低温压力容器制造和检验要求

低温压力容器制造和检验要求

1 制造用原材料
1.1 制造低温压力容器用的材料应符合GBT 150的要求。
1.2 制造低温压力容器受压元件用钢板应由容器制造单位按GBT 150要求复验低温冲击韧性。如钢材质量证书中缺少低温夏比(V型缺口)冲击试验数据，低温冲击韧性试验需按规定加倍复验。
1.3 制造低温压力容器受压元件用的钢材，钢材未作无损检测交货时，容器制造单位应按要求进行无损检测检验。
2 受压元件的成形
2.1 不得在受压元件上刻划或敲打材料标记及焊工钢印。允许打少量基准线锪眼(冲样的尖端应磨圆)，但深度不得超过0.5mm。材料和件号标记用油漆涂写。焊工记录绘图标明，并随质量证书一起出厂。
2.2 对不进行焊后消除应力热处理的容器，不得用锤击等强制手段进行成形或组装。钢板及钢管不得在冷态下用钢锤敲打成形或校形。若需在冷态下成形或校形，必须采用胎具缓慢变形或用木锤、橡皮锤轻打，并需对其变形度(纤维伸长率)加以控制，各种材料允许的冷加工变形度如下：
（1）含镍量小于1.5％的铁索体低合金钢和碳索钢，冷加工变形度应小于等于2％(钢板)、5％(钢管)。
（2）含镍量大于等于1.5％的铁素体镍合金钢，冷加工变形度应小于等于5％；变形度大于2％时，必须进行时效冲击试验(变形度5％)，冲击韧性低于规定者按规定处理。
（3）对于铬镍奥氏体不锈钢，冷加工变形度应小于等于15％。如能证实材料在冷加工后的伸长率尚能大于或等于15％者，则可提高允许的冷加工变形度。
2.3 材料的加工变形度按HG 20584有关条款进行计算。
2.4 材料的加工变形度超过允许值时。必须采用热成形或冷成形后消除应力热处理。热成形的终压温度不得低于材料的再结晶温度。
2.5 坯料热成形前的加热，必须在均热炉内进行，不得采用焦炭火焰直接加热。材料在加热过程中，若出现合金元素烧损、金相组织破坏(无法通过热处理恢复)或表面龟裂，应予报废。
2.6 规定正火状态使用的材料，应采用正火工艺控温热成形或热成形后重新正火处理。采用控温热成形者，除控制加热成形温度外，还应设置热加工模拟试板，进行评定(包括母材及焊接接头)。规定调质状态使用的材料，热成形后必须重新调质处理。铬镍奥氏体不锈钢，热成形后必须淬火(固溶)处理。
3 对焊法兰制造
  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，但允许采用型钢或钢板弯曲、焊接制成。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，不得存在分层缺陷。
4 焊接
4.1 低温压力容器焊接材料的选用及焊接工艺评定应符合有关规定。
4.2 低温压力容器受压元件材料为铁素体钢，属于下列（1）或（2）款情况之一者，焊接坡口焊前必须经磁粉或渗透检测。
（1）合金元素总含量大于3％。
（2）钢材标准规定的最低抗拉强度大于540MPa的低合金钢，其焊接坡口采用火焰切制或碳弧气刨者。
（3）在钢板表面(而不是端面)进行施焊的安放式接管、平封头、管板与壳体连接结构处(如HG 20583中的J7、R4～R9、Rll、G34～G41)，坡口处3倍焊缝宽度范围内的钢板表面应作超声波检测，且无分层缺陷存在。
4.3 低温压力容器受压元件的焊接须符合以下要求：
（1）引弧须采用引弧板或在坡口内引弧，不得在非焊接部位引弧。
（2）焊接附件或工装卡具、拉筋等必须使用与壳体相同的焊接材料和焊接工艺，由合格的正式焊工施焊，焊道长度不得小于50mm。
（3）接管及人孔根部与容器壳体相联的焊缝，以及接管及法兰的对接焊缝，必须焊透。
（4）对接焊缝必须焊透，余高应尽量减少（对接焊缝的余高，不得大于焊件板厚的10%，且不大于3mm，超高部分应予磨平）；角焊缝应圆滑，不允许向外凸起，焊缝圆滑度差或成形不良者必须打磨；焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷，表面不应有急剧的形状变化，应平滑过渡。
4.4 低温压力容器受压元件的焊接工艺评定按JB 4708《钢制压力容器焊接工艺评定》规定。冲击韧性试验的取样数量(不包括复验)不得少于二组(每组三个试样)。V型缺口的中心线分别位于焊缝中央和热影响区(熔合线外2mm左右的相变阴影区)。必要时，可采用K型坡口，以对熔合线的冲击韧性进行评定。低温冲击试样尺寸、试验方法、试验温度及合格指标等应符合相应要求。
4.5 按照JB 4708进行焊接工艺评定，由不同组别号的母材组成焊接接头时，其焊接接头的低温冲击试验需重新评定。
4.6 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，尤其应注意不要超过工艺评定的线能量上限。
5 焊后消除应力热处理
5.1 受压元件焊接接头厚度超过16mm时，低温压力容器或部件全部施焊工作完成后，应进行消除应力热处理。热处理工艺应与焊接工艺评定的热处理制度(温度曲线)一致。热处理应包括受压元件与非受压元件的连接焊缝。热处理后不得再进行施焊。
5.2 焊接接头厚度的计算原则如下：
（1）对接接头按较薄者厚度计。
（2）筒体与管板、平封头之类的焊接接头按简体厚度计。
（3）接管与壳体的焊接接头按壳体厚度计。
（4）接管或壳体与法兰的焊接接头按接管或接头厚度计。
（5）附件与受压元件的焊接接头按角焊缝的厚度计(填角焊按腰高计)。
6 产品焊接试板及其检验
6.1 每台低温压力容器至少应作一块产品焊接试板。当一台容器的主要受压元件(筒体、凸形封头)采用数种经评定的焊接工艺施焊时，应相应增加产品焊接试板的数量。
6.2 产品焊接试板须在产品制作过程中，以产品制作时同样的材料(包括母材和焊接材料)、同样的焊接工艺和焊接条件与产品焊缝同时焊接，不得在产品完成后补作。
6.3 产品焊接试板的制取、检验项目和试验方法按 JB 4744《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》的规定；
  其中低温冲击试验每块试板最少取两组试样(每组三个)，缺口中心线位于焊缝中央和热影响区各一组，试样取自最终焊道一侧，缺口中心线与板面垂直。
6.4 产品试板冲击试验不合格时，按要求进行处理，或将试板连同容器或其所代表的部件一同热处理后重新检查。
7 焊接接头及表面无损检测
7.1 低温压力容器的对接焊缝（A、B类接头）符合下列情况之一者，应经100％射线或超声波检测检查。
（1）盛装易燃介质的容器，且设计压力大于0.6MPa的容器。
（2）设计压力大于等于1.60MPa的容器。
（3）壳体板厚大于25mm的容器。
（4）钢材标准规定的最低抗拉强度＞540MPa或合金元素含量大于3％的容器。
（5）设计温度小于-40℃的容器。
（6）进行气压试验的容器。
（7）图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器。
7.2 除7.1条规定以外的对接焊缝允许局部检测，其检验长度不小于相应焊缝总长的50％，且不少于250mm。
7.3 低温压力容器下列部位应按JB/T 4730进行表面磁粉或渗透检测。
（1）符合7.1的对接焊缝，但无法进行射线或超声波检查者。

（2）符合7.1的容器壳体上的C类、D类焊缝以及附件焊接的角接焊缝、填角焊缝的可及表面。

（3）钢材标准规定的最低抗拉强度＞540MPa的高强度钢容器壳体上的全部焊缝及热影响区表面。
（4）受压壳体上工装卡具、拉筋板等临时附件拆除的焊痕表面、焊补前的坡口及焊补的表面以及电弧擦伤处。
7.4 设计压力大于等于1.60MPa，且设计温度低于-40℃的设备法兰用紧固件材料为铁素体钢时，应逐件进行磁粉检测。
7.5 无损检验方法和评定标准应符合下列要求：
（1）对接焊缝的射线检测按JB/T 4730.2进行。射线照相的质量应不低于AB级，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格(100％检测及局部检测)。
（2）焊缝的超声波检测按JB/T 4730.3进行，无论100％检测及局部检测均应不低于I级要求。
（3）磁粉检测按JB/T 4730.4进行，并符合I级要求。
（4）渗透检测按JB/T 4730.5进行，并符合I级要求。
（5）紧固件用磁粉检测按JB/T 4730.4的规定进行，并符合I级要求。
7.6 低温压力容器及其受压元件表面由材料生产或加工制造过程中引起的表面缺陷，应经肉眼检查。如发现有裂纹，折叠、压入氧化皮、结疤、撕裂、飞溅、电弧擦伤、咬边、弧坑，尖锐的机械划伤和撞击凹痕、清除工夹具等引起的焊疤等有害缺陷，应予打磨清除。修磨的凹坑应与母材圆滑过渡。
  修磨后的材料厚度应保证不低于该处的计算厚度(包括腐蚀裕量)，且深度不超过下列数值。
  钢板：公称厚度的7％，且小于2mm。
  钢管：公称壁厚的12.5％。
  如修磨深度或修磨后的材料厚度不符合上述情况，应考虑采取焊补、更换、应力核算或其它安全措施。
7.7 重复检测
（1）经射线或超声检测的焊接接头，如有不允许的缺陷，应在缺陷清除干净后进行补焊，并对该部分采用原检测方法重新检查，直至合格。
（2）进行局部检测的焊接接头，发现有不允许的缺陷时，应对该焊接接头进行100%检测。
（3）磁粉与渗透检测发现的不允许缺陷，应进行修磨及必要的补焊，并对该部位采用原检测方法重新检测，直至合格。
7.8需要补焊的部位，焊前应进行磁粉或渗透检测。补焊部位的加强高度应大于1.6mm，然后磨平至母材表面。补焊后，所有补焊部位都应进行磁粉或渗透检测。已热处理过的部位补焊后，应按原热处理工艺进行热处理。补焊次数不应超过2次。补焊要求按GBT 150的规定。
8 压力试验与致密性试验
8.1 试压方法及压力数值按GBT 150或设计文件的规定。
8.2 压力试验时，容器壁温必须比壳体材料和焊接接头的冲击试验温度(取高者)高20℃以上。
8.3 液压试验后不应再在受压元件上进行焊接之类可能引起焊接应力和缺口应力集中的加工，否则须重新试压。
8.4 致密性试验
当试验压力等于设计压力时，试验温度应不低于设计温度。
当试验压力高于设计压力10％以下时，试验温度须比设计温度高20℃以上。
9 质量证明书、标志、包装、运输
9.1 容器的铭牌不得直接钉装在受压壳体上，若需在容器壳体上装铭牌时，必须预先焊装铭牌座，将铭牌装于座板上。
9.2 容器出厂合格证、质量证明书、铭牌、包装、运输等按GBT l50和HG 20584的有关规定。

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