低溫壓力容器

及管道系統

在用檢驗合肥通用所壓力容器檢驗站袁榕10/19/20231概況低溫技術是19世紀末在液態空氣工業上開展起來的，隨著科學技術的進步，低溫技術在近30年中得到了迅速開展和廣泛應用。低溫壓力容器和管道系統是低溫工業過程的關鍵設備。碳鋼和低合金鋼制低溫壓力容器的特點是容易產生低溫脆性破壞。低溫脆斷是在沒有預兆的情況下突然發生的，危害性很大，因此在選材、試驗方法和制造等方面均要采取措施，防止低溫脆斷事故發生。鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、銅及銅合金、鎳及鎳合金和奧氏體不銹鋼等制低溫壓力容器那么沒有低溫脆斷的情況。對于深低溫條件下運行的容器，應有良好的低溫絕熱結構和密封結構。表1常見的低溫工業過程過程種類溫度條件℃過程種類溫度條件℃石油精煉過程丙烷脫臘－40工具鋼的低溫處理－90血漿的冷凍干燥－40天然氣的液化－160青霉素的冷凍干燥－40～－90煉焦油煤氣分離乙烯－190氯氣的液化－50液態空氣的制作－190石油精煉過程o2脫臘－60由天然氣萃取氦氣－200一氧化二氮的精制－9010/19/20232低溫壓力容器的低溫界限1、按常規設計的壓力容器標準多采用經驗的總結，包括失效、破壞的經驗總結。所以各國根據各自的使用經驗，人為劃分低溫界線。我國壓力容器標準多年來習慣把小于或等于-20℃作為低溫界線。實踐說明這樣劃分具有足夠的平安性。目前世界各國按常規設計的壓力容器標準，對低溫壓力容器劃分的溫度界限各不相同，如表2所示。2、按應力分析法設計的壓力容器標準要求容器在整個使用〔包括制造〕過程中，無論在常溫或低溫下使用，都應具有一致的韌性要求，以防止在各個使用環節上發生脆性斷裂。因此，按應力分析法進行設計的壓力容器標準，如ASMEⅧ-2，中國的JB4732都不劃分低溫與常溫的溫度界限。國家美國日本德國法國英國規范名稱ASMEⅧ-1JISB8270AD規范非直接火受壓設備設計規范BS5500低溫界線＜－30℃＜－10℃＜－10℃≤－20℃＜0℃

表2各國按常規設計鋼制容器標準的低溫界線10/19/20233低溫壓力容器和管道典型結構⑴

⑴液氧、液氮和液氬壓力容器

圖115L杜瓦容器1蓋2內頸管3內膽4外殼5拉手6支承墊7鋁殼8吸附劑9彈簧10抽氣管11抽氣管護罩10/19/20234低溫壓力容器和管道典型結構⑵

⑴液氧、液氮和液氬壓力容器

圖2CF-100000液氧儲槽1、儀表箱；2、液氧蒸發器；3、抽真空管；4、蓋板10/19/20235低溫壓力容器和管道典型結構⑶

⑴液氧、液氮和液氬壓力容器

圖3WYN-180型運輸用低溫容器1、真空封口；2、支承；3、輸液管；4、定點液位計；5、引線管；6、擋板；7、外殼；8、吸附劑；9、平安閥；10、增壓系統；11、壓差液位計；12、蓋板；13、儀表板、14、內膽；15、增壓管。10/19/20236低溫壓力容器和管道典型結構⑷

⑴液氧、液氮和液氬壓力容器

圖438M3鐵路液氧槽車1、外殼體；2、內容器；3、吊桿；4、排液閥；5、排液管。10/19/20237低溫壓力容器和管道典型結構⑸

⑵液氫和液氦壓力容器

圖5液氮保護的液氫容器1液氮注入和排除2液氫閥3液氫注入和排除4輻射屏5聚四氟乙烯緩沖塊6疊片絕熱支承7氮排氣管8氫排氣管9氫安全閥10氮安全閥10/19/20238低溫壓力容器和管道典型結構⑹

⑵液氫和液氦壓力容器

圖6100L多屏絕熱液氦容器

1抽氣鉛管2鉛管護罩3頸管4銅翅片5多層絕熱6外殼7傳導屏8內膽9加強圈10支承短管11吸附腔12吊鉤13不銹鋼絲繩14底座10/19/20239低溫壓力容器和管道典型結構⑺

⑶液化天然氣儲存容器圖7東京煤氣公司130000M3地下液化天然氣儲罐

10/19/202310低溫壓力容器和管道典型結構⑻

⑷低溫液體輸送壓力管道及設備圖8低溫閥門1、擺動桿；2、可拆卸的罩；3、閥。10/19/202311低溫壓力容器的結構材料

低溫壓力容器內膽常采用奧氏體不銹鋼、鋁合金、銅合金〔鈦〕；液化天然氣的內膽也可用9%Ni鎳鋼和鎳合金；液氟容器內膽多用蒙乃爾合金或不銹鋼。低溫壓力容器外殼常用碳鋼〔如Q235、16MnR等〕。內膽與外殼連接管道和構件常用奧氏體不銹鋼、蒙乃爾合金。低溫液體名稱化學符號沸點（℃）采用的金屬材料容器結構硫化氫H2S－60.33.5Ni鋼06MnNb鋼雙壁二氧化碳CO2－78.4乙炔C2H2－84.02乙烷C2H6－88.63乙烯C2H4－103.715.5Ni鋼、9Ni鋼鋁合金36%Ni鋼氪Kr－153.36甲烷CH4－161.45氧O2－182.939Ni鋼、銅鋁合金0Cr18Ni9Ti20Mn23Al真空型絕熱氬r－185.86氟F2－188.12氮N2－195.8氖Ne－246.06鋁合金、銅銅、0Cr18Ni9Ti15Mn26Al4真空型絕熱重氫D2－249.49氫H2－252.77氦He－268.9310/19/202312低溫鋼制壓力容器〔標準〕國內：1GB150-1998?鋼制壓力容器?；2?壓力容器平安技術監察規程?；3JB4732?鋼制壓力容器分析設計標準?。國外：1美國ASME鍋爐壓力容器標準Ⅷ-1、Ⅷ-2；2英國BS5500-1997?非直接受火熔焊壓力容器標準?；3德國AD?壓力容器標準?；4日本JISB8270-1993?壓力容器根底標準?；5日本JISB8240-1993?制冷用壓力容器結構?；6法國CODAP-1995?壓力容器構造?。10/19/202313低溫鋼制壓力容器19世紀末以來，在嚴寒地帶的鐵軌、橋梁和結構件曾發生一系列低溫脆性斷裂事故。本世紀40年代以來，許多壓力容器、管道、化工設備及大型結構等焊接結構，屢次發生低應力脆斷，造成了巨大的損失。低應力脆斷具有以下特點：1、斷裂時容器名義應力低于材料的屈服強度，在斷裂之前沒有或者只有局部極小的塑性變形；2、裂紋擴展速率大；3、低應力脆斷多屬解理斷裂或準解理斷裂〔穿晶斷裂〕，及脆性斷裂〔沿晶斷裂〕，斷口有晶粒狀特點，光亮和平滑；4、低應力脆斷往往發生在有缺口或裂紋的容器上，并以筒體自身存在的各種工藝缺陷及雜質作為裂紋源；5、斷裂一般發生在較低溫度，此時材料的韌性很差。通過對金屬斷裂機理進行分析，發現金屬的低溫韌性，即缺口尖端處的金屬微觀塑性變形能力是決定壓力容器抵抗應力脆斷破壞的能力。10/19/202314低溫鋼容器-影響低溫韌性因素

1、晶體結構因素：體心立方結構的鐵素體鋼脆性轉變溫度較高，脆性斷裂傾向較大；面心立方結構金屬如銅、鋁、鎳和奧氏體鋼那么沒有這種溫度效應，即不產生低應力脆斷。2、化學成分的影響：對低溫壓力容器而言，增加含碳量將增大材料的脆性，提高脆性轉變溫度，低溫用鋼含碳量不超過0.2%。錳、鎳改善鋼材低溫韌性，少量V、Ti、Nb、Al彌散析出碳化物和氮化物，進行沉淀強化改善鋼材低溫韌性。3、晶粒度的影響：晶粒尺寸是影響鋼低應力脆斷重要因素。細晶粒使金屬有較高斷裂強度，且使脆性轉變溫度降低。4、夾雜物的影響：磷易產生晶界偏析，鋼中的氧以各種氧化物的形式在晶界析出，顯著提高鋼的脆性轉變溫度，導致低應力脆斷。5、熱處理和顯微組織影響：對鋼的低應力脆斷有很大影響。調質處理可以改善鋼材低溫韌性，但回火溫度不應過高；正火處理用得最多；退火處理組織粗大，一般不采用。6、冷變形的影響：冷變形使鋼的韌性降低，應變時效使低溫韌性惡化，脆性轉變溫度升高。7、應力狀態的影響：焊接接頭中有裂紋存在又具有剩余應力時，低應力脆斷性質更為明顯。10/19/202315低溫壓力容器用鋼的韌性要求

大局部國家將低溫容器設計重點放在選材上，并在制造、結構上加以某些限制。早期的ASME標準，對于低碳鋼及某些低合金鋼制成的容器，在低溫工作時要求其材料的夏比〔V形缺口〕沖擊試驗沖擊功不小于20J。該規定是建立在大量的破壞事故及其材料試驗根底上的，對當時標準所推薦鋼板的大量夏比〔V形缺口〕沖擊試驗結構中，發現起裂型鋼板的最大沖擊功約為14J，傳裂型鋼板最大沖擊功不超過18J，大于27J的均屬于止裂型?；诋敃r的研究結果，將V形缺口〕沖擊試驗沖擊功AKV=20J作為材料在其最低使用溫度下的韌性考核指標。到了1953年，由于使用了較高強度的鋼種，其臨界轉變溫度基點轉移到AKV沖擊功曲線的較高位置上去了，20J的AKV沖擊功指標并不能防止脆斷的發生。因而對高強度鋼而言，不同的鋼種應分別對指標進行校正〔或附加側向膨脹量≥0.38mm)。目前國外容器標準采用20J作為低碳鋼在最低工作溫度或設計溫度下鋼材缺口韌性唯一判據的有：美國ASMEⅧ-1及Ⅷ-2，法國標準等。AD標準W10采用DVM試樣的沖擊功作為判據，即在設計溫度下的DVM試樣沖擊功韌性為橫向35J/cm2，此值相當于采用V形缺口夏比試樣，在設計溫度提高10℃的試驗溫度下到達縱向27J。一般認為在采用相同試樣型式的前提下，縱橫向的沖擊功之比大約為1∶0.7。GB150參考采用了ASMEⅧ-1的有關規定，以20J作為低碳鋼強度級別的鋼材的驗收判據。對鋼板來講國內要求橫向取樣，其沖擊功要求并不低于國外規那么對鋼材的韌性要求。10/19/202316鋼材低溫韌性的評定方法自40年代鋼結構的脆性斷裂引起人們重視以來，各國對鋼材低溫韌性的評定方法以及評定指標進行了廣泛的研究及試驗。其中與壓力容器關系較為密切的試驗方法有以下幾種：低溫沖擊韌性試驗〔V形缺口、U形缺口、DVM試樣〕；落錘試驗；全厚度的大型試驗〔寬板試驗、雙重拉伸試驗、ESSO試驗〕；斷裂力學試驗〔平面應變斷裂韌性KIC及裂紋尖端張開位移COD法〕。其中以低溫夏比〔V形缺口〕沖擊試驗應用最為廣泛，低溫壓力容器用鋼的沖擊試驗溫度應低于或等于殼體或主要受壓元件的最低設計溫度。并以在沖擊試驗中對應的一定的吸收功AKV〔J〕或一定的斷口纖維百分率的溫度，即脆性轉變溫度〔50%FATT〕來評定材料的低溫韌性。1、美國ASME標準Ⅷ-1、Ⅷ-2；日本JIS8243；德國AD?壓力容器標準?；法國CODAP-1995?壓力容器構造?以〔V形缺口〕沖擊試驗為依據。2、英國BS5500-1997?非直接受火熔焊壓力容器標準?以寬板試驗為根底，以〔V形缺口〕沖擊試驗為工程評定方法；3、日本WES3003?低溫結構用鋼板評定基準?及JISB8250?壓力容器構造-另一標準?以溫度梯度型雙重拉伸試驗，以ESSO試驗為根底，以缺口沖擊試驗作為工程評定方法。4、美國ASME標準Ⅲ?核動力裝置設備?是國外唯一的以斷裂力學理論為根底的標準，采用缺口沖擊試驗及落錘試驗作為工程的評定方法。10/19/202317低溫壓力容器用鋼板和鍛件

一、國內、外常用的低溫用鋼主要采用低溫鋁鎮靜鋼和鎳系低溫鋼1、低溫鋁鎮靜鋼：16MnDR、09Mn2VDR、09MnTiCuRe、06MnVAl、06AlNbCuN2、鎳系低溫鋼〔廣泛用于液氧儲罐,強度高,具有良好的低溫韌性。〕①0.5～2.25%Ni：〔-70℃〕；(2.5Ni,-60℃，AKV≥47J)；②3.5%Ni：(-100℃，AKV≥47J)③5%Ni：〔–120～－170℃〕④9%Ni(-170℃，AKV≥47J)；3、鎳合金〔鎳含量30%～99%的合金〕鎳基合金〔鎳含量大于或等于50%的合金〕鎳銅合金〔蒙乃爾〕、鎳鉻鐵合金〔因康鎳合金、INCONEL〕、鎳鉬合金〔哈氏合金〕。4、奧氏體不銹鋼：1Cr18Ni9(-196℃〔AKV≥47J)〕～700℃〕10/19/202318低溫壓力容器用鋼板和鍛件

二、低溫壓力容器用鋼板〔GB150?鋼制壓力容器?、GB3531?低溫用壓力容器鋼板?。16MnDR(-40℃，AKV≥24J)；15MnNiDR(-45℃，AKV≥27J)；09Mn2VDR(-40℃，AKV≥27J)；09MnNiDR(-40℃，AKV≥27J)；07MnNiCrMoVDR(-40℃，AKV≥47J)。三、低溫壓力容器用鋼鍛件JB4727-200009Mn2VD(-50℃，AKV≥27J)；20MnMoD(-30℃，AKV≥27J)；08MnNiMoVD(-40℃，AKV≥47J)；10Ni3MoD(-50℃，AKV≥47J)；16MnD(-40℃，AKV≥20J)；09MnNiD(-70℃，AKV≥27J)。10/19/202319防止低應力脆斷的設計原那么目前所有的容器標準對低溫壓力容器的設計，是根據室溫抗拉強度或屈服強度所決定的許用應力進行設計。該方法能有效地防止發生大塑性變形的破壞。如何確定需要的韌性水平，應根據采用何種原那么決定。第一種原那么：允許存在一定的缺陷，但應能防止開裂。在焊接部位一般來說存在缺陷較多且韌性較差。而斷裂總是從缺陷和韌性較差的地方開始的。因此采用這一原那么時必須測定熱影響區和熔合線的性能。要求韌性最差的地方能承受外載荷所產生的應變。第二種原那么：允許有缺陷存在并有可能自韌性較差的焊接區開裂，主要靠母材來防止裂紋擴展而防止產生斷裂事故。由于焊接接頭金屬、熔合線和熱影響區的韌性較母材差，所以裂紋往往沿著焊接接頭區而擴展，因而用這種方法來防止脆斷并不可靠。第三種原那么：允許自缺陷處發生開裂，而容器的各個部位均能止裂。它存在二個缺點。①、采用這種防止脆斷方法時要選用韌性非常好的材料，這意味著材料本錢費非常高昂；②、作為一個絕對平安準那么的有效性是和結構類型有關的。對帶缺陷容器的爆破試驗結果說明，在完全液壓狀態下止裂較容易，在氣壓或帶有局部氣體的液壓情況下，由于系統中儲藏的能量較大，止裂較困難或須設計專門的止裂結構。而對于石油化工及制冷空分行業的低溫壓力容器來說，其內部介質往往是氣相、氣液二相，因此不能用止裂原那么來防止低溫力脆斷。由此可見，對于低溫壓力容器最適當的防止脆斷的方法是第一種原那么即防止開裂原那么。目前世界各國的壓力容器標準都采用這一原那么。10/19/202320低溫低應力工況⑴1、1972年德國AD標準首先在低溫容器中，把使用溫度和應力水平聯系在一起綜合考慮。試驗說明如焊接構件在使用前，先在高于材料無塑性轉變溫度下進行超載試驗，只要這個預加的試驗載荷與操作時應力是同種類型和同樣方向，那么脆性斷裂就不會在低于預加的試驗載荷下發生。因此水壓試驗為焊態容器在低應力工況下防止脆性開裂提供保證。2、在制冷和空分設備中，Q235-A·F曾用于-196℃的制氧蓄冷器，鑄鐵設備也成功地應用于低溫場合。從制冷劑溫度與飽和蒸氣壓關系可知，采用標準沸騰溫度大于-50℃的制冷劑的制冷壓力容器，設計壓力與低溫下的工作壓力的比值都在6以上。當容器的工作壓力由介質的飽和蒸汽壓決定，且殼體的一次總體薄膜應力僅考慮由內壓引起，在低溫工況下，其應力水平是相當低的。3、日本焊接學會證實外加應力對最低使用溫度有影響，一般許用應力由σS//2降到σS//6，使用溫度可降低30℃左右。4、AD標準把應力分為三類。一類按常溫的設計應力，二類按常溫設計許用應力的75%或50%，三類按常溫設計許用應力的25%。如以DIN17100Ⅰ組鋼為例，在一類應力范圍的許用工作溫度為-10℃，二類應力水平的許用溫度為-60℃，三類應力范圍的許用工作溫度為-85℃。見表4。10/19/202321低溫低應力工況⑵

GB150對“低溫低應力工況〞作了定義，系指在低溫操作條件下，其環向應力≤鋼材標準常溫屈服點的六分之一，且＜50MPa時的工況。在“低溫低應力工況〞，假設設計溫度加上50℃后高于-20℃，那么不必遵循低溫壓力容器的有關規定；假設設計溫度調整后低于或等于-20℃時，按調整后的設計溫度執行低溫壓力容器的有關規定。沖擊試驗溫度也≤調整后的設計溫度。“低溫低應力工況〞不適用于鋼材標準抗拉強度下限值大于540MPa的低溫容器。10/19/202322低溫低應力工況⑶隨著斷裂力學不斷開展和低溫壓力容器應用范圍日益擴大，世界各國容器的標準或標準中都規定了低應力工況下低溫壓力容器特殊處理方法。規范名稱低應力的定義要求美國ASME鍋爐壓力容器規范Ⅷ-1低溫下的工作壓力低于設計壓力的40%母材與焊接接頭不作沖擊試驗，可按常溫容器考慮。法國CODAP-1995《非直接火壓力容器規范》低溫下的工作壓力低于水壓試驗壓力的25%材料的沖擊試驗溫度可比工作溫度提高75℃英國BS5500-1997《非直接受火熔焊壓力容器規范》σ≤2/3［σ］設計溫度比正常應力水平容器設計溫度低10℃σ≤50MPa設計溫度比正常應力水平容器設計溫度低50℃德國AD壓力容器規范σ≤3/4［σ］設計溫度比正常設計低50℃，＞10mm，熱處理σ≤1/2［σ］設計溫度比正常設計低50℃，＞10mm，熱處理σ≤1/4［σ］設計溫度比正常設計情況低70～80℃日本JISB8240-93《制冷用壓力容器結構》低溫下的工作壓力低于設計壓力的40%對SMSPV24、32可比正常Y應力情況降低使用溫度30～50℃10/19/202323低溫鋼制壓力容器的監檢要點⑴1.低溫鋼材牌號選用低溫壓力容器用鋼按韌性到達的最低使用溫度來分類。圖紙和設計資料審查時應注意：所用鋼材〔板材、管材、鍛件及其它受壓元件材料〕牌號是否是低溫用鋼，所用溫度范圍是否符合標準規定。2.鋼材發放和標記移植低溫壓力容器材料用錯將產生重大隱患。因此，鋼材發放必須嚴格執行有關管理規定。材料監檢抽查要特別注意材料質保書和領料單內容的審查，現場巡檢應重點檢查標記移植情況。材料的標記應采用油漆，不得打鋼印。3、低溫鋼材的沖擊試驗和韌性要求低溫壓力容器及其受壓元件所采用的鋼材，必須進行低溫夏比V形缺口沖擊試驗。試驗細節及要求如下：試驗方法：鋼材的沖擊試驗方法，應符合GB4159?金屬低溫夏比沖擊試驗方法?的有關規定。沖擊試樣為GB2106?金屬夏比V形缺口沖擊試驗方法?規定的10mm×10mm×55mm標準試樣。假設無法制備標準試樣時，也可采用7.5mm×10mm×55mm、5mm×10mm×55mm的小尺寸試樣，小尺寸試樣的缺口寬度一般應小于鋼材名義厚度的80%。試樣的缺口應沿厚度方向〔棒材沿徑向〕切取，并以三個試樣為一組。10/19/202324低溫鋼制壓力容器的監檢要點⑵4、試驗溫度低溫壓力容器用鋼的沖擊試驗溫度須低于或等于容器或其受壓元件的設計溫度。當容器或其受壓元件使用在“低溫低應力工況〞時，鋼材的沖擊試驗溫度須低于或等于調整后的設計溫度。5、沖擊功指標鋼材試驗溫度下的沖擊功指標，按鋼材標準規定的最低抗拉強度確定，具體要求須滿足表15.1-1的規定。小試樣的沖擊功指標根據試樣寬度按比率縮減。表低溫夏比〔V形缺口〕沖擊試驗最低沖擊功規定值鋼材標準的最低抗拉強度σbMPa三個試樣的沖擊功平均值Akv，J10mm×10mm×55mm≤45018＞450~51520＞515~65027奧氏體焊接接頭區31注：1.試驗溫度下三個試樣的沖擊功平均值不得低于表4-5的規定；其中單個試樣的沖擊功可小于平均值，但不得小于平均值的70%。2.抗拉強度大于650MPa的螺栓等鋼材的沖擊功值按抗拉強度等于650MPa的要求，但40CrNiMo的低溫沖擊功應不小于31J〔三個試樣平均值〕。10/19/202325低溫鋼制壓力容器的監檢要點⑶6、免做低溫夏比〔V形缺口〕沖擊試驗的規定低溫壓力容器用鋼假設符合以下條件之一者可免做低溫夏比〔V形缺口〕沖擊試驗?！?〕因鋼材的尺寸限制，無法制備5mm×10mm×55mm沖擊試樣者，且設計溫度不低于－45℃者；〔2〕在GB150所列的低碳鋼和碳錳鋼鋼管，因鋼管尺寸限制，無法制備5mm×10mm×55mm沖擊試樣，且設計溫度不低于表15.1-2；〔3〕螺母用鋼；〔4〕在“低溫低應力工況〞下使用的容器或受壓元件所用鋼材；〔5〕含碳量≤0.10%的標準鉻鎳奧氏體不銹鋼，設計溫度高于或等于－196℃者。鋼管名義厚度mm最終設計溫度，℃焊后狀態使用焊后熱處理狀態使用10－15－308－20－356－25－404－40－552－55－5510/19/202326低溫鋼制壓力容器的監檢要點⑷1、焊接材料的選用原那么低溫壓力容器用鋼焊接材料選擇必須保證焊接接頭含有的有害雜質硫、磷、氧、氮最少，尤其是含Ni鋼應嚴格限制雜質含量，因為雜質含量增加，會明顯降低焊接接頭的韌性。與低溫受壓元件焊接的非受壓附件焊接接頭，當承載較大時，應按受壓元件焊接接頭同樣要求；當承載較小時，可按焊接性要求選用相應的焊接材料。低溫壓力容器受壓元件或受壓元件與非受壓元件焊接用手工電弧焊焊條應選用GB5117?碳鋼焊條?和GB5118?低合金焊條?低氫堿性焊條。埋弧焊劑應選用堿性或中性焊劑。2、產品焊接試板鐵素體鋼產品焊接試板的低溫沖擊試驗規定如下：鐵素體鋼之間的焊接一般應采用鐵素體型焊接材料〔9%Ni鋼除外〕。焊接接頭的低溫沖擊試驗溫度以及焊接接頭金屬、熔合線、熱影響區低溫沖擊功要求應符合圖樣或相關技術文件規定，且不得小于27J。10/19/202327低溫壓力容器的監檢要點⑸3、鐵素體鋼之間的異種鋼焊接用焊接材料一般按韌性要求較高側的母材選用。焊接接頭金屬的沖擊試驗溫度應不高于兩側母材中的較低者。異種鋼焊接工藝評定和產品焊接試板熱處理狀態應與容器使用狀態相同。性能符合以下要求：①、焊接接頭拉伸和彎曲試驗要求符合兩側母材中的較低要求；②、低溫沖擊功要求應符合圖樣或相關技術文件規定，且不得小于27J。4.奧氏體鋼的焊接材料選用本卷須知⑴奧氏體鋼之間的焊接材料選用應符合以下要求：①、焊接接頭金屬含碳量≤0.10%；②、焊接接頭金屬的化學成分應符合GB983?不銹鋼焊條?中E0-19-10、E00-19-10、E00-23-13和GB4233?惰性氣體保護焊接用不銹鋼棒及鋼絲?、GB4242?焊接用不銹鋼鋼絲?中H0Cr21Ni10、H00Cr21Ni10、H0Cr26Ni21的要求；③、設計溫度低于－100℃時，應按JB4708?鋼制壓力容器焊接工藝評定?進行焊接接頭低溫夏比〔V形缺口〕沖擊試驗，并符合標準中表4-5要求。10/19/202328低溫壓力容器的監檢要點⑹⑵鐵素體鋼與奧氏體鋼之間焊接的有關本卷須知鐵素體鋼與奧氏體鋼之間異種鋼焊接，一般應選用Cr23Ni13或Cr26Ni21型高鉻鎳或鎳基焊接材料，焊后原那么上不再進行消除應力熱處理。異種鋼焊接應符合以下要求：①接頭抗拉強度不低于兩側母材最低抗拉強度較小值；②鐵素體鋼側的熔合線和熱影響區的沖擊功應按鐵素體鋼的抗拉強度要求；③接頭應作側彎試驗，試驗方法按GB150確定。5、現場焊接質量監檢控制要點低溫壓力容器的現場焊接必須嚴格按照評定合格的焊接工藝施焊。焊接線能量增大會導致焊縫及熱影響區的韌性下降。因此要最大限度地減小過熱，采用小的焊接線能量。焊接線能量的監督可通過控制電流、電壓、焊接速度、以及規定每根焊條的焊接長度等方法進行。在多道焊時，應盡可能降低焊道間的溫度〔層間溫度〕，即盡可能不要連續施焊?？焖俣嗟篮赣欣诰Я＜毣岣吆缚p的韌性。10/19/202329低溫壓力容器的監檢要點⑺低溫容器結構應盡可能地限制峰值應力及各種局部應力：1、結構盡可能簡單，減少焊接件的約束；2、防止產生過大的溫度梯度；3、盡量防止結構形狀的突然變化，以減少局部高應力；焊縫不允許存在咬邊，所有咬邊必須打磨消除。4、焊接時不應使用不連續焊或筒節組對時用點焊連接；5、容器支座或支腿需設置墊板，不得直接焊在殼體上。具體做法包括：各幾何形狀不連續的連接元件之間應有足夠大的過渡圓弧半徑；厚薄不一致的連接件之間應有足夠斜度的削薄過渡；盡可能使各構件在外載荷作用下可以自由變形，不受約束；各支座和容器受壓元件的接觸處應設置墊板，使局部載荷盡可能均勻地作用在各受壓元件上；在加熱或冷卻物料的進出口處，應盡量使流體和受壓元件均勻接觸；優先采用厚壁管補強或整體鍛件補強結構而盡量少用補強圈結構；圓筒或封頭上的開孔盡可能在徑向開孔；盡可能采用整體法蘭；各類焊接接頭盡可能采用全熔透結構。10/19/202330鋁合金制壓力容器⑴鋁在地殼外層16Km范圍內約占有7.5%,儲量不僅比鐵(4.7%)多，而且比其他有色金屬的總和還多。鋁合金主要用作耐腐蝕容器、防鐵污染容器及低溫壓力容器。鋁是面心立方晶格，沒有其他同素異構體，低溫下不存在象鐵素體鋼那樣的脆性轉變。鋁合金主要用于制作耐腐蝕、防鐵污染和低溫容器。我國已經設計、制造和使用了大量的鋁合金容器。技術上取得一定經驗。我國在發布JB741-80?鋼制焊接壓力容器技術條件?之前就制訂了JB1580-75?鋁制焊接容器技術條件?，但只包括了制造、檢驗方面的內容，沒有包括設計、材料方面的內容。90和99版?容規?均包括了鋁合金容器有關平安技術的內容。JB/T4734-2002?鋁制焊接容器?是國內第一個內容完整〔包括設計、選材、制造和檢驗〕的鋁制壓力容器標準。包括了壓力容器和常壓容器。也包含了全鋁和襯鋁兩種焊制容器。設計壓力≤8MPa，使用溫度下限為-269℃。10/19/202331鋁合金制壓力容器⑵國外標準：美國、日本、前蘇聯、德國、英國、法國等均有鋁制壓力容器的標準。其中德國、英國、法國除鋁制壓力容器外，沒有列入其他有色金屬的標準。①、美國ASME鍋爐壓力容器標準；②、英國BS5500?非直接受火熔焊壓力容器標準?AA章；③、德國AD壓力容器標準；④、日本JISB8270-1993?壓力容器根底標準?；⑤、日本JISB8240-1993?制冷用壓力容器結構?；⑥、法國CODAP-1995?非直接火壓力容器標準?M13節等；⑦、前蘇聯гост26158?有色金屬容器和構件強度計算方法的一般要求?。國內標準：①、GB151?管殼式換熱器?；②、JB/T2549?鋁制空氣別離設備制造技術標準?；③、GB11640?鋁合金無縫氣瓶?；④、HGJ29-1990?鋁襯里設備?；⑤、GB10479-89?鋁制鐵道罐車技術條件?。⑥、JB/T4734-2002?鋁制焊接容器?10/19/202332鋁合金制壓力容器應用特點

⑴鋁在一些氧化性介質中有良好的耐蝕性，在高溫濃硝酸中，純鋁的耐蝕性優于不銹鋼。鋁容器的應用之一是耐腐蝕。⑵對腐蝕產物含鐵會污染物料的工藝流程，鋼不能滿足要求。鋁有較好的抗腐蝕性，而且可以防鐵污染。鋁容器的應用之二是防鐵污染。⑶鋁是面心立方晶格，沒有其他同素異構體。低溫下不存在脆性轉變。鋁容器的應用之三是低溫容器。⑷在各種金屬容器中，鋁容器是強度和剛度最低的容器，是相對重量最輕的容器，也是允許使用溫度最低的容器。10/19/202333鋁合金制壓力容器用材特點

⑴GB/T3190-1996?變形鋁及鋁合金化學成分?中有143個牌號，容器用鋁只取用局部牌號，主要為鋁鎂合金和鋁錳合金。按照德、法兩國對鋁材的要求，容器用鋁根本上選用伸長率〔橫向〕不低于14%的變形鋁。⑵為了得到好的塑性，純鋁、鋁錳合金和鋁鎂合金的變形鋁材都只在退火狀態或熱作狀態使用，不采用冷作狀態。熱作狀態鋁的焊接接頭，焊接熱對熱影響區有退火作用，因而其許用應力取退火狀態鋁材的許用應力。只有鋁鎂硅合金和鋁銅合金采用固溶時效狀態，以保證其高強度。⑶鎂在鋁中的極限溶解度為14.9%，但室溫溶解度僅為0.34%，鎂含量較高時，會鋁鎂合金在某些介質中產生應力腐蝕敏感性，只有在65℃以下使用才不會產生應力腐蝕，因此含鎂量超過了3%的鋁鎂合金規定設計溫度不超過65℃。同時析出相過多也會降低沖擊韌性，因此含鎂量超過3%的鋁鎂合金及其焊接接頭應檢驗沖擊韌性。其他鋁和鋁容器，包括低溫鋁容器均不要求進行沖擊韌性檢驗。⑷鋁沒有同素異構體，純鋁、鋁錳合金、鋁鎂合金等不可能通過熱處理相變來提高強度，稱為不可熱處理強化鋁。鋁鎂硅合金可通過固溶時效析出Mg2Si強化相提高強度，鋁銅合金可通過固溶時效提高強度，稱為可熱處理強化鋁。⑸鋁和鋼可以爆炸復合，但國內尚沒有標準和標準產品，因此一般不用復合板制造容器。⑹我國尚無適用的鋁鍛件國標或行標，本標準只推薦一些鋁鍛件。10/19/202334鋁合金制壓力容器設計特點

⑴鋁材比普通鋼材稍貴，尤其是鋁的強度比鋼低得多，純鋁在較高溫度下比鋼的強度更低。因而容器常用襯鋁結構，由鋼層承載，襯鋁層起耐蝕與防止鐵污染的作用。⑵常溫下鋁的線膨脹系數為22.9×10-6/℃，而鐵素體鋼為11.7×10-6/℃，襯鋁容器設計中應考慮附加熱應力。⑶選用鋁材除應考慮耐均勻腐蝕性能外，還應考慮晶間腐蝕、點腐蝕、應力腐蝕等性能。⑷鋁和鋼不能熔焊，襯鋁層常用蓋板搭接焊結構，鋼件上也不能堆焊鋁。⑸鋁容器耐沖蝕性能不好，高速流體的沖擊和磨會破壞鋁外表的鈍化膜，對介質的流速應予以限制。腐蝕性介質的流速應低于1.5m/s，清水的流速應低于6m/s。⑹鋁很軟，用作螺栓容易咬死，鋁容器中應盡量使用鋼螺栓。鋁螺栓也應采用強度高的鋁。⑺在濃硝酸等介質中，鋁焊縫的耐蝕性比母材差得較多，采用無縫旋壓鋁筒可獲得較好的效果。10/19/202335鋁合金制容器的制造檢驗特點⑴鋁在高溫下易與空氣中的氧反響，鋁容器焊接時要有良好的保護。鋁容器的焊接主要采用氬弧焊。⑵鋁的熱導率和比熱容約為鐵素體鋼的兩倍多，鋁的熱導率那么是奧氏體不銹鋼的十幾倍，因而鋁的焊接應盡量采用能量集中、功率大的能源。⑶焊接時鋁熔池凝固時的體收縮率約為鋼的兩倍，因而鋁焊縫容易產生縮孔、縮松及熱裂紋。⑷鋁焊接熔池易吸收氫等氣體，焊縫易產生氣孔。熔池中進入氧化鋁易形成夾渣。焊前去除焊件與焊絲的氧化膜、水分、油污、有機物等對鋁的焊接很重要。⑸鋁焊接熔池金屬固態與液態沒有明顯的色澤差異，焊接對應注意掌握。⑹鋁容器焊后一般不要求熱處理。⑺鋁無磁性，外表無損檢測不能用磁性法，常用滲透法。10/19/202336鈦合金制壓力容器⑴鈦在地殼外層10英里范圍內約占有0.4%,儲量在金屬中僅次于鋁、鐵、鎂占第四位，世界海綿鈦的年產能力超過10萬噸。由于鈦合金優異的耐腐蝕性，在現代工業的應用也更為廣泛。鈦是面心立方晶格，沒有其他同素異構體，低溫下不存在脆性轉變。我國生產的鈦材約有75%用于制造容器和換熱器。自從1965年制造了第一臺在鈦合金容器以來，我國已經設計、制造和使用了數萬噸鈦合金容器。技術上取得一定經驗。在鈦材的設計、制造、檢驗、使用、維修等方面也制訂一系列專業標準。90和99版?容規?均包括了鈦合金容器有關平安技術的內容。GB151?管殼式換熱器?包括了鈦制管殼式換熱容器。GB16409?板式換熱器?包括了鈦制板式換熱容器。JB/T4745-2002?鈦制焊接容器?是國內第一個內容完整〔包括設計、選材、制造和檢驗〕的鈦制壓力容器標準。包括了壓力容器和常壓容器。包含了全鈦容器、襯鈦容器和復合板制容器。該標準的編制形式和GB150相似。鈦合金容器最低設計溫度可達-269℃。設計壓力≤35MPa。10/19/202337鈦合金制壓力容器⑵國外標準：美國、日本、前蘇聯、德國、英國、法國等均有鈦制壓力容器的標準。。①、美國ASME鍋爐壓力容器標準；②、英國CP3003?化工容器和設備的襯里?第九節；③、日本JISB8240?制冷用壓力容器結構?；④、法國CODAP?非直接火壓力容器標準?規定平安系數；⑤、俄OCT26-01-279?鈦制容器與設備，強度計算公式與方法?；俄РДРТМ26-01-114?鈦制容器與設備，靜載下開孔補強的計算公式與方法?；俄РДРТМ26-01-114?鈦合金АТ3制法蘭聯接的容器與設備強度與密封的計算方法?；俄РДРТМ26-01-133?鈦與鈦合金制容器與設備，考慮低周載荷時的強度計算公式與方法?；俄OCT26-Ⅱ-06?鈦與鈦合金制容器與設備，一般技術條件?。國內標準：①JB/T4745-2002?鈦制焊接容器?②、GB151?管殼式換熱器?；③、GB16409?板式換熱器?。10/19/202338鈦合金制壓力容器應用特點

⑴、鈦是面心立方晶格，沒有其他同素異構體。低溫下不存在脆性轉變，可在航空航天工業制造移動式低溫容器〔重量輕、高比強度〕。但由于價格昂貴，通常很少用于制造固定式低溫容器。⑵、在海水、鹽水等含氯介質中，碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和鋁合金耐蝕性比較差，約有50%的鈦容器用于抗含氯介質的腐蝕。⑶、鈦在發煙硝酸、干氯氣、甲醇、三氯乙烯、液態四氧化二氮、熔融金屬鹽、四氯化碳、尿吡啶、溴蒸汽等介質可能發生燃燒、爆炸或應力腐蝕，鈦容器對這些介質應回避或慎用。⑷、鈦在溫度超過500℃的純氧或1200℃的空氣中會發生燃燒，因此鈦容器不得在有純氧或空氣的情況下接觸明火。⑸、鈦材和鈦容器一般不要求考核沖擊韌性。10/19/202339鈦合金制壓力容器用材特點⑴、鈦的熔煉在真空條件下進行，要消耗大量的能量。單位重量鈦材的價格約為普通鋼材的50倍、不銹鋼材的8倍。因此鈦材應合理使用。⑵、奧氏體鋼、鋁和鈦均沒有明顯的屈服現象，奧氏體鋼代之于屈服強度σ0.2，鋁代之于規定非比例伸長應力σP0.2，以及鈦代之于規定剩余伸長應力σR0.2⑶、容器用鈦的決定性指標是塑性而不是強度。容器用鈦只有在退火狀態才具有最好的塑性，同時具有最低的屈強比、最好的耐腐蝕性和焊接性能。因此容器用鈦的材料供貨狀態均為退火狀態。10/19/202340鈦合金制壓力容器設計特點

⑴、鈦容器的抗拉強度平安系數nb不得低于3，屈服強度〔規定剩余伸長應力〕不得低于1.5。鈦的屈強比常為0.6～0.8。因此溫度不高時，均以抗拉強度的計算作為決定性因素。鈦的許用應力也以抗拉強度作為主要依據。⑵、鈦容器不需要考慮晶間腐蝕的檢驗問題。⑶、介質的流速如超過臨界流速，會破壞鈦材外表鈍化層，大大加劇腐蝕。設計時應注意介質流速不得超過臨界流速。通常在常溫海水中，鈦的臨界流速不超過20m/s。⑷、雖然標準規定鈦容器的設計溫度可達300℃，但隨溫度的上升，強度下降明顯〔比鋼明顯得多〕。當溫度為200℃時的抗拉強度僅為室溫的2/3，當溫度為300℃時，鈦材的抗拉強度僅為室溫的一半。設計時應全面衡量，確定設計方案。⑸、鈦與鋼的復合板制造的容器，在焊接接頭處復合層鈦和基層鋼不能熔焊成一體，復層和基層在焊接接頭處沒有連接強度，因此鈦復合板的復合層不能參加強度計算。10/19/202341鈦合金制容器的制造檢驗特點⑴、鈦比鋼、鋁、銅、鎳等的屈強比高，過量冷成形易開裂，成形量較大的工件宜采用熱成形。⑵、鈦在高溫下極易氧化，鈦容器的焊接主要采用真空或惰性氣體保護氬弧焊。⑶、鈦的彈性模量僅為鋼的一半，在同樣的焊接應力下，鈦的變形量也比鋼大一倍，焊接時應盡量減少焊接變形量。⑷、鈦容器的推薦消除應力退火處理溫度為：500～600℃，保溫15～60min，空冷。⑸、溫度不同，鈦外表氧化膜的顏色也不同。銀白色和金黃色為合格；藍色只能用于非重要部位，應去除藍色；紫色只可用于常壓容器，應去除紫色，去不掉應返修；灰色、暗灰色、灰白色和黃色粉狀物應為不合格。⑹、鐵污染會使鈦容器局部產生氫脆，鈦容器制造完畢可用試劑紙進行鐵污染檢驗〔鐵氰化鉀，呈藍色〕。10/19/202342銅制壓力容器銅制壓力容器是常用的有色金屬壓力容器之一，主要用于耐腐蝕容器、防鐵離子污染容器、換熱容器和低溫容器。美國、日本、俄羅斯、德國等都有銅制壓力容器標準，法國也在其壓力容器標準中確定了銅制壓力容器的平安系數等重要參數。99版?容規?對銅制壓力容器的平安技術做出明確規定，我國已有了較完整的銅材與銅焊接材料的標準體系，有個別設備〔如空分設備〕已制定相應銅產品的標準，國內銅制壓力容器的設計和制造已積累一定的經驗。目前全國鍋容標委會正在組織制定銅制壓力容器的根底行業標準－JB/T4755?銅制壓力容器?,標準的重點為材料和制造，由于銅制壓力容器的結構形式、強度計算與鋼相似，該局部內容均參照GB150。其焊接工藝評定和產品焊接試板局部均引用有關規定和標準只對銅材的特殊要求作出補充規定。該標準的制定將進一步提高銅制壓力容器的設計、制造和使用水平。該標準適用于設計壓力≤35MPa，設計溫度按銅材及其復合鋼板允許的使用溫度確定。通常使用溫度不低于－198℃時對銅材及焊接接頭沒有特殊要求，當使用溫度低于－198℃時應保證仍具有良好的拉伸斷后伸長率。10/19/202343鎳及鎳合金合金制壓力容器鎳及鎳合金制壓力容器主要用于耐腐蝕容器、防鐵離子污染容器、換熱容器和低溫容器。比不銹鋼及其它有色金屬制壓力容器，在強酸、強堿等強腐蝕性介質中有更好的耐蝕性，且具有更高的使用溫度，是一種重要的壓力容器類型。美國、日本、俄羅斯、法國等均已制定相應的鎳及鎳合金制壓力容器標準。99版?容規?對鎳及鎳合金制壓力容器的平安技術做出明確規定，80-90年代已形成較完整的鎳及鎳合金材料與焊接材料的標準體系和生產體系，國內鎳及鎳合金制壓力容器的設計和制造已積累一定的經驗。目前使用壓力容器根底行業標準－JB/T4756?鎳及鎳合金制壓力容器鎳及鎳合金制壓力容器?,標準的重點為材料和制造，由于鎳及鎳合金制壓力容器的結構形式、強度計算與鋼相似，該局部內容均參照GB150。其焊接工藝評定和產品焊接試板局部均引用有關規定和標準只對銅材的特殊要求作出補充規定。該標準的制定將進一步提高鎳及鎳合金制壓力容器的設計、制造和使用水平。該標準適用于設計壓力≤35MPa，設計溫度按銅材及其復合鋼板允許的使用溫度確定。通常使用溫度不低于－198℃時對鎳及鎳合金材料及焊接接頭沒有特殊要求，當使用溫度低于－198℃時應保證仍具有良好拉伸斷后伸長率。以鉻和鉬為主要合金元素的鎳合金合金比不銹鋼具有更高的晶間腐蝕敏感性，在大局部強腐蝕性介質中工作的鎳合金制壓力容器都應進行晶間腐蝕敏感性試驗。

10/19/202344檢驗方案⑴⑴、設備的根本參數：主要包括設計壓力、使用壓力、設計溫度、使用溫度、容器結構規格、材質、使用介質、容器類別、保溫層。⑵、檢驗依據：①壓力容器標準體系我國已經形成以GB150<鋼制壓力容器>為核心的產品和另部件標準，組成壓力容器標準體系的根本框架。其設計壓力范圍〔0．1～35Mpa〕。②有關的壓力容器平安法規1、法律：?特種設備平安監察法?2、法規：?特種設備平安監察條例?3、規章〔管理規定、方法〕4、技術法規：平安監察規程類、培訓考核類、技術檢驗規那么類。③壓力容器平安監察法規和標準的關系國家的平安法規是國家為保證承壓設備的平安而制定的強制性手段，在任何其管轄范圍內的產品都必須遵循它的平安原那么；技術標準應是推薦性的，規定保證承壓設備平安所對應的產品質量技術指標。但標準所規定的技術指標應該符合技術法規的平安原那么，可以指導承壓設備的設計、制造、安裝、檢驗和驗收，是承壓設備產品生產和貿易的技術平均平臺。技術標準和平安法規在總體上都是保證承壓設備使用平安，但在作用和其他方面是有區別的。10/19/202345檢驗方案⑵⑶檢驗準備：⑷檢驗質保體系：①質保體系人員：技術總負責人、工程負責人、檢驗責任工程師、無損檢測責任工程師、材料責任工程師、平安員。②質保體系有效運轉。⑸原始資料審查：設計文件圖紙、材料質保書、制造質保書、安裝質保書、使用工況、實際工藝參數、歷次檢驗報告、修理改造記錄和歷次事故處理報告。⑹宏觀檢驗：⑺超聲測厚：⑻無損檢測：壓力容器行業強制性使用JB/T4730-2005標準，包括五大常規檢測方法。同時包括鍋爐、壓力容器和壓力管道等承壓設備。⑼材料檢驗:化學成份、金相檢驗、硬度、鐵素體含量檢驗、晶間腐蝕試驗、能譜試驗、光譜試驗、裂紋斷口取樣等。⑽強度校核：GB150、JB4732標準等產品標準。10/19/202346檢驗方案⑶⑾缺陷評定和平安狀況①70年代，合肥通用所等單位率先將斷裂力學用于在用壓力容器缺陷評估與壽命預測，并編制我國第一部壓力容器缺陷評定標準CVDA-84。建立在以D-M模型和寬板試驗為根底的COD設計曲線根底之上。②“七五〞攻關期間，對含凹坑、氣孔、夾渣等體積型缺陷的壓力容器平安性進行了重點研究。③“八五〞攻關期間，在J積分失效評定曲線和通用失效評定曲線為根底的斷裂評定方法研究方面、體積型缺陷極限載荷與安定性分析評估技術研究方面、接管高應變區缺陷平安評估方法及綜合平安狀況等級評定研究等方面取得重大突破，編制GB/T19624-04?在用含缺陷壓力容器平安評定?④在“九五〞攻關中，開展“在用重要壓力容器壽命預測技術研究〞課題，重點考慮介質環境對壓力容器平安性的影響。⑿缺陷處理；⒀水壓試驗；耐壓試驗是利用水或其他的加壓介質，采用比設計壓力還要高的試驗壓力對壓力容器的焊縫、接管和母材進行一次綜合性的評價，以驗證其整體強度是否滿足設計要求。⒁氣密性試驗；⒂平安附件檢驗〔檢驗單位校驗或是用戶自行處理〕。⒃平安狀況等級和檢驗周期確實定〔容檢規和管檢規〕10/19/202347低溫乙烯球罐在用檢驗⑴20世紀80年代以前，中國高參數的大型球罐用高強鋼全部依靠進口，遠遠不能滿足國內生產開展的要求。80年代初期中國武漢鋼鐵公司組織有關單位研制出σs≥490Mpa、σb≥610MPa的低碳微合金、低焊接裂紋敏感性的高強度07MnCrMoVR系列鋼〔類似日本的CF-62鋼〕。目前在中國國內，07MnCrMoVR系列鋼制球罐的總數超過100臺，最低設計溫度達-40℃，其中進行焊后整體熱處理和未進行焊后整體熱處理的大約各占一半。大慶石化公司1500M3乙烯球罐是國內首次采用國產07MnNiCrMoVDR制造的低溫球罐，屬“八五〞國家重大技術裝備科技攻關工程。主要技術參數如下：設計壓力，2.254Mpa；設計溫度：－30～50℃；規格：SΦ14400×44mm。該球罐95年投產，96、98、2001年1進行三次開罐檢驗。10/19/202348低溫乙烯球罐在用檢驗⑵2001年10月乙烯球罐開車時，由于乙烯氣體不慎帶液，導致氣溫急劇下降至-70℃。此時球罐壓力在0.6Mpa左右，采用降壓措施后，溫度繼續下降至－103℃，該過程前后長達18個小時。后經大慶石化檢驗站100%的內壁熒光磁粉檢測和100%UT，發現48處外表裂紋。采樣管角焊縫發現70mm和50mm兩處外表裂紋。廠方委托合肥通用所進行復驗處理。①、接管角焊縫以及裂紋附近焊縫、熱影響區、極板母材硬度正常。②、裂紋以穿晶為主，局部有沿晶特征。裂紋附近金相組織正常。③、采樣管角焊縫發現一圈斷續外表裂紋，打磨消除，最大深度為3mm。超聲發現整圈斷續未焊透和夾渣，最大長度30mm，自身高度為8mm。④、為了分析低溫沖擊對球罐平安性的影響，我們選用與該球罐同厚度、同材質的鋼板進行比照試驗。⑤、分析研究外表裂紋消除后形成50×3mm的凹坑以及取樣管角焊縫整圈斷續未焊透和夾渣對球罐平安性的影響。通過以上幾方面的工作得出以下結論：1、07MnNiCrMoVDR鋼及焊接接頭經歷10小時低溫處理后，其常溫力學性能〔拉伸、沖擊〕和低溫〔-40℃〕沖擊韌性未發生明顯變化。線切割缺陷試樣常溫下在相當于許用應力的載荷條件下，缺陷尖端無擴展跡象。2、取樣管角焊縫外表裂紋打磨消除后的凹坑不影響球罐平安使用；3、球罐取樣管角焊縫的斷續未焊透缺陷經平安分析后，可以保存；4、建議使用半年后，對球罐進行全面檢驗。1500M3乙烯球罐已于2001年11月投入正常運轉，目前使用狀況良好。10/19/202349化肥廠液氨儲罐聲發射檢測⑴該儲罐由蘭州石油化工設計院設計，1997年7月投用。屬內外雙層結構。直徑：內槽20900mm，外槽22120mm；材質：內槽09MnNbDR，外槽Q235A。底板為搭接拼焊，壁板為對接焊；壁厚：內槽底板中幅板8mm、邊緣板12mm，壁板7/8/8/10/10/12/12/14/15mm，外槽6mm；高度25267mm；容積7386m3。內槽：設計壓力+1000/-150mmH2O，操作壓力300～700mmH2O，設計溫度–40℃,操作溫度–37℃，物料液氨；外槽：常壓、常溫，60mm厚中堿超細玻璃棉氈+松散硃光砂、氮氣。受中石油委托，合肥通用所壓力容器檢驗站于2003年8月對該儲罐進行在線聲發射檢測。1、檢測依據⑴、GB/T18182-2000金屬壓力容器聲發射檢測及結果評價方法⑵、美國PAC公司相關定位系統軟件2、檢測儀器：美國PACDISP56全數字式32通道聲發射系統；定位系統：專用罐底板定位軟件；傳感器：低頻專用傳感器；聲傳輸方式：傳感器安裝在波導桿〔600mm長〕上；3、靈敏度標定⑴首先使用儀器本身AST功能進行標定，確定檢測陣列各通道安裝、耦合是否正常。采集的數據記錄在數據文件名“AST01〞；⑵采用鉛筆芯模擬源進行標定，確定各通道對模擬源的響應幅度在正常范圍內〔±3dB〕；⑶采用人工模擬源標定，確定陣列內定位精度。4、結論該氨儲罐經在線聲發射檢測，未發現嚴重聲發射信號源?？梢栽谠O計條件下使用，下次檢驗日期2021年8月。10/19/202350化肥廠液氨儲罐聲發射檢測⑵圖1、氨儲罐結構與傳感器布置圖4、聲發射檢測“數據01〞定位圖10/19/202351九江石化液氨儲罐在用檢驗九江石化公司化肥廠雙層液氨儲罐。1996年由原化工部第三建設公司安裝。該設備主要技術參數：V＝7386M3，壁厚為6.5、7.1、8.0、8.9、9.8、10.8、12、12.7，內壁材質為A537CL1,σb＝485MPa，σs≥345MPa，〔正火處理),C≤0.24,Si(0.15-0.50),S≤0.035,P≤0.035,Mn(0.70-1.35),外壁材質為Q-235A，設計溫度為－40℃，使用溫度為－37℃。夾層內為珠光沙。內直徑為20900mm。2003年進行開罐檢驗：內壁架設滿堂紅架，①內壁焊縫采用熒光磁粉檢測；②內壁焊縫采用超聲波檢測；⑶測厚；④宏觀檢查；⑤滲透檢測；⑥硬度檢測，母材HB120～170；焊縫HB180～190；熱影響區HB190～210。10/19/202352低溫乙烷罐在用檢驗⑴某石化公司一臺乙烷罐，規格尺寸Ф2200×5920×140；材質為：Cr18Ni9；容器類別：一類；設計壓力：1.15MPa；操作壓力：0.76MPa；設計溫度：-80℃；操作溫度：-41℃；介質：乙烷；投用日期：1999年2月；位號：V-470。外部有保溫層。檢驗方案：①對有保溫層的容器應檢查保溫層有無破損，對保溫破損的部位應檢查容器外表有無腐蝕及損傷，撤除局部保溫層。。②定點測厚：a.對液位經常波動的部位，易腐蝕、易沖刷的部位，制造成型壁厚減薄的部位，以及使用中產生變形的部位進行壁厚測定。b.對宏觀檢查發現外表缺陷的部位及可疑部位進行壁厚測定。③滲透檢測：外壁檢測為上、下封頭和筒體部位焊縫，以及嚴重腐蝕和凹坑部位、鼓包區域、上次檢測中發現的有問題部位；④超聲檢測：外壁檢測為上封頭、筒體、和下封頭焊縫，重點檢測焊接返修部位及鼓包區域的焊縫和母材；用圖表記錄超聲檢測發現的缺陷位置、長度、深度、自身高度及估判的缺陷性質。⑤壓力試驗⑥平安狀況等級評定和使用壽命預測。10/19/202353低溫乙烷罐在用檢驗⑵奧氏體鋼焊縫由于其特點，造成探頭超聲聲場的一些根本特性和聲場規律發生變化，如主聲束發生畸變，聲波不再以直線傳播，6dB、10dB等缺陷定量方法不再適用等，給奧氏體鋼焊縫的超聲檢測帶來很大困難。由于問題很復雜，因此JB4730標準沒有將奧氏體鋼焊縫的超聲檢測列入標準正文。國外許多單位和個人對此也持同樣看法。奧氏體不銹鋼焊縫的組織特點是晶粒粗大、組織不均勻等晶粒粗大且具有方向性，它對超聲檢測造成的困難主要有：〔1〕組織不均勻造成較大的噪聲顯示，信噪比低；〔2〕超聲波通過焊縫和母材中的不同區域時，聲束發生扭曲；〔3〕衰減嚴重。采用縱波的原因是與橫波相比，縱波不僅波長較長，有利于提高穿透力和信噪比。而且縱波的振動方向也是縱波扭曲較小的一個原因。另外，實驗說明，斜入射縱波為45°時為最正確路徑，此時散射最小。而高阻尼探頭的脈沖窄，有利于提高分辨力。對奧氏體不銹鋼焊縫的檢測一般優先選擇高阻尼縱波K1單斜或雙晶斜探頭。目前國內對奧氏體鋼焊接接頭進行超聲檢測的呼聲比較高〔這主要指的是對在用承壓設備奧體鋼焊接接頭的缺陷檢測，以及對9Ni、5Ni鋼等奧氏體焊接接頭射線檢測過程中的超聲補充檢測〕，因此本標準送審稿增加附錄N奧氏體不銹鋼對接焊接接頭超聲波檢測〔資料性附錄〕，供使用單位制定合理的檢測方案，如采用：①縱波檢測；②低頻檢測；③采用寬頻帶窄脈沖探頭、提高信噪比；④采用聚焦探頭進行檢測；⑤采用多種頻率法檢測，以到達較好的檢測效果。10/19/202354低溫鋼制容器宏觀檢查要求內壁無法進入的低溫液體〔絕熱〕壓力容器除應進行有關的全面檢驗外，主要應進行如下檢查：1、夾層上裝有真空測試裝置的低溫液體〔絕熱〕壓力容器，應測試夾層的真空度。其合格指標為：①、未裝低溫介質的情況下，真空粉末絕熱夾層真空度應低于65Pa，多層絕熱夾層真空度應低于40Pa。②、裝有低溫介質的情況下，真空粉末絕熱夾層真空度應低于10Pa，多層絕熱夾層真空度應低于0.2Pa。2、夾層上未裝有真空測試裝置的低溫液體〔絕熱〕壓力容器，應檢查容器日蒸發率的變化情況，進行容器日蒸發率測量。實測日蒸發率指標小于2倍額定日蒸發率指標為合格。目前常用于測量低溫壓力容器蒸發率的主要方法有兩種：測重法和蒸氣流量測量法。10/19/202355制冷壓力管道〔冷庫〕全面檢驗冷庫是我國食品行業的重要支柱產品，量大面廣，對國民經濟的穩定和均衡開展起到巨大的推動作用。通常冷庫使用溫度在-45℃-120℃左右，其氨制冷壓力管道管徑在325mm以下，壁厚在5～7mm，設計符合GB50316?工業金屬管道