Q3201 BST001-2000 钛制焊接压力容器

1南京宝色钛业有限公司企业标准Q/3201BST001—2000钛制焊接压力容器代替Q/3201NT001-1997Titaniumweldedprssurevessels1范围本标准规定了钛制压力容器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输等。本标准适用于设计压力不大于10MPa，设计温度为：工业纯钛不应高于230℃；钛合金不应高于300℃；钛钢复合板不应高于350℃的钛制焊接压力容器（以下简称容器）。本标准不适用于下列各种容器：a)直接火焰加热的容器；b)受辐射作用的容器；c)经常搬运的容器；d)要求作疲劳分析的容器。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列最新版本的可能性。GB150—1998钢制压力容器GB151—1989钢制管壳式换热器GB228—1987金属拉力试验方法GB232—1999金属弯曲试验方法GB/T1804—1992一般公差线性尺寸的未注公差GB/T3621—1994钛及钛合金板材GB3623—1998钛及钛合金丝GB/T3624—1995钛及钛合金无缝管GB/T3625—1995热交换器及冷凝器用钛及钛合金管GB8546—1987钛-不锈钢复合板GB8547—1987钛-钢复合板JB2536—1980压力容器油漆、包装和运输JB4730—1994压力容器无损检测压力容器安全技术监察规程（99版）3要求3.1材料3.1.1用于容器主体（指筒体、封头、换热器的管板及换热管等受压元件）的钛材或钛钢复合材料，南京宝色钛业有限公司2000-06-29批准2000-06-29实施2Q/3201BST001—2000以及钛焊接材料应具有质量证明书，主要受压元件所使用的材料，应按《容规》的规定进行复验。质量证明书或复验结果应符合相应标准的规定。3.1.2用于制造容器壳体的钛材应在退火状态下使用。3.1.3被确认合格的材料应采用记号笔书写或张贴标签做好标记。容器的主要受压元件在制造过程中应及时进行材料标记移植。3.2冷热加工成形3.2.1根据制造工艺确定加工裕量，以确保凸形封头和热卷筒节成形后的厚度，不小于该部件的名义厚度减去板材负偏差。冷卷筒节投料的材料厚度δS不得小于其名义厚度减去板材负偏差。3.2.2划线、下料及边缘加工3.2.2.1材料划线时不应损伤表面质量。可采用铅笔或记号笔划线，若在以后的加工中能够消除的划线允许打样冲眼。钛钢复合板划线应在基层板上进行。3.2.2.2钛材和钛钢复合板可用火焰、等离子切割、冲剪或机械加工方法下料。火焰切割的表面必须留出热影响区10mm至15mm的余量，同时须将熔渣清理干净。当采用火焰或等离子切割时，不允许火花飞溅在钛材表面，切割边缘必须用打磨或机械加工方法去除污染层。钛钢复合板采用机械方法切割时，基层应朝下。3.2.2.3钛制容器焊接接头的坡口应采用机械方法加工，坡口表面不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷。3.3封头3.3.1容器封头的型式和技术要求应按GB150的有关规定执行。3.3.2封头成形可采用热成形或冷成形后热校形。冷成形时，应防止产生裂纹。热成形时，封头表面及加热炉应采取防氧化和防污染的措施。3.3.3对已成形的钛钢复合板封头，应作超声波探伤检测，其钛钢复合状态不得存在超过GB8546或GB8547以及设计图样规定的缺陷。3.3.4冲压成形后的封头，其最小厚度不得小于名义厚度δn减去板材厚度的负偏差C1。3.3.5封头直边部分的纵向皱折深度不大于1.5mm。3.4圆筒与壳体3.4.1卷筒前，卷板机上、下辊表面应清理干净。上辊与钛板之间应衬有隔离垫，以保护钛板表面不受污染。3.4.2卷制曲率半径较小的钛钢复合板圆筒，为预防复层剥离，一次下压量不应过大，同时在滚圆时，不允许停留在未复合部位，以免引起松动面积扩大。3.4.3用作容器壳体钛钢复合板，其复合状态应符合GB8546或GB8547的规定。3.4.4钛及钛合金板A、B类焊接接头对口错边量b（见图1）应符合表1的规定。钛钢复合板对口错边量b（见图2）不大于钛复层厚度的50%，且不大于2mm。图1A、B类焊接接头对口错边量图2钛钢复合板对口错边量bbbb3Q/3201BST001—2000表1A、B类焊接接头对口错边量mm对口处的名义厚度δs按焊接接头类别划分的对口错边量bAB≤6≤0.2δs≤0.2δs6δs≤12≤0.25δs≤0.25δs12δs≤20≤3.0≤0.25δs20≤3.0≤5.0注：与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的A类接头，按B类焊接接头的对口错边量要求。3.4.5在焊接接头环向形成的棱角E（见图3），用弦长等于1/6内径Di，且不小于300mm的内样板或外样板检查，其正值不得大于（δs/10+2）mm，且不大于4mm。在焊接接头轴向形成的棱角E（见图4），用长度不小于300mm的直尺检查，其正值不得大于（δs/10+2）mm，且不大于4mm。3.4.6B类焊接接头以及圆筒与球形封头相连的A类焊接接头，当两板不等时，单面或双面削薄厚板边缘的要求按GB150规定进行。图3环向棱角度E图4轴向棱角度E3.4.7除图样另有规定外，壳体直线允差△L应符合表2的规定。表2壳体直线度允差壳体长度Hm圆筒直线度允差△Lmm≤20≤2H/1000，且≤2020H≤30≤H/1000注：壳体直线度检查是在通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位，拉Ф0.5mm细钢丝测量。测量的位置离A类焊缝（不含球形封头与圆筒连接以及嵌入式接管与壳体对接连接的A类焊缝）的距离不小于100mm。当壳体厚度不同时，计算直线度时应减去厚度差。3.4.8筒节长度应不小于300mm。组装时，相邻筒节A类接头焊缝中心线间外圆弧长以及封头A类接头焊缝中心线与相邻筒节A类接头焊缝中心线间外圆弧长应大于板材厚度δs的3倍，且不小于100mm。3.4.9容器内件和壳体焊接的焊缝边缘应避开圆筒相焊及圆筒与封头相焊的焊缝。3.4.10容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至母材齐平。1/6Di且不小于300Di样板EDis1/6Di且不小于300样板EEE4Q/3201BST001—20003.4.11接管法兰组装技术要求按GB150规定。3.4.12塔器的地脚螺栓通孔组装要求按GB150规定。3.4.13承受内压或承受外压及真空容器组装后，壳体圆度要求按GB150有关规定进行。3.4.14制造中应避免钛材表面的机械损伤。如有局部伤痕、刻槽等影响耐蚀性能的缺陷，应予以修磨，并使修磨范围内的斜度至少为3：1。修磨深度不应超过钛板厚度（钛钢复合板指复层厚度）的负偏差，超出以上要求时允许采用焊补并修平。3.4.15钛容器表面打磨，应采用橡胶或尼龙掺合氧化铝的砂轮。3.5弯管和翻边3.5.1钛管可在冷态或热态（加热温度不超过350℃）弯制。管子弯曲处的圆度偏差不应超过管子内径的8%；弯管外圆弧处的壁厚减薄量不应超过15%的名义壁厚；弯管表面不允许有裂纹和超过壁厚公差的划伤、凹痕和其他缺陷。U型管弯曲处应进行通球检查。3.5.2工业纯钛和钛合金管经加热翻边后，其表面不允许有裂纹等危害性缺陷。3.6法兰、平盖、螺栓、螺柱和螺母容器的法兰、平盖、螺栓、螺柱和螺母应符合GB150的规定。3.7管板及管与管板的连接3.7.1管板、折流板和支持板上管孔直径及偏差应符合表3的规定。表3管板、折流板、支持板管孔直径及偏差mm管子直径管孔折流板、支持板焊接结构胀接结构管孔直径允差管孔直径允差管孔直径允差1414.40+0.15014.20+0.20014.60+0.4001919.40+0.20019.20+0.20019.602525.4025.25+0.20025.803232.40+0.30032.25+0.25032.80+0.4503838.4038.30+0.25038.804545.50+0.40045.35+0.30045.80+0.5005757.7057.40+0.30058.003.7.2管板钻孔后的孔桥宽度应符合表4的规定。3.7.3折流板、支持板的名义外径和下偏差应符合表5的规定，上偏差以不妨碍管束顺利安装与抽出为限。3.7.4钛钢复合钢板，坯料应作超声波检测，其复合状态应符合GB8546或GB8547以及图样的规定，且布管区域内不开孔的部分不得有分层。3.7.5管板、折流板和支持板钻孔后应去掉管孔周边的毛刺。3.7.6管孔表面粗糙度要求应符合GB151的规定。3.7.7胀接连接时，管孔表面不得有影响胀接密封性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。3.7.8管子与管板的连接5Q/3201BST001—20003.7.8.1管子与管板的连接通常采用强度焊或胀焊并用，其结构型式及尺寸应符合GB151的规定。3.7.8.2管子与管板的连接要求按GB151的规定。3.7.8.3管子与管板的焊接接头应按图样要求进行渗透探伤检测。3.8机械加工表面和非机械加工表面未注公差的极限偏差应符合GB/T1804规定的JS14级和JS16级精度。3.9焊接3.9.1焊前准备及施焊环境3.9.1.1焊接接头的坡口面应采用机械方法加工，在焊接前，坡口及其两侧必须进行严格的清洁处理。3.9.1.2焊丝的清洁要求与母材相同，每次施焊前必须切除端部被氧化部分。3.9.1.3承担焊接接头组对的操作人员，必须戴洁净的手套，不得摸触坡口及其两侧附近区域，严禁用铁器敲打钛材表面及坡口。3.9.1.4应根据焊接接头型式选择气体保护罩，其大小足以使焊缝及热影响区部位均处于惰性气体的保护之下。3.9.1.5焊接用氩气和氦气的纯度应不低于99.99%，露点应不高于-50℃。3.9.1.6钛材的焊接场地应为独立区域，焊接应在空气洁净的环境中进行，并应远离通风口或敞开的门窗。3.9.2焊接工艺及施焊3.9.2.1钛制容器的焊接工艺评定应按附录A进行。施焊前应根据焊接工艺评定和图样的要求，制订焊接工艺卡。3.9.2.2焊接钛制压力容器的焊工，必须按《锅炉压力容器焊工考试规则》要求进行考试，取得焊工合格证后，才能在有效期内担任合格项目范围内的焊接工作。焊工应按焊接工艺卡施焊。3.9.2.3焊接过程中，若遇钨极碰触焊缝金属，则应停止施焊，并修正钨极，恢复焊接前对污染区应加以清除。3.9.2.4若遇焊道表面被污染，在进行下一道焊接之前，应进行机械清理和脱脂，严禁在被污染的中间焊道（未经处理）上焊上一层保护良好的焊道。3.9.2.5容器主要受压元件焊缝的焊工代号，应用简图记载，并列入产品质量证明书，提供给用户。3.9.3焊缝表面的形状尺寸要求3.9.3.1A、B类接头焊缝表面应尽量与母材表面齐平。若有余高（见图5），则其外形应均匀，且高度应符合表6规定。表6A、B类接头焊缝余高mm焊缝深度d(d1)焊缝余高e(e1)手工焊自动焊≤50-1.00-45S≤121-1.50-412S≤250-2.50-4250-3.00-4注：焊缝深度，对单面焊为母材厚度，对双面焊为坡口直边部分中点至母材表面的深度，两侧分别计算。6表4管板钻孔后的孔桥宽度mm管子外径孔心距管孔最大直径孔桥名义宽度允许孔宽度B（96%的孔桥宽度须≥下列数值允许最小孔桥宽度Bmin管板厚度204060801001201418.014.553.452.832.712.592.482.362.251.721925.019.605.404.554.474.384.304.214.122.702532.025.606.405.575.515.445.385.315.253.153240.032.807.206.396.346.296.236.186.133.603848.038.809.208.408.358.318.278.228.184.604557.045.9011.1010.3010.2710.2310.1910.1610.