碳钢设备冷作通用工艺守则

碳钢设备冷作通用工艺守则

1.总则

本工艺规程适用于碳素钢制压力容器，设备、产品制造必须符合产品图纸、技术条件和工艺文件的规定。

2. 材料

2.1 制作受压容器的碳钢材料（如板材、锻件、钢管等）质量及规格必须符合国标、部标和有关技术条件要求，质量证明书的内容必须填写齐全。采用国外材料时，应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》中的规定。

2.2 含碳量大于0.25%的材料不得用于焊制压力容器。

2.3 制造压力容器用的材料选用应同时符合“固定式压力容器安全技术监察规程”、GB150.2材料相关标准和图样的规定。

2.4 制造受压容器的主要元件材料凡属于下列情况之一者，应按原材料标准或设计图样的要求进行复验。

2.4.1 用于制造三类容器 Ⅳ级锻件材料。

2.4.2 设计图样上有特殊要求的材料。

2.4.3 材质质量证明书内容项目不全的材料。

2.4.4 对材料的性能和化学成份有怀疑的材料。

2.4.5 用户要求技术协议增加的项目。

2.4.6 境外材料及境外材料牌号。

3. 放样划线

3.1 按施工图和技术要求与材料规格，应画下料展开图。

3.2 划线应在清洁平整的钢板上或光洁的平台上进行。

3.3 划线的性质和划线的工具按下表规定：

划线的性质

划线工具

切割或钻孔定位线

用粉线钢针、圆规、冲头敲定位

辅助线及定位线

粉线、石笔、直尺

3.4 批量生产的产品必须按样板划线（样板用薄铁皮做成，须经检验合格盖检验合格图章，由车间小组保管），单件无批量可不用样板划线，但要经检验复验后才可下料。

3.5 当图纸和工艺对焊缝布置无规定时，划线应尽量使焊缝的长度减小到最小限度，但要注意下列问题：

3.5.1 焊缝布置：

（1）立式容器，左右对称布置。

（2）卧式容器，应位于容器底部140°以上布置。

（3）尽量避免在焊缝周围开孔，若开孔必须以开孔中心为圆心，1倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊缝进行100%射线（或超声）检测合格。

（4）焊缝不得被支座等覆盖，否则必须在100%射线探伤合格并磨平后覆盖。

（5）相邻筒节A类接头间的外圆弧长，应大于钢材厚度δs的3倍且不小于100mm。

（6）封头A类拼接接头、封头上嵌入式接管A类接头、与封头相邻筒节的A类接头相互间的3.5.2 外圆弧长，均应大于钢材厚度δs的3倍，且不小于100mm。

注：外圆弧长是指接头焊缝中心线之间、沿壳体外表面的距离。

3.5.3 组装筒体中，任何单个筒节的长度不得小于300mm。

3.5.4 不宜采用十字焊缝。

3.6 筒节的展开长度按中径计算或等于封头周长。

4. 下料

4.1 下料一般采用剪切，半自动气割，砂轮切割及手工气割。

4.2 进入车间的材料下料前应进行标记移植，按产品名称、零件名称及图号分类存放，受压元件材料除有材质移植钢印，还应有检验确认钢印。

4.3 钢板的切割和坡口加工。

4.3.1 碳素钢Q345R类钢板δ<6mm采用剪切或半自动切割下料，坡口修磨成型。< span="">

4.3.2 合金钢板和δ>6mm的钢板切割下料留5mm（周边）加工余量，在刨边机上加工坡口。有淬硬倾向的材料（如13MnNiMoR、SA387等）加工余量留10mm。

4.3.3 坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。

4.3.4 气割后的毛刺和溶渣应清除干净并打磨光滑。

4.3.5 下料后的对角线相差应小于下表值：

下料尺寸

对角线相差

＜300

±0.8

＞300

±1

≥1000

±2



5. 筒体制造

5.1 校平和校正应在光滑的平台上进行，校后不得有尖深的锤印。

5.2 卷制两端R成形在160T折弯机及模具上进行预弯至所需的曲率半径（在四辊卷板机上操作不受此限；在大型三辊水平位移卷板机上操作不受此限）。

5.3 筒体卷圆在卷板机上进行卷曲应缓慢进行，且卷曲次数应尽量减少，同一筒壳的筒节卷曲次数应基本上相同。

5.3.1 承受内压的容器组装后的壳体上同一断面最大最小内径之差，应不大于该断面内直径Di的1%，且不大于25mm。

5.3.2 当被检断面位与开孔中心的距离小于开孔直径时，则该断面最大内径与最小内径之差，应不大于该断面内径Di的1%与开孔直径的2%之和，且不大于25mm。

5.3.3 承受外压及真空容器组装完工后，用样板沿壳体外径或内径径向测量的最大正负偏差5.3.4 不得大于GB150中第327页图10中查得的最大允许偏差值。当Do/δe与L/Do所查的交点位于图10中e=1.0δe曲线的上方或e=0.2δe曲线的下方时，其最大正负偏差e分别不得大于δe及0.2δe的值。

5.4 筒体不直度除图样另有规定外，其允许差△L应符合下表：（或按图样）

壳体长度H（m）

圆筒直线度允差△L（mm）

≤20

≤2H/1000且≤20

20＜H≤30

≤H/1000

30＜H≤50

≤35

50＜H≤70

≤45

70＜H≤90

≤55

＞90

≤65

注：测量时，通过壳体中心线的水平和垂直面，即沿圆周0°、90°、180°、

270°四个部位拉细线测量，测量的直线度应减去厚度差。

5.5 筒体A、B焊缝对口错边量b应符合GB150中规定，见下表：

对口处的名义厚度

按焊接接头类别划分的对口错边量b（mm）


A

B

≤12

≤1/4 δs

≤1/4 δs

12＜δn≤20

≤3

≤1/4 δs

20＜δn≤40

≤3

≤5

40＜δn≤50

≤3

≤1/8 δs

＞50

≤1/16δs，且≤10

≤1/8δs ，且≤20

注：① 上表A类焊缝的对口错边量要求不包括球形封头与圆筒连接的环向焊缝以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊缝。

② 上表B类焊缝的对口错边量要求包括球形封头与圆筒连接的环向焊缝。

③ 复合板对口错边量b不大于钢板复合板厚度的50%且不大于2mm。

5.6 当两侧钢板厚度不等时，薄板厚度不大于10mm，两板厚度差超过3mm。薄板厚度大于10mm，两板厚度差大于薄板厚度的30%或超过5mm时，均应按下图要求单面或双面削薄厚度边缘或按同样要求采用堆焊方法将薄板边缘焊成斜面。

5.7 当两板厚度差小于上述数值时，按5.6 a.项表中数值规定，且对口错边量b以较薄板厚度为基准确定，在测量对口错边量b时，不应计入两板厚度的差值。

图片

L1，L2≥3(δ1-δ2)

5.8 因焊接在环向形成的棱角E，宜用弦长等于 Di /6，且不小于300mm的内（或外）样板检验，其E值不得大于[（δn/10）+2]mm且不大于5mm。

因焊接在轴向形成的棱角E，宜用长度不小于300mm的直尺检验，其E值不得大于（δs/10+2）mm，且不大于5mm。

图片

6. 封头制作

6.1 封头坯料尺寸由定点封头压型厂提供或按如下公式计算：

名称

示图

坯料直径Dp（包括工艺余量）

平底形

封  头

图片

DP=1.01Dg+r+2s+2h

碟形、椭

圆形封头

图片

DP=1.21（Dg+s）+2h

球  形

封  头

图片

DP=1.42（Dg+s）+2h

无折边

球  面

封  头

图片

DP=图片+C

常数C≥4δ且C＞100mm

6.2 先拼板后成形的封头，其拼接焊缝的内表面以及影响成形质量的拼接焊缝外表面，在成形前应打磨至与母材齐平。

6.3 封头成型要求按下列要求：

6.3.1 封头由瓣片和顶圆板拼制成时，焊缝方向宜是径向和环向的。封头各种不相交拼接焊缝之间最小距离应不小于名义厚度δn的3倍，且不小于100mm。

6.3.2 冲压成型后的封头，其实际厚度不小于设计图样标注的最小成形厚度 。

6.3.3 封头成型后，按封头标准检查其形状、尺寸偏差：包括椭圆形、碟形、折边锥形封头的直边倾斜度；封头直边处的外周长偏差；封头直边处内直径偏差；封头直边处圆度公差；封头切边后的封头总厚度偏差；封头成型后的内表面的形状偏差；封头直边高度偏差。形状、尺寸偏差在标准公差范围之内。封头成型后，还须进行外观检查。

对于碟形及折边锥形封头，其过渡区转角半径不得小于图样的规定值。

6.3.4 对球壳或球形封头分瓣冲压的瓣片尺寸允差要求按GB12337《钢制球形储罐》的规定。

6.4 封头冲压成型后均应复打标记移植钢印，内容与下料时相同。

6.5 封头的余量线应以封头直边及压制的磨擦痕迹为基准，如端面需加工应留＞5mm有淬硬倾向的材料（如13MnNiMoR、SA387等）加工余量留10mm机加工余量。

7. 弯管

7.1 管子弯曲一般应在弯管机上进行冷弯，冷弯前模具及辅助工具应光滑，无铁屑油污。

7.2 对薄壁管和弯曲半径小的管子的弯曲采用管内打高压水弯形，但应注意管内最大泵水压应小于管材的屈服极限σs （或按管材标准）。

7.3 大管径和弯管机上无法加工的弯曲，可采用灌清洁干燥的砂填实紧密加热红弯，但应注意下列事项：

7.3.1 胎模应符合图纸弯曲角度。

7.3.2 加热长度应估算正确，长度=弯曲R外径+余量50。

7.3.3 加热温度应＞850℃呈橙黄色且均匀。

7.3.4 弯曲时应用最快速度，防止冷却。

7.4 管子弯曲后应符合下列要求：

7.4.1 管子弯曲角度偏差：同一平面上的弯曲角度偏差为±1°，不在同一平面上的两弯头空间夹角偏差，当夹角90°时为±1°，否则为±1.5°。

7.4.2 管子弯头的平面不平度按下表选取：

长度

≤500

＞500-1000

＞1000-1500

＞1500

不平度

3

4

5

6

管子弯曲处内侧表面的波浪度S应不超过下表规定的数值，波浪间距t应大于4S。

管子外径D1

＜76

＞76-108

133

≥159-219

≥273-325

＞377

波 浪 度 S

≤2

≤4

≤5

≤6

≤7

≤9

管子弯曲后＞60mm应进行椭圆度检查，按下表规定：



弯管半径R

＜2.5D1

≥2.5D1

椭 圆 度

12%（U形管15%）

10%

                              Dmax - Dmin

计算公式：a=————————————— ×100%

Dg

当管子弯曲后R＜60mm应进行通球检查，通球直径按下表选取：

弯管半径R

R≥3.5D1

2.5D1≤R＜3.5D1

1.8D1≤R＜2.5D1

R＜1.8D1

通球直径D

≥0.9Dg

＞0.85Dg

≥0.8Dg

≥0.75Dg

管子弯头处公称壁厚的减薄量应按下列计算，其值不超过下表规定：

So（壁厚）—Smin（最薄处壁厚）

     b=—————————————————— ×100%

So



弯管半径R

≤2D1

2D＜R＜3.5D1

R≥3.5D1

减薄量b

20%

15%

10%

注：其中Dg为管子内径，D1为管子外径

8. 组装焊接

8.1 容器组装时不宜采用十字焊缝，相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心间距应大于筒体名义厚度的三倍，且不小于100mm。

8.2 装配焊接的对接焊缝的装配间隙及错边量应不超过下表数值：

8.3 补强圈组焊后应以0.4—0.5Mpa的气压进行气密性试验合格后再转入下道工序。

8.4 焊接压力容器上焊缝应由考试合格并取得相应资格的焊工担任。

8.5 在压力容器上焊接临时吊耳和拉筋等，应采用与压力容器壳体相同或在力学性能和焊接性能相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺进行焊接，临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊缝疤必须打磨平滑，打磨后的厚度不应小于该部位的设计厚度。必要时应做表面无损检测。

8.6 不允许强力组装。

8.7 焊缝返修按“固定式压力容器安全技术监察规程”和返修工艺进行。

8.8 压力试验按压力试验通用守则。

装配间隙、坡口及错边量表

板 厚

坡 口 形 式

间  隙

直线缝

间  隙

曲线缝

错边

纵缝

错边

环缝

坡 口

钝 边

焊 接

方 法

1

图片

0+0.3

0+1





手工焊

2

0+0.3

0+1

0.2

0.3



手工焊

3

0+0.5

0+1.5

0.3

0.5



手工焊

4

0+1

0+1.5

0.4

0.8



手工焊

5-6

0+1

0+2

0.5

1

70°

1.5+0.5

手工焊

8-10

0+1.5

0+2

1

1.5

60°-70°

1.5+0.5

手工焊

12-16

0+2

0+2.5

1.5

2.5

60°

1.5+0.5

手工焊

1

图片

0+0.5






自动焊

2

0+0.5






自动焊

3

0+0.5






自动焊

4

0+0.5

0+0.8

0.4




自动焊

5-6

0+0.5

0+1

0.5




自动焊

8-10

0+0.8

0+1.2

1-1.2




自动焊

12-16

0+1

0+1.5

1.2-1.5




自动焊

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