压力容器设计中关于低温压力容器设计应注意的事项

压力容器设计总结—— 11.低温压力容器设计应注意的问题

11.低温压力容器设计应注意的问题

1.钢板逐张超声检测

（1）板厚大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外），逐张检查，不低于Ⅱ级合格。（GB150-2011）（2）用于制造低温压力容器筒体、凸形封头和球壳的钢板，厚度超过以下数值时，需按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测，且不低于Ⅲ级。(HG/T20585-2011)

a 板厚大于16~20mm的钢板，每批抽检20%，最少1张。

b 板厚大于20mm的钢板，逐张检查。(GB150规定质量等级不低于Ⅱ级)

c 用作低温压力容器筒体的无缝钢管应逐根按《承压设备无损检测》JB4730.3进行超声检测检查。

2.焊后热处理

（1）球壳板厚度≥16mm的低温球罐应进行焊后整体热处理。（GB12337-1998附录A）

（2）受压元件焊接接头厚度超过16mm时，低温压力容器或部件全部施焊工作完成后，应进行消除应力热处理。热处理工艺应与焊接工艺评定的热处理制度（温度曲线）一致。（HG/T20585-2011）（3）钢板厚度大于16mm的碳素钢和低合金钢制低温换热器或元件应进行焊后热处理。

（GB151-1999附录A）

3. 100%射线或超声检测

（1）设计温度低于-40℃的或者焊接接头厚度大于25mm的低温容器。（GB150-2011）

（2）低温压力容器的对接接头符合下列情况之一者，应经100%射线或超声检测：（HG/T20585-2011）

a 盛装易爆介质的容器，且设计压力大于0.6MPa者

b 设计压力大于等于1.6MPa者

c 壳体板厚大于25mm者

d 钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540MPa或合金元素含量大于3%的低合金钢。

e 设计温度低于-40℃者。

(3)无损检验方法和评定标准应符合下列要求

a 对接接头的射线检测按《承压设备无损检测》JB/T4730.2的规定进行。射线照相的质量应不低于AB级，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）

b 焊接接头的超声检测按《承压设备无损检测》JB/T4730.3的规定进行，无论100%检测及局部检测均应不低于Ⅰ级要求。

c 焊接接头的TOFD检测《承压设备无损检测》JB/T4730.10的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格（100%检测及局部检测）。

4.磁粉或渗透检测

(1) 10.3.1中低温容器上的A、B、C、D、E类焊接接头，缺陷修磨或补焊处的表面，卡具和拉筋等拆除处的割痕表面。（GB150-2011）

（2）设计温度低于-40℃的低合金钢制低温压力容器上的焊接接头（TSG R0004-2009）

（3）低温压力容器下列部位应按《承压设备无损检测》JB/T4730.4或JB/T4730.5进行表面磁粉检测或表

面渗透检测。（HG/T20585-2011）

a 符合本标准第8.7.1条的对接接头，但无法进行射线或超声检测者。

b 符合本标准第8.7.1条的容器壳体上的C类、D类焊接接头以及附件焊接的角接接头、填角焊缝的可及表面。

c 钢材标准规定的最低抗拉强度Rm＞540Mpa的高强度钢容器上的全部焊接接头及热影响区表面。

d 受压壳体上工装卡具、拉筋板等临时附件拆除的焊痕表面，焊补前的坡口及焊补的表面以及电弧擦伤处。

(4) 设计压力大于或等于1.60Mpa，且设计温度低于-40℃的设备法兰用紧固件材料为铁素体钢时，应逐件进行磁粉检测。（HG/T20585-2011）

5.逐台制备产品焊接试件

(1) 低温容器应逐台制备产品焊接试件（GB150-2011）

6.锻件级别

(1) 使用温度低于-20℃且公称厚度大于200mm的低温用钢锻件, 应选用Ⅲ级或Ⅳ级。（GB150-2011）

（2）低温压力容器用锻件按《低温承压设备用低合金钢锻件》NB/T 47009和《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB/T 47010，应不低于Ⅱ级要求，设计压力大于或等于1.60Mpa时，应不低于Ⅲ级。（HG/T20585-2011）

7.管法兰

（1）低温容器、高温容器、疲劳容器以及第三类压力容器的接管法兰宜采用带颈对焊型管法兰。（HG/T20583-2011）

8.补强结构

（1）对于高温和低温工况下工作的压力容器，不推荐使用补强圈补强结构：（HG/T20583-2011）

a 设计温度大于350℃

b 设计温度小于或等于-20℃。

9.耐压试验

耐压试验后不应再在受压元件上进行焊接之类可能引起焊接应力和缺口应力集中的加工，否则须重新试压。

10.附加落锤试验

根据设计文件要求，对厚度大于36mm的标准抗拉强度下限值大于或等于540Mpa的钢板和用于设计温度低于-40℃的钢板，可附加进行落锤试验。试验按GB/T6803进行，采用P-2型试样，无塑性转变（NDT）温度的合格指标在设计文件中规定。（GB150-2011）

11.钢板采用炉外精炼工艺

压力容器受压元件用钢应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。对标准抗拉强度下限值大于或等于540Mpa 的低合金钢钢板和奥氏体-铁素体型不锈钢钢板，以及用于使用温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。（GB150-2011）

用于设计温度低于-40℃的碳素钢和低合金钢管用钢均应经炉外精炼。（GB150-2011）

20MnNiMo、12Cr2Mo1V、和12Cr3Mo1V钢锻件以及NB/T47009中所有低温用钢锻件，均应经炉外精炼的钢锻制而成。（GB150-2011）