搜索结果: GB/T 18442.7-2017, GB/T18442.7-2017, GBT 18442.7-2017, GBT18442.7-2017
| 标准编号 | GB/T 18442.7-2017 (GB/T18442.7-2017) | | 中文名称 | 固定式真空绝热深冷压力容器 第7部分：内容器应变强化技术规定 | | 英文名称 | Static vacuum insulated cryogenic pressure vessels -- Part 7: Rules of pressure strengthening for inner vessels | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | A82 | | 国际标准分类 | 23.020.40 | | 字数估计 | 23,271 | | 发布日期 | 2017-11-01 | | 实施日期 | 2018-05-01 | | 起草单位 | 中国特种设备检测研究院、上海市气体工业协会、浙江大学、华东理工大学、国家质检总局特种设备安全监察局、查特深冷工程系统(常州)有限公司、张家港中集圣达因低温装备有限公司、南通中集罐式储运设备制造有限公司、江西制氧机有限公司、荆门宏图特种飞行器制造有限公司、合肥通用机械研究院 | | 归口单位 | 全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262) | | 标准依据 | 国家标准公告2017年第29号 | | 提出机构 | 全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 18442.7-2017
Static vacuum insulated cryogenic pressure vessels-Part 7: Rules of pressure strengthening for inner vessels
ICS 23.020.40
A82
中华人民共和国国家标准
固定式真空绝热深冷压力容器
第7部分:内容器应变强化技术规定
2017-11-01发布
2018-05-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义及符号 2
4 一般要求 2
5 材料 3
6 设计 4
7 制造与检验 5
附录A(资料性附录) 应变强化内容器制造过程中重要质量控制点 9
附录B(资料性附录) 奥氏体不锈钢钢号近似对照及要求 11
附录C(资料性附录) 应变强化工艺验证性试验要求 12
附录D(资料性附录) 试件预拉伸及试验规则 16
附录E(规范性附录) 应变强化处理 19
前言
GB/T 18442《固定式真空绝热深冷压力容器》分为以下7个部分:
---第1部分:总则;
---第2部分:材料;
---第3部分:设计;
---第4部分:制造;
---第5部分:检验与试验;
---第6部分:安全防护;
---第7部分:内容器应变强化技术规定。
本部分为GB/T 18442的第7部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。
本部分起草单位:中国特种设备检测研究院、上海市气体工业协会、浙江大学、华东理工大学、国家
质检总局特种设备安全监察局、查特深冷工程系统(常州)有限公司、张家港中集圣达因低温装备有限公
司、南通中集罐式储运设备制造有限公司、江西制氧机有限公司、荆门宏图特种飞行器制造有限公司、合
肥通用机械研究院。
本部分主要起草人:陈朝晖、周伟明、郑津洋、寿比南、尹立军、滕俊华、惠虎、徐锋、谢铁军、徐惠新、
王淑华、罗永欣、陈燕山、魏蔚、肖学文、缪存坚、范志超。
固定式真空绝热深冷压力容器
第7部分:内容器应变强化技术规定
1 范围
GB/T 18442的本部分规定了采用应变强化技术建造固定式真空绝热深冷压力容器的内容器(以
下简称内容器)的材料、设计、制造与检验等方面的技术要求。
本部分适用于同时满足下列条件的内容器:
a) 符合GB/T 18442.1中1.2的规定,盛装介质为冷冻液化气体;
b) 材料为奥氏体不锈钢;
c) 名义厚度不小于4mm且不大于24mm,由单一直径的圆筒和标准椭圆形封头构成;
d) 在室温下完成应变强化处理。
本部分不适用于盛装毒性危害程度为中度及以上介质的内容器。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 150(所有部分) 压力容器
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法
GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法
GB/T 3808 摆锤式冲击试验机的检验
GB/T 12160 单轴试验用引伸计的标定
GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管
GB/T 16825.1 静力单轴试验机的检验 第1部分:拉力和(或)压力试验机 测力系统的检验与
校准
GB/T 18442.1~18442.6 固定式真空绝热深冷压力容器
GB/T 24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带
NB/T 47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件
NB/T 47013.2 承压设备无损检测 第2部分:射线检测
NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测
NB/T 47013.11 承压设备无损检测 第11部分:X射线数字成像检测
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
NB/T 47016 承压设备产品焊接试件的力学性能检验
NB/T 47018.1 承压设备用焊接材料订货技术条件 第1部分:采购通则
NB/T 47018.2 承压设备用焊接材料订货技术条件 第2部分:钢焊条
NB/T 47018.3 承压设备用焊接材料订货技术条件 第3部分:气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝
NB/T 47018.4 承压设备用焊接材料订货技术条件 第4部分:埋弧焊钢焊丝和焊剂
JB4732-1995 钢制压力容器分析设计标准(2005确认)
TSG21-2016 固定式压力容器安全技术监察规程
3 术语和定义及符号
3.1 术语和定义
GB/T 18442.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
奥氏体不锈钢制内容器在室温下进行应变强化处理时,容器顶部所达到的最高压力。
3.1.2
奥氏体不锈钢制内容器在室温下施加强化压力进行应变强化处理,卸载后使壳体发生总体塑性变
形并达到结构稳定的容器。
3.2 符号
下列符号运用于本文件。
4 一般要求
4.1 内容器的材料、设计、制造与检验及标识除应符合本标准所有部分的规定外,还需遵守国家颁布的
有关法律、法规、安全技术规范及相关标准的规定。
4.2 超出本部分范围采用应变强化技术制造内容器时,应按TSG21中的相关规定执行。
4.3 制造单位应在本单位进行内容器的制造,对其采用的焊接工艺和应变强化工艺进行验证,并对工
艺文件的正确性和完整性负责。
4.4 制造单位应将产品焊接试件力学性能数据和应变强化试验过程数据及时上传至全国应变强化深
冷容器制造信息公共服务平台。
4.5 特种设备监督检验机构应对内容器采用的应变强化工艺及参照附录A提出的重要质量控制点进
行监督检验,并满足本部分的要求。
5 材料
5.1 钢板
5.1.1 钢板的牌号及力学性能应符合表1的规定,供货状态为固溶热处理状态,且满足GB/T 150.2和
GB/T 24511的要求。
5.1.2 钢板应进行复验,至少包括下列内容:
a) 逐张检查钢板的表面质量和材料标记;
b) 按批复验钢板的室温拉伸性能;
c) 若采用开平板,其复验要求还应符合GB/T 150.4的相关规定。
5.1.3 拉伸试验的取样数量和位置符合GB/T 24511和GB/T 150.2的规定。
5.1.4 拉伸试样尺寸和试验方法应符合GB/T 228.1的规定。
表1 钢板力学性能
5.1.5 当钢板抗拉强度高于720MPa时,应按7.4.1重新进行焊接工艺评定,评定合格后方可采用。
5.2 钢管与管件
5.2.1 钢管与管件用材料应符合GB/T 18442.2的规定。
5.2.2 管件采用冷成形加工时,其成形后的铁素体测量值应不大于15%。
5.3 锻件
与介质接触的不锈钢锻件应符合GB/T 18442.2和NB/T 47010的规定,级别不低于Ⅲ级。
5.4 焊接材料
5.4.1 焊接材料应符合GB/T 18442.2和NB/T 47018.1~47018.4的相应规定。
5.4.2 内容器壳体采用的焊接材料其熔敷金属化学成分应与母材相同或相近,焊接接头强度和韧性与
壳体母材相匹配。
5.5 境外牌号材料
内容器材料采用境外牌号时,宜参照附录B的规定执行。
5.6 其他材料
当采用表1和表B.1以外的材料建造应变强化技术制造内容器时,还应符合TSG21的相关规定。
6 设计
6.1 一般要求
6.1.1 内容器设计除应符合本部分的规定外,还应符合TSG21、GB/T 150和GB/T 18442.3的规定。
6.1.2 设计单位应针对应变强化制真空绝热深冷容器出具风险评估报告,其内容除符合GB/T 150.1
的规定外,还应包括采用应变强化技术可能产生的失效模式及其风险控制。
6.1.3 内容器的设计图样中应注明“采用应变强化技术”,以及强化压力、强化前直径等内容。
6.1.4 本章涉及的内容器直径、厚度等均为应变强化处理前的参数,不考虑应变强化处理后的变化。
6.1.5 产品铭牌中应标明“应变强化容器”,符号为“PS”。
6.2 载荷
6.2.1 内容器设计时,应按照GB/T 18442.3的规定考虑相应的载荷及其组合。
6.2.2 应变强化处理过程中,还应考虑内容器支撑处产生的支反力和强化压力载荷。
6.3 许用应力
6.3.1 筒体和封头用钢板的许用应力按表2确定。
6.3.2 接管和锻件等受压元件的许用应力按GB/T 150.2确定。
6.3.3 接管、内容器支承以及开孔部位等局部应力按JB4732校核时,筒体和封头总体薄膜应力的设计
应力强度取值按表2确定,其他受压元件的设计应力强度按GB/T 150.2规定的相应材料许用应力
确定。
表2 应变强化后钢板的许用应力
6.4 内压计算
内容器的强度计算应符合GB/T 150.3的规定,其他相关计算符合GB/T 18442.3的规定。
6.5 外压计算
6.5.1 各元件的外压稳定性计算,应符合GB/T 150.3的规定,其外压曲线按相应材料20℃时选取。
6.5.2 外压计算压力按下列要求确定,且取大值:
a) 不小于制造、运输、装卸、检验与试验或者其他工况中,可能出现的最大内外压力差;
b) 不小于0.04MPa。
6.6 开孔补强
内容器的开孔应采用整体补强结构,开孔补强的计算应符合GB/T 150.3或JB4732的规定。
6.7 强化压力
强化压力pk按式(1)进行计算:
pk=1.5pc (1)
6.8 耐压试验压力
耐压试验压力应符合GB/T 18442.3的规定。
6.9 泄漏试验压力
按照GB/T 18442.3的规定进行。
6.10 结构设计
6.10.1 内容器除最后一道封闭环焊缝外,A、B类焊接接头应采用全焊透对接接头,封闭环焊缝允许采
用带永久性垫板的对接接头。
6.10.2 内容器开孔直径一般不大于150mm。当设置工艺人孔时,开孔边缘应在封头中心0.8Di内,
开孔中心线沿壳体法线方向。
6.10.3 加强圈的拼接焊缝应采用全截面焊透焊接接头。加强圈与筒体之间的焊缝应采用双面连续焊
接,焊脚高度应不小于筒体厚度和加强圈厚度的较小值。
6.10.4 应按额定充满率在内容器上设置溢流口。确定额定充满率时,一般采用应变强化前的内容器
几何容积。
6.10.5 结构设计时,还应考虑由于内容器塑性变形对容器低温绝热性能、外壳安装及管路系统产生的影响。
7 制造与检验
7.1 一般要求
7.1.1 内容器的制造、检验与验收除应符合本部分规定外,还应满足GB/T 18442其他部分和设计文件的要求。
7.1.2 制造单位应具备与应变强化工艺相适应的厂房设施、强化装备以及相应的检测设备等。
7.1.3 制造单位首次采用应变强化技术进行内容器制造前,应试制样品容器,并按TSG21的要求进行
试验验证。强化工艺验证性试验参照附录C的规定。
7.2 材料制备
7.2.1 内容器筒体相邻筒节应优先采用同一炉批号、同一厚度的钢板。采用不同炉批号材料时,相邻
筒节材料的Rp0.2相差不宜超过30MPa。
7.2.2 内容器封头用钢板宜选择S30403或S31603材料。
7.2.3 拼接封头应选用同一炉批号的钢板。
7.3 加工成形
7.3.1 内容器的加工应符合GB/T 18442.4的相关规定。
7.3.2 封头如采用S30408奥氏体型不锈钢材料,成形时应采用温成形等适当的工艺对其过渡段和直
边段的马氏体含量进行控制,成形后各部位的铁素体测量值应不大于15%。
7.4 焊接
7.4.1 焊接工艺评定
7.4.1.1 内容器施焊前应按照NB/T 47014和本部分的要求进行焊接工艺评定。
7.4.1.2 焊接工艺评定试件的焊接接头外观应无咬边、裂纹、表面气孔、焊渣、凹坑、焊瘤等缺陷,且表面
无焊接飞溅物,试件应按NB/T 47013.2进行100%射线检测,技术等级不低于AB级,合格级别不低于
7.5中规定的合格级别。
7.4.1.3 试件按7.4.1.2的规定经检验合格后,应避开缺陷区域位置制取预拉伸试件,保留焊缝余高,且
参见附录D的规定进行预拉伸处理。
7.4.1.4 预拉伸后的试件制成试样时,采用机械方法去除焊缝余高,使之与母材齐平。试样取样方法、
规格及加工应分别符合GB/T 228.1、GB/T 229、GB/T 2653和NB/T 47014的相应规定。
7.4.1.5 试验要求:
a) 试样数量
取室温拉伸试样2件,弯曲试样4件(2件面弯和2件背弯或4件侧弯),焊缝金属区及热影响
区冲击试样各3件。
b) 试验温度
拉伸试验和弯曲试验取室温,冲击试验温度不高于内容器最低设计金属温度。
c) 试验结果评定
焊接工艺评定试验结果应符合表3的规定,其中焊接接头每组标准试样的冲击吸收能量平均
值应不低于规定值,允许有一个试样的冲击吸收能量低于规定值,且不低于规定值的70%。
当试样厚度小于5mm时,其冲击试验仅考核侧膨胀值。
表3 预拉伸后焊接接头力学性能和弯曲性能合格指标
弯曲试验的弯头直径为4倍试样厚度,弯曲角度180°时拉伸面无裂纹为合格。
注:侧膨胀值合格指标均为规定的最小值。
7.4.2 焊缝形状尺寸
7.4.2.1 焊缝形状尺寸及表面质量除应符合GB/T 18442.4的规定外,A类焊接接头焊缝余高还应满
足下列要求:
a) δn≤10mm时,焊缝余高不宜大于1mm;
b) 10mm< δn≤24mm时,焊缝余高不宜大于0.1δs。
7.4.2.2 相同厚度的焊接接头,其对口错边量(见图1)应符合下列要求:
a) A类焊缝不大于对口处钢材厚度的15%,且不大于2mm;
b) B类焊缝不大于对口处钢材厚度的15%,且不大于3mm。
图1 A、B类焊接接头对口错边量
7.4.3 强化前焊缝返修
强化前焊缝返修应符合GB/T 18442.4的规定。
7.4.4 强化后焊缝焊接返修和施焊
7.4.4.1 当筒体A、B类焊接接头和公称直径大于50mm的接管与筒体的D类焊接接头焊接返修后,
应重新进行应变强化处理,并经制造单位技术负责人批准。
7.4.4.2 当符合下列情况施焊时,可免除再次应变强化处理,但应进行耐压试验,试验压力按6.8确定:
a) 仅承受较小载荷附件的点焊;
b) 接管的焊缝长度不超过内容器内直径的10%,且不超过100mm;
c) 对主体结构不产生显著影响的轻微的焊缝返修。
7.4.5 产品焊接试件
7.4.5.1 应逐台制备产品焊接试件,试件应在筒节纵向焊缝的延长部位与筒节同时施焊。强化前几何
容积小于或等于5m3 的内容器纵向焊缝,采用相同的焊接工艺时,允许以批代台制备产品焊接试件。
同型号、同批次、同材料牌号、同焊接工艺和同强化工艺的内容器可以组批,每批不超过20台。
7.4.5.2 产品焊接试件宜按附录D的规定进行预拉伸。产品焊接试件和试样数量应符合NB/T 47016
的规定。预拉伸后的室温拉伸、室温弯曲与低温冲击(不高于最低设计金属温度)试验及其合格指标应
符合表3的规定。
7.5 无损检测
7.5.1 应变强化实施前检测:
a) 内容器所有A、B类焊接接头应按NB/T 47013.2或NB/T 47013.11进行100%射线检测,检
测技术等级不低于AB级,除带垫板的封闭焊接接头合格级别不低于Ⅱ级外,其余焊接接头的
合格级别不低于Ⅰ级;
b) 内容器 A、B、D、E类焊接接头及加强圈与内容器的角接焊接接头等应力集中的部位应按
NB/T 47013.5进行100%渗透检测,合格级别不低于Ⅰ级;
c) 起弧点和临时附件切除后的焊接处应修磨至圆滑过渡并按NB/T 47013.5进行渗透检测,合
格级别不低于Ⅰ级;
d) 经检测发现不允许的缺陷时,应对超标缺陷进行返修,并对该部位按原检测要求和合格级别
进行重新检测和评定。
7.5.2 应变强化过程的检测:
a) 当压力升至设计压力时,对内容器表面进行目测检查,应无泄漏、无可见变形、无异常响声为合格;
b) 强化后压力卸压至设计压力时,应对内容器的焊接接头进行形状尺寸检查、外观目视检查,应无渗漏、无异常声响为合格。
7.5.3 应变强化实施后检测:
a) 带垫板的封闭焊接接头应按NB/T 47013.2或NB/T 47013.11进行5%射线检测,检测技术等
级不低于AB级,合格级别不低于Ⅱ级,检测部位优先选择丁字焊缝和原有条形缺陷部位;
b) 对T形焊缝和7.5.1中b)、c)要求的焊缝,应按NB/T 47013.5进行100%渗透检测,合格级别
不低于Ⅰ级;
c) 经检测发现不允许的缺陷时,应在缺陷两端的延伸部位均增加不少于250mm的补充检测,如
仍有不允许的缺陷,则对该条焊缝进行100%检测。对超标缺陷应进行返修,并对该部位按原
检测要求和合格级别进行重新检测和评定;
d) 符合7.4.4.2规定的施焊部位,应按 NB/T 47013.5进行100%渗透检测,合格级别不低于
Ⅰ级。
7.6 应变强化处理
内容器应变强化处理应符合经验证合格的强化工艺文件和附录E的规定。
7.7 耐压试验
当内容器强化后焊缝的焊接返修和施焊符合7.4.4.2的规定时,应按本部分和其他部分的要求进行
耐压试验。
附 录 A
(资料性附录)
应变强化内容器制造过程中重要质量控制点
A.1 设计文件
A.1.1 风险评估报告。
A.1.2 文件的完整性和标准符合性。
A.1.3 设计文件中的“PS”标识。
A.2 材料复验
A.2.1 内容器材料应满足第5章的要求。
A.2.2 筒体和封头的材料还应符合7.2的规定。
A.3 成形控制
A.3.1 筒体和封头的成形应符合7.3的规定。
A.3.2 焊缝形状尺寸应符合7.4.2的规定。
A.4 焊接工艺评定
焊接工艺评定应符合7.4.1的规定,预拉伸后焊接接头的力学性能和弯曲性能合格指标应符合表3
的规定。
A.5 焊接
A.5.1 应按评定合格的焊接工艺进行施焊。
A.5.2 焊材的选择应符合5.4的规定。
A.6 产品焊接试件
产品焊接试件应符合7.4.5的规定,其力学性能和弯曲性能合格指标应符合表3的规定。
A.7 无损检测
A.7.1 内容器应在强化实施前、强化实施过程中及强化实施后进行无损检测。
A.7.2 检测方法、检测比例及合格指标等应符合7.5的规定。
A.7.3 应注意强化前有缺陷的部位和应力集中部位在强化后的检测结果。
A.8 强化过程
A.8.1 强化过程应严格按照经验证合格的强化工艺要求进行。强化工艺要求应满足附录E的规定。
A.8.2 升压速率以及最后15min~30min内最大周长变化速率的控制要求,应符合附录E的规定。
A.9 出厂文件和标识
出厂文件应注明“应变强化容器”,铭牌中应有“PS”标识。
附 录 B
(资料性附录)
奥氏体不锈钢钢号近似对照及要求
B.1 本附录给出了相应境外牌号材料与本标准所采用材料的对应关系,见表B.1。
B.2 当表B.1中的境外牌号的材料用于采用应变强化技术制造内容器时,其化学成分和力学性能等应
符合第5章的相关要求。
表B.1 奥氏体型不锈钢钢号近似对照表
GB/T 24511-2009 EN10028-7:2007
ASME(2013)
SA240
......
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