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        采用分析法設(shè)計壓力容器時有關(guān)制造檢驗要求的探討

        2017-03-07 08:31:36徐偉中建安裝工程有限公司江蘇南京210000
        化工管理 2017年19期
        關(guān)鍵詞:封頭樣板鍛件

        徐偉(中建安裝工程有限公司,江蘇 南京 210000)

        采用分析法設(shè)計壓力容器時有關(guān)制造檢驗要求的探討

        徐偉(中建安裝工程有限公司,江蘇 南京 210000)

        壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一,其指的是具有承壓的設(shè)備。在壓力容器的設(shè)計發(fā)展歷史中,分析法的出現(xiàn)是一次革命性的突破。與以往的規(guī)則法設(shè)計相比,分析法設(shè)計是基于對壓力容器各部位不同應(yīng)力的詳盡分析及對不同應(yīng)力對壓力容器的安全產(chǎn)生的不同影響的充分考慮。本文主要探討了采用分析法設(shè)計壓力容器時的制造檢驗要求。

        分析法;設(shè)計;壓力容器;制造檢驗要求

        當(dāng)前,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)量的增加,一些相關(guān)設(shè)備的發(fā)展也越來越快,其中就包括壓力容器。傳統(tǒng)的壓力容器設(shè)計方法主要為規(guī)則法,但其缺陷較多;后來出現(xiàn)的分析法,極大地改善了規(guī)則法的一些不足。對于壓力容器的設(shè)計而言,無論采用的什么設(shè)計方法,第一要保證的都是正確的制度與檢驗,這是實現(xiàn)設(shè)計要求的基礎(chǔ)。在采用分析法設(shè)計壓力容器時,由于要求對壓力容器進行精心設(shè)計,所以自然也要求進行精心的制造與檢驗。筆者結(jié)合實際,對采用分析法設(shè)計壓力容器時的制造檢驗要求進行了分析,僅供參考。

        1 編制依據(jù)

        除了最初的標(biāo)準(zhǔn)以外,其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都是具有一定的繼承性的,壓力容器的制造檢驗標(biāo)準(zhǔn)也不例外。采用分析法設(shè)計壓力容器時的制造檢驗標(biāo)準(zhǔn),是在規(guī)則法設(shè)計壓力容器時的制造檢驗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的,其主要編制依據(jù)是GB150標(biāo)準(zhǔn)第10章。即根據(jù)GB150標(biāo)準(zhǔn)第10章的內(nèi)容,再結(jié)合分析法的具體要求和特點,形成了其制造檢驗標(biāo)準(zhǔn)。同時,在編制該標(biāo)準(zhǔn)的過程中還借鑒了國外在這方面的成功經(jīng)驗,如日本JISB8250標(biāo)準(zhǔn)、美國ASME標(biāo)準(zhǔn)等。

        2 適用范圍

        最常見的一種壓力容器殼體結(jié)構(gòu)型式是鍛焊式壓力容器,其優(yōu)點之一在于充分利用了鍛件的優(yōu)良質(zhì)量,優(yōu)點之二在于避免了在惡劣的受力條件下易出現(xiàn)質(zhì)量事故。目前,在加氫反應(yīng)器等產(chǎn)品中,這種壓力容器得到了廣泛應(yīng)用。在GB150-89的編制時,由于我國對在壓力容器的設(shè)計制造中使用大型鍛件的情況尚未有完善統(tǒng)一的質(zhì)量要求,所以GB150-89第10章中并未包含鍛焊式壓力容器,只包含單層卷焊式壓力容器、多層包扎式壓力容器以及熱套式壓力容器等。而為了解決這一問題,促進鍛焊式壓力容器的良好發(fā)展,我國又先后編制了JB4726、JB4727、JB4728等鍛件標(biāo)準(zhǔn),其對在鍛焊式壓力容器的設(shè)計制造中,鍛件鋼號、品種、規(guī)格以及質(zhì)量等做出了較為詳盡的標(biāo)準(zhǔn)要求。

        3 制造質(zhì)量管理

        采用分析法設(shè)計壓力容器時的制造質(zhì)量管理重點主要有以下幾點:①只有具備I/II級資格的專業(yè)人員才能夠從事采用分析法設(shè)計壓力容器時的產(chǎn)品無損檢測工作,以保證無損檢測質(zhì)量;②焊接工藝規(guī)程、評定報告以及施焊記錄、熱處理時間、溫度關(guān)系曲線、焊工識別標(biāo)記等技術(shù)文件的保存期均要與壓力容器的壽命相等,即為10年;③在GBI50標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加了有關(guān)受壓元件材料的確認(rèn)標(biāo)記和標(biāo)記移植的要求;④不進行焊后熱處理的碳素鋼、低合金鋼材料的低溫容器、具有防腐要求的復(fù)合鋼板、奧氏體不銹鋼材料的壓力容器、需進行疲勞分析設(shè)計的壓力容器,均不得采用硬印標(biāo)記。

        舉例來說,為保證封頭質(zhì)量,避免出現(xiàn)多種封頭橢混用的情況,在GB150標(biāo)準(zhǔn)第10章中明確規(guī)定了要通過樣板檢查的方式檢查封頭的形位公差。在GBI50的編制中,由于我國對采用樣板檢查封頭缺乏經(jīng)驗,所以最終決定采用的樣板并未完全搬用國外的標(biāo)準(zhǔn),而采用的是弦長為封頭內(nèi)徑的3/4的樣板。后經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn),只要在制造時嚴(yán)格按照工藝要求進行操作,無論是沖壓還是旋壓封頭,其形狀偏差均能夠滿足國外先進標(biāo)準(zhǔn)。但日本JISB8250標(biāo)準(zhǔn)、美國ASME標(biāo)準(zhǔn)等國外先進標(biāo)準(zhǔn)在很大范圍內(nèi)并未嚴(yán)格區(qū)分橢圓封頭與碟形封頭,即橢圓封頭與碟形封頭在設(shè)計形狀上的不同,是在被允許的形狀偏差范圍內(nèi)的;而分析法設(shè)計壓力容器的方法,是基于詳盡的應(yīng)力分析計算和分類,國外的這些標(biāo)準(zhǔn)明顯無法滿足其要求,因此在編制分析法的標(biāo)準(zhǔn)時,對橢圓形封頭、碟形封頭以及球形封頭分成了兩大類,提出了不同的要求。其次,在分析法設(shè)計壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)中,對不同焊接方法的焊縫余高也做出了統(tǒng)一的要求,因為焊縫余高屬于壓力容器外形的不連續(xù)部位,其產(chǎn)生的局部應(yīng)力較為復(fù)雜,所以只有嚴(yán)格做出要求,才能夠符合分析法設(shè)計壓力容器的高要求。再者,其對咬邊也做出了規(guī)定,對于標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度在540MPa以上的鋼、奧氏體不銹鋼、低合金鋼等材質(zhì)的壓力容器而言,不得有咬邊,其他的則允許保留一定量的咬邊。另外對于接管轉(zhuǎn)角半徑、焊后熱處理工藝、產(chǎn)品焊接試板等均提出了相應(yīng)的要求。

        4 無損檢測

        由于采用分析法進行設(shè)計的壓力容器,都是一些高參數(shù)的重要產(chǎn)品,這類產(chǎn)品對質(zhì)量、性能以及安全性的要求都高,并且造價較為昂貴,所以在其的無損檢測方面,也應(yīng)當(dāng)要比GBI50標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。具體來說,其主要表現(xiàn)在:①A類和B類焊接接頭均要進行百分百射線檢測或超聲波檢測;②參照國外先進標(biāo)準(zhǔn),對C類和D類焊接接頭規(guī)格超過一定限度的均要進行百分百射線檢測或超聲波檢測;③其它C類和D類焊接接頭均要進行磁粉檢測或滲透檢測。

        5 結(jié)語

        綜上所述,對于壓力容器的設(shè)計方法而言,分析法的出現(xiàn)極大地改善了傳統(tǒng)規(guī)則法的一些不足,采用分析法設(shè)計壓力容器,不但能夠確保壓力容器的運行安全,同時還可以降低安全系數(shù)、節(jié)約制造成本。而采用分析法設(shè)計壓力容器時對制造檢驗的要求也更高。

        [1]苗文勇.淺析鋼制壓力容器設(shè)計、制造、檢驗中無損檢測要求[J].內(nèi)蒙古石油化工,2017,(01):59-62.

        [2]李景辰.采用分析法設(shè)計壓力容器時有關(guān)制造檢驗要求的探討[J].壓力容器,1994,(03):1-6+2.

        徐偉(1984- ),男 江蘇淮安人,工程師,本科,主要從事設(shè)備專業(yè)設(shè)計工作。

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