑性变形和延伸率却有所减低。表 明在常温下把材料拉伸到塑性变形， 然后卸载，当再次加载时，将使材料 的比例极限提高，而塑性减低。这种 现象称为应变硬化。（加工硬化、冷 做硬化）——材料力学 应变硬化经退火，可消失。 加工硬化可提高材料的抗变形能力，但塑性降低
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(2)压力容器常用低合金钢： 钢板 钢管 锻件
16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR; 16Mn、09MnD; （D表示低温用钢）
16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、 2.25Cr-1Mo。
压力容器制造培训教材
1.3.1刨边机加工坡口 压力容器壳体焊缝坡口在下列情况下可选择刨边。 1）允许冷卷成形的纵环缝、封头坯料拼接。 2）不锈钢、有色金属及复合板的纵环缝 3）坡口形式不允许用气割方法制备或坡口尺寸较 确的，如U形坡口；窄间隙坡口。 4）其他不适宜采用热切割方法制备的坡口，如低 合金高强度材料等。 采用刨边（可铣边）加工坡口的方式，在我国 压力容器行业十分普遍。刨边机加工坡口与金属 切削加工一样。刨边机长度一般为3~15m，加工 厚度60~120mm.
筒节的放样、划线工作一般靠人工进行，而压 力容器的制造大多为单件小批生产，因些划线的 劳动量大，速度慢。容器的划线又是十分重要的 工作，一旦产生错误，将导致整个筒节报废。 近年来，在划线工序的改进方面，已出现数控 自动划线及电子照相划线。 1.2.2下料 1）剪切下料 2）冲落下料 3）火焰切割 4）等离子切割
压力容器制造流程图
产品销售计划通知单 图纸设计 工艺文件
材料采、下料
筒体卷制、自动焊 筒体装配、焊接 筒体划线、开孔 附件与筒体装配焊接
附件制作
检验
返修
压力试验 喷砂、油漆 入成品库
第一部分 压力容器制造的主要工序及方法
1. 压力容器制造概述 压力容器除了直接采用管子外，圆形筒体成 型方法主要有两种，即卷制焊接成型（包括多 层包扎焊接成型）和锻造成型。这两类压力容 器又简称为焊接结构容器和锻焊结构容器。焊 接结构适用于各种类型压力容器，应用十分广 泛。锻焊结构则主要用于大型、高压、厚壁容 器。
1.1材料的验收入库 由于金属结构材料和焊接材料的化学成分和性 能直接影响到压力容器的运行特性和使用寿命，材 料生产单位必须提供内容齐全的质量证明书原件或 有效复印件，各项理化性能必须符合相应的国家标 准或行业标准的规定。 材料的验收项目应根据产品的设计要求而定， 主要项目有材料型号、牌号、炉批号、化学成分、 力学性能、耐蚀性、高温或低温韧性等。对于首次 应用的结构材料还应按相应的标准进行金属的焊接 试验和焊接工艺评定试验。
压力容器设计制造基本知识
泵、压缩机、涡轮机、液压缸等）
❖ 4. 经常搬运的容器。 ❖ 设计压力低于0.1MPa的容器。 ❖ 5. 真空度低于0.02MPa的容器。 ❖ 6. 内直径小于150mm的容器。 ❖ 7. 要求作疲劳分析的容器。 ❖ 8. 已有其他行业标准的容器。诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的
压力容器设备设计涉及的国家和行业规范
❖ 国家标准是需要在全国范围内统一的产品基本技术要求，由国家标准化管理委员会发布， 是其他各类标准必须遵守的共同标准和最低要求，并在结构和设计方面给出通用导则。
❖ 压力容器常用主要国家标准如下： ❖ GB 150.1-2011 压力容器 第1部分：通用要求 ❖ GB 150.2-2011 压力容器 第2部分：材料 ❖ GB 150.3-2011 压力容器 第3部分：设计 ❖ GB 150.4-2011 压力容器 第4部分：制造、检验和验收 ❖ GB 151-2014 热交换器 ❖ GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板 ❖ GB 3531-2008 低温压力容器用低合金钢板 ❖ GB/T 9019-2001 压力容器公称直径 ❖ GB 12337-2014 钢制球形储罐 ❖ GB 16409-1996 板式换热器 ❖ GB 16749-1997 压力容器波形膨胀节 ❖ GB/T 17261-2011 钢制球形储罐型式与基本参数
❖ 《简单压力容器安全技术监察规程》 TSG R0003-2007
❖ 《锅炉压力容器制造监督管理办法》 2003.1实施
压力容器制造基础知识
2.压力容器分类： 按制造方法分：焊接、铆接、铸造、锻造、热套等。 按承压方式分：内压、外压。 按设计压力分：低压、中压、高压、超高压。 按容器的使用方式分：固定、移动。 按压力、介质、材质分：一、二、三类。 按容器在工艺过程中的作用原理分：反应器（R）、
4.1 技术的先进性。 4.2 经济的合理性。 4.3 有良好的劳动条件。
三、压力容器制造的主要工序
1. 材料的检验 2. 备料 3. 成型 4. 机加工 5. 装配
6. 焊接 7. 无损检测 8. 热处理 9. 压力试验和致密性试验 10. 表面处理、油漆、包装。
四、压力容器制造、检验和验收
5、 封头
封头各种不相交的拼焊焊缝中心线间距离 至少应为封头钢材厚度δS的3倍，且不小于 100mm。封头由成形的瓣片和顶圆板拼接制 成时，焊缝方向只允许是径向和环向的，如 图10-2所示。
先拼板后成形的封头拼接焊缝，在成形前 应打磨与母材齐平。
用弦长等于封头内径3/4Di的内样板检查椭 圆形、碟形、球形封头内表面的形状偏差 （见图10-3），其最大间隙不得大于封头内 径Di的1.25%。检查时应使样板垂直于待测 表面。对图10-2所示的先成形后拼接制成的 封头，允许样板避开焊缝进行测量。
碟形及折边锥形封头，其过渡区转角半径 不得小于图样的规定值。
封头直边部分的纵向皱折深度应不大于 1.5mm。
球形封头分瓣冲压的瓣片尺寸允差应符合 GB12337的有关规定。
5、 除图样另有规定外，壳体直线度允差应 不大于壳体长度的1‰。当直立容器的壳体长 度超过30m时，其壳体直线度允差应符合 JB4710的规定。
压力容器制造焊接技术标准及要求
压力容器制造焊接相关技术标准及要求摘录川化集团有限责任公司化工设备厂《钢制化工容器制造技术要求》摘录5．焊接和切割5．1 切割5．1．1采用火焰切割下料时，应清除熔渣及有害杂质，并采用砂轮或其它工具将坡口加工平整。
当切割材料为标准规定的抗拉强度σb>540MPa的高强度钢或铬钼合金钢时，火焰切割表面应采用打磨或机械加工的方法清除热影响区和淬硬区，并进行磁粉或渗透探伤。
不锈钢的碳弧气刨表面应采用砂轮打磨，清除渗碳层。
5．1．2火焰切割时的预热与否，一般应符合钢材焊接时的预热要求。
受压元件气割的开孔边缘或剪切下料的端部如未经焊接者（如安放式接管的开孔边缘或内伸式接管的端部），应采用打磨等方法去除3mm以上。
5．2 焊缝位置5．2．1壳体上的开孔应尽量不安排在焊缝及邻近区域，但符合下列情况之一者，允许在上述区域开孔：1．符合GB150开孔补强要求的开孔可在焊缝区域开孔。
2．符合GB150规定的允许不另行补强的开孔，可在环焊缝区域开孔。
但此时应以开孔中心为圆心，对直径为3倍开孔直径长度的圆所包括的焊缝进行100%射线或超声波探伤，并符合要求。
凡因开孔而可予去除的焊缝可不受探伤质量的影响。
3．符合GB150规定的允许不另行补强的开孔，当壳体板厚小于等于40mm时，开孔边缘距主焊缝的边缘应大于等于13mm。
但若按5.2.1条第一款对主焊缝进行射线或超声波探伤并符合要求者，可不受此限。
5．2．2 外部附件与壳体的连接焊缝，如与壳体主焊缝交叉时，应在附件上开一槽口，以使连接焊缝跨越主焊缝。
槽口的宽度应足以使连接焊缝与主焊缝边缘的距离在1.5倍壳体壁厚以上。
5．3 焊接准备5．3．1 焊接坡口及其两侧至少15mm内的母材表面应消除铁锈、油污、氧化皮及其它杂质。
铸钢件应去除铸态表面以显露金属光泽。
5．3．2 气割坡口的表面质量至少应符合下表的要求。
气割坡口的表面质量类别定义质量要求平面度表面凹凸程度凹凸度小于等于2.5%板厚粗糙度表面粗糙速Ra50(μm)凹坑局部的粗糙速增大凹坑宽度小于等于50mm 且每米长度内不大于1个5．3．3 坡口上的分层缺陷应予以清除，清除深度为分层深度或10mm（取小者），并予以补焊。
压力容器制造标准
13
GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板》
14
GB3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》
15
GB/T12771-2008《流体输送不锈钢焊接钢管》
16
GB/T14976-2002《流体输送不锈钢无缝钢管》
17
GB13296-2007《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》
18
GB/T1220-2007《不锈钢棒》
7Hale Waihona Puke GB/T8162-1999《结构用无缝钢管》
8
GB/T8163-1999《输送流体用无缝钢管》
9
GB/T3087-1999《低中压锅炉用无缝钢管》
10
GB/T5310-1995《高压锅炉用无缝钢管》
11
GB/T3524-2005《碳素结构钢和低合金钢热轧钢带》
12
GB/T3077-1999《合金结构钢》
48
JB/T4748-2002《压力容器用镍及镍基合金爆炸复合钢板》
铝材
49
GB/T3191-1998《铝及铝合金挤压棒材》
50
GB/T3880.1~3-2006《铝及铝合金板材》
51
GB/T4437-2000《铝及铝合金热挤压管》
52
GB/T6893-2000《铝及铝合金拉(轧)制管》
53
GB/T8005-2008《铝及铝合金术语》
55
HG/T21583-1995《快开不锈钢活动盖》
56
HG/T21584-1995《磁性液面计》
57
HG21588-21592-1995《玻璃板(管)液面计》
58
HG21594-21600-1999《不锈钢人孔》
压力容器的设计与制造
障都将 严重 影响压 力容 器 的使 用和 寿命 。以石油方 面压 力容 国家考核 认可 的操作 资质 ，才 能进行 操作 ；因为压 力容器 的
器 的设 计为 例，石 油产业 的冶炼 和运 输非 常复杂 ，稍 有不 慎 科 学性和 安全 性 的要 求，压力 容器 的制造 工艺非 常复 熟练 掌握计 算机技 术外 ，还要具 因此对 压力 容器 的生产材料 和和 制造工 艺都有 较高 的安全要
备 一 定 的 化 学 知 识 ；其 次 ， 制 造 工 艺 更 加 多 样 化 ， 压 力 容 器 求 ，所 以压力 容器 的制造过 程要严 格遵 守相关 的操作 规范和
在 完 成 压 力 容 器 的 设 计 后 ， 要 将 图纸 交 付 施 工 单 位 予 以
化工产 品不 同于 其他 工业 品，它 的原料 大多具 有强 烈的 制 作 。施 工 单 位 要 严 格 按 照 图纸 的规 格 、 制 作 工 艺进 行 选 材 、
腐 蚀性 ，易燃 易爆 ，极 易发生事 故 ，压 力容器 在运 行过程 中 制作 、焊接 、成型、检 验 ，保 证压力 产 品的质 量。压 力容器
化 工 设 计 通 讯
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
工艺与设备
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ
第４４卷 第 ５期
２０１８年 ５月
压 力容器 的设计 与制造
徐 坚 （浙 江温兄机械 阀业有 限公 司 ，浙江温州１ ３２５０２４）
要 求 足 够 的 稳 定 性 ， 一 旦 有 外 力 对 容 器 进 行 破 坏 ， 造 成 泄 露 ， 属于 精密仪 器，制造 流程 比较严格 ，必须 保证压 力容器 制造
压力容器的设计与制造
压力容器的设计与制造摘要：近年来，随着社会的进步，经济的快速增长，我国压力容器的设计与制造业也在大规模的兴起，然而，我国目前个别的压力容器制造行业没有很好地遵循压力容器制造规范要求，对此加强压力容器的研究和技术改进，解决压力容器设计与制造过程中存在的问题，有利于压力容器制造行业的正常发展。
关键词：压力容器；设计；制造引言压力容器的设计与制造在为人们的生产和生活带来便利的同时，也为人们的生活和生产带来了烦恼，近些年来因为压力容器的质量问题发生了许多的事故，同时造成了人们生命和财产的巨大损失。
对压力容器的设计与制造过程和各个制造环节进行探讨是推进压力容器制造业现代化发展的重要举措。
1压力容器的结构和特点（1）压力容器目前在各个工业生产中被广泛应用，所以作为特种设备，他有很多的参数和结构特点。
即使相同参数的产品，由于使用环节不同，再制造环节中要求的工艺也有所差异。
（2）压力容器的生产制造首先要求具有可靠的安全性，生产工艺和流程都要符合国家的安全规范标准，同时国家的压力容器制造标准也在随时变化，对应的制造工艺必须相应做好调整。
压力容器的制造很多时候是在高温高压的环境下完成的，很多介质材料都是具有毒性的有害物质，所以在产品的设计之初，必须严格遵循各种规定标准，不可以大意。
确定好压力容器的连接处的焊接水平系数，确定受压材质，在使用条件和安全条件的前提下必须要将受压材料的工艺性和经济放在制作前的首要位置上。
随着科学技术的不断发展，有越来越多的新材料技术和新工艺被应用到特种设备的加工制造中，也更加规范了各种设备的设计生产规范化。
新的标准和设计规范要从全方面出发去考虑设备制造加工的要求，故新标准逐渐把经济因素放到了比较重要的位置，这体现在新标准中对安全系数的降低。
（3）压力容器制造中很多的参数存在相关的信息，相似的产品在制作的过程中要做好相应的统计信息工作，这些信息的汇总可以提升企业的制造加工水平，也可以提高企业的综合竞争力。