制造部分

1、第 四 講,固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程制 造,方德明 教授浙江工業(yè)大學(xué)Dmfang@zjut.edu.cn,一、制造部分修訂的幾項(xiàng)原則1 認(rèn)真貫徹國(guó)家節(jié)能降耗的方針,在保證安全的前提下盡量避免、減少無(wú)謂的消耗,提高我國(guó)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；2 緊緊抓住產(chǎn)品安全的基本要求,盡量避免涉及具體的技術(shù)細(xì)節(jié)或?qū)ⅰ袄先菀?guī)”合理的技術(shù)細(xì)節(jié)移植至有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中。在充分發(fā)揮法規(guī)指導(dǎo)作用,保持法規(guī)嚴(yán)肅性、穩(wěn)定性的同時(shí),一方面為新技術(shù)、新方法

2、、新結(jié)構(gòu)、新材料的應(yīng)用拓寬渠道,促進(jìn)我國(guó)壓力容器行業(yè)整體水平的提高;另一方面力求徹底解決法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)相互重疊矛盾的現(xiàn)狀,理順?lè)ㄒ?guī)與標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系；,本節(jié)主要講“新容規(guī)” 與“老容規(guī)”在制造要求方面的主要不同之處以及修訂的主要理由與根據(jù)。,3、在認(rèn)真繼承“老容規(guī)”多方面合理且必要規(guī)定的同時(shí),積極采 納業(yè)已成熟的新技術(shù)、新方法,滿(mǎn)足生產(chǎn)快速發(fā)展的需求；4、在充分考慮國(guó)情的前提下,主動(dòng)與國(guó)際通行的做法接軌,以 促進(jìn)國(guó)內(nèi)外技術(shù)交

3、流,推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)；5、對(duì)“老容規(guī)”的修訂采取審慎、負(fù)責(zé)的態(tài)度,對(duì)重大修改進(jìn)行 必要的調(diào)研并廣泛聽(tīng)取各方面的意見(jiàn),在制造專(zhuān)業(yè)組召開(kāi)的 會(huì)議上邀請(qǐng)合肥通用機(jī)械研究院有關(guān)工程技術(shù)人員和部分 業(yè)內(nèi)專(zhuān)家參加,會(huì)上充分發(fā)揚(yáng)技術(shù)民主,使修訂工作立足于 成熟經(jīng)驗(yàn)和集思廣益的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上。,二、關(guān)于焊接工藝評(píng)定 關(guān)于焊接工藝評(píng)定主要做了如下幾方面修改：1、“老容規(guī)”與JB 4708—2000《

4、鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》關(guān)于產(chǎn)品施焊前需進(jìn)行焊評(píng)范圍的描述有所不同, JB 4708的規(guī)定更為科學(xué)、完善,因此“新容規(guī)”4.2.1更改為“壓力容器產(chǎn)品施焊前,受壓元件焊接接頭、與受壓元件相焊的焊接接頭、熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊接接頭、受壓元件母材表面堆焊與補(bǔ)焊以及上述焊接接頭的返修焊縫都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定或者具有經(jīng)過(guò)評(píng)定合格的焊接工藝支持” 。,2、考慮到產(chǎn)品焊接試板數(shù)量減少后,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊接工藝評(píng)定過(guò)程的監(jiān)督,以確保其真實(shí)性,因此增加

5、了“監(jiān)檢人員應(yīng)當(dāng)對(duì)焊接工藝的評(píng)定過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督”,焊評(píng)報(bào)告和焊接工藝指導(dǎo)書(shū)除經(jīng)制造單位審批程序外,還應(yīng)“經(jīng)過(guò)監(jiān)檢人員簽字確認(rèn)”后才能存檔的要求（4.2.1）。,3、考慮到必要性與可行性，將焊接工藝評(píng)定試樣的保存期縮短為“5年”， “老容規(guī)”是保存至該工藝評(píng)定失效為止 (4.2.1)。,1、刪除了相鄰焊縫間距、臨時(shí)附件焊接、定位焊等不甚合理或過(guò)細(xì)的技術(shù)要求（老容規(guī)第69第）,保留“不允許強(qiáng)力組裝,不宜采用十字焊縫”這隙一基本安全的要求。(4

6、.2.3),三、關(guān)于壓力容器組焊及焊接返修,2、“新容規(guī)”強(qiáng)調(diào)焊接返修前應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定或有經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝支持,以保持返修的質(zhì)量。3、“新容規(guī)”與“老容規(guī)”一致規(guī)定“要求焊后消除應(yīng)力熱處理的壓力容器,一般應(yīng)在熱處理前進(jìn)行焊接返修”。對(duì)于在熱處理后進(jìn)行焊接返修的容器,“新容規(guī)”將“老容規(guī)”要求“返修后應(yīng)再做熱處理”這一硬性規(guī)定,修改為應(yīng)當(dāng)根據(jù)補(bǔ)焊深度確定是否要進(jìn)行消除應(yīng)力處理, 在保證產(chǎn)品基本安全的前提下,考慮不同方案的可操作性

7、并盡量節(jié)約能源。,4.2.4焊接返修,4、考慮到鎳及鎳合金制壓力容器和奧氏體不銹鋼容器一樣,可能有抗晶間腐蝕的要求,因此“新容規(guī)”增加了鎳及鎳合金制壓力容器“返修部位仍需保證原有抗晶間腐蝕性能”的規(guī)定(4.3.5)。5、刪除了“老容規(guī)”關(guān)于返修記錄內(nèi)容的過(guò)細(xì)要求，（老容規(guī)第71條第4點(diǎn)）。,1、為了保證焊后消除應(yīng)力熱處理的效果,“新容規(guī)”增加了“熱處理前應(yīng)根據(jù)引用標(biāo)準(zhǔn)及圖樣要求進(jìn)行焊后熱處理;對(duì)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱處理的情況,應(yīng)具體提出現(xiàn)場(chǎng)

8、熱處理的工藝要求”以及應(yīng)“繪制熱處理的時(shí)間與溫度關(guān)系曲線”的規(guī)定。2、取消了“老容規(guī)第73第”關(guān)于不同容器焊后熱處理方法、分段熱處理重復(fù)加熱長(zhǎng)度、局部熱處理使用限制及保溫寬度等過(guò)細(xì)或過(guò)死的規(guī)定,以支持新技術(shù)、新方法的發(fā)展與應(yīng)用。,,四、關(guān)于焊后熱處理(4.6),1、將“老容規(guī)”的“外部檢查”修改為“外觀要求”,因外部檢 查意味著只檢查容器及其承壓零部件外表面的質(zhì)量,而 外觀要求則要求檢查容器及其承壓零部件內(nèi)、外表面

9、的 尺寸、形狀與表面缺陷,使之更加完善合理。2、刪除“原容規(guī)”關(guān)于咬邊等過(guò)細(xì)的具體要求（老容規(guī)第 75條第4點(diǎn)）。,五、關(guān)于外觀要求(4.4),關(guān)于產(chǎn)品焊接試板，新老容規(guī)各有4條，但新容規(guī)從字面上要簡(jiǎn)化得多。產(chǎn)品焊接試板與焊接工藝評(píng)定的目的一致,都是為了使產(chǎn)品焊接接頭的力學(xué)性能合格。產(chǎn)品焊接試板是通過(guò)檢驗(yàn)試板試樣力學(xué)性能的方式來(lái)代表產(chǎn)品焊接接頭的力學(xué)性能是否合格,因此它是對(duì)產(chǎn)品焊接接頭力學(xué)性能的事后檢驗(yàn),如需要

10、制備產(chǎn)品焊接試板時(shí)每臺(tái)產(chǎn)品至少制備一塊。焊接工藝評(píng)定是產(chǎn)品施焊前通過(guò)檢驗(yàn)評(píng)定試板試樣力學(xué)性能的方式來(lái)驗(yàn)證焊接工藝的正確性,且焊接工藝評(píng)定在一定條件下是可以替代的,即施焊單位可以通過(guò)一定數(shù)量的焊接工藝評(píng)定來(lái)覆蓋大多數(shù)產(chǎn)品,具有重要的節(jié)約作用。,6、關(guān)于產(chǎn)品焊接試板(4.3),因此,產(chǎn)品焊接試板與焊接工藝評(píng)定的目的雖然一致,但二者所起的作用卻有所差異的。先進(jìn)工業(yè)國(guó)家都是只做焊接工藝評(píng)定而很少涉及產(chǎn)品焊接試板,如美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只有當(dāng)用戶(hù)要求或

11、對(duì)產(chǎn)品沖擊韌性有嚴(yán)格要求時(shí)才制備產(chǎn)品焊接試板。我國(guó)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品焊接試板與焊接工藝評(píng)定并重,在對(duì)所有產(chǎn)品要求焊前進(jìn)行焊接工藝評(píng)定(或有評(píng)定合格的焊接工藝支持)的同時(shí),對(duì)大多數(shù)產(chǎn)品還要求按臺(tái)制備產(chǎn)品焊接試板。,此外，“原容規(guī)”還要求對(duì)無(wú)需按臺(tái)制備產(chǎn)品焊接試板的容器,采取“以批代臺(tái)”的辦法制備產(chǎn)品焊接試板。這種過(guò)于苛刻的要求，在焊接工藝評(píng)定已在容器制造行業(yè)全面普及并得到認(rèn)真執(zhí)行的今天,必然造成大量材料、工時(shí)的無(wú)謂消耗與浪費(fèi)。為此新容規(guī)適

12、當(dāng)減少產(chǎn)品焊接試板數(shù)量（第七十四條第四點(diǎn)）。,“新容規(guī)”在如下條件下需制備產(chǎn)品焊接試板的修訂：1、碳鋼、低合金鋼制低溫壓力容器。為了防止低溫下的脆斷,應(yīng)對(duì)低溫壓力容器的焊接接頭提出嚴(yán)格的沖擊韌性要求,這又分為兩種情況,一種是碳鋼、低合金鋼制低溫壓力容器,考慮到其焊接接頭的沖擊韌性可能存在的分散性,需制備產(chǎn)品焊接試板以便嚴(yán)格檢驗(yàn)沖擊韌性等力學(xué)性能指標(biāo)是否合格;一種是奧氏體不銹鋼制低溫容器,由于奧氏體不銹鋼的韌性?xún)?chǔ)備十分豐富,一般可免于制

13、備產(chǎn)品焊接試板。2、抗拉強(qiáng)度大于等于540MPa低合金鋼壓力容器。,3、需經(jīng)過(guò)熱處理以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的材料力學(xué)性能指標(biāo)的壓力容器。這類(lèi)容器對(duì)母材及焊接接頭的力學(xué)性能均有較嚴(yán)格的要求,為了檢驗(yàn)其焊接接頭的力學(xué)性能是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,需制備產(chǎn)品焊接試板。4、圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器?？紤]到這類(lèi)容器一旦出現(xiàn)事故,可能誘發(fā)難以估量的人員傷亡與環(huán)境污染,應(yīng)從各方面嚴(yán)格要求,確保其質(zhì)量與安全。5、圖樣要求制備產(chǎn)品焊接試板的壓

14、力容器。,1、除液壓試驗(yàn)與氣壓試驗(yàn)等兩種傳統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)方法外，“新容規(guī)”為適應(yīng)容器規(guī)格大型化的需要，可進(jìn)行“氣液組合壓力的試驗(yàn)” 。,,七、關(guān)于耐壓試驗(yàn)(4.7),需進(jìn)行氣液組合壓力試驗(yàn)的容器,多指壓力低、容積大、主要盛裝氣態(tài)介質(zhì)的容器。這類(lèi)容器需在使用現(xiàn)場(chǎng)制造或組裝并在使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。由于承重等原因,這類(lèi)容器可能無(wú)法進(jìn)行液壓試驗(yàn),而進(jìn)行氣壓試驗(yàn),由于氣體的可壓縮性,可能使試驗(yàn)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),甚至難以實(shí)現(xiàn)。氣液組合壓力試驗(yàn)則是解決這一問(wèn)

15、題的有效途徑,它可根據(jù)容器及其基礎(chǔ)的承重能力,先向容器內(nèi)部注入一定量的液體,然后再注入氣體直至達(dá)到指定的試驗(yàn)壓力。,由于組合壓力試驗(yàn)所用的液體、氣體應(yīng)分別符合液壓、氣壓試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)介質(zhì)的要求。 考慮到氣液組合壓力試驗(yàn)存在一定氣相空間,為安全計(jì)其壓力系數(shù)、試驗(yàn)前的應(yīng)力校核、試驗(yàn)時(shí)容器金屬最低溫度、升降壓及安全防護(hù)要求、合格標(biāo)準(zhǔn)等均應(yīng)符合氣壓試驗(yàn)的有關(guān)要求。,2、為保證法規(guī)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性,將“老容規(guī)”耐壓試驗(yàn)中對(duì)試驗(yàn)介質(zhì)的溫

16、度要求更改為對(duì)容器金屬的溫度要求;刪除“老容規(guī)”中對(duì)不同材料制容器耐壓試驗(yàn)時(shí)有關(guān)溫度的具體規(guī)定,僅保留如下原則要求:不同材料制壓力容器耐壓試驗(yàn)時(shí),“容器金屬溫度按引用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。如果由于板厚等因素造成材料無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度升高,則需相應(yīng)提高容器金屬溫度。,3、考慮到新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用,考慮到試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)條件的復(fù)雜性,將“原容規(guī)”關(guān)于“奧氏體不銹鋼壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制水中氯離子含量不超過(guò)25 mg/L”的硬性規(guī)定,修

17、改為“不同材料制壓力容器對(duì)水中氯離子含量的限制,按引用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和圖樣要求。,4、將“原容規(guī)”對(duì)耐壓試驗(yàn)時(shí)“升壓到規(guī)定的試驗(yàn)壓力，保壓30 分鐘，然后降至規(guī)定試驗(yàn)壓力”的“80% ”(指液壓)或“87% ”(指氣壓)的規(guī)定,修改為“升壓到規(guī)定的試驗(yàn)壓力，保壓足夠時(shí)間，然后降至設(shè)計(jì)壓力”。 之所以做出上述修改，是基于如下理由為：,（1） “老容規(guī)”關(guān)于降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的百分比,僅是耐壓試驗(yàn)壓力系數(shù)的換算結(jié)果,既未考慮耐壓試驗(yàn)壓力計(jì)

18、算公式中溫度修正系數(shù)[σ ] / [σ ]t的影響,也未考慮該計(jì)算公式得出的數(shù)值,僅是耐壓試驗(yàn)壓力的最低值,只要滿(mǎn)足耐壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核的條件,完全可以且應(yīng)當(dāng)取高于計(jì)算結(jié)果的壓力進(jìn)行耐壓試驗(yàn),正確的作法應(yīng)是“降至設(shè)計(jì)壓力”。（2）試驗(yàn)壓力下的保壓時(shí)間長(zhǎng)短,與容器的規(guī)格、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等多種因素有關(guān),硬性規(guī)定一個(gè)數(shù)值是沒(méi)有意義的。,5、考慮到耐壓試驗(yàn)時(shí)，因臨時(shí)受壓元件焊接質(zhì)量不良而存在誘發(fā)事故的可能，新容器”增加了“耐壓試驗(yàn)時(shí)，壓力容器上焊

19、接的臨時(shí)受壓元件，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，保證其強(qiáng)度與安全性”的要求。6、考慮到夾套搪玻璃設(shè)備進(jìn)行壓力試驗(yàn)，有可能誘發(fā)搪玻璃層出現(xiàn)裂紋，從而降低其耐蝕功能，因此，刪除“原容規(guī)”對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的要求。,為滿(mǎn)足日益增多的高嚴(yán)密性容器檢漏的需要，依據(jù)檢漏技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，將“老容規(guī)”中單一的氣密性試驗(yàn)，擴(kuò)充至氣密性試驗(yàn)、氨檢漏試驗(yàn)、鹵素檢漏試驗(yàn)及氦檢漏試驗(yàn)等四種泄漏試驗(yàn)方法，并對(duì)三種新增加的檢漏方法提出了原則要求。因加工工藝和對(duì)組織、性能

20、的不同要求而不同 （ “老容規(guī)”第102條） 。,八、泄漏試驗(yàn)(4.8),20 世紀(jì)末為保證換熱管與管板的脹接質(zhì)量，“老容規(guī)”第104、105兩條，對(duì)脹接的方法、技術(shù)要求、檢驗(yàn)內(nèi)容與合格指標(biāo)都做了較為詳細(xì)的規(guī)定， 這在脹接技術(shù)日趨成熟、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)日益完備的今天實(shí)無(wú)保留的必要，故“新容規(guī)”將技術(shù)細(xì)節(jié)的具體規(guī)定全部刪除，僅保留需制訂脹接工藝規(guī)程等原則要求。,九、關(guān)于脹接(4.10),1、鑒于我國(guó)壓力容器用鋼鍛件的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)日趨成

21、熟， GB 150等標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)鍛焊式壓力容器的制造與檢驗(yàn)做了較為完善嚴(yán)格的規(guī)定， 鍛焊式壓力容器產(chǎn)品的質(zhì)量日益穩(wěn)定與提高， 因此“新容規(guī)”僅保留“老容規(guī)”對(duì)鍛焊式壓力容器的原則要求，而將材料延伸率、容器圓度、表面粗糙度等過(guò)細(xì)的具體技術(shù)指標(biāo)全部刪除。,十、關(guān)于鍛焊式、鑄造 、有色金屬制壓力容器 (4.9),2、將“老容規(guī)”中鑄鐵容器更名為鑄造容器，以適應(yīng)對(duì)鑄鐵與鑄鋼容器的發(fā)展需求。3、僅保留“老容規(guī)”對(duì)鑄造容器基本安全的原則要求，將修復(fù)方

22、法等過(guò)細(xì)的技術(shù)內(nèi)容刪除。,4、有色金屬制壓力容器20世紀(jì)末,我國(guó)雖有一定數(shù)量的有色金屬制壓力容器產(chǎn)品,但沒(méi)有通用的有色金屬制壓力容器標(biāo)準(zhǔn),因此,“老容規(guī)”用了較大篇幅對(duì)各類(lèi)有色金屬壓力容器的制造、檢驗(yàn)做了規(guī)定, 是必要的。從2002～2006年,我國(guó)鋁(JB /T 4734) 、鈦(JB /T 4745) 、銅(JB /T 4755) 、鎳(JB /T 4756)等壓力容器的建造標(biāo)準(zhǔn)相繼問(wèn)世, 這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述各種材料制壓力容器的設(shè)計(jì)、