压力容器设计常见问题.ppt
《压力容器设计常见问题.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《压力容器设计常见问题.ppt(60页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、压力容器设计常见问题,王晓民,压力容器设计常见问题,1、对于采用无缝钢管做筒体的容器其焊接接头系数如何标注? 应标注焊接接头系数为1,为防止发生误会,有时需分别标注纵向焊接接头系数和环向焊接接头系数。2、双鞍座卧式容器其固定端和滑动端如何设置? 一般情况下,固定端放在大管径、约束大的一端,而滑动端放在小管径、约束小的一端。 如经过管道应力计算,以计算结果为准。3、耳式支座在进行尺寸标注时应注意什么? 耳式支座虽采用标准件,但为了使业主土建施工方便,还应标注耳座基础板的尺寸。,压力容器设计常见问题,4、支承式支座在设计选型时除考虑重量载荷外,还应考虑哪些因素? 还应考虑风载荷和地震载荷的影响,同
2、时注意标准中对L/DN5、L10的限制条件。如果超出上述范围,应考虑采用裙式支座。重量载荷除考虑本体重量(含物料重量)外,还应考虑盛水重量。 特别注意,在考虑盛水重量时,则不应考虑地震载荷的影响,但考虑一定的风载荷,考虑问题的方法参照塔器设计。 支承式B型支座设计时还应考虑支腿反力对封头的影响,看封头是否能满足要求,如不满足要求,可采取增加支腿数量,以减少每个支腿的支反力,或采取增加封头壁厚的办法。,压力容器设计常见问题,5、裙座选材问题 裙座壳体(不含过渡段)按受压元件选材,而温度是选材的主要依据,按照NB/T47041-2014塔式容器规定,裙座壳设计温度取使用地区历年来月平均最低气温的最
3、低值加20,根据该设计温度选择裙座材质。6、商品级紧固件及专用级紧固件的使用条件? 在HG/T20613中对紧固件的使用进行了规定,商品级紧固件限制使用在特定条件下。(1)商品级六角螺栓及型螺母的使用条件应符合下列要求: 1)公称压力等级小于或者等于PN16; 2)非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合;,压力容器设计常见问题,3)配用非金属平垫片;(2)商品级双头螺柱及型螺母的使用条件应符合下列要求: 1)公称压力等级小于或者等于PN40 ; 2)非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合。(3)除上述条件外,应选用专用级全螺纹螺柱和型螺母。 缠绕垫、金属包覆垫、齿形组合垫、金属环垫等半金属或金属垫
4、片应使用35CrMoA或25Cr2MoVA等高强度螺柱。在洁净场合,如果采用了缠绕垫,也可采用A193,B8-2,压力容器设计常见问题,配套螺母A194,8。7、压力容器用锻件标准及锻件级别划分?压力容器各级锻件的检验内容有哪些?压力容器用锻件标准:NB/T47008-2010 承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T47009-2010 低温承压设备用低合金钢锻件NB/T47010-2010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 压力容器的锻件按使用要求分为、四个级别 。各级锻件的检验内容详见下表。,压力容器设计常见问题,压力容器设计常见问题,8、采用锻件的管法兰如何选择锻件级别? (1) 符合下列情况
5、之一者,应符合级或级以上锻件的要求:1) 公称压力大于或等于PN100者;2)公称压力大于PN40的铬钼钢锻件;3) 公称压力大于PN16且工作温度小于或等于20铁素体钢锻件。4)使用介质的毒性为极度或高度危害性的锻件以及截面尺寸大于300mm的锻件。(2)除上述规定外,公称压力不大于PN63的锻件应符合级或级以上锻件的要求。,压力容器设计常见问题,9、低碳、超低碳奥氏体不锈钢的含义? 奥氏体不锈钢可以按含碳量多少进行分类,以最常用的18-8型不锈钢为例:含碳量较高的钢号有1Cr18Ni9(含C0.15);含碳量较低的钢号有0Cr18Ni10Ti(含C0.08);含碳量最低的钢号有00Cr19
6、Ni10(含C0.03)。通常将含C0.08的奥氏体不锈钢称为低碳不锈钢;将含C0.03的奥氏体不锈钢称为超低碳不锈钢。奥氏体不锈钢含碳量越低,耐晶间腐蚀性能越好。由于国内外精炼技术的发展,价廉质高的超低碳奥氏体不锈钢已广泛采用,故在耐腐蚀用途中,以往含碳量较高而加有稳定化元素(Ti、Nb)的不锈钢已实际趋向淘汰。,压力容器设计常见问题,如果不锈钢作为耐热钢适用,希望含碳量高一些。原来使用的1Cr18Ni9Ti有时被用来做耐热钢。(304H) 不锈钢一般用于设计温度大于500的耐热钢和设计温度小于-100的耐低温钢。 不含稳定化元素,且含碳量大于0.03的奥氏体不锈钢需经焊接或400以上热加工
7、时,不应使用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。,压力容器设计常见问题,10、碳素钢和碳锰钢在高于425下长期使用时,应考虑的问题? GB150规定,碳素钢和碳锰钢在高于425下长期使用时,应注意钢中的碳化物相的石墨化倾向。 因为在这种条件下,钢中的渗碳体会发生分解,Fe3C 3FeC(石墨),这一分解使钢中的珠光体部分或全部消失,使材料的强度和塑性下降,冲击韧性下降更大,钢材明显变脆。,压力容器设计常见问题,11、流体输送用钢管和结构用钢管的区别? 结构用钢管主要用于一般金属结构,要求保证强度和刚度,而流体输送用钢管除了要保证有符合要求的强度和刚度外,还要求保证密封性,因此要求逐根管子进行水压试
8、验。压力容器必须采用流体输送用钢管。12、常用法兰密封垫片的类别和适用范围? 常用法兰密封垫片有三大类: (1)非金属垫片:主要包括石棉橡胶板垫片,聚四氟乙烯包覆垫片等。垫片型式多为平垫,使用应力不高,不宜高于2.5MPa。使用温度与材料牌号有关,其极限使用温度范围为-50400。聚四氟乙烯包覆垫的使用温度不应高于150。,压力容器设计常见问题,(2)半金属垫片:此种垫片由非金属和金属两种材料组合而成, 主要包括缠绕式垫片和金属包覆垫等。此种垫片密封性能好,耐压性能好。缠绕式垫片最高可用于16.0MPa和650的苛刻条件。(3)金属垫片:此类垫片为金属(或合金)材料经机械加工制成。垫片型式有平
9、垫、椭圆垫和八角垫等。金属垫的材料根据介质的腐蚀性和温度选取。具体有软铁、合金钢、铜、铝等。一般用于高压场合。,压力容器设计常见问题,13、压力容器无损检测标准 压力容器无损检测标准为JB/T4730.16-2005承压设备无损检测,其中包含了以下内容: JB/T4730.1-2005第一部分:通用要求; JB/T4730.2-2005 第二部分:射线检测; JB/T4730.3-2005 第三部分:超声检测; JB/T4730.4-2005 第四部分:磁粉检测; JB/T4730.5-2005 第五部分:渗透检测; JB/T4730.6-2005 第六部分:涡流检测; NB/T47013.7
10、-2012 承压设备无损检测 第7部分 目视检测 NB/T47013.8-2012 承压设备无损检测 第8部分 泄漏检测,压力容器设计常见问题,NB/T47013.9-2012 承压设备无损检测 第9部分 声发射检测 NB/T47013.10-2010 承压设备无损检测 第10部分 衍射时差法超声检测 射线检测技术分为三级:A级低灵敏度技术,AB级中灵敏度技术,B级高灵敏度技术。 射线检测技术等级一般选用AB级,对重要设备、结构、特殊材料和特种焊接工艺制作的对接接头,可采用B级技术检测。 脉冲反射式超声检测技术等级分为三级:A级低灵敏度技术,B级中灵敏度技术,C级高灵敏度技术。 超声检测技术等
11、级一般选用B级。,压力容器设计常见问题,射线检测合格级别分为、级。 钢制压力容器级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷;、级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合和未焊透;对接接头中的缺陷超过级者为级。 钢制压力容器超声检测焊接接头质量分、级。 衍射时差法超声检测焊接接头质量分为、级。 磁粉检测焊接接头分为、级,注意:磁粉检测只适用于铁磁性材料,对非铁磁性材料如奥氏体不锈钢不适应。 磁粉检测既能检测开口缺陷,又能检测闭口缺陷。 渗透检测焊接接头分为、级。渗透检测只能检查开口缺陷。,压力容器设计常见问题,固容规规定,表面无损检测对铁磁性材料优选磁粉检测。 涡流检测适用于导电性金属
12、材料和焊接接头表面和近表面缺陷检测。用的不多。 固容规规定: 要求进行全部无损检测的对接接头,射线检测技术等级不低于AB级,合格级别不低于级;进行局部无损检测的对接接头,合格级别不低于级。 要求进行全部无损检测的对接接头,脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级,合格级别不低于 级;进行局部无损检测的对接接头,合格级别不低于级。,压力容器设计常见问题,采用衍射时差法超声检测的焊接接头,合格级别不低于级。 14、焊接材料的选择 常用压力容器采用焊条电弧焊时所选用的焊条牌号: Q235A、10(管)、20(管),采用J422;Q235B、Q235C、20G、20g、Q245R、20(锻),采用J426
13、或J427;打底专用焊条J420G; Q345、Q345R采用J506或J507;打底专用焊条J506D、J507D;16MnD、16MnDR采用J506RH或J507RH; 12CrMo采用R207;15CrMo采用R307;12Cr1MoVG采用R317;S30408采用A102、A107;S30403采用A002;S32168采用A132、A137;,压力容器设计常见问题,S31608采用A202、A207; S31603采用A022。 奥氏体不锈钢的焊条电弧焊,推荐采用电弧稳定、飞溅少、成型好、且脱渣容易的钛钙型酸性焊条,而低氢碱性焊条由于工艺性能较差,仅用于深坡口、低温(-196)等
14、有限场合。 15、异种金属材料的焊接材料选用 奥氏体不锈钢与铁素体钢(包括低碳钢、低合金高强度钢、珠光体耐热钢、铁素体不锈钢)的焊接。(1)铁素体钢之间的焊接应尽可能采用同种组织、成分的焊接材料。但当考虑免除焊后消除应力热处理或改善焊接工艺等因素而采用奥氏体型焊接材料时应考虑下列因素:,压力容器设计常见问题,1)奥氏体钢与铁素体钢的线膨胀系数差别较大,在高温或温度频繁变化场合,应考虑由此而引起的热应力;2)熔焊过程中,奥氏体焊缝金属与铁素体钢母材一侧的熔合线处发生的碳迁移而产生的脱碳层(铁素体钢母材侧)和渗碳层(奥氏体熔敷金属侧)将导致高温强度和塑性的下降。(2)采用奥氏体型焊接材料焊接铁素体
15、钢母材时,预热温度可比采用相似合金成份焊接材料焊接铁素体钢时的预热温度相应下降100左右,焊后热处理一般可予免除。 (3)奥氏体不锈钢与铁素体钢的对接或角接,一般应选用A302焊条,但当使用温度高于450550,且焊接接头承受较高应力水平时,应选用高镍奥氏体焊条,如A502、A507、A607,当使用温度高于550且接头承受,压力容器设计常见问题,较高应力水平时,应选用镍基焊接材料。焊条电弧焊可选用符合AWS A5.11的ENiCrFe-3、ENiCrFe-2。 国产镍及镍合金焊条与AWS A5.11中有关型号的对应情况如下表所示。 表15-1 国产镍基焊条与AWS A5.11的对应关系,压力
16、容器设计常见问题,压力容器设计常见问题,(4)奥氏体不锈钢在铁素体钢表面复合、衬里、堆焊的材料按表15-2选用。,压力容器设计常见问题,应尽量避免在奥氏体钢表面上(包括焊缝金属上)采用铁素体型焊接材料施焊。 采用奥氏体型焊接材料在铁素体钢表面施焊时,应在工艺上采取措施,应尽量减少母材对熔敷金属的稀释比率。如采用坡口表面预堆边焊;采用尽可能小的焊接能量输入;采用带极堆焊代替手工堆焊等等。,压力容器设计常见问题,16、不同强度级别的低碳钢、低合金高强度钢之间焊接材料的选用原则 要求焊接接头的强度应不低于强度较低一侧的母材标准规定的抗拉强度的下限值,而接头的塑性、韧性应不低于强度较高而塑性、韧性较差
17、一侧的母材。对于常见的材料Q245R(20)、Q235B、Q235C与Q345R(Q345)之间的焊接选用J427。,压力容器设计常见问题,17、钢管的适用压力范围 按GB/T8163、GB3087、GB9948生产的碳钢及低合金钢管只能用于压力小于10.0MPa的受压元件。 设计压力大于等于10.0MPa受压元件用钢管应采用符合GB6479或GB5310、GB/T14976要求的无缝钢管。 按GB/T3091生产的水、煤气输送用焊接钢管只能用于常压容器,但用作工业用水及煤气输送等用途者,可用于小于或等于1.0MPa。 按HG20537生产的奥氏体不锈钢焊接钢管,其使用范围应符合该标准的相应规
18、定。按GB/T12771生产的奥氏体不锈钢焊接钢管,其使用范围为输送无毒、无晶间腐蚀倾向及无爆炸危险,且设计压力小于1.6MPa的场合。,压力容器设计常见问题,18、盛装NaOH溶液的设计要求(1)碳钢及低合金钢焊制化工容器如焊后或冷却后,不进行消除应力热处理,则盛装NaOH溶液的使用温度不应大于表1所列的温度。当NaOH溶液介质在其与烃类的混合物中体积比大于或等于5%时,也应符合该要求。NaOH溶液介质浓度小于或等于1%或NaOH溶液介质在与其烃类的混合物中体积小于5%时,不受此限。(2)盛装NaOH溶液介质的碳钢及低合金钢焊制化工容器壳体用钢板的腐蚀裕量不应小于3mm。(3)盛装KOH溶液
19、介质的碳钢和低合金钢焊接化工容器应参照本条第1款的规定。,压力容器设计常见问题,表1 NaOH溶液中的使用温度上限,压力容器设计常见问题,19、湿H2S应力腐蚀环境的设计要求(1)腐蚀环境 当化工容器接触的介质同时符合以下各项条件时,即为湿H2S应力腐蚀环境: 1)温度小于或等于(60+2p); p为压力,MPa(表压) 2)H2S分压大于或等于0.00035MPa,即相当于常温在水中的H2S溶解度大于或等于7.7mg/L; 3)介质中含有液相水或处于水的露点温度以下; 4)pH7或有氰化物(HCN)存在。,压力容器设计常见问题,(2)材料要求及限制 在湿H2S应力腐蚀环境中使用的碳钢及低合金
20、钢应符合下列要求: 1)材料标准规定的下屈服强度ReL355MPa; 2)材料实测的抗拉强度Rm630MPa; 3)材料使用状态应为正火或正火+回火、退火、调质状态; 4)碳当量限制(当碳当量限制超标时,应加大硬度限制的检测频度): 低碳钢和碳锰钢 CE0.43 CE=C+Mn/6 低合金钢(包括低温镍钢) CE0.45 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,压力容器设计常见问题,5)对非焊接件或焊后经正火或回火处理的材料,硬度限制如下: 低碳钢HV(10)220(单个值) 低合金钢HV(10)245(单个值)6)壳体用钢板大于20mm时,应按承压设备无损检测JB/
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 压力容器 设计 常见问题
限制150内