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TSG 21-2016 3 设计 3.2.10 无损检测 ~3.2.14 超高压容器设计专项要求
      2021/6/9  


3. 2. 1 0 无损检测
3. 2. 1 0. 1 无损检测方法
(1) 压力容器的无损检测, 包括射线、 超声、 磁粉、 渗透和涡流检测等, 应当采用 NB/T 47013 规定的方法;
(2) 采用未列入 NB/T 47013 或者超出其适用范围的无损检测方法时, 应当按照本规程 1.9 的规定通过新工艺评审。
3. 2. 1 0. 2 压力容器焊接接头无损检测
3. 2. 1 0. 2. 1 无损检测方法的选择
(1) 压力容器的对接接头应当采用射线检测(包括胶片感光或者数字成像) 、 超声检测[包括衍射时差法超声检测(TOFD) 、 可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测] ; 当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时, 应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测进行附加局部检测; 当大型压力容器的对接接头采用 γ射线全景曝光射线检测时, 还应当另外采用 X 射线检测或者衍射时差法超声检测进行 50%的附加局部检测, 如果发现超标缺陷, 则应当进行 100%的 X 射线检测或者衍射时差法超声检测复查;
(2) 有色金属制压力容器对接接头应当优先采用 X 射线检测;
(3) 焊接接头的表面裂纹应当优先采用表面无损检测;
(4) 铁磁性材料制压力容器焊接接头的表面检测应当优先采用磁粉检测。
3. 2. 1 0. 2. 2 无损检测比例
3. 2. 1 0. 2. 2. 1 基本比例要求
压力容器对接接头的无损检测比例分为全部(100%) 和局部(大于或者等于 20%)两种。 碳钢和低合金钢制低温压力容器, 局部无损检测的比例应当大于或者等于
50%。
3. 2. 1 0. 2. 2. 2 全部射线检测或者超声检测
符合下列情况之一的压力容器壳体 A、 B 类对接接头, 采用本规程 3.2.10.2.1 第
(1) 项的方法进行全部无损检测:
(1) 盛装毒性危害程度为极度、 高度危害介质的压力容器;
(2) 设计压力大于或者等于 1.6MPa 的第Ⅲ类压力容器;
(3) 按照分析设计标准制造的压力容器;
(4) 采用气压试验或者气液组合压力试验的压力容器;
(5) 焊接接头系数取 1.0 的压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验的压力容器;
(6) 标准抗拉强度下限值大于 540MPa 的低合金钢制压力容器;
(7) 设计者认为有必要进行全部无损检测的焊接接头。
3. 2. 1 0. 2. 2. 3 局部射线检测或者超声检测
不要求进行全部无损检测的压力容器, 其每条 A、 B 类对接接头应当采用本规程 3.2.10.2.1 第(1) 项的方法进行局部无损检测。
3. 2. 1 0. 2. 2. 4 表面无损检测
凡符合下列条件之一的焊接接头, 需要对其表面进行磁粉或者渗透检测:
(1) 盛装毒性危害程度为极度、 高度危害介质的压力容器的焊接接头;
(2) 采用气压或者气液组合耐压试验压力容器的焊接接头;
(3) 设计温度低于-40℃的低合金钢制低温压力容器的焊接接头;
(4) 标准抗拉强度下限值大于 540MPa 的低合金钢、 铁素体型不锈钢、 奥氏体-铁素体型不锈钢制压力容器的焊接接头; 其中标准抗拉强度下限值大于 540MPa 的低合金钢制压力容器, 在耐压试验后, 还应当对焊接接头进行表面无损检测;
(5) 焊接接头厚度大于 20 mm 的奥氏体不锈钢制压力容器的焊接接头;
(6) 铬钼(Cr-Mo) 低合金钢制压力容器的焊接接头;
(7) 堆焊表面、 复合钢板的覆层焊接接头、 异种钢焊接接头、 具有再热裂纹倾向或者延迟裂纹倾向的焊接接头; 其中具有再热裂纹倾向的材料应当在热处理后增加一次无损检测;
(8) 先拼板后成形凸形封头的所有拼接接头;
(9) 设计者认为有必要进行表面无损检测的焊接接头。
3. 2. 1 0. 2. 3 无损检测的技术要求
3. 2. 1 0. 2. 3. 1 射线检测
射线检测应当按照 NB/T 47013 的规定执行, 质量要求和合格级别如下:
(1) 进行全部无损检测的对接接头, 射线检测技术等级不低于 AB 级, 合格级别不低于Ⅱ 级;
(2) 进行局部无损检测的对接接头, 射线检测技术等级不低于 AB 级, 合格级别不低于Ⅲ级。
3. 2. 1 0. 2. 3. 2 超声检测
超声检测应当按照 NB/T 47013 的规定执行, 质量要求和合格级别如下:
(1) 进行全部无损检测的对接接头, 脉冲反射法超声检测技术等级不低于 B 级,合格级别为Ⅰ 级;
(2) 进行局部无损检测的对接接头, 脉冲反射法超声检测技术等级不低于 B 级,合格级别不低于Ⅱ 级;
(3) 角接接头、 T 形接头, 脉冲反射法超声检测技术等级不低于 B 级, 合格级别为Ⅰ 级;
(4) 采用衍射时差法超声检测的焊接接头, 合格级别不低于Ⅱ 级。
3. 2. 1 0. 2. 3. 3 组合检测
当采用射线、 超声等方法进行组合检测时, 质量要求和合格级别按照各自 执行的标准确定, 并且均应当合格。
3. 2. 1 0. 2. 3. 4 表面无损检测
压力容器所有焊接接头的表面无损检测均应当按照 NB/T 47013 的规定执行, 合格级别如下:
(1) 钢制压力容器进行磁粉或者渗透检测, 合格级别为Ⅰ 级;
(2) 有色金属制压力容器进行渗透检测, 合格级别为Ⅰ 级。
3. 2. 1 0. 2. 4 接管焊接接头的无损检测要求
(1) 公称直径大于或者等于 250mm 的压力容器接管焊接接头的无损检测方法、检测比例和合格级别与压力容器壳体焊接接头要求相同;
(2) 公称直径小于 250mm 的压力容器接管焊接接头的无损检测方法、 检测比例和合格级别由设计者或者产品标准规定。
3. 2. 1 0. 3 原材料和零部件无损检测
原材料和零部件的无损检测方法、 检测比例和合格级别由设计者按照本规程及相应产品标准规定。
3. 2. 1 1 焊后热处理
(1) 因焊接残余应力影响使用安全时, 应当对压力容器及其受压元件进行焊后(消除应力) 热处理;
(2) 盛装毒性危害程度为极度危害介质的碳钢和低合金钢制压力容器及其受压元件应当进行焊后热处理。
采用其他方法消除残余应力取代焊后热处理的, 应当按照本规程 1.9 的规定通过新工艺评审。
奥氏体不锈钢和有色金属制压力容器焊接后一般不要求做焊后热处理, 如有特殊要求需要进行热处理时, 应当在设计图样上注明。
3. 2. 1 2 耐压试验
3. 2. 1 2. 1 耐压试验压力
耐压试验的最低试验压力按照公式(3-1) 计算。

压力容器各主要受压元件, 如筒体、 封头、 接管、 设备法兰(或者人手孔法兰)
及其紧固件等所用材料不同时, 计算耐压试验压力应当取各元件材料 [ σ] / [ σ]t 比值中最小者; [σ ]t 不得低于材料受抗拉强度和屈服强度控制的许用应力最小值。
表 3-6 耐压试验的压力系数

3. 2. 1 2. 2 耐压试验温度
耐压试验时, 试验温度(压力容器器壁金属温度) 应当比压力容器器壁金属无延性转变温度至少高 30℃, 或者按照产品标准的规定执行, 如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高, 则需要相应提高试验温度。
3. 2. 1 2. 3 耐压试验介质
(1) 凡在试验时, 不会导致发生危险的液体, 在低于其沸点的温度下, 都可用作液压试验介质; 当采用可燃性液体进行液压试验时, 试验温度应当低于可燃性液体的闪点;
(2) 由于结构或者支承原因, 不能向压力容器内充灌液体, 以及运行条件不允许残留试验液体的压力容器, 可采用气压试验; 试验所用气体应当为干燥洁净的空气、 氮气或者其他惰性气体;
(3) 因承重等原因无法注满液体的压力容器, 可根据承重能力先注入部分液体,然后注入气体, 进行气液组合压力试验; 试验用液体、 气体应当分别符合本条第(1)项和第(2) 项有关要求。
3. 2. 1 3 泄漏试验
3. 2. 1 3. 1 气密性试验
气密性试验所用气体应当符合本规程 3.2.12.3 第(2) 项的规定, 气密性试验压力为压力容器的设计压力。
3. 2. 1 3. 2 氨检漏试验
可采用氨-空气法、 氨-氮气法、 100%氨气法等氨检漏方法。 氨的浓度、 试验压力、 保压时间等由设计者在设计文件中予以规定。
3. 2. 1 3. 3 卤素检漏试验
卤素检漏试验时, 压力容器内的真空度要求、 采用的卤素气体种类、 试验压力、 保压时间以及试验操作程序等由设计者在设计文件中规定。
3. 2. 1 3. 4 氦检漏试验
氦检漏试验时, 压力容器内的真空度要求、 氦气的浓度、 试验压力、 保压时间以及试验操作程序等由设计者在设计文件中规定。
3. 2. 1 4 超高压容器设计专项要求
3. 2. 1 4. 1 设计方法
(1) 超高压容器应当采用爆破压力法或者弹塑性分析法进行静强度设计; 采用弹塑性分析法时, 载荷放大系数应当大于或者等于 2.0;
(2) 超高压容器应当进行疲劳分析。
3. 2. 1 4. 2 安全系数
3. 2. 1 4. 2. 1 爆破压力法的安全系数
超高压容器的爆破安全系数, 当按照材料的拉伸试验数据计算爆破压力时, 应当取大于或者等于 2.2, 对于超高压水晶釜应当取大于或者等于 2.4; 当按照材料扭转试验数据计算爆破压力时, 应当取大于或者等于 2.2。
3. 2. 1 4. 2. 2 疲劳分析的安全系数
疲劳分析时, 交变应力幅和循环次数的安全系数分别取 2 和 15。
3. 2. 1 4. 2. 3 螺柱(螺栓) 的安全系数
设计温度下屈服强度安全系数不小于 1.8。
3. 2. 1 4. 3 最高壁面温度
在预计的最高温度点设置可永久记录的测温装置, 并且规定测温孔的位置与尺寸, 控制超高压容器的最高壁面温度不得高于钢材允许的使用温度。
3. 2. 1 4. 4 无损检测
超高压容器的无损检测方法包括超声、 磁粉、 渗透和涡流检测等。 设计者应当按照本规程及相应产品标准的要求在设计文件中规定无损检测方法、 检测比例、 实施时机和技术要求。
3. 2. 1 4. 5 自 增强处理
自 增强处理应当采用液压增压法, 并且采用合适的方法控制筒体内壁面的残余环向应变, 其值不得超过 2%。
3. 2. 1 4. 6 耐压试验压力
超高压容器的耐压试验一般采用液压试验, 最低试验压力(pT ) 按照公式(3-2)计算。

原作者:各部委
来 源:网络
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