压力容器及常压容器加工设计作业指导书.doc
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1、压力容器及常压容器加工设计作业指导书一、 概述1概述压力容器及常压容器加工设计主要包括详细设计审图、工艺文件设计、采办配合、施工配合和绘制竣工图等几个阶段和内容:1)详细设计审图的主要工作内容包括:审查详细设计图纸,确认容器类别与制造资质是否相符,标识主要受压元件和一般受压元件等内容;2)工艺文件设计需完成相关制造用文件,主要包括:压力容器制造工艺(卡),钢板排版图,钢板布置图(常压矩形容器),开孔排版图,焊缝编号图,零件图,各种程序文件等设计。3)采办配合的主要工作内容包括,编写采办料单、施工料单,编制外协件技术要求,材料到货配合验收等。4)施工配合:主要是指现场技术支持等。5) 绘制竣工图
2、:加工设计主要原则是采用经济、合理的设计以满足详细设计及加工工艺的要求,保证产品符合国家的法律、法规及相关标准的规定。压力容器的制造厂家应在相应的制造资质范围内进行压力容器制造。2压力容器加工设计流程压力容器加工设计流程见图7-6-1-1。二、 加工设计主要采用和参考的法律法规及相关的标准、程序文件压力容器主要按照GB150或ASME标准进行设计、制造,检验和验收。两种标准体系不同,设计时应分开单独使用,以下是一些压力容器和常压容器加工设计中常用的国内外标准和规范(版本为结稿之前最新版)。1法律法规压力容器安全技术检查规程(以下简称容规)国家质量技术监督局1999年颁发海上固定平台安全规则中国
3、海洋石油作业安全办公室2000年颁发2标准1)国内标准GB 150-1998钢制压力容器JB/T 4735-1997钢制常压容器GB 6654-1996压力容器用钢板GB 8163-1999输送流体用无缝钢管JB 47004707-1992 压力容器法兰HG 2059220635-1997 钢制管法兰、垫片、紧固件HG 2151421535-1995 碳素钢、底合金钢之人孔和手孔HG 2159421604-1999 不锈钢人、手孔JB/T 4712-1992鞍式支座JB/T 4713-1992 腿式支座JB4726-2000压力容器用碳素结构钢和低合金钢锻件JB4728-2000压力容器用不锈
4、钢锻件JB/T 4736-2002 补强圈JB/T 4746-2002钢制压力容器用封头2) 国外标准ASME VIII DIV I Pressure Vessels and Boiler Code. ASME / ANSI B16.5Pipe Flanges and Flanged Fittings.ASME / ANSI B16.9Factory-Made Wrought Steel Buttwelding Fittings.ASME / ANSI B18.2.1Square and Hex Bolts and Screws (Inch Series).ASME / ANSI B16.21
5、Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges.3质量体系文件根据压力容器制造单位资格许可规则的规定,各公司都会制定自己的质量体系程序、文件,加工设计时应严格遵守。详细设计设计任务书设计准备采用 专业 设计 详细 常用规范 协调 确认 设计 工具界面 交底 和软件焊缝编号图开孔排版图焊接详图零部件图钢板排版图其它图纸钢板布置图(常压矩形容器)加工设计料单图纸采办配合工艺卡试验程序外协件技术要求预排版精排版审 图输出、出版施工配合竣 工 图图2-1压力容器加工设计流程图三、 资料准备为了保证加工设计的质量和进度,在进行压力容器和常压容器加工设计之前,加工设计人
6、员应了解项目的要求和工作界面,并检查设计图纸、文件是否完整。1项目要求在加工设计开始前,加工设计人员需要仔细研究项目规格书和设计图纸等文件。设计人员应确认合同中对采办、制造界面的划分,如哪些材料、仪表由客户提供,竣工图由谁完成(有的项目规定由设计单位负责提交,有的项目则规定由制造方负责提交)等。确保加工设计和产品制造与合同严格相符。2设计图纸的审核设计图纸的审核是压力容器加工设计的重要内容。加工设计人员应依据GB150-1998 钢制压力容器、容规、合同协议、项目规格书及制造单位的工艺守则等技术文件对压力容器的设计图纸进行审查,以减少或避免设计图纸的错误对压力容器制造的影响。设计图纸规定的容器
7、类别和品种范围应与制造单位压力容器制造许可证规定内容相符。确保不要生产超出制造许可证范围的压力容器产品。符合证书范围的压力容器,设计图纸和相关文件由工艺责任工程师组织加工设计人员进行审查。审查分为二级,先由加工设计人员审图,然后由工艺责任工程师复核。压力容器审图内容包括:1) 压力容器的设计总图(蓝图)上,是否加盖了压力容器设计资格印章(复印章无效)。设计资格印章失效的图纸和已加盖竣工图章的图纸均不能用于制造压力容器。 设计总图上应有设计、校核、审核人员的签字。对第三类中压反应容器和储存容器,应有压力容器设计技术负责人的批准签字。2) 压力容器的设计总图上,应注明压力容器的名称、类别、设计条件
8、、无损探伤方法和比例、主要特性参数以及技术要求等内容。3) 总图中的技术特性、技术要求是否合理和完整。不符合标准、规范及项目规格书的要求应填写在“图纸技术文件审核记录”中。4) 图纸中的结构、焊接形式、材料、零部件表达是否正确、结构尺寸的标注是否准确,结构设计是否合理。5) 设计图纸上的技术要求应符合标准和规范,无损探伤比例是否合理,是否有热处理、材料复验要求等。技术要求的内容既要满足项目规格书的要求,又要满足制造单位的压力容器制造能力。6) 总图、装配图、零件图等图纸是否完整。加工设计人员接到设计图纸后,应检查容器总图及零部件图的图号、张数、图纸规格、版次与设计图纸目录及总图上的标注是否一致
9、、完整。如果容器总图上有设计标准图例的图号,设计图纸目录及零部件图中应包括此部分内容。如果发现不一致,要及时与设计单位取得联系,获得设计单位的书面确认或更正。加工设计人员完成上述审核后,填写“图纸技术文件审核记录”并签字,然后将设计图纸和“图纸技术文件审核记录”转送工艺责任工程师进行复核。设计图纸在工艺责任工程师复核并在“图纸技术文件审核记录”签字后方可投入使用。审查不合格或有疑问的图纸随审图记录返回原设计单位进行修改。审查合格的设计图纸,由加工设计人员根据制造单位的产品编号规定为每台压力容器指定唯一的产品编号,并开始工艺文件的编制工作。制造单位对图纸的任何修改都应取得原设计单位同意修改的书面
10、证明文件,并对改动部位作详细记载。第三类压力容器总图的修改,必须由设计单位的压力容器设计技术负责人批准。四、 压力容器工艺文件设计1压力容器工艺文件加工设计人员应根据设计图纸、相关标准规范编制加工设计文件。压力容器制造工艺应做到要求明确、措施具体、方法简单、切实可行、经济合理、标准正确及满足产品技术性能的要求等。工艺文件上应有编制人(加工设计人员)、校对人(同专业加工设计人员)、审核人(责任工程师)的签字,对第三类中压反应容器和储存容器,应有压力容器制造单位技术负责人的批准签字。压力容器工艺文件的种类主要包括:1) 受压元件的标记2) 材料采办料单(包括复验要求)3) 外购件、外协件技术要求及
11、明细表4) 材料施工料单5) 压力容器制造工艺(是否包含检验过程卡,应符合制造单位质量保证体系的规定)6) 焊缝编号图7) 开孔位置图8) 钢板排板图2受压元件的确定和标记加工设计开始前,先由加工设计人员在图纸零部件明细表上确定受压元件,在明细表左侧加盖受压元件“”和主要受压元件“”的标记印章。编制材料采办料单(含外协件采办料单及技术要求)时,料单左侧也应加盖受压元件和主要受压元件的标记印章。材料验收合格后,加工设计人员根据购买材料的实际尺寸和材质编制材料施工料单,料单左侧亦应加盖受压元件“”和主要受压元件“”的标记印章,且应与材料采办料单对应。加工设计人员应依据容规的要求划分受压元件:1)受
12、压元件:直接或间接承受介质压力的全部元件。2)主要受压元件:压力容器的筒体、封头(端盖)、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰;球罐的球壳板;换热器的管板和换热管;M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰。3)主体材料:包括主要受压元件、焊材及安全附件。4)一、二类压力容器受压元件控制范围为主要受压元件;三类压力容器受压元件控制范围为受压元件。受压元件的采办、验收和使用都受到严格的质量控制,主要包括:(1) 确定为受压元件(一、二类压力容器为主要受压元件)的材料必须有材质证明书或材质复验单;用于制造三类压力容器的钢板必须复验。取得国家安全监察机构产品
13、安全质量认证并有免除复验标志的材料,可免做复验。(2)标注为受压元件或主要受压元件的材料或工件在下料和制造过程中要进行材料标记移植。3材料单的编制1) 材料统计原则材料单的编制包括采办料单和施工料单。加工设计人员应按钢板、钢管、法兰、管件、型钢等分类统计。料单内容应包括材料的名称、规格、数量、标准等。有特殊要求的应增加具体说明,如钢板应给出所需要的最小宽度限制;锻件应注明合格级别;螺栓、螺母应注明级别、是否需要镀镉或铬;弯头需要注明长半径或短半径等。2) 材料采办余量的原则由于材料的采办存在一定的周期,为了保证项目能够按期完成,在开始进行其他加工设计工作前先提交采办料单。为避免在材料到货时因为
14、设计修改、排版等各种因素,造成材料的数量不足,加工设计人员应在编制采办料单时考虑一定的采办余量。在编制钢板的规格、数量时应根据设计图纸接口位置进行排版优化,尽量减少筒体的拼缝,同时保证避开设备接口,找出最佳的钢板规格和数量,以确保制造的准确性、经济性。钢管、型钢通常取5%的采办余量,但应考虑市场销售的产品规格长度,保证采办工作的顺利。同时,压力容器材料利用还应与库存材料相结合使用。管件、法兰通常不加余量;垫片数量需考虑压力试验损耗,可取2倍的设计数量;相同规格螺栓、螺母取10%的采办余量,但至少应备一套,如果项目合同要求提供一年的紧固件备件,则采办余量应加倍,即20%。材料利用可以与材料库存相
15、结合,利于材料的经济使用、保证长期的制造需求。3)材料的要求压力容器的材料是所有加工设计的基础,从审图,到工艺卡的编制,到钢板排版图的绘制,到采办配合无一不受材料的影响。尤其要注意对受压元件材料的监控。对于采办范围内的各种设备、钢板、钢管、管件、阀门、仪表、法兰、螺栓、螺母一般需要设计人员及检验人员到库房或厂家与采办人员共同验货,要注意材料的批次、成分、级别,如果是利库的钢板或钢管,注意车间是否进行了标记移植,及钢材的锈损和凹痕的深浅、比例和面积问题。容规和GB150-1998对粗糙度,正负偏差,以及凹痕等有相应的规定,加工设计应按其严格执行,这些内容在压力容器工艺卡中应有详细的描述。验货时要
16、注意观察材料、配件的标记、铭牌,材质,尺寸,锈蚀,生产日期,材料的炉批号,所用标准,正负偏差,同轴度,圆度,备品备件等等。对于外协件厂家要提供相应的资质证书,材质证书,合格证书等,并按合同要求制造,尺寸和制造工艺(如热处理等)应满足要求。对于材料的要求,在工艺卡里有一部分描述。另外,对于三类压力容器应按容规的要求进行材料复验。4外协(外购)件技术文件的制定压力容器的部分元件需外协(如封头)和外购(如人孔、法兰、螺栓、螺母等),对受压元件的外协和外购,应提出合理的技术要求,保证受压元件的质量。1)封头加工设计人员应将同一批制造的压力容器的封头成型尺寸、件号、数量等编制成“封头尺寸规格表”,并附坡
17、口加工图。封头通常采用2:1标准椭圆形封头,制造标准为JB/T4746-2002,同时要符合GB150-1998的相关要求。设计图纸如采用其它型式封头,应符合相关标准中相应的封头规格及技术要求。封头制造用钢板由压力容器制造单位提供的,封头制造厂应确认移植标记,并做好记录,封头成型后立即恢复标记。封头的成型方式有:热冲压、冷冲压、热旋压、冷旋压等。封头采用热压成型时,加热炉应具备检验合格的温度记录,并做好温度记录。封头采用冷压成型时,应做消除应力退火处理。除设计图纸另有规定,冷成型的奥氏体不锈钢封头可不进行热处理。2)人孔及手孔加工设计人员应编制同一批制造的压力容器的人孔及手孔的制造参数表,表中
18、至少应包括人孔及手孔的标准号、名称、规格和数量,接管长度与标准不一致的,还应标明接管长度。如表2-1所示有特殊需要的,还应同时提供技术要求。如螺栓、螺母均需镀镉;人(手)孔盖侧边打上制造参数中的规格和标准号等。技术要求中还应要求生产厂家提供产品合格证书。表2-1人孔及手孔的制造参数表序号名称标记标准数量(个)备注1回转盖带颈对焊法兰人孔RF VI (WC-1220)A 500-2.5 H1=300HG21518-952组合件2垂直吊盖带颈平焊法兰人孔RF III (AG) 500-1.0 H1=280HG21520-952组合件3)其它标准件除了封头、人孔、手孔外,还有其它标准件,如法兰、螺栓
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