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1、1第四章 制造、 检验和验收第一节 冷、热加工成形与组装【学习目标】 学习 GB150.4制造、检验和验收 ，了解压力容器制造、检验和验收的一般原则，掌握压力容器“冷、热加工成形与组装”相关规定。一、压力容器制造、检验和验收的一般原则GB150.4制造、检验和验收第 4 章“总则”中规定了压力容器制造、检验和验收的一般原则，包括：压力容器的制造、检验与验收依据、压力容器制造过程中的风险预防和控制、设计修改和材料代用、新技术新工艺的使用和新技术和信息化管理。GB150.4制造、检验和验收标准首次提出了信息化管理，要求压力容器制造单位应当按规定及时将压力容器制造相关数据输入特种设备信息化管理系统。
2、1、压力容器的制造、检验与验收依据2、压力容器制造过程中的风险预防和控制3、设计修改和材料代用4、新技术和新工艺的使用5、信息化管理二、材料复验、分割与标志移植GB150.4制造、检验和验收第 5 章“材料复验、分割与标志移植”中，对压力容器材料复验、材料分割和材料标记移植做了相应规定。材料分割时，使用剪板机、水刀切割属于冷切割，使用氧-乙炔火焰切割、空气等离子弧切割属于热切割。热切割后的切口表面应清除表面熔渣和影响质量的表面层。对于不锈钢钢板，由于表面钝化膜燃点很高，采用热切割时，不能使用氧-乙炔火焰切割，只能采用空气等离子弧切割。1、材料复验 对于下列材料应进行复验： 奥氏体型不锈钢开平板
3、应按批号复验力学性能 材料复验结果应符合相应材料标准的规定或设计文件的要求。 低温容器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，2、材料分割材料分割可采用冷切割或热切割方法。当采用热切割方法分割材料时，应清除表面熔渣和影响质量的表面层。3、材料标记移植2 制造受压元件的材料应有可追溯的标志。在制造过程中，如原标志被裁掉或材料分成几块时，制造单位应规定标志的表达方式，并在材料分割前完成标志的移植。 有防腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板，不得在防腐蚀面采用硬印标记。 低温容器受压元件不得采用硬印标记。三、冷、热加工成形与组装GB150.4制造、检验和验收第 6 章“冷、热加工成形与组装”对压
4、力容器的冷加工、热加工成形与组装做出了相应规定。在压力容器“冷、热加工成形与组装”过程中，对口错边量、棱角度、壳体圆度、直线度、不等厚对接的过渡尺寸、法兰加工与布置等属于压力容器制造外观与几何尺寸要求，是筒节卷制和组对、法兰加工和布置等工序中严格控制的项目。错边和棱角度是压力容器制造过程中常见的几何缺陷，主要影响压力容器的受力状况，产生应力集中。当容器存在疲劳载荷或者错边和棱角附近存在严重焊接缺陷时，应力集中将对容器的安全性产生较大影响，若不存在疲劳载荷或焊接缺陷时，错边和棱角对容器的安全性产生则影响不大。1、成形 制造单位应根据制造工艺确定加工裕量，以确保受压元件成形后的实际厚度不小于设计图
5、样标注的最小成形厚度。 采用经过正火、正火加回火或调质处理的钢材制造的受压元件，宜采用冷成形或温成形；采用温成形时，须避开钢材的回火脆性温度区。2、表面修磨 制造中应避免材料表面的机械损伤。对于尖锐伤痕以及不锈钢容器耐蚀表面的局部伤痕、刻槽等缺陷应予修磨，修磨斜度最大为 1：3。修磨的深度应不大于该部位钢材厚度 s的 5%，且不大于 2mm，否则应予焊补。 对于复合钢板的成形件、堆焊件以及金属衬里层，其修磨深度不得大于覆层（或堆焊层、衬里）厚度的 30%，且不大于 1mm，否则应予焊补。3、坡口坡口应符合下列要求：a）坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷；b）标准抗拉强度下限值大于 Rm540
6、MPa 的低合金钢材及 Cr-Mo 低合金钢材经热切割的坡口表面，加工完成后应按 JB/T4730.4 进行磁粉检测，级合格；c）施焊前，应清除坡口及两侧母材表面至少 20mm 范围内（以离坡口边缘的距离计）的氧化皮、油污、熔渣及其他有害杂质。4、圆筒与壳体 A、B 类焊接接头对口错边量 b（见图 4-1）应符合表 4-1 的规定。锻焊容器 B 类焊接接头对口错边量 b 应不大于对口处钢材厚度 s的 1 8，且不大于 5mm。3复合钢板的对口错边量 b（见图 4-2）不大于钢板复层厚度的 50%，且不大于2mm。图 4-1 A、B 类焊接接头对口错边量表 4-1 A、B 类焊接接头对口错边量按
7、焊接接头类别划分对口错边量 b对口处钢材厚度 s A 类焊接接头 B 类焊接接头12 1/4 s 1/4 s1220 3 1/4 s2040 3 54050 3 1/8 s50 1/16 s，且10 1/8 s，且20注：球形封头与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的 A 类接头，按 B 类焊接接头的对口错边量要求。图 4-2 复合钢板 A、B 类焊接接头对口错边量 在焊接接头环向、轴向形成的棱角 E，宜分别用弦长等于 Di/6，且不小于 300mm的内样板（或外样板）和直尺检查（见图 4-3、图 4-4） ，其 E 值不得大于（ s/10+2）mm，且不大于 5mm。4图
8、4-3 焊接接头处的环向棱角图 4-4 焊接接头处的轴向棱角 B 类焊接接头以及圆筒与球形封头相连接的 A 类焊接接头，当两侧钢材厚度不等时，若薄板厚度 s210mm，两板厚度差超过 3mm；若薄板厚度 s210mm，两板厚度差大于 30%s2，或超过 5mm 时，均应按图 4-5 的要求单面或双面削薄厚板边缘，或按同样要求采用堆焊方法将薄板边缘焊成斜面。当两板厚度差小于上列数值时，则对口错边量 b 按要求，且对口错边量 b 以薄板厚度为基准确定。在测量对口错边量 b 时，不应计入两板厚度的差值。 除图样另有规定外，筒体直线度允差应不大于筒体长度的 1。当直立容器的壳体长度超过 30m 时，其
9、筒体直线度允差应不大于（0.5L/1000）+15.注：筒体直线度检查是通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周 0、90、180、270四个部位进行测量，测量位置与筒体纵向接头焊缝中心线的距离不小于 100mm。当壳体厚度不同时，计算直线度时应减去厚度差。5L1， L2 3（ s1s2）图 4-5 不等厚度的 B 类焊接接头以及圆筒与球形封头相连的 A 类焊接接头连接型式 组装时，壳体上焊接接头的布置应满足以下要求：a）相邻筒节 A 类接头间外圆弧长，应大于钢材厚度 s的 3 倍，且不小于 100mm；b）封头 A 类拼接接头、封头上嵌入式接管 A 类接头、与封头相邻筒节的 A 类接头相互间的外圆
10、弧长，均应大于钢材厚度 s的 3 倍，且不小于 100mm；c）组装筒体中，任何单个筒节的长度不得小于 300mm；d）不宜采用十字焊缝。注：外圆弧长是指接头焊缝中心线之间、沿壳体外表面的距离。 法兰面应垂直于接管或圆筒的主轴中心线。接管和法兰的组件与壳体组装应保证法兰面的水平或垂直（有特殊要求的，如斜接管应按图样规定） ，其偏差均不得超过法兰外径的 1%（法兰外径小于 100mm 时，按 100mm 计算） ，且不大于 3mm。法兰螺栓孔应与壳体主轴线或铅垂线跨中布置（见图 4-6） 。有特殊要求时，应在图样上注明。 直立容器的底座圈、底板上地脚螺栓通孔应均布，中心圆直径允差、相邻两孔弦长允
11、差和任意两孔弦长允差均不大于3mm。 容器内件和壳体间的焊接应尽量避开壳体上的 A、B 类焊接接头。 容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至于母材齐平。6图 4-6 法兰螺栓通孔的跨中布置 容器组焊完成后，应检查壳体的直径，要求如下：a）壳体同一断面上最大内径与最小内径之差，应不大于该断面内径 Di 的 1%（对锻焊容器为 1） ，且不大于 25mm（见图 4-7） ；b）当被检断面与开孔中心的距离小于开孔直径时，则该断面最大内径与最小内径之差，应不大于该断面内径 Di的 1%（对锻焊容器为 1）与开孔内径的 2%之和，且不大于 25mm。图 4-7 壳体同一断面上最大内径与最小
12、内径之差 外压容器组焊完成后，还应按如下要求检查壳体的圆度：a）采用内弓形或外弓样板（依测量部位而定）测量。样板圆弧半径等于壳体内半径或外半径，其弦长等于 GB150.3-2011 图 4-14 中查得的弧长的两倍。测量点应避开焊接接头或其他凸起部位。b）用样板沿壳体径向测量的最大负偏差 e 不得大于由图 4-8 中查得的最大允许偏差值。当 D0/e 与 L/Do 所查的交点位于图 4-8 中任意两条曲线之间时，其最大正负偏差 e 由内插法确定：当 D0/e 与 L/Do 所查的交点位于图中 e=1.0e 曲线的上方或 e=0.2e 曲线的下方时，其最大正负偏差 e 分别不得大于 e 及 0.
13、2e 值。c）圆筒、锥壳 L 与 Do 分别按 GB150.3 的规定选取，对于球壳 L 取为 0.5Do；对于锥壳 Do 取测量点所在锥壳外直径 Do x，L 取 Le（D o L/Do x） ，其中当量长度 Le 按GB150.3-2011 式（5-20）计算。7图 4-8 壳体圆度最大允许偏差6、法兰与平盖7、螺栓、螺柱和螺母8、组装及其他要求 机械加工表面和非机械加工表面的线性尺寸的极限偏差，分别按 GB/T1804 中的m级和 c 级的规定。 容器受压元件的组装，不得强力进行对中、找平等。 应对容器的主要几何尺寸、管口方位进行检查，并应符合图样要求。第二节 焊接与热处理【学习目标】
14、学习 GB150.4制造、检验和验收 ，了解压力容器制造、检验和验收过程中关于焊接、热处理、试件等规定。一、焊接GB150.4制造、检验和验收第 7 章“焊接”对压力容器焊接做出了相应规定，包括：焊前准备及施焊环境、焊接工艺、焊缝表面的形状尺寸及外观要求和焊接返修。A、B 类焊接接头的焊缝余高对缺陷的检出有一定的影响，余高越高，缺陷检出越困8难。此外，由于余高的存在将使疲劳强度显著降低，所以对疲劳强度要求很高、采用级作为合格级别的对接焊接接头通常不保留余高。、级合格的对接焊接接头可以保留适当的焊缝余高。GB150.4 第 7 章 7.3.3 规定，C、D 类接头的角焊缝外形应凹形圆滑过渡，这样
15、的焊缝形状具有较好的抗疲劳能力。焊接返修是比较敏感的问题，焊接接头的热影响区经过多次的加热和冷却，会造成晶粒粗大，力学性能下降。GB150.4 第 7 章 7.4.2 规定，焊缝同一部位的返修次数不宜超过 2 次，如超过 2 次，返修前应经制造单位技术负责人批准，返修次数、部位和返修情况应记入容器的质量证明文件。NB/T47014承压设备焊接工艺评定 、NB/T47015压力容器焊接过程和NB/T47016承压设备产品焊接试件的力学性能检验是压力容器焊接的三个重要标准。1、焊前准备及施焊环境2、焊接工艺3、焊缝表面的形状尺寸及外观要求 A、B 类焊接接头的焊缝余高 e1、e 2，按表 4-3
16、和图 4-9 的规定。表 4-3 A、B 类焊接接头的焊缝余高合格指标Rm540MPa 的低合金钢材、Cr-Mo 低合金钢材 其他钢材单面坡口 双面坡口 单面坡口 双面坡口e1 e2 e1 e2 e1 e2 e1 e20%10% s且301.50% 10%1且30%10% 2且30%15% s且401.50% 15%1且40%15% 2且4图 4-9 A、B 类焊接接头的焊缝余高 C、D 类接头的焊脚尺寸，在图样无规定时，取焊件中较薄者之厚度。补强圈的焊脚，当补强圈的厚度不小于 8mm 时，其焊脚尺寸等于补强圈厚度的 70%，且不小于8mm。 焊接接头表面应按相关标准进行外观检查，不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、
