1、設備專業的設計工作及與工藝專業的工作關系 內 容 提 要一. 石油化工裝置靜設備簡介 1. 過程和過程設備 2. 石油化工設備的分類 3. 靜設備分類 4. 典型的靜設備 5. 靜設備（容器、換熱器）常用材料含：金屬材料的基本常識和基本概念； 壓力容器常用材料簡介；金屬材料的腐蝕類型簡介；壓力容器常用鋼號中外對照簡表；奧氏體不銹鋼耐腐蝕機理和特點；雙相不銹鋼的簡介 6. 靜設備的制造、檢驗與驗收二. 設備室的專業分工三. 容器、換熱器專業的設計內容四. 容器、換熱器專業與工藝等專業之間的條件(往返)關系及深度一 石油化工裝置靜設備簡介1. 過程和過程設備：過程從原料到產品，要經過一系列化學的、

2、物理的加工處理步驟，這一系列加工處理步驟稱為過程。過程設備過程需要由設備來完成物料的分離、傳熱、反應、儲存、混合、干燥等操作。這些設備稱之為過程設備。2，石油化工設備（或稱過程設備）的分類靜設備（即容器 、換熱器）動設備（機泵類 、機械類）工業爐（反應爐 、加熱爐 、汽化爐 、焚燒爐等）3，靜設備分類a)，按設備類型分類塔設備 、換熱設備 、儲存設備、攪拌設備、一般的立式容器 、臥式容器等。b)，按生產的工藝過程原理分類反應容器 、換熱容器、分離容器、儲存容器c)，按受壓狀態分類常壓容器（-0.02MPa<P設<0.1 MPa）壓力容器： 低壓容器 0.1MPa P設<1.6

3、 MPa 中壓容器 1.6MPa P設<10MPa 高壓容器 10MPa P設<100MPa 超高壓容器 P設100MPa 真空容器齊魯化肥資源優化裝置：大部分是中、低壓容器，只有高壓氮氣罐和氧氣緩沖罐是高壓容器（17.8Mpa）福建IGCC項目：大部分是中、低壓容器，只有高壓氮氣罐是高壓容器（17.5Mpa）。烏石化化肥改造裝置：氨合成塔（25Mpa）岳陽煤汽化裝置：除高壓氮氣罐是高壓容器外，其余均是中、低壓容器川維合成氨裝置：氨合成塔（16Mpa）川維醋酸裝置、江蘇丹陽醋酐裝置：大部分是中、低壓容器。吉化丙烯腈裝置：大部分是中、低壓容器。d，按工作溫度分類（供參考） 常溫容器：

4、 t設-20200 高溫容器： 碳鋼 350 合金鋼 420 奧氏體不銹鋼 550 中溫容器 介于常溫和高溫之間 低溫容器 t設-20（-20-40為淺冷設備，-40以下為深冷設備）乙烯裝置：低溫設備較多。齊魯化肥資源優化裝置：甲醇洗部分設備是低溫容器；變換部分是高溫容器。岳陽煤汽化裝置：低溫甲醇洗部分設備是低溫容器；變換部分是高溫容器。福建IGCC項目：低溫甲醇洗部分設備是低溫容器；變換部分是高溫容器。e，按材料分類 碳鋼容器 低合金鋼容器 奧氏體不銹鋼容器（含不銹鋼復合鋼制容器） 鋁制、鈦制、鎳銅合金及鎳基合金制容器 非金屬容器（塑料 、玻璃鋼 、石墨等）f，受容規管轄的壓力容器和分類 由

5、于壓力容器涉及生命安全、危險性較大，因此為了保證壓力容器的安全運行，保證人民生命和財產的安全，我國國家質量技術監督局在1999年頒布了壓力容器安全技術監察規程，今年（2009年）國家質量監督檢驗檢疫總局即將頒布新的 TSG R0004固定式壓力容器安全技術監察規程。(以上簡稱容規)a）固定式壓力容器安全技術監察規程適用于同時具備下列壓力容器： 工作壓力大于或等于0.1MPa（表壓）； 工作壓力與容積的乘積大于或等于2.5MPa·L； 盛裝戒指為氣體、液化氣體或者最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體。 b) 壓力容器的分類對于受容規管轄的壓力容器，根據介質特性（毒性程度、易燃介質；，液

6、化氣體等）、設計壓力和容積分為三個類別。 注：1，介質毒性程度和易燃介質的劃分按國家標準GB5044-1985職業性接觸毒物危害程度分級、HG20660壓力容器化學介質毒性危害和爆炸危險程度分類的規定。 2，這里應注意并不是所有的壓力容器都在壓力容器安全技術監察規程的管轄范圍內。4. 典型的靜設備簡介a). 塔設備（或稱塔式容器） 塔設備是石油化工裝置中重要的單元操作設備。通過氣液接觸達到傳質 、傳熱目的，如精餾萃取、吸收 、解吸等。但并不是所有塔設備的作用僅是物理過程，也有化學反應過程，如加氫反應器、變化爐等 。塔設備無論投資費用還是所消耗的鋼材在整個靜設備中所中占比例相當高。（投資占25%

7、左右，催化裂化重量占49%左右）1). 塔器的一般構造 塔器是由塔體（封頭 、筒體 、塔內件 、接管 、人手孔）和裙座以及外部附件（梯子 、平臺 、吊柱）等組成。2). 塔設備的分類 按操作壓力分常壓塔、加壓塔 、減壓塔 按單元操作分精餾塔 、反應塔 、解吸塔 、萃取塔 、干燥塔等 按內件結構分填料塔 、板式塔3). 板式塔的結構 板式塔分類 浮閥塔 泡罩塔 篩板塔 高效塔盤（舌形塔盤 、條形網狀塔盤等）。4) . 填料塔的結構 填料床層（填料 、支撐格柵板 、支承梁） 填料：散裝填料（陶瓷 、金屬 、塑料） 規整填料（金屬波紋板網、塑料）噴淋裝置 、再分布器等。b). 換熱器 換熱器是不同溫

8、度物料之間進行熱量傳遞的設備，其主要作用是維持或改變物料的工作溫度和相態，滿足工藝操作要求、提高過程能量利用效率進行余熱回收等。 換熱器在煉油、化工裝置中占總設備量和設備投資的40%左右。 在換熱器設備中，管殼式換熱器又是應用最為廣泛、使用量最大的換熱器型式。管殼式換熱器1). 固定管板式換熱器（AEM型） 結構組成：管程管箱（殼體、封頭、分程隔板、法蘭、接管等），換熱管。 殼程殼體、管板、折流板、防沖板，接管、支座等。特點：1. 結構簡單、制造成本較低； 2. 排管數比浮頭式、U形管式要多；3不能抽管束（抽芯），無法進行機械清洗，只可清洗換熱管內；4. 不適用大溫差的場合；5. 因不能單獨更

9、換管束，所以維修成本高。 2). 浮頭式換熱器（AES型） 結構組成：管箱 殼體、封頭、分程隔板、法蘭、接管等。管束 固定管板、換熱管、折流板、浮動管板、浮頭蓋和勾圈法蘭。殼程 殼體、法蘭、接管、防沖板、外頭蓋、支座等。特點：1. 可抽式管束，當換熱管為正方形或轉角正方形排列時，管束可抽出進行機械清洗，適用于易結焦及堵塞的工況；2. 浮頭型式可自由浮動，無須考慮溫差應力，可用于大溫差的場合； 3. 浮頭結構復雜，影響排管數，浮頭密封面發生泄漏時，很難采取措施； 4. 壓力試驗時的試壓胎具復雜。3). U形管式換熱器（AIU型）結構組成：管箱 殼體、封頭、分程隔板、法蘭、接管等。管束 固定管板、

10、換熱管、折流板。殼程 殼體、封頭、法蘭、接管、防沖板、支座等。U形管式換熱器在換熱器中是唯一適用于高溫、高壓和高溫差的換熱器，特點如下：1. U形換熱管的管束可以自由浮動，無須考慮溫差應力，可用于大溫差場合；2只有一塊管板，法蘭數量少，故結構簡單、泄漏點少；3. 可以抽清芯清洗；4. 由于U形管的最小彎曲半徑的限制，分程間距寬排管略少；5. 當管內流速太高時，將會對U形彎管段產生嚴重的沖蝕，影響壽命。6. 由于換熱管是U形的，管內清洗困難，故管內介質宜是清潔且不易結垢的物料。 c). 一般立式、臥式容器1) 立式容器（支腿式） 2)臥式容器d) 高壓、高溫容器 1). 氨合成塔 2) 高壓換熱

11、器 3) 變換爐e). 儲存容器1) 球形儲罐特 點：球罐與圓筒形容器相比具有以下特點：1） 球罐的表面積最小，即在相同容積下球罐所需鋼材面積最小。2） 在相同壓力和直徑下球殼的薄膜應力僅為相同厚度的圓筒體容器的環向應力的一半，因 此球罐的承載能力比圓筒形容器大一倍。3） 由于容積大，需制造廠予壓成形球殼板，在現場組焊，安裝難度大。 用 途：用于儲存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、氮氣、氫氣、丙烯、乙烯、城市煤氣等。GB/T17261 鋼制球形儲罐型式與基本參數公稱容積 m3200400650100015002000球殼直徑mm7100920010700123001420015700公稱容

12、積m33000400050006000800010000球殼直徑mm1800019700212002260024800268002) 大型儲罐(1). 分類、用途和特點： 固定頂（錐頂、拱頂）儲罐 儲存油品、液體化學品等。浮頂（外浮頂罐）儲罐 儲存原油、汽油、溶劑油和需控制蒸發損耗及大氣污染、或有著火災危險的液體化學品。內浮頂儲罐 與浮頂儲罐比較有如下特點： 具有很好的隔熱效果（固定頂蓋、固定頂與內浮盤之間的氣相層）和密封效果，可進一步降低蒸發損耗。 由于有固定頂，可有效防止風沙、雨雪、灰塵污染儲液。 內浮盤無雨雪載荷，無中央排水管、旋轉浮梯等附件，結構簡單、輕便，易于施工和維修。 因此，特別

13、適用于儲存高級汽油、飛機燃料（如航空煤油等）及有毒易污染的液體化學品。(2). 基本系列參數 固定頂儲罐基本系列參數公稱容積 m3 100200300400500600700800儲罐內徑 mm5200655075008250892095001020010500罐壁高度 mm 520065507500825089209315942510165公稱容積 m3 10001500200030005000100002000030000儲罐內徑 mm1150013500157801890023700310004200044000罐壁高度 mm 106501150011370117601253014580

14、1700020600 浮頂儲罐基本系列參數公稱容積 m3 100020003000500010000儲罐內徑 mm1200014500165002200028500罐壁高度 mm 952012690142701450015850公稱容積 m3 20000300005000010×104 儲罐內徑 mm40500460006000080000罐壁高度 mm 15880193501938021800 內浮頂儲罐基本系列參數公稱容積 m3 100200300400500600700800儲罐內徑 mm450055006500750082009000920010000罐壁高度 mm 7850

15、10260106501065011000110001250012000公稱容積 m3 10001500200030005000100002000030000儲罐內徑 mm1150013000145001700021000300004200044000罐壁高度 mm 12000135001435015850165001650017500220005，容器（壓力容器、常壓容器）常用的材料5.1 材料基本常識和基本概念5.1.1 材料分類材料分為金屬和非金屬兩大類。1）金屬材料可分為黑色金屬（鐵基金屬）和有色金屬（非鐵基金屬）。黑色金屬鋼、鑄鋼、鑄鐵等。有色金屬除鋼、鐵材料外，其余的金屬材料。（亦稱

16、非鐵基金屬）如鋁、銅、鈦，鎳及其合金。2）非金屬材料：常用的非金屬材料有橡膠、塑料、陶瓷、石墨、搪玻璃（搪瓷）等。5.1.2 鋼材分類 我國常用的鋼材分類方法有五種1) 按化學成份分類碳素鋼、合金鋼 (低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼)2) 按品質分類普通鋼、優質鋼、高級優質鋼和特級優質鋼。3) 按熱處理狀態分類退火狀態鋼、正火狀態鋼、固溶狀態鋼、調質鋼等。4) 按冶煉方法分類按爐型（平爐鋼、氧氣轉爐鋼、電爐鋼）按脫氧程度（鎮靜鋼、半鎮靜鋼和沸騰鋼等） 注： 鋼在冶煉時，加入足夠的強氧化劑（Si、Al）使鋼水脫氧良好，在凝固時不產生CO氣泡，鋼水保持平靜，這樣生產的鋼稱為鎮靜鋼；反之如果脫氧不完全

17、（控制氧化劑的含量），是鋼水中殘留一定量的氧氣，在凝固過程中形成的CO氣泡逸出而產生劇烈地沸騰，這樣生產的鋼稱為沸騰鋼，沸騰鋼因含氧量高，成分偏析大、內部雜質多、抗腐蝕性和機械性能差，且容易發生時效和鋼板的分層，因此不可用作壓力容器的受壓元件和重要的非受壓元件。半鎮靜鋼則屬于鎮靜鋼和沸騰鋼之間的鋼種。5) 按用途分類建筑用鋼、工具鋼、特殊性能鋼、壓力容器用鋼等等。我國壓力容器用鋼，在GB150中按所引用的鋼材標準分為碳素鋼、低合金鋼（包括低合金高強度鋼、低溫用鋼、中溫抗氫鋼和低合金耐蝕鋼）和高合金鋼（不銹鋼和耐熱鋼）5.1.3 碳素鋼（簡稱碳鋼）1) 碳鋼是指含碳量大于0.05%而小于2.05

18、%的鐵碳合金，內含1.2%的Mn，少量的Si、Al等元素。2) 按含C量（或稱質量分數）將碳鋼分為以下三種 低碳鋼C含量0.25% ，如08F、 10、 20 Q 235-B 、Q 235-C 、20R等。 中碳鋼C含量0.250.60%，如35、45、40Mn等。 高碳鋼C含量0.60%，如65Mn、60Mn等。5.1.4 合金鋼1) 為了改善鋼的性能，根據不同要求加入一種或幾種合金元素（如 Cr、Mo、Mn、Ni、Nb、V、Cu等）而形成的鋼。2) 根據合金總含量分為以下三種： 低合金鋼合金總含量在5%以下； 中合金鋼合金總含量在5%10%； 高合金鋼合金總含量在10%以上。5.1.5 鑄

19、 鋼主要用于制造承受重載荷（包括質量和壓力等）的形狀復雜的或大型的零件，如泵的蝸殼，聯軸器，大型齒輪等，常見牌號 ZG310-570等。5.1.6 鑄 鐵鑄鐵和鋼都是鐵碳合金，區別在于碳含量不同。鑄鐵的碳含量超過2，而鋼的碳含量小于2。鑄鐵是一種脆性材料，其抗拉強度，塑性和韌性較差，但減振性，耐磨性能較好；由于澆鑄時流動性良好，因此常用于鑄造各種形狀復雜的零件，如減速機的機殼、機架、泵殼、閘板閥的閥體等。5.1.7 有色金屬常用的有色金屬材料有以下幾種：銅和銅合金；鋁和鋁合金；鈦和鈦合金；鎳基合金5.2 石油化工容器（包括壓力容器、常壓容器）常用的材料5.2.1 壓力容器對材料的基本要求 為保

20、證壓力容器安全可靠地運行，防止容器失效，因此，對壓力容器材料提出基本的要求（或更高的要求）如下：1) 良好的力學性能具有較高的強度，且同時兼備優良的塑性、韌性。2) 良好的冷、熱加工工藝性能和焊接性能為了保證壓力容器力學性能和使用性能，除了要求化學成分（合金元素）滿足特定的含量范圍外，還限定了雜質元素的含量，如在我國壓力容器安全技術監察規程規程中要求“壓力容器專用鋼材的磷含量不應大于0.030%，硫含量不應大于0.020%，碳含量不大于0.25%。5.2.2 壓力容器常用的材料簡介1） 壓力容器用材料的種類· 碳素鋼 即含碳量0.25%的鋼材。· 低合金高強度鋼在優質碳素鋼

21、的基礎上加入少量的一種或多種合金元素（合金元素總含量在5%以下），以提高鋼的屈服強度和改善綜合性能為主要目的的鋼材稱為低合金高強度鋼。· 低溫鋼 低溫用鋼是指工作溫度在 20 269之間的工程用鋼。· 中溫抗氫鋼 中溫抗氫鋼是指在400 600條件下具有較高的持久強度極限和蠕變極限，且有抗氫腐蝕能力的鋼材。· 不銹鋼 目前，不銹鋼定義為含鉻量在10.5%以上的鐵基合金，不銹鋼最基本的特性是在大氣下的耐銹性和在大多數液體介質中有耐蝕性。 · 雙相不銹鋼: 所謂雙相不銹鋼是在它的金相組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半。因此它兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優

22、點。性能特點如下： 良好的耐應力腐蝕性能和抗晶間腐蝕性；耐硫酸、鹽酸、甲酸、磷酸的腐蝕性能均優于奧氏體316L型不銹鋼； 良好的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能； 優良的冷、熱加工性能和焊接性能； 綜合力學性能好。較高的強度，屈服強度是18-8 型奧氏體不銹鋼的兩倍。· 有色金屬（鋁、鈦、銅、鎳基合金）2） 壓力容器常用鋼號簡介a) 碳素鋼 普通低碳鋼 Q 235-A 、 Q 235-B 、Q 235-C；優質低碳鋼 20R(Q245R)b) 低合金高強度鋼16MnR(Q345R)，15MnNbR(Q370R)、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVRc) 低溫鋼板 16

23、MnDR(-40)、15MnNiDR(-45)、09MnNiDR(-70)、07MnNiMoVDR(-40) 3.5 Ni（-60 -101） 、 5 Ni（-170） 、 9Ni（-196） 304L 、 316、 、 316L等（-196）d) 中溫抗氫鋼板15CrMoR 、 14Cr1MoR 、12Cr2Mo1R e) 不銹鋼板 奧氏體不銹鋼 0Cr18Ni9 (304) 、 00Cr18Ni9 (304L) 、 0Cr17Ni14Mo2 (316) 00Cr17Ni14 Mo2 (316L) 、 0Cr18Ni10Ti (321) 、 0Cr19Ni13Mo3 (317)、00Cr19

24、Ni13Mo3 (317L)、鐵素體不銹鋼: 0Cr13、0Cr13Al. 馬氏體不銹鋼 1Cr13雙相不銹鋼: 00Cr18Ni5Mo3Si2 （使用溫度-50250）f) 有色金屬（鋁、鈦、銅、） 鋁合金 LF2（5A02） 、 LF3（5A03） 、 LF4（5A04） 純鈦 TA0 、 TA1 、 TA2 、 TA3 鎳基合金 N10276、C-59、NCu30(g) 中國壓力容器常用鋼號與美國（ASME）材料的對照（對應）關系簡介中 國美 國（ASME）中 國美 國（ASME）Q235 (板)SA283 GrC15CrMoR (板)1Cr-0.5Mo SA387Gr1220R (Q2

25、45R) (板)SA516 Gr6014Cr1MoR (板)1.25Cr-0.5Mo SA387Gr1116MnR(Q345R) (板)SA516 Gr7012Cr2Mo1R (板)2.25Cr-1Mo SA387Gr2216MnDR (板)SA516 Gr70+低溫沖擊試驗0Cr18Ni930416Mn (鍛件)SA266 Gr400Cr19Ni10304L20 (鍛件) SA266 Gr1、SA181Gr600Cr18Ni10Ti32116MnD (鍛件)SA765-、SA3500Cr17Ni14Mo231610（管）SA179（換熱管） 00Cr17Ni14Mo2316L20（管）SA5

26、3GrB（無縫管）0Cr13Al 40535CrMoA（螺栓）SA193 B70Cr13410s3) 不銹鋼的基本知識和概念 a) 按金相組織劃分 馬氏體不銹鋼（1Cr13） 、 鐵素體不銹鋼（0Cr13） 奧氏體不銹鋼 、 雙相不銹鋼 超級不銹鋼b) 奧氏體不銹鋼（18-8型）耐腐蝕的機理(簡介)超過12%的Cr使鋼表面形成耐腐蝕的鈍化膜（氧化膜）即Cr2O3，而不是通常的鐵銹Fe2O3。當Cr含量18%，Ni8%9% 時，形成完全奧氏體組織，因此具有耐腐蝕、耐高溫、耐低溫、韌、塑性好的材料。所以俗稱18-8鋼。c) 總結一下奧氏體不銹鋼的特點· 常溫和高溫的耐腐蝕性（耐硝酸、堿、

27、耐稀硫酸或濃硫酸等，但不耐鹽酸）· 良好的塑性和韌性（在常溫和低溫工況下）· 良好的冷、熱加工性能· 無磁性材料· 在400850范圍內（冷卻后）發生敏化，因而有晶間腐蝕傾向d) 低碳不銹鋼（C 0.08%）和超低碳不銹鋼（C 0.03%）低碳不銹鋼：0Cr18Ni9 (304) 、 0Cr17Ni14Mo2 (316) 超低碳不銹鋼：00Cr18Ni9 (304L) 、 00Cr17Ni14 Mo2 (316L) e) 雙相不銹鋼（使用溫度-50250） 00Cr18Ni5Mo3Si2（1805） 、 美國31803（2205）5.2.3 金屬材料的腐

28、蝕類型簡介 (1) 均勻腐蝕、(2) 點腐蝕、(3) 間隙腐蝕、(4) 縫隙腐蝕、 (5) 應力腐蝕、(6) 其他腐蝕 (如，氫脆、高溫氧化等)6，制造、檢驗與驗收 a)， 壓力容器制造、檢驗與驗收的法規，標準及技術條件： 壓力容器安全技術監察規程規程 GB150 鋼制壓力容器 GB151 管殼式換熱器 JB/T4710 鋼制塔式容器 JB/T4732 鋼制壓力容器-應力分析標準 GB12337 鋼制球形容器 JB/T4731 鋼制臥式容器 圖樣技術條件等 。b)，典型壓力容器制造工藝簡介1), 筒節制造劃線下料（機械切割、氧氣切割、等離子切割等） 縱縫坡口加工 卷筒 焊接縱縫 校圓 焊接試板

29、檢驗 縱縫無損檢測 環縫坡口加工（機械加工、氧氣切割、碳弧氣刨、等離子切割）；2), 封頭制造 拼板焊接 劃線下料 封頭成型（沖壓成形、旋壓成形、爆炸成形） 拼縫無損檢測 拼縫坡口加工；3), 組裝 包括筒節與筒節，筒節與封頭之間的組對（環縫焊接） 環縫無損檢測 焊后熱處理 水壓試驗 清理 外表打砂（或噴丸） 油漆 包裝 運輸。 4), 焊接方法 焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、等離子弧焊、電渣焊等。c)，熱處理壓力容器行業習慣上根據不同的目的，將常用的熱處理方法分為四大類，即焊后消除應力熱處理；恢復力學性能熱處理；改善力學性能熱處理和消氫處理。1）.壓力容器焊后(消除應

30、力) 熱處理 壓力容器焊后(消除應力) 熱處理目的消除焊接應力（熱應力和殘余應力），改善焊接接頭的組織和性能，消除殘余應力的影響。過大的焊接應力會加速已有缺陷的擴展、新缺陷的萌生及造成容器應力狀態的紊亂，過大的焊接殘余應力的存在還會造成應力腐蝕開裂。 需焊后(消除應力) 熱處理的條件 目前，國內外標準均是根據材質、厚度、預熱溫度以及運行條件等因素，來判斷是否。除此之外GB150還規定了必需進行焊后熱處理兩種特殊條件，即一是圖樣標明有應力腐蝕的容器，二是圖樣標明盛裝毒性為極度或高度危害介質的容器。 焊后(消除應力) 熱處理的方法 · 爐內整體熱處理 · 分段爐內熱處理

31、3; 局部熱處理· 現場熱處理2) 恢復力學性能熱處理 恢復力學性能熱處理的主要目的在于恢復因加工硬化而降低的塑性、韌性，保證壓力容器的質量和安全。我國GB150等標準以相對變形量及鋼材種類作為劃分是否進行恢復力學性能熱處理的條件。恢復力學性能熱處理，在國內多數采用消除應力退火。3) 改善力學性能熱處理 通過熱處理可以改變金屬材料的力學性能，來滿足設計的不同需求，如對鋼材進行退火、正火、正火加回火、淬火加回火（調質）等。改善力學性能的熱處理多數在鋼廠進行。4) 消氫處理 焊接過程中，來自焊條、焊劑和空氣濕氣中的氫氣，在高溫下被分解成原子狀態溶于液態金屬中，焊縫冷卻時，氫在鋼中的溶解度

32、急劇下降，由于焊縫冷卻很快，氫來不及逸出，留在焊縫金屬中，過一段時間后，會在焊縫或熔合線聚集，聚集到一定程度，在焊接應力的作用下，導致焊縫或熱影響區產生冷裂紋，即延遲裂紋。因此要求焊條先預熱，焊后對焊縫后熱至200，后熱時間約為16小時，這樣可降低焊縫冷卻速度是氫氣充分逸出，這一過程稱之為焊后消氫處理。如果焊后隨即進行焊后熱處理，則可免作消氫處理。 這里應指出，并不是所有金屬材料焊接時都會產生延遲裂紋，只有強度級別較高的低合金鋼才可能發生這一現象（如Cr-Mo鋼等）。 d) 壓力容器無損檢測1） 無損檢測的基本概念無損檢測(NDT)是在不損傷被檢物的完整結構和使用性能的情況下，利用電磁波（X、

33、射線）、聲、光、電、磁等與物質的相互作用，探測被檢物內部或表面的宏觀缺陷，并對其種類、形狀、尺寸和位置作出判斷的工藝方法。2）無損檢測的目的 檢查原材料、零部件及最終產品的外觀和內在質量的檢查； 通過無損檢測評價制造工藝的合理性； 作為評定產品質量優劣等級的依據。3）壓力容器行業使用的無損檢測標準壓力容器行業使用的無損檢測標準是JB/T4730承壓設備無損檢測。 4）壓力容器行業無損檢測常用的無損檢測方法 a. 目測（VT）； b. 射線（RT）； c. 超聲（UT）； d. 磁粉（MT）； e. 滲透（PT）； f. 渦流（ET）； g. 泄漏（LT）-氣密性試驗、 氨滲透試驗、鹵素檢漏試驗

34、等。5) 射線（RT-X和射線）和 超聲（UT）主要用于檢測內部缺陷。射線對體積狀缺陷 (體積狀未焊透、氣孔、夾渣、疏松、縮孔)的檢測靈敏度要高于面狀缺陷（如微細的裂紋、未熔合、面狀未焊透）的檢測靈敏度。.超聲檢測對面狀缺陷（如板材的分層和裂紋、焊縫的微細裂紋、未熔合、面狀未焊透）的檢出率比較高，對體積狀缺陷檢出率比較低。6）射線（RT）和 超聲（UT）的檢測厚度范圍a. 射線（RT）的最小檢測厚度為2mm，厚度上限無規定，但不宜太厚。b. 超聲（UT）的檢測厚度范圍6mm200mm（400mm） 。7) 磁粉（MT）和渦流（ET）主要用于檢測表面和近表面缺陷；磁粉（MT）不適用于奧氏體不銹鋼

35、等非磁性材料。8）滲透（PT）僅用于檢測表面開口缺陷。9）A、B類焊接接頭無損檢測率的確定 A、B類焊接接頭無損檢測率按圖樣規定的方法進行RT（或UT）檢測時，其檢測率為100%或局部檢測；其依據如下：a. GB150、GB12337、JB4735 、JB4732等標準；b. 壓力容器安全技術監察規程規程 ；c. 圖樣要求（考慮厚度、操作介質、溫度、材料等綜合因素）。10）表面無損檢測（MT或PT）的要求表面無損檢測主要用于難以實施射線或超聲檢測的場合，在GB150和 壓力容器安全技術監察規程規程等標準、法規中均有相應的規定。e)，壓力試驗 壓力試驗主要目的在于全面綜合檢驗產品的整體強度和密封

36、性，是對容器選材、設計計算、結構以及制造質量的綜合性檢查。壓力試驗分為液壓試驗和氣壓試驗，一般應優先選用液壓試驗。只有當無法進行液壓試驗時，才采用氣壓試驗（氣壓試驗之前，須進行100%射線檢測）。f)，氣密性試驗（又稱致密性試驗）氣密性試驗的目的是檢查容器是否存在不允許的泄漏，檢查的重點是可拆的連接部位以及焊接接頭部位。g)，分段、分片現場組焊的容器1) , 超大、超限設備必須要分片、分段現場組焊。 整體安裝： 高度小于20m 、直徑小于3.8m的塔器。 分片組對安裝：直徑大于或等于3.8m的塔器。 分段組對安裝：直徑小于3.8m，且高度大于20m的塔器。2), 鐵路超限 、分片 、分段運輸界

37、限（僅供參考）整體運輸： 直徑 D外3800mm, L總長15.9m 直徑 3000mmD外<3600mm, L總長20.8m 直徑 D外3000mm , L總長<26m分段運輸： 最大外廓直徑 D外3800mm, L總長>15.9m 3000mmD外<3600mm, L總長>20.8m D外3000mm, L總長>26m分片運輸：最大外廓直徑D外3800mm3), 分片、分段現場組焊的容器應遵循施工工藝的標準SH/T3524 石油化工靜設備現場組焊技術規程 h)，容器的表面處理、包裝、運輸1). 容器的表面處理、涂敷、運輸、包裝按JB/T4711-2003

38、壓力容器涂敷與運輸包裝標準的規定。2). 各類容器的表面涂漆應符合SH3022石油化工設備和管道涂料防腐蝕技術規范及圖樣的規定。3). 運輸方式和超限運輸 運輸方式有鐵路、公路、水運和航空四種。 鐵路運輸的容器，不論采用任何包裝方式，其截面尺寸均不應超過GB146.1-1983標準軌距鐵路機車車輛界限的規定，中間部分最寬3.4m， 距軌面最高4.8m。對尺寸超限容器的運輸營不同路段的隧道、橋梁、彎道情況不盡相同，應事先和有關鐵路運輸部門取得聯系。 公路、水運和航空運輸的容器及零部件，其單件尺寸、重量與包裝要求應事先和相關運輸部門取得聯系。i), 容器的保溫1). 容器的保溫（或保冷）材料和厚度

39、按圖樣規定；2). 容器的保溫（或保冷）的施工應符合SH3010-2000 石油化工設備和管道隔熱技術規范標準的規定。二設備室的專業分工2.1 設備室由以下專業組成：· 容器、換熱器專業；· 應力分析專業；· 工業爐專業；· 動設備（機泵類、機械類）專業。2.2 專業分工如下：· 容器、換熱器專業承擔靜止的非標設備的機械設計；· 應力分析設計（含疲勞設計等）；· 工業爐專業主要進行工業爐的設計。例如汽化爐、加熱爐、焚燒爐、余熱鍋爐等的傳熱計算和結構設計；· 動設備專業主要進行機泵和機械設備的設計和選型。例如泵、壓縮

40、機、鼓風機、攪拌機械、振動篩等。三. 容器、換熱器專業的主要設計內容3.1 基礎設計(初步設計)階段3.1.1 編制靜設備（非標設備）的工程設計規定，主要包括以下內容： a) 現場自然條件(含環境溫度、基本風壓、抗震設防烈度、設計地震分 組、雪載荷、場地土類型等）。 b) 設備設計采用的標準、規范和規程。 c) 編制材料的選擇原則 1). 材料類型按工藝條件確定，設備專業對其確認； 2). 根據本專業的標準（國家標準、行業標準）對工藝條件給出的推薦材料做詳細的規定。 3). 規定材料（板材、緞件、鋼管、緊固件等）應遵循的相關標準。d) 規定設備（靜設備）強度計算的方法和細則。e) 對結構設計、

41、標準件的選擇等作出規定。 f) 對容器制造、無損檢測、熱處理，腐蝕試驗等基本要求和應遵循的標準規范 作出規定。3.1.2 仔細閱讀工藝條件。3.1.3 根據工藝條件，對設備進行估重和繪制非標設備基礎條件表，并返給工藝專業。3.1.4 繪制主要設備的工程圖。 工程圖是用來向制造廠詢價或訂貨用的容器裝配圖或總圖。3.1.5 必要時，繪制設備的訂貨圖。 嚴格的說，訂貨圖是工程圖的訂貨版，其內容深度是使制造廠能夠提供報價、或訂貨后的及時備料、或進行技術準備等。訂貨圖常用于制造周期長的容器。3.1.6 編制設備專業基礎設計文件（包括設計說明，設備匯總表、設備設計數據表、設備簡圖和工程圖等）。3.2 詳細

42、設計(施工圖）階段3.2.1 施工圖設計階段的內容如下：1) 設備的強度和穩定計算、應力分析計算；2) 設備的結構設計；3) 繪（編）制設計技術文件。3.2.1 設計技術文件的內容如下：1） 計算書；對于進行應力分析和疲勞分析的容器還應提供詳細的應力分析報告和疲勞分析報告。 2) 設計圖樣（即施工圖） a) 裝配圖、部件圖和零件圖； b) 管口方位圖；c) 預焊件圖；d) 平臺和梯子圖（聯合平臺除外）等。3) 設計數據表和制造技術要求（或技術條件)。技術條件一般包括以下內容： a). 設備制造、檢驗及驗收應遵循的法規、標準、規范及有關規定。b). 規定設備所用材料的標準、供貨狀態、鋼板無損檢測

43、、鍛件級別、焊接材料等。 c). 焊接要求（焊接工藝評定、焊接規程等）。 d). 無損檢測要求，包括無損檢測的種類、檢測比例、合格級別； e). 熱處理要求； f). 壓力試驗和致密性試驗要求； g). 必要時，編寫設備安裝說明書； h). 必要時，對須分片或分段交貨現場組焊的大型設備，提出相應的技術 要求； i). 晶間腐蝕試驗的要求等。 3.3 對壓力容器設計的基本要求 1) 滿足使用要求； 2) 安全可靠性；確保設備的安全使用的基本要求包括有設備的強度、剛度、穩定性、密封性和耐腐蝕性。 3) 經濟合理。 四. 設備專業與工藝等專業之間的(往返)條件內容4.1 工藝系統專業向設備專業提出靜

44、設備的設計任務書 即設計條件（或稱設計數據表或設計規格書）。為了使設備設計人員根據設計條件做出滿足工藝要求、標準規范、安全、經濟合理的設計，一般來說，一份完整的設計條件應包括下列各方面的內容： 4.1.1 容器標識(1) 名稱，位號和臺數；(2) 所在裝置或工段名稱或代號。4.1.2 設備的結構形狀(1) 外形圖；(2) 公稱尺寸：直徑、長度或容積或換熱面積；(3) 結構形式：截面形狀、內部構件、立式或臥式等；(4) 支承方式，支座位置，必要時包括基礎條件；(5) 保溫層（厚度、材料和密度）、隔熱、耐腐蝕襯里、填料、催化劑等。4.1.3 物料介質的性質(1) 相態（液、氣或氣液混相）；(2)

45、密度，必要的熱力學性質；(3) 進出口介質溫度；(4) 介質中腐蝕性的介質濃度；(5) 介質的易燃、毒性等危險情況的說明。4.1.4 管口表及其示意圖，管架預焊件條件(1) 公稱壓力和規格尺寸；(2) 管法蘭標準和密封密封面型式；(3) 數量和用途；(4) 位置：標高和方位（即管口方位圖）； (5) 管架預焊件（板或支架）結構和方位。4.1.5 管口方位條件圖（后期）4.1.6 設備梯子、平臺條件圖（后期）4.1.7 操作條件(1) 工作壓力。與工作溫度同時對應存在的工作壓力（預期正常使用的最大工作壓力）。(2) 工作溫度。 在我們的設計數據表中的工作溫度多為正常穩定操作過程中的介質溫度。(3

46、) 在正常穩定操作過程中，在同一工作壓力條件下，容器的不同區域可能同時存在不同的工作溫度組合，此時，工藝專業應在設計條件中予以說明。(4) 在非正常操作條件下，如開停車，吹掃、催化劑再生、操作失控或事故等條件下，應給出影響容器結構和材料選擇的各種壓力與溫度的組合操作條件。(5) 循環操作條件下的數據（如果有的話）,如循環次數（壓力或溫度波動）、周期等參數。4.1.8 設計壓力和設計溫度表1確定設計壓力的原則類 型原 則內壓容器無安全泄放裝置不低于1.01.1倍工作壓力裝有安全閥 不低于（等于或稍大于） 安全閥的開啟壓力 （安全閥開啟壓力取1.051.10倍工作壓力）裝有爆破片不低于爆破片設計爆

47、破壓力加制造范圍上限出口管線上裝有安全閥不低于安全閥的開啟壓力加上流體從容器流至安全閥處的壓力降 容器位于泵進口側，且無安全泄放裝置時不低于1.01.1倍工作壓力，且以0.1MPa外壓進行校核 容器位于泵出口側，且無安全泄放裝置時不低于下面三者中最大值：（1）泵的正常入口壓力加1.2倍泵的正常工作揚程；（2）泵的最大入口壓力加泵的正常工作揚程；（3）泵的正常入口壓力加關閉揚程（即泵出口全關閉時的揚程） 容器位于壓縮機進口側，且無安全泄放裝置時不低于1.01.1倍工作壓力，且以0.1MPa外壓進行校核 容器位于壓縮機出口側，且無安全泄放裝置時不低于壓縮機出口壓力 工作壓力小于0.1MPa的內壓塔器不低于0.1MPa真 空 塔 器設計壓力一律取為0.1MPa。類 型原 則內壓塔器無安全泄放裝置不低于1.01.10倍工作壓力裝有安全閥不低于（等于或稍大于） 安全閥開啟壓力 （安全閥開啟壓力取1.051.10倍工作壓力）。裝有爆破片不低于爆破片設計爆破壓力加制造范圍上限。出口管線上裝有安全閥不低于安全閥的開啟