2008年第二期压力容器设计人员培训学习体会

2008年第二期压力容器设计人员培训班学习体会主办单位：中国石油和化工勘察设计协会设备设计专业委员会全国化工设备设计技术中心站培训地点：杭州新燕忠大酒店培训时间：2008年10月31日―2008年11月6日2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结本次培训的教材是由中国石化集团上海工程有限公司叶文邦副总经理、国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局张建荣副处长主编的《压力容器设计指导手册——设计人员培训教材》。授课人员为参加本书编审工作的大学教授和设计院、工程公司、制造厂总工程师等国内压力容器行业资深专家。下面就整个培训班的基本情况简单介绍一下1．压力容器设计人员培训班开幕式〔约60分钟〕2．压力容器安全技术监察规程〔约40分钟〕3．压力容器的失效准则和破坏方式、压力容器应力分析、局部应力计算〔约130分钟〕4．压力容器用钢、钢材的腐蚀与防腐蚀措施〔约180分钟〕5．压力容器焊接材料的选用、无损检测方法及其应用、安全泄放装置的选用和计算〔约110分钟〕6．压力容器制造中的热处理、耐压试验和气密性试验〔约110分钟〕7．压力容器设计参数的选取、容器设计（卧式、立式）〔约140分钟〕8．机械搅拌设备设计〔约90分钟〕9．压力容器零部件的结构和计算（圆筒和球壳、封头、开孔和开孔补强、法兰、焊接结构设计）〔约110分钟〕10．塔器设计〔约110分钟〕第２页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结11．管壳式换热器设计〔约110分钟〕12．高压容器设计〔约100分钟〕13．球形储罐设计〔约110分钟〕14．铝制焊接容器设计〔约110分钟〕15．钛制焊接容器设计〔约110分钟〕16．应力分析设计简介〔约60分钟〕17．压力容器计算机软件介绍〔约20分钟〕18．压力容器设计人员考核〔120分钟〕有填空20题，选择20题，是非20题，每题1分，简答题5，每题8分，共计100分，时间120分钟，考试形式为开卷。考题涉及的标准规范主要有GB150，GB151，钢制卧式容器，钢制塔式容器和常压焊接容器，其他规范也有，只是占的比例小，基本属于常识性的考点。下面讲讲我参加这次培训，考试的一点体会。首先，我个人感觉，每个人都安排足够时间系统学习，加深理解标准规范内涵：平时大家的项目工作繁重，没有时间系统看书，学习。原以为平时接触的面较广，处理实际问题的能力还可以，考试应该没问题。可经过实际验证情况不是这样，虽然考试通过，但也存在许多不足之处。从开卷考试的试卷看，大体具有涉及面广、题量大、重基础、有深度的特点，总体来说题出得有一定的水平。个人认为，为迎合考试试题的特点，建议要安排足够的时间对以下法规标准进行系统学习：《容规》、GB150、GB151、JB4710和GB12337。虽然对其它准也应该掌握，第３页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结考题中也有，但所占比例很小。只要对所列标准达到融会贯通，不仅知其然，而且知所以然，考试会有一个满意的成绩的。其次，记住标准中的重点内容。由于考试题量大，120分钟要答完65道题，如果总是查阅标准，时间肯定来不及。当你记住了绝大多数内容，只有少部分内容需要查阅，那答题时会游刃有余。再次，加强计算知识的学习。平日里我们计算依托于软件，计算公式是基于怎样的力学模型、是怎样推导和简化来的、为什么会有适用条件的限制等不太清楚。以至于在计算中通不过，也不知道怎样调整是最佳方案。常此以往，也许真变成傻瓜设计了。最后，要注意答题技巧。从小学到现在我们参加过很多次考试，答题技巧大家各有诀窍。我只想提醒大家要先会答的，不会的暂时先放下；先答分数多的题，后答分数少的题，说的简单点就是注意把握得分点。特别应该注意的是不要在分数少的题上花费太多的时间，另外不要紧张。最好的技巧－－全部内容的熟练掌握，当然了，这是有相当难度的，这就需要我们做到分清主次，有的放矢，说的通俗易懂点就是善于抓住得分点，这是能顺利通过考试的诀窍。关于考试的大体概括就是这样。下面我就具体的老师讲课分类谈谈自己的感想体会以及我认为在以后的工作中应该吸取的经验教训。第一部分：《容规》首先，我先说《容规》，戴季煌老师简介了压力容器的重要性，适用范围，参数确定，材料选择，具体设计思路，制造检验，定期检查，第４页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结安全附件等问题。他重点讲述了压力容器类别判定以及在工作中大家可能会忽视的问题。其中最常见的错误就是判断一台容器是否属于《容规》检察应该以工作压力为依据而不是设计压力为依据。比如设备工作压力0.095MPa，设计压力取1.1倍，也就是设计压力大于0.1MPa。如果忽视了《容规》中的这条规定，我们就会把本来不应该划类的容器进行划类。这也就是属于技术上的错误。其次还有一点就是：当介质为气体，液化气体或最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的容器。属于《容规》的管辖范畴。很多人忽视了《容规》中这条规定的小注：当容器内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时，如果气相空间（非瞬时）大于或者等于0.025m3，且满足另外两条，这样的容器也应该属于《容规》的管辖范畴。再有就是使用强度级别较高.(指标准抗拉强度规定值下限≥540Mpa的)材料制造的压力容器的容器类别划分问题。这一点也容易被人忽视。只要是容器用钢标准抗拉强度规定值下限≥540Mpa，那么这样的容器就一定是第三类容器。第二部分：压力容器用钢随着GB713-2008的实施，对压力容器用钢提出更多的要求，对于设计来讲过渡期为半年，过渡期后就必须执行GB713-2008标准，下面我主要讲一下我们在设计上应该注意的问题。1.盲目提高钢板等级的错误化工容器用钢材的选用必须考虑设备的设计压力，设计温度，介质特性，材料的焊接性第５页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结能，冷热加工性能，热处理以及容器的结构这些保证容器安全稳定运行的因素外，还需要考虑他的经济合理性，操作及维护的方便性。所以说不能盲目的提高钢板等级，在设计中应该按以下原则进行设计。A.）所需钢板厚度≤8mm，在碳钢与低合金钢之间，应该尽量采用碳钢（多层容器除外）B.）在刚度及结构设计为主的场合，应该尽量选用普通碳钢，而在强度设计为主场合，应该根据压力，温度，介质等使用限制，依次选用Q235-A，Q235-B，Q235-C，20g，20R，16MnR等钢板。C.）当不锈钢容器所需厚度＞12mm时，应尽量采用衬里，复合，堆焊等结构。D.）碳钢应用于介质腐蚀性不强的常压，低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件承压钢管，非受压元件以及其他由刚性或结构因素决定壁厚的场合。E.）低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强，壁厚较大（≥8mm）的受压容器。F.）当设计压力较高，结构尺寸较大的情况下，如果选择碳钢材质则会导致设备壁厚较大，这样将导致重量加大，不仅浪费了材料，而且直接导致制造，运输，安装，图鉴基础等相关费用的提高，从而提高了总的工程造价。2.奥氏体钢的使用t525℃时应注意什么问题?第６页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结应注意钢中含C≥0.04%.这是因奥氏体钢在使用t＞500～550℃时，若C含量太低，强度及抗氧化性会显著下降.既含碳量要稍高一些,主要考虑耐蚀,而且耐热性。3.压力容器用碳素钢和低合金钢.当达多厚时应在正火状态下使用?为什么?壳体厚度30mm的20R和16MnR其它受压元件(法兰,管板,平盖等)厚度50mm的20R和16MnR及厚度16mm的15MnvR,应在正火状态下使用,主要考虑钢厚板轧制比小,内部致密性差,另外正火后可细化晶粒及改善组织，使其韧性，塑性及综合机械性能变好.4.用于容器壳体的碳素钢和低合金钢，什么情况下要逐张做超声波检验?凡符合下列条件之一的应逐张做超声波检验:A.)盛装毒性为极度，高度危害介质的压力容器。质量等级不得低于Ⅱ级。B.)盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器;质量等级不得低于Ⅱ级。C.)Pmax工≥10Mpa的压力容器;质量等级不得低于Ⅲ级。D.)GB150第2章和符录C及GB151《管壳式换热器》,GB12337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的第７页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结钢板(详见JB4730-2005《压力容器无损检测》及各标准);E.)移动式压力容器5.奥氏体不锈钢什么场合考虑晶间腐蚀(就是存在电解质的电化学腐蚀环境)试验的问题A．）对于奥氏体不锈钢在下列场合不需要试验：一般的醇，醛，酮，醚，苯，酚，烷，汽油,化学纯醋酸等溶液及气相介质。B．）在下列场合则需要必须进行晶间腐蚀试验：一般的工业醋酸（化学纯醋酸除外），甲酸，铬酸，乳酸，硝酸(常温稀硝酸除外)，甲酸，草酸，磷酸，盐酸，硫酸，亚硫酸，氨基甲酸胺，尿素反映介质等，应按GB/T21433-2008《不锈钢压力容器晶间腐蚀敏感性检验》进行检验。由此，我们应该联想到防止晶间腐蚀措施大致有以下那几种：(1)固溶化处理;(2)降低钢中含C量(低碳不锈钢)(3)添加稳定碳化物的元素(Ti和Nb).如介质对奥氏体不锈钢有晶间腐蚀倾向,则设备焊接后必须进行固溶处理.这是因为焊接加热温度和停留时间的影响(在450～850℃范围内缓冷)经常发生碳化铬优先在晶间沉淀,造成晶界附近贫铬,从而使焊缝及焊缝附近产生晶间腐蚀.对于不能进行固溶处理的设备应该改用超低碳不锈钢或者添加稳定碳化物的元素。第８页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结6.奥氏体不锈钢焊缝能否采用超声波检测?为什么?因存在双晶晶界等显著影响超声波的衰减及传播,因此目前该检测未能在此钢中广泛应用.7.材料代用问题我们应从以下方面考虑：A.）代用材料的强度级别是否影响容器类别的划分B.）代用材料对工作介质的相容性，特别要考虑应力/晶间腐蚀的问题C.）代用材料是否会产生如改变焊接材料、焊接工艺等情况D.）代用材料是否会产生诸如改变热处理状态、无损检测要求、焊接试板要求E.）代用材料的设计温度下的许用应力是否达到原设计要求8.锻件的级别如何确定？对公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用什么级?应按JB4726～4728-2000《压力容器锻件技术条件》的规定选用.压力容器锻件的选用要考虑截面尺寸和介质毒性程度二个因素。对于公称厚度大于300mm的锻件选III级或Ⅳ级.JB4726～4728-2000《压力容器锻件技术条件》中有详细的规定。9.压力容器受压元件采用国外钢材应符合什么要求？选用国外钢材时，首先应是国外相应压力容器最新标准所允许使用的钢材,其使用范围第９页共27页2008年第二期压力容器设计人员培训班学习总结一般不应超出该标准的规定,且不应超出GB150-98第4章材料部分中相近成分和技术要求的钢材的规定。并应符合《容规》第22条的规定。说的简单一点就是被选钢材必须要符合国外和咱们国内的有关压力容器标准的双重约束，因为我们毕竟是在选用新材料，我们更应该注意他的安全性大于他的经济性及其他。当然要高标准，严要求。10.铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合什么要求?1)。设计压力不应大于8Mpa,设计温度为-269～200℃;2)。设计温度大于65℃时,一般不选用含镁量大于等于3%的铝合金.11.钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合什么使用条件?1).设计温度:工业纯钛不高于230℃;钛合金不高于300℃;钛复合板不高于350℃。2).用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用.12.紧固件的选用问题A．）按HG20614-97《钢制管法兰，垫片，紧固件选配规定》（1）商品级六角螺栓的使用条件应符合以下规定a.设计压力≤1.6MPa，b.非剧烈循环场合c.配用非金属垫片d.介质为非易燃，易爆及毒性程度较大的场合（2）专用紧固件应在下列情况下选用a.6.4MPa≤设计压力≤35MPab．其他HG20614-97《钢制管法兰，垫片，紧固件选配规定》中规定第１０页共27页20