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Dmfang@zjut.edu.cn,一、制造部分修訂的幾項原則1 認真貫徹國家節(jié)能降耗的方針,在保證安全的前提下盡量避免、減少無謂的消耗,提高我國產(chǎn)品的國際競爭力；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)細節(jié)或?qū)ⅰ袄先菀?guī)”合理的技術(shù)細節(jié)移植至有關(guān)標準中。在充分發(fā)揮法規(guī)指導作用,保持法規(guī)嚴肅性、穩(wěn)定性的同時,一方面為新技術(shù)、新方法

2、、新結(jié)構(gòu)、新材料的應用拓寬渠道,促進我國壓力容器行業(yè)整體水平的提高;另一方面力求徹底解決法規(guī)與標準相互重疊矛盾的現(xiàn)狀,理順法規(guī)與標準的關(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、在認真繼承“老容規(guī)”多方面合理且必要規(guī)定的同時,積極采 納業(yè)已成熟的新技術(shù)、新方法,滿足生產(chǎn)快速發(fā)展的需求；4、在充分考慮國情的前提下,主動與國際通行的做法接軌,以 促進國內(nèi)外技術(shù)交

3、流,推動我國產(chǎn)品進入國際市場；5、對“老容規(guī)”的修訂采取審慎、負責的態(tài)度,對重大修改進行 必要的調(diào)研并廣泛聽取各方面的意見,在制造專業(yè)組召開的 會議上邀請合肥通用機械研究院有關(guān)工程技術(shù)人員和部分 業(yè)內(nèi)專家參加,會上充分發(fā)揚技術(shù)民主,使修訂工作立足于 成熟經(jīng)驗和集思廣益的堅實基礎上。,二、關(guān)于焊接工藝評定 關(guān)于焊接工藝評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定》關(guān)于產(chǎn)品施焊前需進行焊評范圍的描述有所不同, JB 4708的規(guī)定更為科學、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焊以及上述焊接接頭的返修焊縫都應當進行焊接工藝評定或者具有經(jīng)過評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,應加強對焊接工藝評定過程的監(jiān)督,以確保其真實性,因此增加

5、了“監(jiān)檢人員應當對焊接工藝的評定過程進行監(jiān)督”,焊評報告和焊接工藝指導書除經(jīng)制造單位審批程序外,還應“經(jīng)過監(jiān)檢人員簽字確認”后才能存檔的要求（4.2.1）。,3、考慮到必要性與可行性，將焊接工藝評定試樣的保存期縮短為“5年”， “老容規(guī)”是保存至該工藝評定失效為止 (4.2.1)。,1、刪除了相鄰焊縫間距、臨時附件焊接、定位焊等不甚合理或過細的技術(shù)要求（老容規(guī)第69第）,保留“不允許強力組裝,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)”強調(diào)焊接返修前應進行焊接工藝評定或有經(jīng)評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“要求焊后消除應力熱處理的壓力容器,一般應在熱處理前進行焊接返修”。對于在熱處理后進行焊接返修的容器,“新容規(guī)”將“老容規(guī)”要求“返修后應再做熱處理”這一硬性規(guī)定,修改為應當根據(jù)補焊深度確定是否要進行消除應力處理, 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)容的過細要求，（老容規(guī)第71條第4點）。,1、為了保證焊后消除應力熱處理的效果,“新容規(guī)”增加了“熱處理前應根據(jù)引用標準及圖樣要求進行焊后熱處理;對需要進行現(xiàn)場熱處理的情況,應具體提出現(xiàn)場

8、熱處理的工藝要求”以及應“繪制熱處理的時間與溫度關(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、分段熱處理重復加熱長度、局部熱處理使用限制及保溫寬度等過細或過死的規(guī)定,以支持新技術(shù)、新方法的發(fā)展與應用。,,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)于咬邊等過細的具體要求（老容規(guī)第 75條第4點）。,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)從字面上要簡化得多。產(chǎn)品焊接試板與焊接工藝評定的目的一致,都是為了使產(chǎn)品焊接接頭的力學性能合格。產(chǎn)品焊接試板是通過檢驗試板試樣力學性能的方式來代表產(chǎn)品焊接接頭的力學性能是否合格,因此它是對產(chǎn)品焊接接頭力學性能的事后檢驗,如需要

10、制備產(chǎn)品焊接試板時每臺產(chǎn)品至少制備一塊。焊接工藝評定是產(chǎn)品施焊前通過檢驗評定試板試樣力學性能的方式來驗證焊接工藝的正確性,且焊接工藝評定在一定條件下是可以替代的,即施焊單位可以通過一定數(shù)量的焊接工藝評定來覆蓋大多數(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定的目的雖然一致,但二者所起的作用卻有所差異的。先進工業(yè)國家都是只做焊接工藝評定而很少涉及產(chǎn)品焊接試板,如美國標準規(guī)定只有當用戶要求或

11、對產(chǎn)品沖擊韌性有嚴格要求時才制備產(chǎn)品焊接試板。我國的法規(guī)、標準對產(chǎn)品焊接試板與焊接工藝評定并重,在對所有產(chǎn)品要求焊前進行焊接工藝評定(或有評定合格的焊接工藝支持)的同時,對大多數(shù)產(chǎn)品還要求按臺制備產(chǎn)品焊接試板。,此外，“原容規(guī)”還要求對無需按臺制備產(chǎn)品焊接試板的容器,采取“以批代臺”的辦法制備產(chǎn)品焊接試板。這種過于苛刻的要求，在焊接工藝評定已在容器制造行業(yè)全面普及并得到認真執(zhí)行的今天,必然造成大量材料、工時的無謂消耗與浪費。為此新容規(guī)適

12、當減少產(chǎn)品焊接試板數(shù)量（第七十四條第四點）。,“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,應對低溫壓力容器的焊接接頭提出嚴格的沖擊韌性要求,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)品焊接試板以便嚴格檢驗沖擊韌性等力學性能指標是否合格;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儲備十分豐富,一般可免于制

13、備產(chǎn)品焊接試板。2、抗拉強度大于等于540MPa低合金鋼壓力容器。,3、需經(jīng)過熱處理以達到設計要求的材料力學性能指標的壓力容器。這類容器對母材及焊接接頭的力學性能均有較嚴格的要求,為了檢驗其焊接接頭的力學性能是否滿足設計要求,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。考慮到這類容器一旦出現(xiàn)事故,可能誘發(fā)難以估量的人員傷亡與環(huán)境污染,應從各方面嚴格要求,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、除液壓試驗與氣壓試驗等兩種傳統(tǒng)的耐壓試驗方法外，“新容規(guī)”為適應容器規(guī)格大型化的需要，可進行“氣液組合壓力的試驗” 。,,七、關(guān)于耐壓試驗(4.7),需進行氣液組合壓力試驗的容器,多指壓力低、容積大、主要盛裝氣態(tài)介質(zhì)的容器。這類容器需在使用現(xiàn)場制造或組裝并在使用現(xiàn)場進行耐壓試驗。由于承重等原因,這類容器可能無法進行液壓試驗,而進行氣壓試驗,由于氣體的可壓縮性,可能使試驗耗時過長,甚至難以實現(xiàn)。氣液組合壓力試驗則是解決這一問

15、題的有效途徑,它可根據(jù)容器及其基礎的承重能力,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到指定的試驗壓力。,由于組合壓力試驗所用的液體、氣體應分別符合液壓、氣壓試驗對試驗介質(zhì)的要求。 考慮到氣液組合壓力試驗存在一定氣相空間,為安全計其壓力系數(shù)、試驗前的應力校核、試驗時容器金屬最低溫度、升降壓及安全防護要求、合格標準等均應符合氣壓試驗的有關(guān)要求。,2、為保證法規(guī)的科學性、嚴謹性,將“老容規(guī)”耐壓試驗中對試驗介質(zhì)的溫

16、度要求更改為對容器金屬的溫度要求;刪除“老容規(guī)”中對不同材料制容器耐壓試驗時有關(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時,“容器金屬溫度按引用標準的規(guī)定執(zhí)行。如果由于板厚等因素造成材料無延性轉(zhuǎn)變溫度升高,則需相應提高容器金屬溫度。,3、考慮到新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)與應用,考慮到試驗現(xiàn)場條件的復雜性,將“原容規(guī)”關(guān)于“奧氏體不銹鋼壓力容器用水進行液壓試驗時,應嚴格控制水中氯離子含量不超過25 mg/L”的硬性規(guī)定,修

17、改為“不同材料制壓力容器對水中氯離子含量的限制,按引用標準的規(guī)定和圖樣要求。,4、將“原容規(guī)”對耐壓試驗時“升壓到規(guī)定的試驗壓力，保壓30 分鐘，然后降至規(guī)定試驗壓力”的“80% ”(指液壓)或“87% ”(指氣壓)的規(guī)定,修改為“升壓到規(guī)定的試驗壓力，保壓足夠時間，然后降至設計壓力”。 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)定試驗壓力的百分比,僅是耐壓試驗壓力系數(shù)的換算結(jié)果,既未考慮耐壓試驗壓力計

18、算公式中溫度修正系數(shù)[σ ] / [σ ]t的影響,也未考慮該計算公式得出的數(shù)值,僅是耐壓試驗壓力的最低值,只要滿足耐壓試驗時應力校核的條件,完全可以且應當取高于計算結(jié)果的壓力進行耐壓試驗,正確的作法應是“降至設計壓力”。（2）試驗壓力下的保壓時間長短,與容器的規(guī)格、結(jié)構(gòu)復雜程度等多種因素有關(guān),硬性規(guī)定一個數(shù)值是沒有意義的。,5、考慮到耐壓試驗時，因臨時受壓元件焊接質(zhì)量不良而存在誘發(fā)事故的可能，新容器”增加了“耐壓試驗時，壓力容器上焊

19、接的臨時受壓元件，應當采取適當?shù)拇胧?，保證其強度與安全性”的要求。6、考慮到夾套搪玻璃設備進行壓力試驗，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)”對這類產(chǎn)品進行耐壓試驗的要求。,為滿足日益增多的高嚴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，擴充至氣密性試驗、氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗及氦檢漏試驗等四種泄漏試驗方法，并對三種新增加的檢漏方法提出了原則要求。因加工工藝和對組織、性能

20、的不同要求而不同 （ “老容規(guī)”第102條） 。,八、泄漏試驗(4.8),20 世紀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，對脹接的方法、技術(shù)要求、檢驗內(nèi)容與合格指標都做了較為詳細的規(guī)定， 這在脹接技術(shù)日趨成熟、相關(guān)標準日益完備的今天實無保留的必要，故“新容規(guī)”將技術(shù)細節(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、鑒于我國壓力容器用鋼鍛件的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量與標準日趨成

21、熟， GB 150等標準已對鍛焊式壓力容器的制造與檢驗做了較為完善嚴格的規(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、表面粗糙度等過細的具體技術(shù)指標全部刪除。,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，以適應對鑄鐵與鑄鋼容器的發(fā)展需求。3、僅保留“老容規(guī)”對鑄造容器基本安全的原則要求，將修復方

22、法等過細的技術(shù)內(nèi)容刪除。,4、有色金屬制壓力容器20世紀末,我國雖有一定數(shù)量的有色金屬制壓力容器產(chǎn)品,但沒有通用的有色金屬制壓力容器標準,因此,“老容規(guī)”用了較大篇幅對各類有色金屬壓力容器的制造、檢驗做了規(guī)定, 是必要的。從2002～2006年,我國鋁(JB /T 4734) 、鈦(JB /T 4745) 、銅(JB /T 4755) 、鎳(JB /T 4756)等壓力容器的建造標準相繼問世, 這些標準對上述各種材料制壓力容器的設計、