压力容器用钢选择

压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。需指出的是，压力容器用的钢材，除极个别的采用铸件外，绝大多数都是经轧制、锻造、成型、焊接和热处理等加工后才投入使用的。

1、质量上的选择原则

（1）选择压力容器用钢材必须考虑设备的操作条件(如设计压力、设计温度、介质的特性)、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构等。

（2）选择压力容器用钢材必须在满足第①条的前提下，考虑经济合理性。一般情况下，下列规定是经济合理的。

a．所需钢板厚度小于8mm时，在碳素钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳素钢钢板(多层容器用材除外)。

b．在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235A、Q235B、20R(当20R供应有困难时，可采用20g)、16MnR等钢板。

c．所需不锈钢厚度大于12mm时，应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式。

d．不锈钢应尽量不用作设计温度小于等于500℃的耐热用钢。

e．珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于等于350℃的耐热用钢。在必须使用珠光体耐热钢作耐热或抗氢用途时，应尽量减少、合并钢材的品种、规格。

（3）本条所列的各类钢材选用对象是设计的指导准则，通常情况下应予执行。

a．碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件、承压钢管、非受压元件以及其他由刚性或结构因素决定壁厚的场合。

b．低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大(不小于8mm)的受压容器。

c．珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度在350～650℃的压力容器用耐热钢。

d．不锈钢用于介质腐蚀性较高(电化学腐蚀、化学腐蚀)、防铁离子污染、设计温度大于500℃或设计温度小于～100℃的耐热或低温用钢。

e．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℃以上热加工时，不应使用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。

（4）钢材应符合有关标准要求。

（5）用作设备法兰、管法兰、管件、人手孔、液面计等化工设备标准零部件的钢材，应符合有关零部件的国家标准、行业标准对钢材的技术要求。

2、 经济上的选用原则

设备成本的很大一部分决定于材料的价格。因此，在选用材料时，应了解它们的价格。在压力容器用钢中，各种钢材的价格差异是较大的。如果将碳素钢板Q235-A的价格定为1，其余的板材相对价格大致有如下关系，16MnR为1.4、 20R(20g)为1.8 、铬钢(1Cr13，2Cr13)为5.1、 高合金钢0Cr18Ni10为14.1。

当然，采用价廉的材料不一定在经济上就是合理的，因为价贵的材料可能具有较好的性能，用它可以制成器壁较薄而轻的容器，而且使用年限也比较长，经济效果更好。分析材料的经济性不能仅看它们的价格，同时要看国家的资源情况。应多用普通易取的材料，少用昂贵稀缺的材料；多用国产材料，少用或不用进口材料。

压力容器无损检测

压力容器的焊接接头，应先进行形状尺寸和外观质量的检查，合格后，才能进行无损检测。有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行无损检测；有再热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无损检测。

压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。压力容器制造单位应根据设计图样和有关标准的规定选择检测方法和检测长度。

压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部(100％)和局部(大于等于20％)两种。对铁素体钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于50％。

压力容器的无损检测按JB4730《压力容器无损检测》执行。

对压力容器对接接头进行全部(100％)或局部(20％)无损检测：当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级，其合格级别为Ⅲ级，且不允许有未焊透；当采用超声检测时，其合格级别为Ⅱ级。

对GBl50、GBl5l等标准中规定进行全部(100％)无损检测的压力容器、第三类压力容器、焊缝系数取1.0的压力容器以及无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器，其对接接头进行全部(100％)无损检测：当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级，其合格级别为Ⅱ级；当采用超声检测时，其合格级别为I级。

压力容器的安全附件

压力容器的安全附件包括安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等安全附件。

1、安全阀的参数：(1) 开启压力：安全阀阀瓣在运行条件下(或在校验装置上进行校验时)开始升起时的进口压力。在该压力下，开始有可测量的开启高度，介质可呈观由视觉或听觉感知的连续排出状态。(2) 整定压力(或始启压力)：按国家有关规程、标准规定或根据实际需要，对安全阀应调整的开启压力．安全阀在枚验装置上所调整的整定压力，实际上是调整到安全阀刚开启时进口处的静压力(也称冷态试验差压力)，该压力应包括对于背压力和测试温度的修正值．(3) 排放压力：阀瓣达到规定开启高度时的进口压力。排放压力的上限需服从国家有关标准成规范的要求，这个上限值也称为额定排放压力。(4) 回座压力：排放后阀瓣重新与阀座接触，即开启高度变为零时的进口压力。(5) 启闭压差：整定压力与回座压力之差，通常用整定压力的百分数来表示，只有当压力很低时才用MPa表示。(6) 背压力：安全阀出口处压力。(7) 排放背压力：由于介质通过安全阀流入排放系统而在阀出口处形成的压力。(8) 附加背压力：安全阀动作前在阀出口处存在的压力，该压力是由其它压力源在排放系统中引起的。(9) 密封试验压力：进行密封试验时的进口压力，在该压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率。(10) 开启高度：阀瓣离开关闭位置的实际升程。安全阀校验时，所需要的开启高度，是指在排放压力条件下的开启高度。

2、固定式压力容器上只安装一个安全阀时，安全阀的开启压力加不应大于压力容器的设计压力p，且安全阀的密封试验压力A应大于压力容器的最高工作压力pw，即： pz≤p pt>pw

3、固定式压力容器上装有爆破片装置时，爆破片的设计爆破压力加不得大于压力容器的设计压力，且爆破片的最小设计爆破压力不应小于压力容器最高工作压力入的1．05倍、即： pB≤p pBmin≥1.05pw

4、安全阀安装的要求如下：（1）安全阀应垂宜安装，并应装设在压力容器液面以上气相空间部分，或装设在与压力容器气相空间相连的管道上。（2）压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积，其接管应尽量短而直。（3）压力容器一个连接口上装设两个或两个以上的安全阀时，则该连接口人口的截面积，应至少等于这些安全阀的进口截面积总和。（4）安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门。为实现安全阀的在线校验，可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置。对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质，易燃介质，腐蚀、粘性介质或贵重介质的压力容器，为便于安全阀的清洗与更换，经使用单位主管压力容器安全的技术负责人批准，并制定可靠的防范措施，方可在安全阀(爆破片装置)与压力容器之间装设截止阀门。压力容器正常运行期间截止阀必须保证全开(加铅封或锁定)，截止阀的结构和通径应不妨碍安全阀的安全泄放。（5）安全阀装设位置，应便于检查和维修。安全阀一般每年至少应校验一次，拆卸进行校验有困难时应采用现场校验(在线校验)。爆破片装置应进行定期更换，对于超过最大设计爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换；在苛刻条件下使用的爆破片装置应每年更换；一般爆破片装置应在2—3年内更换(制造单位明确可延长使用寿命的除外)。压力表和测温仪表应按使用单位规定的期限进行校验。

5、安全阀有下列情况之一时，应停止使用并更换：（1）安全阀的阀芯和阀座密封不严且无法修复。（2）安全阀的阀芯与阀座粘死或弹簧严重腐蚀、生锈。（3）安全阀选型错误。

6、压力表选用的要求如下：(1) 选用的压力表，必须与压力容器内的介质相适应。(2) 低压容器使用的压力表精度不应低于2.5级；中压及高压容器使用的压力表精度不应低于1.5级。(3) 压力表盘刻度极限值应为最高工作压力的1.5~3.0，表盘直径不应小于100mm。

7、压力表的校验和维护应符合国家计量部门的有关规定。压力表安装前应进行校验，在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验日期。压力表校验后应加铅封。

8、压力表的安装要求如下：(1) 装设位置应便于操作人员观察和清洗，且应避免受到辐射热、冻结或震动的不利影响。(2) 压力表与压力容器之间，应装设三通旋塞或针形阀；三通旋塞或针形阀上应有开启标记和锁紧装置；压力表与压力容器之间，不得连接其他用途的任何配件或接管。(3) 用于水蒸气介质的压力表，在压力表与压力容器之间庇装有存水弯管。(4) 用于具有腐蚀性或高粘度介质的压力表。在压力表与压力容器之间应装设能隔离介质的缓冲装置。

9、压力表有下列情况之一时，应停止使用并更换：（1）有限止钉的压力丧，在无压力时，指针不能回到限止订处；无限止钉的压力表，在无压力时，指针距零位的数值超过压力表的允许误差。（2）表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清。（3）封印损坏或超过校验有效期限。（4）表内弹簧管泄漏或压力表指针松动。（5）指针断裂或外壳腐蚀严重。（6）其他影响压力表准确指示的缺陷。

10、压力容器用液面计应符合有关标准的规定，并应符合下列要求：

（1）应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度正确选用。

（2）在安装使用前，低、中压容器用液面计，应进行1.5倍液面计公称压力的液压试验；高压容器的液面计，应进行1.25倍液面计公称压力的液压试验。（3）盛装0℃以下介质的压力容器，应选用防霜液面计。（4）寒冷地区室外使用的液面计，应选用夹套型或保温型结构的液面计。（5）用于易燃、毒性程度为极度、高度危害介质的液化气体压力容器上，应有防止泄漏的保护装置。（6）要求液面指示乎稳的，不应采用浮子(标)式液面计。（7）移动式压力容器不得使用玻璃板式液面计。

11、液面计有下列情况之一的，应停止使用并更换：（1）超过检修周期。（2）玻璃板(管)有裂纹、破碎。（3）阀件固死。（4）出现假液位。（5）液面计指示模糊不清。

压力容器安全注意事项

1、在设计上，应采用公道的结构，如采用全焊透结构，能自由膨胀等，避免应力集中、几何突变；针对设备使用工况，选用塑性、韧性较好的材料；强度计算及安全阀排量计算符合标准。

2、制造，修理、安装、改造时，加强焊接治理，进步焊接质量并按规范要求进行热处理和探伤；加强材料治理，避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。

一项图纸要经过设计，校核，审核，审定等步骤，需要层层签字，并且各种化工规范多如牛毛，设计院每个设计人员都必须严格按照规范去做。

大多数的爆炸都是操作不规范造成的，有些是一线的工人严重缺乏操作安全意识造成。

3、在锅炉使用过程中，加强锅炉运行治理，保证安全附件和保护装置灵活，齐全；加强水质治理，防止产生腐蚀，结垢，相对碱度过高；进步司炉工人素质，防止产生缺水，误判、误操纵等现象。

4、在压力容器使用中，加强使用治理，避免操纵失误，超温、超压、超负荷运行，失检、失修、安全装置失灵等。

5、加强检验工作，及时发现缺陷并采取有效措施。

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