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壓力容器設計中有關標準的問題

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壓力容器設計中有關標準的問題

發布日期:2018-10-16 作者:鹽城市大明化工機械有限公司 點擊:

壓力容器制造都是有標準可循的,自從《鋼制壓力容器》(即常說的GB150-1998)實施后,我國又于99年頒布了新版《壓力容器安全技術監察規程》,使得壓力容器的制造、設計、檢驗等環節得到了更為有效的控制。全國壓力容器標準化技術委員會相繼公布了對壓力容器標準條款的解釋和《壓力容器安全技術監察規程》。在這里我們對一些有共性的問題進行探討,并且加深對標準和法規的理解,在制造、檢驗、壓力容器設計等環節上能夠正確地運用法規和標準。

1、壓力試驗的免除問題

GB150-1998規定:“對不能按3.8的規定作壓力試驗的容器,設計單位應提出確保容器安全運行的措施,并在圖樣上注明?!睔w納起來主要是需要弄清楚以下兩個問題:一是免除壓力試驗后需要采取那些措施;二是在什么情況下可以免除壓力試驗。 

實際上,免除壓力試驗的只是針對那些不可能進行壓力試驗的現場組焊的大型壓力容器。也就是說,壓力試驗之所以免除,是因為這些容器或者不具備做壓力試驗的條件,或者根本就不允許做壓力試驗。這里的壓力試驗系指耐壓試驗。

免除了壓力試驗就減少了壓力容器制造過程中的一個檢驗環節,就必須采取相應的補救措施以保證壓力容器的質量和安全。這取決于使用者和設計者對容器的要求,一般性的措施如下:

1)、提高容器的超壓瀉放的能力;

2)、提高對壓力容器材料的要求:如提高其力學性能、化學成分和檢驗的要求;

3)、提高結構設計的要求:如盡量采用全焊透接頭、避免出現嚴重的幾何不連續現象;

4)、提高無損檢測的比例和級別。

新版《壓力容器安全技術監察規程》第30條明確規定:“對不能進行耐壓試驗和氣密試驗性試驗的,應與使用單位協商提出推薦的使用年限和保證安全的措施并應注明計算厚度和制造及使用的特殊要求”。

2、壓力容器的設計使用壽命問題

壓力容器的設計使用壽命一直是我國的一些設計者或設計單位盡量避免涉及和回避的問題,其主要表現在以下兩個方面:首先,受管理體制、技術條件和觀念等因素的制約,設計者對壓力容器的設計使用壽命大都不愿或難以給出準確的預報值,導致了壓力容器超期服役現象的存在;其次,沒有相關標準和法規條文對超期服役的壓力容器進行必要的規定和限制,使得其使用和檢驗缺乏有效的依據。并且種種原因使得壓力容器的設計使用壽命問題一直沒有得到應有的重視。

事實上,設計者應該把壓力容器的設計使用壽命在圖樣上標注清楚,設計者在設計時要考慮到影響容器使用壽命的因素,主要有:

1)、材料的力學性能,如高溫蠕變和高溫斷裂對時間的依賴性;

2)、違規操作或惡劣環境等非正常因素。

3)、載荷,如周期性載荷等的時間性;

4)、腐蝕裕量中包含的設計壽命因素;

因此,正確的做法應該是:設計者在確定容器設計使用壽命的基礎上,充分地考慮以上四個因素的影響,合理地選擇材料、提出制造、檢驗、確定腐蝕裕度和操作要求等等。

GB150-1998《鋼制壓力容器》中明確規定:“應根據預期的容器壽命和介質對金屬材料的腐蝕速率確定腐蝕裕量”,也就是說腐蝕裕量等于年腐蝕速率乘以容器設計壽命,在腐蝕速率中包括介質對材料的腐蝕和介質流動時對容器材料的沖蝕、磨蝕。

標準規定上,由設計者確定的容器設計使用壽命是設計時確定腐蝕裕量的一個重要前提。新版的《壓力容器安全技術監察規程》也規定:“為防止壓力容器超壽命運行引發安全問題,設計單位一般應在設計圖樣上注明壓力容器設計使用壽命”,同樣確定了設計單位在確定壓力容器設計使用壽命上的責任。應該注意的是,壓力容器的設計壽命并不是其實際使用壽命,設計壽命只是設計者根據容器預期的使用條件而給出的估計,是提醒容器使用者,當超過壓力容器的設計壽命時應采取必要的措施,比如:經常測量厚度和縮短檢驗周期等。

無論是按國際壓力容器設計的慣例,還是為了提高設計的水平和權威性,都應在圖紙上標注壓力容器的設計使用壽命,這樣做才能真正體現對用戶和對設備安全高度負責的精神。

3、Z大允許工作壓力問題

按GB150-1998《鋼制壓力容器》中的定義,Z大允許工作壓力“指在設計溫度下,容器頂部所允許能承受的Z大表壓力,該壓力是根據容器殼體的有效厚度計算所得,且取Z小值”。設定Z大允許工作壓力的目的是設定容器超壓限度的起始壓力,充分利用容器的圓整厚度,盡量拉大工作壓力與安全閥或爆破片瀉放壓力之間的壓力差,使壓力容器的工作更為平穩、安全。當采用Z大允許工作壓力作為設定容器超壓限度的起始壓力時,在設計中應考慮用Z大允許工作壓力代替設計壓力進行壓力試驗。對此,GB150-1998《鋼制壓力容器》中也已經有了明確規定。 容器的Z大允許工作壓力應根據容器中包含的所有受壓元件的設計條件和結構尺寸予以確定,原則上依據各受壓元件的有效厚度計算得到。


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關鍵詞:壓力容器,壓力容器制造,生物壓力容器

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