采用分析法設計壓力容器時有關制造檢驗要求的探討

徐偉(中建安裝工程有限公司，江蘇 南京 210000)

采用分析法設計壓力容器時有關制造檢驗要求的探討

徐偉(中建安裝工程有限公司，江蘇 南京 210000)

壓力容器是工業生產中的重要設備之一，其指的是具有承壓的設備。在壓力容器的設計發展歷史中，分析法的出現是一次革命性的突破。與以往的規則法設計相比，分析法設計是基于對壓力容器各部位不同應力的詳盡分析及對不同應力對壓力容器的安全產生的不同影響的充分考慮。本文主要探討了采用分析法設計壓力容器時的制造檢驗要求。

分析法；設計；壓力容器；制造檢驗要求

當前，隨著現代工業的發展以及工業生產量的增加，一些相關設備的發展也越來越快，其中就包括壓力容器。傳統的壓力容器設計方法主要為規則法，但其缺陷較多；后來出現的分析法，極大地改善了規則法的一些不足。對于壓力容器的設計而言，無論采用的什么設計方法，第一要保證的都是正確的制度與檢驗，這是實現設計要求的基礎。在采用分析法設計壓力容器時，由于要求對壓力容器進行精心設計，所以自然也要求進行精心的制造與檢驗。筆者結合實際，對采用分析法設計壓力容器時的制造檢驗要求進行了分析，僅供參考。

1 編制依據

除了最初的標準以外，其他相關標準都是具有一定的繼承性的，壓力容器的制造檢驗標準也不例外。采用分析法設計壓力容器時的制造檢驗標準，是在規則法設計壓力容器時的制造檢驗標準的基礎上發展形成的，其主要編制依據是GB150標準第10章。即根據GB150標準第10章的內容，再結合分析法的具體要求和特點，形成了其制造檢驗標準。同時，在編制該標準的過程中還借鑒了國外在這方面的成功經驗，如日本JISB8250標準、美國ASME標準等。

2 適用范圍

最常見的一種壓力容器殼體結構型式是鍛焊式壓力容器，其優點之一在于充分利用了鍛件的優良質量，優點之二在于避免了在惡劣的受力條件下易出現質量事故。目前，在加氫反應器等產品中，這種壓力容器得到了廣泛應用。在GB150-89的編制時，由于我國對在壓力容器的設計制造中使用大型鍛件的情況尚未有完善統一的質量要求，所以GB150-89第10章中并未包含鍛焊式壓力容器，只包含單層卷焊式壓力容器、多層包扎式壓力容器以及熱套式壓力容器等。而為了解決這一問題，促進鍛焊式壓力容器的良好發展，我國又先后編制了JB4726、JB4727、JB4728等鍛件標準，其對在鍛焊式壓力容器的設計制造中，鍛件鋼號、品種、規格以及質量等做出了較為詳盡的標準要求。

3 制造質量管理

采用分析法設計壓力容器時的制造質量管理重點主要有以下幾點：①只有具備I/II級資格的專業人員才能夠從事采用分析法設計壓力容器時的產品無損檢測工作，以保證無損檢測質量；②焊接工藝規程、評定報告以及施焊記錄、熱處理時間、溫度關系曲線、焊工識別標記等技術文件的保存期均要與壓力容器的壽命相等，即為10年；③在GBI50標準的基礎上增加了有關受壓元件材料的確認標記和標記移植的要求；④不進行焊后熱處理的碳素鋼、低合金鋼材料的低溫容器、具有防腐要求的復合鋼板、奧氏體不銹鋼材料的壓力容器、需進行疲勞分析設計的壓力容器，均不得采用硬印標記。

舉例來說，為保證封頭質量，避免出現多種封頭橢混用的情況，在GB150標準第10章中明確規定了要通過樣板檢查的方式檢查封頭的形位公差。在GBI50的編制中，由于我國對采用樣板檢查封頭缺乏經驗，所以最終決定采用的樣板并未完全搬用國外的標準，而采用的是弦長為封頭內徑的3/4的樣板。后經實踐發現，只要在制造時嚴格按照工藝要求進行操作，無論是沖壓還是旋壓封頭，其形狀偏差均能夠滿足國外先進標準。但日本JISB8250標準、美國ASME標準等國外先進標準在很大范圍內并未嚴格區分橢圓封頭與碟形封頭，即橢圓封頭與碟形封頭在設計形狀上的不同，是在被允許的形狀偏差范圍內的；而分析法設計壓力容器的方法，是基于詳盡的應力分析計算和分類，國外的這些標準明顯無法滿足其要求，因此在編制分析法的標準時，對橢圓形封頭、碟形封頭以及球形封頭分成了兩大類，提出了不同的要求。其次，在分析法設計壓力容器的標準中，對不同焊接方法的焊縫余高也做出了統一的要求，因為焊縫余高屬于壓力容器外形的不連續部位，其產生的局部應力較為復雜，所以只有嚴格做出要求，才能夠符合分析法設計壓力容器的高要求。再者，其對咬邊也做出了規定，對于標準抗拉強度在540MPa以上的鋼、奧氏體不銹鋼、低合金鋼等材質的壓力容器而言，不得有咬邊，其他的則允許保留一定量的咬邊。另外對于接管轉角半徑、焊后熱處理工藝、產品焊接試板等均提出了相應的要求。

4 無損檢測

由于采用分析法進行設計的壓力容器，都是一些高參數的重要產品，這類產品對質量、性能以及安全性的要求都高，并且造價較為昂貴，所以在其的無損檢測方面，也應當要比GBI50標準更加嚴格。具體來說，其主要表現在：①A類和B類焊接接頭均要進行百分百射線檢測或超聲波檢測；②參照國外先進標準，對C類和D類焊接接頭規格超過一定限度的均要進行百分百射線檢測或超聲波檢測；③其它C類和D類焊接接頭均要進行磁粉檢測或滲透檢測。

5 結語

綜上所述，對于壓力容器的設計方法而言，分析法的出現極大地改善了傳統規則法的一些不足，采用分析法設計壓力容器，不但能夠確保壓力容器的運行安全，同時還可以降低安全系數、節約制造成本。而采用分析法設計壓力容器時對制造檢驗的要求也更高。

[1]苗文勇.淺析鋼制壓力容器設計、制造、檢驗中無損檢測要求[J].內蒙古石油化工，2017，(01)：59-62.

[2]李景辰.采用分析法設計壓力容器時有關制造檢驗要求的探討[J].壓力容器，1994，(03)：1-6+2.

徐偉(1984- )，男 江蘇淮安人，工程師，本科，主要從事設備專業設計工作。