对压力容器金属材料进厂验收最新规定的理解
Interpretation about the latest regulations on inspection of metal materials of pressure vessels for acceptance
南京德邦金属装备工程有限公司郑州轻工业学院过程装备系河南省表界面科学重点实验室
高利霞刘超锋
李会民
[摘要]压力容器金属材料验收的标准比较多。为此,本文总结了压力容器金属材料验收中关于材料标识、质量证明书、供货状态、无损检测、低温容器、锻件、无缝钢管的最新规定,指出了压力容器制造企业金属材料验收人员值得注意的细节。
[关键词]压力容器;材料验收;国家标准压力容器用金属材料验收,除执行相应的材料标准外,还应执行压力容器的相关标准。金属材料验收执行的标准较多,各钢材生产单位也各不相同。因此,压力容器制造单位的材料验收因无法统一认识[1]而增加不必要的检查、复验工作量。笔者对压力容器制造企业金属材料入厂验收的细节进行了总结。
产企业在标识“国家安全监察机构认可标志”方面是做不到的,需要引起压力容器制造单位材料检验人员的注意。
关于紧固件的标识,在标准HG20613-1997[3]中6.0.2规定“在六角头螺栓的头部顶面、螺柱顶部、螺母的侧面以钢印或其他方法标记其性能等级或材料牌号的代号。”在标准JB/T4707-2000中10.2规定“在螺柱的一端应按规定打印材料标记,打印字体的高为4mm”;10.3中规定“用于使用温度低于-20℃的35CrMoA螺柱材料,其匹配螺母材料规定为35CrMoA,并在螺柱端部标记后,补充打印‘D’字样”。上述紧固件的材料标识是生产厂家不容易做到的。材料检验员应该严格把关。
生产单位获得压力容器用材料时,应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。”
GB150-1998《钢制压力容器》[4]
4.1.4规定“容器用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书,容器制造单位应按质量证明书验收,必要时还应进行复验。”
HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》3.0.3规定“受压元件以及直接与受压元件焊接的非受压元件用钢材,必须附有钢厂质量证明书(或复印件,复印件上应加盖供应部门的印章)。钢材质量证明书上应列出炉(罐)号、批号;规格;标准和实测的化学成分;钢材标准或技术条件保证的规定力学性能、工艺性能和其他性能要求和实测数据和合格情况;供货状态;供货合同或协议规定的其他项目;其它非受压元件用钢材也应具有钢材质量证明书(或复印件)。”
紧固件的质保书在相应的标准中也有规定。如:HG20613-1997中5.0.5
1材料的标识
用于压力容器的材料在验收时,
除应符合相应的材料标准以外,还应符合《压力容器安全技术监察规程》(简称《容规》)[2]第10条的规定检查验收:“在材料上的明显部位做出钢印标志或其他标志,至少包括材料制造标准代号、材料牌号及其规格、炉(批)号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。”需要强调的是,一般的材料生
作者简介:高利霞(1983-),女,河南安阳人,大学本科毕业,工学学士,助理工程师,从事压力容器材料的检验工作。
2材料的质量证明书
《容规》第10条规定:“材料生
产单位应向用户提供质量证明书(原件),材料质量证明书的内容必须齐全、清晰,并加盖材料生产单位质量检验章。压力容器制造单位从非材料
现代焊接2010年第5期总第89期J-47
规定“制造厂应按批提供质量合格证明书,内容包括:紧固件名称(包括产品等级)、规格、尺寸、数量;材料牌号或性能等级;标准号(采用性能等级者/商品级为GB标准号;采用材料牌号者/专用级为HG20613;出厂日期及检验印记。”
后进行消除应力热处理。”等级应不低于Ⅱ级。”与GB150-1998要求差不多。
4材料的无损检测
《容规》第14条规定“应逐张进
5国外材料的使用
《容规》第14条规定“压力容器
行超声检测的用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢板是:盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器;盛装介质为液化石油气且硫化氢含量>100mg/L的压力容器;最高工作压力≥10MPa的压力容器;符合GB150、GB151要求超声波检测的钢板;移动式压力容器。”
GB150-1998的4.2.9中规定“应逐张进行超声检测的碳素钢和低合金钢板是:厚度>30mm的20R(Q245R)和16MnR(Q345R),厚度>25mm的15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoR和Cr-Mo钢板,厚度>20mm的16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR,质量等级应不低于Ⅲ级;多层包扎压力容器的内筒钢板和调质状态供货的钢板,质量等级应不低于Ⅱ级。”
HG20581-1998中5.2.7规定“应逐张按JB4730进行超声波探伤检查的压力容器主要受压元件用钢板是:厚度>30mm的20R(Q245R)、16MnR(Q345R)以及强度级别、化学成分相近且不高于16MnR(Q345R)的其他低碳钢、碳锰钢钢板,厚度>25mm的其他低合金钢钢板,厚度>20mm的低温压力容器用低合金钢钢板,质量等级应不低于Ⅲ级;设计压力≥10.0MPa的多层容器内筒钢板及单层高压容器用钢板(奥氏体除外),或调质状态供货的钢板,使用介质的毒性为极度或高度危害,或使用于湿硫化氢腐蚀环境且厚度≥20mm的铁素体钢钢板,质量
受压元件应选用国外压力容器规范允许使用且国外已有使用实例的材料,其使用范围应符合材料生产国的规定,并有该材料的质量证明书。制造单位首次使用前,应进行焊接工艺评定及焊工考试,并对化学成分、力学性能进行复验,满足要求后,才能制造。力学性能和弯曲性能试样型式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求也应执行国外标准。”
HG20581-1998中9.2规定“钢材除应符合相应国外材料标准的技术要求外,还必须符合国外压力容器标准规范和需方订货合同中的规定的必要附加技术要求;钢材的使用(热处理)状态应符合国外钢材标准和压力容器标准、规范中的规定;钢材还应符合HG20581-1998第5章相类似钢材的技术要求,国外钢材标准和订货合同中未规定进行检验的项目,应由设备制造部门复验,合格后方可投料使用。”
3材料的供货状态
压力容器用材料除应符合相应的
材料标准的供货状态外,还应符合《容规》第19条“铜及铜合金用于压力容器受压元件时,一般应为退火状态”;第20条“用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用”;“钛钢复合板爆炸焊复合后,应做消除应力退火处理”;第21条“用于制造压力容器主要受压元件的镍材应在退火状态下使用,换热器用纯镍管应在消除应力退火状态下使用。”
GB150-1998的4.2.5中规定应在正火状态下使用“用于壳体厚度>30mm的20R(Q245R)和16MnR(Q345R);用于其它受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度>50mm的20R(Q245R)和16MnR(Q345R);厚度>16mm的15MnVR。”
需要指出,当人孔法兰盖使用板材车加工成形之前的原材料也应符合上述要求。
HG20581-1998的5.2.8还规定“珠光体耐热钢钢板应在退火正火+回火状态下使用;奥氏体不锈钢应在固溶状态或稳定化处理状态下使用;压力容器主要受压元件用低合金高强度钢,应检验钢板模拟焊后消除应力热处理状态的机械性能,且满足设计要求;设计压力≥4.0MPa、板厚≥40mm,焊
6材料的力学性能
GB150-1998的4.2.6中规定“应逐
张进行拉伸和夏比(V型缺口)冲击(高温或低温)试验的碳素钢和低合金钢钢板是:调质状态供货钢板;多层包扎压力容器的内筒钢板;用于壳体厚度>60mm的钢板。”
7封头的验收
JB/T4746-2002《钢制压力容器用
封头》的6.3.10规定“对于按规则设计
J-48现代焊接2010年第5期总第89期
的封头,当设计图样标注了封头成形后的最小厚度,可按实测的最小厚度不小于图样标注的最小厚度验收。”需要注意的是,当有材料代用时,应按照实际使用材料的负偏差来验收封头的最小厚度。目前材料生产厂家为了节约成本,大部分是材料标准的下限偏差,封头成形存在一定的成形减薄量,除非材料在订货时按照正偏差要求供货或原材料在设计的基础上加厚,否则封头成形后满足不了JB/T4746-2002封头最小厚度的要求。
目,并提供复验报告。”作压力容器壳体的无缝钢管,设备制造部门应按照表5-8要求复验机械性能,并符合相应钢管标准的要求。用作Ⅱ、Ⅲ类容器壳体的钢管,设备制造厂应逐根按设备液压试验压力进行水压试验;Ⅰ类容器壳体用钢管,如钢厂已作水压试验者,可不再复试。”
9锻件的验收与复验
当锻件要求复验时,锻件生产厂
家应按照JB4726-2000复验,以保证试样的真实性。但锻件带本体试样由于成本会增加,所以大多制造厂很难做到。人孔标准中的法兰盖用材料为板材,但对于法兰及法兰盖的生产厂家一般是用锻件制作的,用板材制作的利用率较低,所以在验收外购法兰盖时,应该核对标准与材质。
12结束语
材料对压力容器是至关重要的。
材料质量一旦出现问题,其它环节做得再好也无济于事。所以,只有对压力容器制造单位材料的验收入库严格把关,并符合压力容器的相关标准,材料生产厂家才无机可乘,才能使压力容器制造质量做得更好、更精。
8低温压力容器用材料的验收
GB150-1998中附录C2.1.6规定“钢管可按批进行冲击试验复验,在每批钢管中任意两根钢管上各取一组试样;钢管用于制造壳体,且厚度>16mm时按批抽10%,且不少于两根,每根取一组试样,取样位置应靠近钢管内壁,一般为纵向,对大直径厚壁管可沿切向取样,缺口应沿厚度方向切取。”
GB150-1998附录C2.2.3规定“焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验。压力容器制造厂家可由焊材生产厂家复验其相关的项
10三类容器的复验
按《容规》第25条规定“当钢厂
未提供钢板超声检测保证书时,应进行超声检测复验。《容规》第14条只是对碳素钢和低合金钢钢板有要求,对其他材料没有要求。对于外购成品封头与膨胀节,大多数生产厂家试板的真实性无法得到证实,这种情况下可以带料加工,也可以委托生产厂家复验相应的项目,并出具复验报告。”
参考文献
[1]赵忠义,高芹,姜安周等.浅谈承压设备用焊接材料的入厂验收[J].现代焊接,2009(5):51 ̄52.
[2]全国压力容器标准化技术委员会.压力容器安全技术监察规程.99版[M].北京:中国劳动社会保障出版社,1999.10
[3]HG20580 ̄20585-1998钢制化工容器[S].中国标准出版社,1999-03-01
[4]全国锅炉压力容器标准化技术委员会.GB150-1998钢制压力容器[S].中国标准出版社,1998-05-01.
11无缝钢管的复验
按HG20581-1998中5.3.11规定“用
(上接第J-46页)
使接头塑性变形区增大。所以要使焊接热输入量尽量集中,冷却速度尽量快。4.4.44.4.5
两面同时打底焊接,自动焊使减小焊缝截面积,在得到完整用相同的焊接工艺参数。
或无超标缺陷焊缝的前提下,尽可能采用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。
4.4.6焊缝面积越大,冷却时收缩引的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。
起的塑性变形量越大,焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的,而且是起主要的影响,因此,在板厚相同时,坡口尺寸越大,收缩变形越大,因而要尽量减小坡口尺寸。4.4.7
采取合理的焊接顺序:在焊缝较多的组装条件下,应根据构件形状和焊缝的布置,采取先焊收缩量较大
5结束语
采用以上焊接工艺,完成了啤酒
发酵罐体的焊接,满足了设计和使用
现代焊接2010年第5期总第89期J-49
对压力容器金属材料进厂验收最新规定的理解
Interpretation about the latest regulations on inspection of metal materials of pressure vessels for acceptance
南京德邦金属装备工程有限公司郑州轻工业学院过程装备系河南省表界面科学重点实验室
高利霞刘超锋
李会民
[摘要]压力容器金属材料验收的标准比较多。为此,本文总结了压力容器金属材料验收中关于材料标识、质量证明书、供货状态、无损检测、低温容器、锻件、无缝钢管的最新规定,指出了压力容器制造企业金属材料验收人员值得注意的细节。
[关键词]压力容器;材料验收;国家标准压力容器用金属材料验收,除执行相应的材料标准外,还应执行压力容器的相关标准。金属材料验收执行的标准较多,各钢材生产单位也各不相同。因此,压力容器制造单位的材料验收因无法统一认识[1]而增加不必要的检查、复验工作量。笔者对压力容器制造企业金属材料入厂验收的细节进行了总结。
产企业在标识“国家安全监察机构认可标志”方面是做不到的,需要引起压力容器制造单位材料检验人员的注意。
关于紧固件的标识,在标准HG20613-1997[3]中6.0.2规定“在六角头螺栓的头部顶面、螺柱顶部、螺母的侧面以钢印或其他方法标记其性能等级或材料牌号的代号。”在标准JB/T4707-2000中10.2规定“在螺柱的一端应按规定打印材料标记,打印字体的高为4mm”;10.3中规定“用于使用温度低于-20℃的35CrMoA螺柱材料,其匹配螺母材料规定为35CrMoA,并在螺柱端部标记后,补充打印‘D’字样”。上述紧固件的材料标识是生产厂家不容易做到的。材料检验员应该严格把关。
生产单位获得压力容器用材料时,应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。”
GB150-1998《钢制压力容器》[4]
4.1.4规定“容器用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书,容器制造单位应按质量证明书验收,必要时还应进行复验。”
HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》3.0.3规定“受压元件以及直接与受压元件焊接的非受压元件用钢材,必须附有钢厂质量证明书(或复印件,复印件上应加盖供应部门的印章)。钢材质量证明书上应列出炉(罐)号、批号;规格;标准和实测的化学成分;钢材标准或技术条件保证的规定力学性能、工艺性能和其他性能要求和实测数据和合格情况;供货状态;供货合同或协议规定的其他项目;其它非受压元件用钢材也应具有钢材质量证明书(或复印件)。”
紧固件的质保书在相应的标准中也有规定。如:HG20613-1997中5.0.5
1材料的标识
用于压力容器的材料在验收时,
除应符合相应的材料标准以外,还应符合《压力容器安全技术监察规程》(简称《容规》)[2]第10条的规定检查验收:“在材料上的明显部位做出钢印标志或其他标志,至少包括材料制造标准代号、材料牌号及其规格、炉(批)号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。”需要强调的是,一般的材料生
作者简介:高利霞(1983-),女,河南安阳人,大学本科毕业,工学学士,助理工程师,从事压力容器材料的检验工作。
2材料的质量证明书
《容规》第10条规定:“材料生
产单位应向用户提供质量证明书(原件),材料质量证明书的内容必须齐全、清晰,并加盖材料生产单位质量检验章。压力容器制造单位从非材料
现代焊接2010年第5期总第89期J-47
规定“制造厂应按批提供质量合格证明书,内容包括:紧固件名称(包括产品等级)、规格、尺寸、数量;材料牌号或性能等级;标准号(采用性能等级者/商品级为GB标准号;采用材料牌号者/专用级为HG20613;出厂日期及检验印记。”
后进行消除应力热处理。”等级应不低于Ⅱ级。”与GB150-1998要求差不多。
4材料的无损检测
《容规》第14条规定“应逐张进
5国外材料的使用
《容规》第14条规定“压力容器
行超声检测的用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢板是:盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器;盛装介质为液化石油气且硫化氢含量>100mg/L的压力容器;最高工作压力≥10MPa的压力容器;符合GB150、GB151要求超声波检测的钢板;移动式压力容器。”
GB150-1998的4.2.9中规定“应逐张进行超声检测的碳素钢和低合金钢板是:厚度>30mm的20R(Q245R)和16MnR(Q345R),厚度>25mm的15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoR和Cr-Mo钢板,厚度>20mm的16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR,质量等级应不低于Ⅲ级;多层包扎压力容器的内筒钢板和调质状态供货的钢板,质量等级应不低于Ⅱ级。”
HG20581-1998中5.2.7规定“应逐张按JB4730进行超声波探伤检查的压力容器主要受压元件用钢板是:厚度>30mm的20R(Q245R)、16MnR(Q345R)以及强度级别、化学成分相近且不高于16MnR(Q345R)的其他低碳钢、碳锰钢钢板,厚度>25mm的其他低合金钢钢板,厚度>20mm的低温压力容器用低合金钢钢板,质量等级应不低于Ⅲ级;设计压力≥10.0MPa的多层容器内筒钢板及单层高压容器用钢板(奥氏体除外),或调质状态供货的钢板,使用介质的毒性为极度或高度危害,或使用于湿硫化氢腐蚀环境且厚度≥20mm的铁素体钢钢板,质量
受压元件应选用国外压力容器规范允许使用且国外已有使用实例的材料,其使用范围应符合材料生产国的规定,并有该材料的质量证明书。制造单位首次使用前,应进行焊接工艺评定及焊工考试,并对化学成分、力学性能进行复验,满足要求后,才能制造。力学性能和弯曲性能试样型式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求也应执行国外标准。”
HG20581-1998中9.2规定“钢材除应符合相应国外材料标准的技术要求外,还必须符合国外压力容器标准规范和需方订货合同中的规定的必要附加技术要求;钢材的使用(热处理)状态应符合国外钢材标准和压力容器标准、规范中的规定;钢材还应符合HG20581-1998第5章相类似钢材的技术要求,国外钢材标准和订货合同中未规定进行检验的项目,应由设备制造部门复验,合格后方可投料使用。”
3材料的供货状态
压力容器用材料除应符合相应的
材料标准的供货状态外,还应符合《容规》第19条“铜及铜合金用于压力容器受压元件时,一般应为退火状态”;第20条“用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用”;“钛钢复合板爆炸焊复合后,应做消除应力退火处理”;第21条“用于制造压力容器主要受压元件的镍材应在退火状态下使用,换热器用纯镍管应在消除应力退火状态下使用。”
GB150-1998的4.2.5中规定应在正火状态下使用“用于壳体厚度>30mm的20R(Q245R)和16MnR(Q345R);用于其它受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度>50mm的20R(Q245R)和16MnR(Q345R);厚度>16mm的15MnVR。”
需要指出,当人孔法兰盖使用板材车加工成形之前的原材料也应符合上述要求。
HG20581-1998的5.2.8还规定“珠光体耐热钢钢板应在退火正火+回火状态下使用;奥氏体不锈钢应在固溶状态或稳定化处理状态下使用;压力容器主要受压元件用低合金高强度钢,应检验钢板模拟焊后消除应力热处理状态的机械性能,且满足设计要求;设计压力≥4.0MPa、板厚≥40mm,焊
6材料的力学性能
GB150-1998的4.2.6中规定“应逐
张进行拉伸和夏比(V型缺口)冲击(高温或低温)试验的碳素钢和低合金钢钢板是:调质状态供货钢板;多层包扎压力容器的内筒钢板;用于壳体厚度>60mm的钢板。”
7封头的验收
JB/T4746-2002《钢制压力容器用
封头》的6.3.10规定“对于按规则设计
J-48现代焊接2010年第5期总第89期
的封头,当设计图样标注了封头成形后的最小厚度,可按实测的最小厚度不小于图样标注的最小厚度验收。”需要注意的是,当有材料代用时,应按照实际使用材料的负偏差来验收封头的最小厚度。目前材料生产厂家为了节约成本,大部分是材料标准的下限偏差,封头成形存在一定的成形减薄量,除非材料在订货时按照正偏差要求供货或原材料在设计的基础上加厚,否则封头成形后满足不了JB/T4746-2002封头最小厚度的要求。
目,并提供复验报告。”作压力容器壳体的无缝钢管,设备制造部门应按照表5-8要求复验机械性能,并符合相应钢管标准的要求。用作Ⅱ、Ⅲ类容器壳体的钢管,设备制造厂应逐根按设备液压试验压力进行水压试验;Ⅰ类容器壳体用钢管,如钢厂已作水压试验者,可不再复试。”
9锻件的验收与复验
当锻件要求复验时,锻件生产厂
家应按照JB4726-2000复验,以保证试样的真实性。但锻件带本体试样由于成本会增加,所以大多制造厂很难做到。人孔标准中的法兰盖用材料为板材,但对于法兰及法兰盖的生产厂家一般是用锻件制作的,用板材制作的利用率较低,所以在验收外购法兰盖时,应该核对标准与材质。
12结束语
材料对压力容器是至关重要的。
材料质量一旦出现问题,其它环节做得再好也无济于事。所以,只有对压力容器制造单位材料的验收入库严格把关,并符合压力容器的相关标准,材料生产厂家才无机可乘,才能使压力容器制造质量做得更好、更精。
8低温压力容器用材料的验收
GB150-1998中附录C2.1.6规定“钢管可按批进行冲击试验复验,在每批钢管中任意两根钢管上各取一组试样;钢管用于制造壳体,且厚度>16mm时按批抽10%,且不少于两根,每根取一组试样,取样位置应靠近钢管内壁,一般为纵向,对大直径厚壁管可沿切向取样,缺口应沿厚度方向切取。”
GB150-1998附录C2.2.3规定“焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验。压力容器制造厂家可由焊材生产厂家复验其相关的项
10三类容器的复验
按《容规》第25条规定“当钢厂
未提供钢板超声检测保证书时,应进行超声检测复验。《容规》第14条只是对碳素钢和低合金钢钢板有要求,对其他材料没有要求。对于外购成品封头与膨胀节,大多数生产厂家试板的真实性无法得到证实,这种情况下可以带料加工,也可以委托生产厂家复验相应的项目,并出具复验报告。”
参考文献
[1]赵忠义,高芹,姜安周等.浅谈承压设备用焊接材料的入厂验收[J].现代焊接,2009(5):51 ̄52.
[2]全国压力容器标准化技术委员会.压力容器安全技术监察规程.99版[M].北京:中国劳动社会保障出版社,1999.10
[3]HG20580 ̄20585-1998钢制化工容器[S].中国标准出版社,1999-03-01
[4]全国锅炉压力容器标准化技术委员会.GB150-1998钢制压力容器[S].中国标准出版社,1998-05-01.
11无缝钢管的复验
按HG20581-1998中5.3.11规定“用
(上接第J-46页)
使接头塑性变形区增大。所以要使焊接热输入量尽量集中,冷却速度尽量快。4.4.44.4.5
两面同时打底焊接,自动焊使减小焊缝截面积,在得到完整用相同的焊接工艺参数。
或无超标缺陷焊缝的前提下,尽可能采用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。
4.4.6焊缝面积越大,冷却时收缩引的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。
起的塑性变形量越大,焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的,而且是起主要的影响,因此,在板厚相同时,坡口尺寸越大,收缩变形越大,因而要尽量减小坡口尺寸。4.4.7
采取合理的焊接顺序:在焊缝较多的组装条件下,应根据构件形状和焊缝的布置,采取先焊收缩量较大
5结束语
采用以上焊接工艺,完成了啤酒
发酵罐体的焊接,满足了设计和使用
现代焊接2010年第5期总第89期J-49