HG20584-钢制化工容器制造关键技术要求.doc

中华人民共和国行业原则钢制化工容器制造技术规定Technical Requirements for Fabrication 0f Steel Chemical VesselsHG 205841998主编单位： 全国化工设备设计技术中心站批准部门： 国家石油和化学工业局实行日期： 一九九九年三月一日全国化工工程建设原则编辑中心(原化工部工程建设原则编辑中心)1999 北 京前 言本原则(HG20584-1998)是在原原则(HGJ18-89)基本上，依照近年实行获得经验，并根据国标GB 1501998内容以及近年来国内外工程公司原则规范进行了修订。新修订原则较原原则有如下重要变化：1.依照JB 4730规定，对受压元件用钢材无损检测进行修订； 2.增长对坡口处分层缺陷解决规定； 3.修改冷加工壳体和封头热解决规定。 本原则附录A、B为本原则附录。 本原则由全国化工设备设计技术中心站提出并归口管理。 本原则由全国化工设备设计技术中心站主编。 本原则重要起草人：应道宴 HG20584钢制化工容器制造技术规定是结合化工容器设计详细状况，对GB 150钢制压力容器补充和详细化。 本原则使用范畴、引用原则及定义，除另有规定外，均与GB 150钢制压力容器(如下简称 GB150)相似。 1 总 则1.0.本原则合用于碳钢、低合金钢和奥氏体不锈钢制压力容器制造、检查、包装和运送。 1.0.2容器制造、检查等规定除应符合本原则规定外，还应符合GB150和图样规定。1.0.3各种衬里、复合板容器除应符合本原则规定外，还应符合相应专门技术规定，如JBZQ26710252550508080气泡34457砂眼、夹砂6681014缩孔1212183030 3所有裂纹、垂直于壁厚方向缩孔以及超过上款规定缺陷均应打磨清除，打磨凹坑应与母材圆滑过渡，斜度不不不大于1：3。4 当清除缺陷后剩余厚度超过公称壁厚80%，且超过强度设计所需厚度者，可不予补焊，否则应予补焊。 3.O.7所有直接焊于高合金钢表面上暂时附件，均应采用与本体同类钢材和焊接材料。3.0.8受压元件材料代用和采用按国外原则生产钢材，均应符合HG 20581第10章和第9章相应规定，并获得设计单位书面批准。4加工和成型4.0.1受压元件用材在加工过程中，标记应予保存。必要时，应将标记转移到工件上，并保证转移标记对的、无误、清晰、耐久。4.O.2热冲压或冷冲压应采用模具，不得使用局部加热和铁锤打击。4.O.3受压元件用钢板冷加工、冷成型后，如变形率超过如下第1款范畴，且符合下列27款中任意一条时，应进行热解决，以消除加工应力，改进延性。 1碳素钢、16MnR：3%(单向拉伸)，5%(双向拉伸)； 其她低合金钢：2.5%(单向拉伸)，5%(双向拉伸)； 奥氏体不锈钢：15%。 钢板加工变形率按下列办法计算： 单向拉伸(如钢板卷圆) =100%双向拉伸(如筒体折边、冷压封头) =式中： 钢板变形率，； 钢板名义厚度，mm； Rf钢板弯曲后中心半径，mm； Ro钢板弯曲前中心半径，对于平板Ro为无限大，mm。 2使用介质为极度危害或高度危害者； 3介质对材料具备应力腐蚀破裂危害时； 4 成形后厚度减薄不不大于10%者(碳钢、低合金钢)； 5材料规定较高冲击韧性或低温冲击韧性者(碳钢、低合金钢)； 6 成形后表面硬度HB不不大于235者(奥氏体不锈钢)；7板材名义厚度不不大于16者(碳钢、低合金钢)。4.0.4钢管冷弯后，如变形率超过下列范畴时，应进行热解决。 1碳素钢、低合金钢钢管弯管后外层纤维变形率应不不不大于钢管原则规定伸长率5一半，或外层材料剩余伸长率应不不大于10；2对于有冲击韧性规定钢管，最大变形率应不不不大于5 %。4.O.5热轧状态使用钢材，热加工后普通可在加工状态使用。 正火状态使用钢材，如能控制热加工终结温度在钢材正火温度以上，或经热加工工艺试板评估合格，可不作随后正火解决。正火+回火状态使用钢材，热加工时如能满足上述对正火钢材规定，热加工后可仅作回火解决。 调质状态使用钢材，热加工后普通应作调质解决。 奥氏体不锈钢应控制热加工终温在850 以上，加工后应快冷(如鼓风或喷水冷却)。如材料要 作晶间腐蚀倾向实验，热加工后应重作评估；如热加工后不符合晶间腐蚀实验规定，应进行固溶或稳定化解决。 4.0.6奥氏体不锈钢热加工应符合下列规定： 1加热前，应彻底清除表面油污和其他附着物； 2加热过程中，不得与火焰或固体燃料直接接触，加热温度应均匀； 3应控制炉膛氛围中性或微氧化性，并应注意炉膛氛围中含硫量对不锈钢腐蚀作用。4.O.7不锈钢设备在加工过程中应防止表面划伤，并应注意加工器械导致铁污染。曾用于碳钢件砂轮等工具，不得用于不锈钢设备。4.O.8壳体上垫板、加强板等应至少开设1个10或M10排气、讯号孔。加强板与壳体应紧密贴合，最大间隙为3mm。加强板所覆盖焊缝应磨平。 4.O9当容器内部安装有间隙较小内件时，关于接管或其他突出物在任何位置上向内伸出长度应控制在容器圆度公差之内，或按图样规定。关于筒体内侧焊缝应打磨平整。4.O.10用于凹凸面或榫槽面法兰包覆垫片，应将包覆搭接一面放在凹面或槽面侧。4.O.11碟形封头由顶圆板和瓣片拼接时，顶圆板应不不不大于O.8DN(DN为封头外径)。5焊接和切割5.1切 割5.1.1 采用火焰切割下料时，应清除熔渣及有害杂质，并采用砂轮或其他工具将坡口加工平整。当切割材料为原则规定抗拉强度540MPa高强度钢或铬钼合金钢时，火焰切割表面应采用打磨或机械加工办法清除热影响区和淬硬区，并进行磁粉或渗入探伤。 不锈钢碳弧气刨表面应采用砂轮打磨，清除渗碳层。5.1.2火焰切割时预热与否，普通应符合钢材焊接时预热规定。5.1.3受压元件气割开孔边沿或剪切下料端部如未经焊接者(如安放式接管开孔边沿或内伸式接管端部)，应采用打磨等办法去除3mm以上。5.2焊缝位置5.2.1壳体上开孔应尽量不安排在焊缝及其邻近区域，但符合下列状况之一者，容许在上述区域内开孔： l符合GB 150开孔补强规定开孔可在焊缝区域开孔。 2符合GB 150规定容许不另行补强开孔，可在环焊缝区域开孔。但此时应以开孔中心为圆心，对直径为3倍开孔直径长度圆所涉及焊缝进行100%射线或超声波探伤，并符合规定。凡因开孔而可予去除焊缝可不受探伤质量影响。 3符合GB 150规定容许不另行补强开孔，当壳体板厚不大于等于40mm时，开孔边沿距主焊缝边沿应不不大于等于13mm。但若按5.2.1条第1款对主焊缝进行射线或超声波探伤并符合规定者，可不受此限制。5.2.2外部附件与壳体连接焊缝，如与壳体主焊缝交叉时，应在附件上开一槽口，以使连接焊缝跨越主焊缝。槽口宽度应足以使连接焊缝与主焊缝边沿距离在1.5倍壳体壁厚以上。5.3焊接准备5.3.1焊接坡口及其两侧至少15mm内母材表面应消除铁锈、油污、氧化皮及其他杂质。铸钢件应去除铸态表面以显露金属光泽。5.3.2气割坡口表面质量至少应符合表51规定。 表51气割坡口表面质量 类别 定 义 质量规定 平面度 表面凹凸限度 凹凸度不大于等于2.5%板厚 粗糙度 表面粗糙度 Ra50(m) 凹坑 局部粗糙度增大 凹坑宽度不大于等于50mm且每米长度内不不不大于1个5.3.3坡口上分层缺陷应予清除，清除深度为分层深度或10mm(取小者)，并予补焊。5.3.4制造厂应将设备对外焊接管端坡口按图样规定加工好。实验用暂时性盲板在其拆除时应不致损坏已加工好管端，或在盲板拆除后将坡口修整完好。5.3.5壳体分段或分片交货时，除合同或合同另行规定外，制造厂应将分段或分片焊接坡口按图样规定加工好，并提供现场组装阐明和注明在制造厂预组装标记。如设计规定需在制造厂进行压力实验时，制造厂应在分段处预留切割及加工余量。压力实验后，将坡口加工完毕后交货。5.4焊接普通规定5.4.1焊接普通采用电弧焊。除设计文献另有规定外，焊接材料应按HG 20581规定选用，但容许制造厂在满足HG 20581中7.5和7.6各项规定以及设计文献规定技术规定前提下，变化焊接办法和所采用焊接材料。5.4.2焊缝构造型式和尺寸应按HG 20583540MPa高强度钢和铬钼合金钢容器表面工夹具焊痕、弧坑、飞溅等均应用砂轮打磨光滑，并作磁粉探伤。5.5耐蚀层堆焊5.5.1堆焊前，应按JB 4708钢制压力容器焊接工艺评估进行耐蚀层堆焊焊接工艺评估。5.5.2耐蚀层堆焊普通应至少由两层构成，底层堆焊时应考虑基层金属对堆焊层稀释作用，经加工背面层厚度至少应有2mm。 5.5.3选用焊接工艺和焊接材料应符合下列各款对堆焊工艺评估规定。1试板长度不不大于300mm、宽度不不大于200mm、基层厚度不不大于等于25mm时，试板厚度不不大于25mm；基层厚度不大于25时，试板厚度等于焊件基层厚度。 2工艺评估检查项目至少应涉及：表层化学分析、渗入探伤、侧弯实验，必要时可将堆焊层、熔合线和基层热影响区维氏硬度测定作为附加参照项目。 3表层化学分析规定：从图样规定堆焊厚度起至向下2mm内取样进行化学分析，应符合设计文献规定规定。 4 渗入探伤规定应按JB 4730第12章规定进行堆焊表面渗入探伤，并符合下列规定： (1)不容许存在裂纹、针孔和线性缺陷； (2)圆形显示应不不不大于4 (3)不容许在同始终线上存在四个以上，间距在1.5mm如下圆形缺陷； (4)在3750mm。(短边长度在25mm以上)面积内不容许存在10个以上缺陷显示； (5)尺寸不大于1.5mm缺陷显示不计入。 5侧弯实验规定： (1)取平行于面层堆焊方向俺弯试样两个、垂直方向2个或4个均垂直于堆焊方向； (2)侧弯试样宽度为基层加堆焊层厚度，最宽40mm，应尽量多保存堆焊层厚度，试样厚度10mm； (3)以d=4a作180弯曲实验，弯l曲后不得存在超过15mm开裂，熔合线处也不得存在不不大于3mm开裂缺陷。 6必要时，可将堆焊热影响区HV350作为附加检查规定。5.5.4如在基层焊缝上进行堆焊，赠应在堆焊后进行射线检查，但符合下列状况时，可仅在堆焊前对基层焊缝进行射线检查： 1 堆焊层未计入强度计算厚度之中； 2 堆焊材料为奥氏体不锈钢或镍基合金； 3堆焊后，堆焊层采用渗入探伤进行检查。5.5.5具备耐蚀层堆焊容器，决定焊后热解决厚度应为基层厚度。5.5.6堆焊表面应平整，不进行加工堆焊表面应平滑。两相邻焊道之间凹陷不得不不大于2mm，焊道接头不平度不不不大于1.5mm。堆焊层最小厚度应不不大于图样规定厚度。5.5.7堆焊层化学分析应从图样规定堆焊厚度起至向下2.0mm内取样进行分析，并符合设计文献规定规定。5.5.8堆焊层如需进行晶间腐蚀倾向实验，应符合HG 20581关于规定，试样状态为使用状态(焊态或焊后热解决状态)，与介质接触面为检查面。5.5.9过渡层堆焊后以及面层堆焊完毕后应分别进行渗入探伤，且应符合5.5.3条4款规定。5.5.10必要时，可按ZBG 93004进行堆焊层及其结合面无损(超声波)检查。5.6补 焊5.6.1补焊普通规定 1补焊处缺陷应予彻底消除，缺陷清除后凹坑可用渗入或磁粉探伤办法进行检查。凹坑形状应适当于焊接。 2补焊时间宜选取在容器焊后消除应力热解决和液压、气密实验之迈进行。 3补焊工艺及焊工应经工艺评估及压力容器焊工考试合格。 4应在涉及修补部位外侧5倍板厚(且不不大于100)范畴内进行预热。 5采用平焊、横焊和向下立焊焊接位置进行补焊，补焊层数不不大于两层。 6补焊焊缝余高普通凸出钢材表面1.52mm，然后应打磨平整或加工成具备斜度不不不大于1：3、高度在1.5如下光滑凸面。5.6.2锻件补焊 l符合下列任一项者，补焊后应作焊后热解决。 (1)锻件材料任意厚度都需进行焊后热解决者； (2)补焊深度不不大于6mm或单个补焊区面积不不大于3750mm2者(6.0.2条第6款(注)除外)。 2补焊后表面应进行磁粉或渗入探伤，符合下列任一项还应作射线或超声波探伤。 (1)补焊深度不不大于10mm； (2)补焊面积不不大于3750mm2且补焊后需作焊后热解决者。5.6.3铸件补焊 1铸件缺陷清除后待补焊表面必要进行磁粉或渗入探伤，以证明缺陷确已完全清除。 2铸件补焊后应进行磁粉或渗入探伤，补焊深度超过25mm或横截面厚度20%(取小者)，应进行射线探伤。 3当铸件是在热解决后进行补焊时，补焊后应进行焊后热解决(6.0.2条第6款除外)。5.6.4钢板补焊 l 补焊深度不不大于4mm者，补焊后应作射线检查：抗拉强度540MPa高强度钢和铬钼金钢补焊表面应作磁粉探伤。 2依照补焊深度决定与否需作焊后热解决(见6.O.2条第6款)。5.6.5焊缝修磨及补焊 1焊缝及其毗邻区域表面缺陷，涉及咬边、裂纹等，应采用砂轮打磨清除。清除后剩余面厚度(不计人焊缝凸起高度)如不不大于计算厚度和涉及腐蚀裕量在内必要裕量之和，容许不补焊，但应打磨平整，与周边焊肉或母材光滑过渡。 2清除缺陷后凹坑深度，自母材表面起测量，不应超过板厚23，如仍有缺陷未清除净，应在此状态补焊，然后从背后铲根后再作补焊。 3补焊后无损检查和焊后热解决同5.6.4规定。6焊后热解决6.O.1 受压元件焊后热解决应符合GB 150第10章关于规定。6.O.2决定与否需进行焊后热解决厚度应按下列规定： l 对接接头中较薄侧母材厚度(不涉及焊缝余高)； 2壳体与管板、平封头和其他类似元件焊接时壳体厚度； 3接管与壳体焊接时壳体厚度，但对安放式接管，为接管或壳体厚度中较薄者； 4接管与法兰对接时接管厚度； 5 非受压元件与受压元件焊接时焊缝厚度 6补焊焊缝深度(注) 7奥氏体不锈钢衬里基层厚度或复合钢板总厚度； 8换热管与管板焊接焊缝厚度； 9填角焊缝焊喉厚度。当填角焊与坡口焊缝共用时，为填角焊缝焊喉厚度或坡口深度中大者。 注：低碳钢、16MnR、15MnVR及其焊缝焊补可在最后热解决之后、最后水压实验之迈进行，不再另作焊后热解决，但应符合下列各项规定，并予记录： 使用介质不属于极度或高度危害者，且容器设计温度不不大于20。 补焊深度不超过GB 150中规定。 补焊前应彻底清除缺陷，且对凹坑进行磁粉或渗入探伤。 采用低氢型焊条并严格烘干、保温办法。采用经评估合格焊接工艺，且补焊区域按5.6.1条4款进行预热，预热温度及层间温度不低于100。 补焊焊道宽度不低于焊条直径4倍。 补焊表面冷却后应进行磁粉或渗入探伤。补焊深度不不大于4mm者还应进行射线或超声波探伤。 补焊后，容器应进行液压实验。 上述规定中，对于补焊深度不不不大于2mm，且补焊表面不与介质直接接触小面积补焊(如夹具清除后表面修补)，可不必遵守。6.O.3焊后热解决温度按表61选用，并应符合下列各项规定。 1表61“推荐焊后热解决温度”为普通正常状况下，焊接接头推荐最后焊后热解决温度范畴。 2表61“复合钢板焊后热解决温度”合用于基层材料为表列材料，复层材料为奥氏体不锈钢焊后热解决。由于采用了较低热解决温度，对复层材料耐晶间腐蚀性能将有所改进。采用该热解决温度时，仍按正常所需保温时间进行保温，延长保温时间将对复层耐蚀性带来不利影响。 3表61序号1、2、3、5组钢材焊接接头，按“推荐焊后热解决温度”进行解决时，容许采用表62所列减少温度、延长保温时间焊后热解决制度。 4制造过程中中间热解决可采用比表61所列更低热解决温度。5经调质解决高强度钢进行焊后热解决时，其保温温度必要低于钢材原回火温度，但对于经焊后热解决仍能保证钢材性能者，可不受此限制。表6-1焊后热解决(注)序号钢 种推荐焊后热解决温度()复合钢板焊后热解决温度()1低碳钢、16MnR、16MnDR、20MnMo5806205502含钒低合金高强度钢，如：15MnVR、15MnVNR、09Mn2VDR530580530318MnMoNbR、20MnMoNb、13MnNiMoNbR60065059041细晶粒高强度钢、低温用低碳铝镇定钢53060053042公称含镍量不不不大于3.5镍钢5206005205O.5Mo钢、Cr-O.5Mo钢63067059061Cr-O.5Mo钢、1.25Cr-O.5Mo钢630670600680720(抗氢、耐蚀、高温强度)67572.25Cr-1Mo钢630670(高强度和一定韧性)600(调质高强度钢用)710750(软化)700 8 5Cr-O.5Mo钢 710750 700 注：保温时期，受压元件各处温度与规定温度偏差应不不不大于土25。 序号41和42焊后热解决温度应参照相应钢材原则推荐温度和限制。表列数值为缺少该资料 时普通温度范畴。 表62减少焊后热解决温度、延长保温时间温度减少值()保温时间302H553H(80)(5H)(110)(10H) 注：H为正常保温时间。 括号内数值仅合用于表6-1序号1低碳钢、16MnR。 6采用局部加热进行焊后热解决时，应符合下列规定： (1)纵焊缝或复杂部件焊缝宜在容器组焊迈进行整体热解决； (2)容器环焊缝加热带宽度应至少涉及焊缝边沿两侧各3倍壁厚宽度，管子对接焊者为2倍； (3)接管、附件等与壳体连接焊缝或补焊焊缝加热带宽度应至少涉及焊缝边沿外侧6倍壳体壁厚宽度，形成持续环形加热带；(4)保温期间，应控制加热带中央相称其一半宽度范畴内温度达到规定保温温度和容许温度偏差。同步，在加热带边沿测得温度应不低于保温温度12。为此，应在加热带外和或焊缝内侧设立足够宽度保温带，以防止有害温度梯度。保温带宽度普通应为加热带宽度1倍以上。6.0.4制造厂应有热解决登记表，表上应记录容器或元件热解决部位、测温点位置、温度升降及保温曲线、使用热源、日期和检查者姓名。该表应涉及在制造厂产品质量证明书内。7 尺寸公差7.0.1除图样另有规定外，压力容器和其连接非受压元件尺寸公差应符合本原则规定。7.0.2基准面 立式容器测量基准面可选取位于容器底封头与筒体环焊缝以上50mm处；卧式容器可选取位于容器一端封头与筒体环焊缝往筒体方向50mm处。 具备设备法兰容器，也可以法兰密封面为基准面。设计可选取其他平面作为基准面(如以切线或环焊缝为基准面)，但应在图样上标注清晰。 容器轴线为通过基准面中心直线。基准面O、90、180、270各点在容器壳体外侧应打印标记，标记用油漆划线显示。7.O.3公差 1基准面之间长度(L)允差见图71(a)和图72(a)列于表7-1。表7-1基准面之间长度(L)允差长度(m)2.52.55510101515-3030606090允差(mm)61013士1620+40土602直径、圆周长、直度、圆度(1)普通容器不测定直径及其偏差。当装有装配间隙规定内件时，其内径允差列于表72。表7-2内径允差内径(mm)5005001000100040004000允差(mm)22.557.510(2)周长公差 外径(公称内径加2倍实际板厚)不大于等于650mm者，周长(外)允差5mm； 外径不不大于650mm者，允差为0.25%圆周长。 (3)圆度 同GB 150。 (4)直度 同GB 150，但分段交货容器，任意3m内简体直度公差为3mm，当筒体长度H15m时，直度公差为0.51000mm加8mm。 3挡板、下降板方位容许偏差见图71(c)。 在容器内表面上测量挡板、下降板方位偏差为6mm。 4立式容器支座公差见图71(a)。 (1)支耳下端到基准面距离允差：+12、-O。(2)基本环下端到基准面距离允差：+0、-125 在任始终径上测定底座水平度公差见图7-1(a)。容器直径不大于2m：3容器直径不不大于2m：56 地脚螺栓中心圆直径容许偏差见图7-1(a)。 容器直径不大于2m：3容器直径不不大于2m：6在地脚螺栓中心圆上测量螺栓孔周位置容许偏差为3。图7-l立式容器(图上数字见相应条款)7 鞍式支座(见图7-2)(1) 鞍式支座位置鞍座中心线到基准面和两个鞍座之间距离容许偏差列于表73。表73鞍座位置允差鞍座螺孔中心线到基准面和两鞍座螺孔中心线间距(m)44771010允 差 (mm)3士6913 (2)鞍座底板上地脚螺栓孔中心位置允差为3。 (3)鞍座底面与容器中心高度允差为+O、-6mm。 (4)鞍座底板沿长度方向水平度公差为3mm。 (5)鞍座底板沿宽度方向水平度公差为1.5mm。 (6)两个鞍座底面之间高度差最大为6mm，倾斜设立者可不受此限制。 8接管 立式容器(见图71)上表达接管公差与卧式容器相似，但在图72上并未把卧式容器接管表达出来。 (1)接管(非人孔)到基准面安装尺寸允差(见图71(a)、图72(a)为6mm，但下列状况除外：a 接管到相邻内件支撑环或受液盘尺寸允差为3mm；b 接管之间尺寸有特殊装配规定者，如液面计，见7.O.3条第8款(6)。(2)沿壳体外壁测量，接管及其他附件(如人孔、支耳等)方位允差为6mm见图71(b)、(c)。(3)接管法兰面(涉及斜接接管法兰)与筒体外表面或与基准面之间尺寸允差为5mm见图71(a)、图72(a)。(4)法兰面水平度或垂直度公差应符合GB 150规定。(5)接管法兰螺栓中心圆上相邻两孔之弦距允差为O8mm，任意两孔之弦距允差为士1.5mm，螺栓中心圆直径允差为1.6mm。容器法兰、平盖、筒体端部螺栓中心圆直径和相邻两孔弦长允差为O.6mm；任意两孔弦长允差列于表74。表74筒体内径 (mm)1200允差 (mm)1.O士1.52.O (6)接管之间有特殊装配规定者，如液面计，应达到如下公差见图7