压力容器设计制造部分问题探讨

压力容器设计制造部分问题探讨

孙必达

陕西省特种设备检验检测研究院陕西西安710021

摘要：在容器制造监检过程中，对设计制造部分容易出现的问题进行了列举，以便引起注意，避免在设计制造中再次出现该类问题。

关键词：压力容器；设计；制造；问题

2016年2月22日，《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21-2016[1]颁布，对原有的《TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程》与《TSGR7004-2013压力容器监督检验规则》进行了整合，并作了部分调整。在新标准实施前，结合对部分压力容器监检过程中发现的问题，进行探讨总结。

1压力容器设计图样中存在的问题

1.1设计引用标准未及时更新。

NB/T47013.1～47013.5-2015《承压设备无损检测》[2]从2015年09月01日实施，有部分设计施工图无损检测标准仍引用JB/T4703.1～4703.5-2015。1.2高度危害介质设备漏气密性试验

某容器厂设计制造的阻聚剂加药装置、甲醇加药装置、阻聚剂加药装置等多台设备，介质为甲醇、丁烯、丁烷、戊烯等高度危害性介质，按GB150.1-2010中要求，应做泄漏试验，但设计图纸未明确该要求，该为重大设计问题。

2压力容器强度计算书存在的问题

2.1封头厚度输入有误

除了整体锻造成型的压力容器封头，均有一定的减薄量，具体减薄量由不同厂商的制造能力决定；同时，板材具有一定正负偏差。设计工程师需参照《压力容器封头》，确定封头最小壁厚，同时在计算书中校核最小壁厚下封头的强度，是否满足设计要求。在监检过程中，发现一些设计人员在计算书中输入封头的名义厚度，忽略封头最小壁厚下的强度校核。

2.2计算书设计参数与装配图不一致

管壳式换热器对于壳程设计压力低于管程设计压力的情况，需要按《热交换器》[3]GB/T151-2014中4.7.4提出试验方法和压力。常用办法是提高壳程水压试验压力，与管程试验压力一致。但是在强度计算中，要求另算壳程水压值提高后设备强度。在审查过程中，发现有设计单位未校核壳程提高后的强度。这必会导致漏算壳程的开孔补强、管法兰强度等级、管板强度、壳程与管板的连接结构等。

2.3接管开孔补强未计算

GB150.3-2011中第6.1.3条中可以不另行补强的最大开孔直径是接管外径小于等于89mm，同时设计压力p≤2.5MPa等等六条要求，某脱正己烷塔对于外径大于89mm的接管漏计算。

3设备焊接制造过程中存在部分问题

3.1现场焊接筒体坡口未作保护

现场对焊的筒体卷制前，按设计图纸做30°削边，在卷制及运输过程中未作保护，坡口出现缺口、磨损等现象，后经砂轮修磨，达到符合设计图纸要求。

3.2带夹套设备水压试验工序错误

某台极度危害介质设备图纸要求内筒体整体热处理，制作过程中，制造厂为了满足图纸技术要求：内筒热处理后不能焊接。设备内筒体未经热处理及水压试验，直接焊接夹套，在设备制作完成后整体热处理，最后进行水压试验。这个违反《压力容器》[4]GB150.4中11.4.8条。

3.3主体板材超声检测合格级别不符合要求

某台极度危害介质容器主体板材为碳钢16MnDR，按TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》2.2.1.4条要求钢板逐张进行超声检测，合格级别不低于Ⅱ级。在审查主体钢板质量检验证书时，钢厂提供的质证书显示为合格级别为Ⅲ级，不符合要求。

3.4人孔补强圈漏开信号孔

某卧式高效分离器因人孔补强圈漏开信号孔，致使水压试验时发现鼓包，判断为热处理时未开信号孔导致气体膨胀鼓包。

3.5设备角焊缝未圆滑过渡

某低压CO2贮存装置内胆，设计温度为—40℃，筒体材料为16MnDR，属于低温设备。设计图纸未按GB150.3附录E2.3中d）条要求，注明要求对角焊缝进行圆滑过渡，制造厂在对接管与筒体连接角焊缝也未进行圆滑过渡。

3.6漏加接管补强圈

某三相分离器，在设计图纸及强度计算书中，DN500人孔、DN400和DN250的接管均需要补强圈进行补强，在生产完毕即将水压时，发现上述接管均缺少补强圈。在焊接工艺规程、工序流转卡等相关制造文件也明确了补强圈，焊接人员及检验人员也未仔细审查设计图纸，未执行制造工艺，导致接管有补强不足的重大隐患。

3.7堆焊部件检测缺项

某石脑油加热器设计有晶间腐蚀要求，主体材料为Q245R，管板为16MnR+S32168，在设计文件中明确对堆焊层要求做晶间腐蚀试验，在监检过程中，发现该管板漏做晶间腐蚀试验；同时设计要求管板堆焊前，对基材进行100%MT，磁粉检测也漏做。

3.8低温容器材料质证书缺低温冲击要求

某天然气二次加压罐为低温容器，制造厂在采购Q345R板材时，漏加-20℃冲击。在制造过程中，发现该问题。后对该板材进行材料复验，增加-20℃冲击试验，最终该板材冲击性能满足标准要求。

3.9焊缝干涉

因制造厂铆工划线错误，裙座所开缺口位置未完全覆盖封头拼缝，导致裙座与筒体焊缝与封头拼接焊缝干涉，不符合标准要求。后对干涉部位的裙座进行切割打磨，使裙座与封头焊缝避开封头拼缝。

3.10缺少材料代用申请单

某设备法兰盖材质与图纸不一致，图纸要求采用16MnⅡ，制造厂利用库存，法兰盖材料选用20#。在资料审查时，发现制造厂在材料代用前未向原设计单位，提交材料代用申请单，擅自更换材料。

3.11U型管弯制后漏做热处理、圆度检测

某U型管换热器图纸要求U型管弯制后进行消应力热处理，该U型管为容器制造厂弯制。容器制造厂在弯制后，未按要求进行消应力热处理、未进行圆度检测。圆度检测是防止换热管弯制后，变形量超标。制造厂相关检验人员未对换热管做相应检验，导致部分换热器圆度超标。

3.12境外标准材料复验问题

根据TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》第2.1.2要求，境外牌号材料要对材料化学成分和力学性能进行验证性复验。在容器监检过程中发现有部分厂商对该要求理解不透彻，未进行验证性复验。如使用ASME材料A105Ⅱ、SB167-N06600过程中，未进行材料复验，应补做相关复验。

3.13底片评定问题

射线检测作为焊接质量检验的主要途径，底片评定的细致与否直接关系容器的制造质量。底片评定人员因疏忽、底片评定能力差异问题，有时会发生底片评定级别错误，漏评、误评现象较为严重。如某焊缝底片有超标条形缺陷，应评为Ⅳ级，在评片记录及报告中该缺陷被评为Ⅱ级合格。另某底片缺陷为未熔，评片人员却误评为条形缺陷。

结语

压力容器属于特种设备，压力容器制造企业在设计制造过程中，应符合国家标准规范。在制造过程中为避免产生制造缺陷要注意以下要求：

（1）在容器制造前，制造厂技术人员要严格执行图纸、强度计算书审查制度，仔细核对设计单位提供图纸、强度计算书。检查图纸设计参数是否计算书一致，核对无损检测、水压要求、技术要求等等，判断设备设计结构要求是否合理、设计是否存在错误。

参照文献：

[1]国家能源局.NB/T47013.1～47013.5-2015《承压设备无损检测》[S].2015.

[2]国家质量监督检验检疫总局.GB／T151-2014《热交换器》[S].2014.

[3]国家质量监督检验检疫总局.GB/T150-2011《压力容器》[S].2011.