低温压力容器有哪些特殊要求

原创 胡伟明  2023-02-21 20:56:00  阅读 901 次 评论 0 条
摘要:

结构设计低温压力容器的结构设计应考虑有足够的柔性,主要要求如下:① 结构应尽量简单,减少焊接件之间的约束;② 结构设计应避免产生过大的温度梯度;③ 应尽量避免截面的急剧变化,以减小局部应力集中,插入式接管的内侧端部应打磨成圆角,使圆滑过渡;④ 附件的连接焊缝不应采用不连续焊或点焊;⑤ 容器的鞍座、耳座、支腿(球罐除外)或裙座宜设置垫板或连接板,尽量避免直接与容器壳体相焊,垫板或连接板按低温用材考虑;⑥ 接管补强应尽量采用整体补强或厚壁管补强,若采用补强板,焊缝应圆滑过渡;⑦ 对不能进行整体热处理

结构设计

低温压力容器的结构设计应考虑有足够的柔性,主要要求如下:

① 结构应尽量简单,减少焊接件之间的约束;

② 结构设计应避免产生过大的温度梯度;

③ 应尽量避免截面的急剧变化,以减小局部应力集中,插入式接管的内侧端部应打磨成圆角,使圆滑过渡;

④ 附件的连接焊缝不应采用不连续焊或点焊;

⑤ 容器的鞍座、耳座、支腿(球罐除外)或裙座宜设置垫板或连接板,尽量避免直接与容器壳体相焊,垫板或连接板按低温用材考虑;

⑥ 接管补强应尽量采用整体补强或厚壁管补强,若采用补强板,焊缝应圆滑过渡;

⑦ 对不能进行整体热处理的容器,若与之相焊的部件需消除应力,应考虑部件能单独热处理。


接管开孔

低温压力容器的接管开孔应尽量避开主焊缝及其附近区域,如必须在焊缝区开孔时,应符合有关标准的要求。

低温压力容器上的接管应符合下列要求:

① 与壳体相焊的管段,壁厚应不小于5mm,其中直径DN≤50mm的接管,宜采用厚壁管材,其延长部分采用普通壁厚无缝钢管;

② 转弯应采用煨制或压制的弯头,不得采用直管拼焊(虾米腰);

③ 对插入式的接管,壳壁内管端的尖角需车削或打磨成R≥3mm的圆角;

④ 接管采用卷管时的纵焊缝及管段间相接的环焊缝,应采用全焊透的结构;

⑤ 对易燃或毒性为极度、高度危害的危险介质,或压力≥1.6MPa时,T形接管应采用无缝挤压三通或采用加厚管开孔焊接的结构。


法兰

符合以下各项条件的法兰,应采用对焊法兰:

① 设计压力≥1.60MPa,且盛装易燃或毒性为极度、高度危害介质的容器法兰,或具有较大外加载荷的接管法兰;

② 设计压力≥2.50MPa的容器法兰和接管法兰。

对焊法兰应采用无缝的锻制或轧制工艺生产,不允许采用厚钢板切制而成;允许采用型钢或钢板弯曲、焊接而成,但需进行焊后热处理。如采用钢板弯制,应将钢板沿轧制方向切成条形,弯曲时应使钢板表面平行于法兰的中心线,同时还必须对钢板进行超声波检测。


紧固件

主要要求有如下几点:

① 低温压力容器法兰用螺栓、螺柱等紧固件不得采用一般的铁素体商品紧固件配套用螺母,允许使用一般的商品螺母,但使用温度应不低于-40℃;

② 推荐采用芯杆直径不大于0.9倍螺纹根径且中部无螺纹的弹性螺栓、螺柱;

③ 设计温度不低于-100℃的铁素体钢容器,应采用铁素体钢紧固件(螺栓、螺柱、螺母、垫圈),设计温度低于-100℃的奥氏体钢容器,应采用奥氏体钢紧固件;

④ 符合GB 3098.6《紧固件机械性能——不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》中的A2级奥氏体钢商品紧固件可使用不低于-196℃的低温压力容器;

⑤ 对降低应力工况,当调整后的冲击试验温度等于或高于-20℃时,可采用一般铁素体商品紧固件。


密封垫片

低温压力容器用密封垫片常用的有金属材料(包括半金属垫片)制垫片和非金属材料垫片,条件和要求如下。

① 使用温度低于-40℃的密封垫片用金属材料,应采用奥氏体不锈钢、铜、铝等在低温下无明显转变特性的金属材料,包括缠绕式垫片的金属带、金属包垫片的外壳以及空心或实心的金属垫。

② 非金属材料密封垫片应采用在低温下呈良好弹性状态的材料,如石棉、柔性(膨胀)石墨、聚四氟乙烯等。使用条件如下:

温度不低于-40℃,且压力不高于2.5MPa的法兰密封垫片允许采用优质石棉橡胶板、无石棉橡胶板、柔性(膨胀)石墨板,聚乙烯板等;温度不低于-120℃,且压力不高于1.6MPa的法兰垫片允许采用浸泡石蜡的优质石棉橡胶板。


焊接

主要有以下要求。

① 对A、B、C类焊缝均应采用全焊透的结构。对D类焊缝,除凸缘与容器壁的焊接、小直径接管(DN≤50mm)与较厚封头或盖板的焊接、带内螺纹的管接头与容器器壁的连接可按HG 20582的有关规定外,亦均应采用全焊透的结构。

② 低温压力容器施焊前应进行焊接工艺评定,评定应着重于焊缝和热影响区的低温夏比(V形缺口)冲击试验,其合格指标应按母材的要求确定,不得低于母材的性能。

③ 施焊过程中应严格控制焊接线能量在工艺评定的线能量范围内,宜选用较小的焊接线能量,多道施焊。

④ 对接焊缝必须焊透,焊缝余高应尽量减少,不得大于焊件厚度的10%,且不大于3mm。角焊缝应圆滑,不允许向外凸起。焊缝表面不允许有裂纹、气孔和咬边等缺陷,不应有急剧的形状变化,均应平滑过渡。

⑤ 不得在非焊接部位引弧,引弧应采用引弧板或在坡口内进行引弧。

⑥ 焊接附件或工装卡具、拉筋等必须使用与壳体材料相同的焊接材料和焊接工艺,并由合格的正式焊工施焊,焊道长度不得小于50mm。

⑦ 由于机械加工、焊接或组装引起的容器表面损伤,如划痕、焊疤、弧坑等缺陷,均应进行修磨。修磨后的壁厚不得小于容器的计算厚度加腐蚀裕量,修磨深度不得大于容器名义厚度的5%,且不大于2mm。

⑧ 不允许使用不连续的或点焊连接的焊缝。


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