承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造

1、承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造2022-6-171承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造 一、一、承承壓壓設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)安安全全 1.1材料選用與安全 1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安全 1.3強(qiáng)度設(shè)計(jì)與安全 二、二、承承壓壓設(shè)設(shè)備備制制造造安安全全技技術(shù)術(shù) 2.1殼體成型 2.2焊接 2.3焊后熱處理 2.4制造缺陷 三、三、承承壓壓設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)監(jiān)監(jiān)察察管管理理 3.1設(shè)計(jì)單位條件 3.2管理與監(jiān)督 四、四、承承壓壓設(shè)設(shè)備備制制造造監(jiān)監(jiān)察察管管理理 4.1鍋爐壓力容器制造許可條件 4.2制造許可的工作程序 五、五、參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn)2022-6-172承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造一、一、承承壓壓設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)安安全全承壓設(shè)

2、備承壓部件的可靠性，在很大程度上取決于它的設(shè)計(jì)是否正確。其安全設(shè)計(jì)主要包括以下三個(gè)方面：合理選用材料：這是保證承壓設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)重要措施。如果材料選擇不當(dāng)，即使具有較大的強(qiáng)度裕度，也可能在運(yùn)行中發(fā)生破壞事故。選擇合適的結(jié)構(gòu)形式：在承壓設(shè)備的破壞事故中，有相當(dāng)一部分是由于結(jié)構(gòu)不合理引起的。結(jié)構(gòu)不合理往往使得承壓設(shè)備在制造和使用過(guò)程中容易產(chǎn)生缺陷。要考慮盡量降低局部附加應(yīng)力和應(yīng)力集中。滿足強(qiáng)度要求：為保證承壓設(shè)備安全運(yùn)行，其承壓部件必須具有足夠的強(qiáng)度，即具有適當(dāng)?shù)谋诤褚缘挚雇饧虞d荷的作用。2022-6-173承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造1.1.1 1材材料料選選用用與與安安全全 承壓設(shè)備的用途極廣，工作

3、條件也千差萬(wàn)別，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中正確地選擇材料是一件極為復(fù)雜而又特別重要的工作。很多承壓設(shè)備造成事故的重要原因之一就是選用材料不當(dāng)。 所以，在選擇材料時(shí)，必須根據(jù)承壓設(shè)備的工作條件（如壁溫、壓力、介質(zhì)腐蝕性、介質(zhì)對(duì)材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等）選擇具有合適力學(xué)性能、物理性能和耐腐蝕性能的材料，所選用的材料還必須考慮加工工藝的影響（可焊性、是否便于加工），并考慮其經(jīng)濟(jì)合理性及來(lái)源等情況。2022-6-174承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造1.1.1 1材材料料選選用用與與安安全全 材料性能 力學(xué)性能 物理性能 耐腐蝕性能 制造工藝性能 材料性能影響因素影響材料性能的因素除冶煉方法和合金元素以外，制

4、造工藝、操作溫度和介質(zhì)的腐蝕性等也都是有較大影響的因素。 制造工藝 腐蝕 溫度 材料選用選擇承壓設(shè)備用材料必須考慮其操作條件（如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性等）、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)等，并在此前提下，考慮經(jīng)濟(jì)合理性。2022-6-175承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造1.1.2 2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與安安全全 承壓設(shè)備的正確設(shè)計(jì)是保證其安全運(yùn)行的一個(gè)最根本的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)不當(dāng)，必然給以后的運(yùn)行帶來(lái)先天性的不足，由此釀成的事故國(guó)內(nèi)外屢見(jiàn)不鮮。美國(guó)總電站公司調(diào)查的339件容器及壓力管道事故中，按原因分類統(tǒng)計(jì)，其中由于設(shè)計(jì)方面的原因?qū)е碌氖鹿视?3件，占事故總數(shù)的l8.3。國(guó)內(nèi)出于設(shè)

5、計(jì)不當(dāng)或未經(jīng)認(rèn)真設(shè)計(jì)計(jì)算而使容器發(fā)生事故的例子也是較多的。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2022-6-176承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則i應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度結(jié)構(gòu)應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，避免高應(yīng)力疊加。ii結(jié)構(gòu)不連續(xù)處應(yīng)平滑過(guò)渡。受壓殼體存在幾何形狀突變或其它結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)，都會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免iii避免采用剛性過(guò)大的焊接結(jié)構(gòu)。iv受熱系統(tǒng)及部件的脹縮應(yīng)不受限制。受熱部件的熱膨脹如果受到外部或自身的限制，在部件內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。2022-6-177承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，基本上都是由筒體、封頭、接管、法蘭、支座等零部件組

6、成。承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，主要進(jìn)行的就是零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備各部位開(kāi)孔設(shè)計(jì)等。 一般要求：各受壓部件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，并裝有可靠的安全保護(hù)設(shè)施，防止超壓；受壓元件、部件結(jié)構(gòu)的形式、開(kāi)孔和焊縫的布置應(yīng)盡量避免或減小復(fù)合應(yīng)力和應(yīng)力集中；承重結(jié)鉤應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及防腐蝕性；承壓設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝、檢修和清洗；承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于檢驗(yàn)檢測(cè)。2022-6-178承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造1.1.3 3強(qiáng)強(qiáng)度度設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與安安全全 設(shè)計(jì)工作中直接影響其安全運(yùn)行的內(nèi)容包括：正確選用材料、合理設(shè)計(jì)可靠結(jié)構(gòu)以及考慮全面確定設(shè)備最小壁厚。要確定容器最小壁厚就要分析其由

7、各類載荷引起的應(yīng)力，再根據(jù)強(qiáng)度條件規(guī)定的許用應(yīng)力計(jì)算出所需的壁厚。 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要任務(wù)是對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行應(yīng)力分析，確定最大應(yīng)力值并將其限制在許用范圍內(nèi)。任一臺(tái)承壓設(shè)備至少存在兩種應(yīng)力，一種是一次應(yīng)力或薄膜應(yīng)力，如圓筒體中間部分的應(yīng)力；另一種是不連續(xù)應(yīng)力或二次應(yīng)力，如接管與封頭連接處的應(yīng)力。2022-6-179承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造二、二、承承壓壓設(shè)設(shè)備備制制造造安安全全技技術(shù)術(shù) 承壓設(shè)備能否在設(shè)定的環(huán)境與工藝條件（壓力、溫度、介質(zhì)特性）下安全運(yùn)行，首先取決其本身的安全可靠性。這種可靠性除了其在設(shè)計(jì)上符合安全要求外，在制造上也應(yīng)確保制造質(zhì)量。根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣和技術(shù)要求嚴(yán)格按有關(guān)的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造。2.

8、2.1 1殼殼體體成成型型 鍋爐、壓力容器本體大多是圓筒形殼體加兩端封頭，大部分的殼體、封頭都屬于薄壁結(jié)構(gòu)。最常用的制造方法是卷制焊接筒體與旋壓成型或沖壓封頭，用焊接或法蘭連接的方法連成一體。2022-6-1710承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造2.2.2 2焊焊接接 殼體的焊接，重要的是筒體（包括封頭、筒節(jié)法蘭等）縱縫、環(huán)縫的焊接，是殼體制造中最關(guān)鍵的工序。常用的焊接方法是埋弧自動(dòng)焊和電渣焊。筒體環(huán)縫焊接幾乎全部采用埋弧自動(dòng)焊，筒壁較薄的縱縫也采用埋弧自動(dòng)焊。電渣焊用于焊接厚壁筒節(jié)的縱縫，只要在被焊縱縫間保持適當(dāng)?shù)拈g隙，不用開(kāi)坡口即可一次焊成。2.2.3 3焊焊后后熱熱處處理理 熱處理是保證殼體制造質(zhì)量的

9、重要技術(shù)手段。承壓設(shè)備制造中，熱處理一般分為兩類，一類是焊后熱處理，另一類是改善機(jī)械性能熱處理。消除焊縫殘余應(yīng)力的熱處理也有采用焊縫局部加熱的方法。2022-6-1711承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造2.2.4 4制制造造缺缺陷陷 焊接缺陷 國(guó)內(nèi)外所發(fā)生的大量承壓設(shè)備事故中，有相當(dāng)一部分是由焊接缺陷直接或間接引起的。由于焊接加工工藝的特點(diǎn)，焊接過(guò)程中有些缺陷是難以完全避免的。因此要保證不因制造質(zhì)量而發(fā)生事故，就必須要求承壓設(shè)備不存在危險(xiǎn)性缺陷和超出允許范圍的一般性缺陷。 承壓設(shè)備的焊接缺陷包括氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋、咬邊、弧坑和擦傷、焊縫尺寸不符合要求及組織缺陷等。 加工成型與組裝缺陷 加工成型

10、與組裝中產(chǎn)生的缺陷主要是幾何形狀不符合要求。包括表面凹凸不平、截面不圓、接頭錯(cuò)邊對(duì)接接頭角變形等缺陷。2022-6-1712承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造三、三、承承壓壓設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)監(jiān)監(jiān)察察管管理理 在我國(guó)鍋爐、氣瓶、高壓氧艙等采用設(shè)計(jì)圖紙審查監(jiān)督制度，而壓力容器和壓力管道采用設(shè)計(jì)資格認(rèn)可制度。為了加強(qiáng)對(duì)壓力容器和壓力管道設(shè)計(jì)單位的質(zhì)量監(jiān)督和安全監(jiān)察，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，根據(jù)特種設(shè)備安全監(jiān)察條例4-8、壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程4-4、壓力管道安全管理和監(jiān)察規(guī)定4-9、壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則4-10（簡(jiǎn)稱“設(shè)計(jì)許可規(guī)則”）等的有關(guān)規(guī)定，從事壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)的單位（以下簡(jiǎn)稱“設(shè)計(jì)單位”）

11、，必須具有相應(yīng)級(jí)別的設(shè)計(jì)資格，取得壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可證（以下簡(jiǎn)稱“設(shè)計(jì)許可證”）。2022-6-1713承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造3.3.1 1設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)單單位位條條件件 設(shè)計(jì)單位基本條件根據(jù)相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)單位必須具有或具備：i企業(yè)法人營(yíng)業(yè)執(zhí)照或事業(yè)單位法人證書(shū)；ii中華人民共和國(guó)組織機(jī)構(gòu)代碼證；iii健全的質(zhì)量保證體系和切實(shí)可行的設(shè)計(jì)管理制度；iv與設(shè)計(jì)級(jí)別相適應(yīng)的技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)；v專門(mén)的設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所；vi必要的設(shè)計(jì)裝備和設(shè)計(jì)手段2022-6-1714承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造 設(shè)計(jì)單位應(yīng)建立的質(zhì)量保證體系 設(shè)計(jì)單位應(yīng)建立符合本單位實(shí)際情況的設(shè)計(jì)質(zhì)量保證體系，并且切實(shí)貫徹執(zhí)行。質(zhì)量保證體系文件應(yīng)包

12、括：術(shù)語(yǔ)和縮寫(xiě)； 質(zhì)量方針；質(zhì)量體系（含：設(shè)計(jì)組織機(jī)構(gòu)，各級(jí)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)、校核、審核、批準(zhǔn)（或?qū)彾ǎ┤藛T的職、責(zé)、權(quán)，各級(jí)設(shè)計(jì)人員任命書(shū)）； 設(shè)計(jì)控制（含：總則，工作程序，設(shè)計(jì)類別、級(jí)別、品種范圍，材料代用，設(shè)計(jì)修改，設(shè)計(jì)審核修改單）； 各級(jí)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)、考核、獎(jiǎng)懲；設(shè)計(jì)管理制度。2022-6-1715承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造3.3.2 2管管理理與與監(jiān)監(jiān)督督 審查機(jī)構(gòu)每年應(yīng)向所備案的國(guó)家或省級(jí)監(jiān)管部門(mén)書(shū)面報(bào)告工作情況。必要時(shí)，國(guó)家或省級(jí)監(jiān)管部門(mén)可對(duì)審查機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作質(zhì)量抽查，對(duì)存在問(wèn)題的，可按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理，直至取消其資格。 發(fā)現(xiàn)審查機(jī)構(gòu)沒(méi)有嚴(yán)格按照本規(guī)則進(jìn)行審查的，國(guó)家或省級(jí)監(jiān)管部門(mén)應(yīng)當(dāng)及時(shí)

13、糾正，并通報(bào)批評(píng)；情節(jié)嚴(yán)重的應(yīng)停止其審查工作。被停止審查工作的審查機(jī)構(gòu)，應(yīng)在規(guī)定期限內(nèi)對(duì)審查工作進(jìn)行整頓，期間不得再承擔(dān)審查工作。 對(duì)于負(fù)有相應(yīng)責(zé)任的人員，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位做出相應(yīng)的處理。2022-6-1716承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造四、四、承承壓壓設(shè)設(shè)備備制制造造監(jiān)監(jiān)察察管管理理 在中華人民共和國(guó)境內(nèi)制造鍋爐壓力容器，實(shí)行制造資格許可制度和產(chǎn)品安全性能強(qiáng)制監(jiān)督檢驗(yàn)制度。自2003年1月1日起實(shí)施的鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理辦法（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)督管理辦法）4-11及2004年月日起實(shí)施的鍋爐壓力容器制造許可條件（以下簡(jiǎn)稱制造許可條件）4-12、鍋爐壓力容器制造許可工作程序4-13和鍋爐壓力容器產(chǎn)品安全性能監(jiān)督

14、檢驗(yàn)規(guī)則4-14分別對(duì)制造許可和產(chǎn)品安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)做出了明確的規(guī)定。2022-6-1717承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造4.4.1 1鍋鍋爐爐壓壓力力容容器器制制造造許許可可條條件件 為了確保鍋爐壓力容器的制造質(zhì)量，對(duì)其制造單位的條件上有一定的要求。鍋爐壓力容器制造企業(yè)制造許可條件由鍋爐壓力容器制造許可資源條件、質(zhì)量管理體系和產(chǎn)品安全質(zhì)量要求三部分構(gòu)成。 資源條件要求包括基本條件和專項(xiàng)條件，前者是制造各級(jí)別鍋爐壓力容器產(chǎn)品的通用要求，后者是制造相關(guān)級(jí)別鍋爐壓力容器產(chǎn)品的專項(xiàng)要求，企業(yè)應(yīng)同時(shí)滿足基本條件和相應(yīng)的專項(xiàng)條件。2022-6-1718承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造4.4.2 2制制造造許許可可的的工工作作程程

15、序序 制造鍋爐壓力容器的單位，必須首先進(jìn)行制造單位資格認(rèn)可，并取得中華人民共和國(guó)鍋爐壓力容器制造許可證，未取得制造許可證的企業(yè)，其產(chǎn)品不得在境內(nèi)銷售、使用。 鍋爐壓力容器制造許可工作程序指鍋爐壓力容器及其安全附件制造許可申請(qǐng)、受理、審查、證書(shū)的批準(zhǔn)頒發(fā)及有效期滿時(shí)的換證程序。國(guó)家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察部門(mén)設(shè)制造許可辦公室（簡(jiǎn)稱“發(fā)證部門(mén)”），負(fù)責(zé)辦理制造許可日常事務(wù)。 按照監(jiān)督管理辦法的規(guī)定，鍋爐壓力容器制造許可劃分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)。2022-6-1719承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造4.4.2 2制制造造許許可可的的工工作作程程序序 申請(qǐng)申請(qǐng)的提出：申請(qǐng)A、B、C級(jí)鍋爐或壓力容器以及安全閥、爆

16、破片、氣瓶閥門(mén)等安全附件制造許可的境內(nèi)制造企業(yè)須向國(guó)家監(jiān)管部門(mén)提交申請(qǐng)。申請(qǐng)資料應(yīng)先經(jīng)省級(jí)監(jiān)管部門(mén)審核并簽署意見(jiàn)。 申請(qǐng)受理負(fù)責(zé)受理申請(qǐng)的監(jiān)管部門(mén)對(duì)企業(yè)提交的申請(qǐng)資料進(jìn)行審查后，應(yīng)在十五個(gè)工作日內(nèi)確定是否予以受理。2022-6-1720承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造4.4.2 2制制造造許許可可的的工工作作程程序序 審查制造企業(yè)完成產(chǎn)品試制后，應(yīng)當(dāng)約定審查機(jī)構(gòu)安排進(jìn)行實(shí)地條件的審查，并在約定的時(shí)限內(nèi)完成審查工作。制造許可證的批準(zhǔn)頒發(fā)和換證發(fā)證部門(mén)對(duì)審查報(bào)告進(jìn)行審核并提出審核結(jié)論意見(jiàn)，對(duì)于審核結(jié)論意見(jiàn)為符合制造許可條件的企業(yè)，為其簽發(fā)制造許可證。2022-6-1721承壓設(shè)備設(shè)計(jì)與制造五、五、參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn)1國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 GB150-1998 鋼制壓力容器. 19982國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB9222-1988 水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算. 19883國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB/T 16