壓力容器制造和修理（第二版）

第1章 概述 1
1.1 壓力容器的特點 1
1.1.1 壓力容器的基本概念 1
1.1.2 壓力容器的分類 2
1.1.3 壓力容器的操作條件特點 3
1.1.4 壓力容器的基本結(jié)構(gòu)及其制造特點 4
1.1.5 壓力容器的基本要求 6
1.2 對壓力容器制造的基本要求 6
1.2.1 控制壓力容器制造質(zhì)量的重要意義 6
1.2.2 對壓力容器制造的基本要求 7
1.3 在役壓力容器修理和改造的意義和一般要求 8
1.3.1 修理和改造的意義 8
1.3.2 修理和改造的一般要求 8
1.4 壓力容器制造的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 8
1.4.1 現(xiàn)狀 8
1.4.2 發(fā)展趨勢 11
參考文獻 12
第2章 壓力容器制造的主要工序及方法 13
2.1 概述 13
2.2 鋼板預(yù)處理 13
2.2.1 鋼板預(yù)處理目的 13
2.2.2 鋼板預(yù)處理流程 13
2.2.3 對鋼板預(yù)處理的要求 13
2.3 材料進廠驗收 13
2.3.1 材料進廠驗收原則 13
2.3.2 不合格品的處置 15
2.4 備料 15
2.4.1 放樣、劃線 15
2.4.2 下料 19
2.5 機械加工與坡口制備 29
2.5.1 焊接坡口加工 29
2.5.2 典型零部件的機械加工 31
2.5.3 特殊形狀零件的加工 33
2.6 成形加工 33
2.6.1 沖壓成形 33
2.6.2 卷制成形 39
2.6.3 旋壓成形 42
2.6.4 爆炸成形 44
2.6.5 彎制成形(筒體、型材、管材) 46
2.6.6 特殊零部件的成形(三通管、膨脹節(jié)等) 51
2.7 裝配 54
2.7.1 筒節(jié)縱縫裝配 54
2.7.2 殼體環(huán)縫的組裝 56
2.7.3 人孔、接管、支座等零部件與殼體的組裝 56
2.7.4 定位焊要求 62
2.8 焊接 62
2.9 無損檢測 62
2.9.1 原材料無損檢測 62
2.9.2 焊縫無損檢測 64
2.9.3 特殊零部件的無損檢測 67
2.10 熱處理 68
2.10.1 焊后消除應(yīng)力熱處理 68
2.10.2 其他焊后熱處理 71
2.11 耐壓試驗和泄漏試驗 75
2.11.1 壓力試驗 75
2.11.2 致密性試驗 78
2.12 表面處理、油漆包裝 79
2.12.1 表面處理 79
2.12.2 油漆 83
2.12.3 包裝 88
參考文獻 88
第3章 壓力容器制造用的主要設(shè)備 89
3.1 切割及坡口加工設(shè)備 89
3.1.1 數(shù)控切割機 89
3.1.2 坡口加工設(shè)備 90
3.1.3 球殼板坡口半自動切割設(shè)備 90
3.2 成形設(shè)備 90
3.2.1 液壓機 90
3.2.2 卷板機 91
3.2.3 旋壓設(shè)備 91
3.3 機械加工設(shè)備 92
3.3.1 車床 92
3.3.2 鉆床 93
3.3.3 鏜床 94
3.3.4 刨床 94
3.3.5 銑床 95
3.3.6 加工中心 95
3.4 裝配焊接設(shè)備 95
3.4.1 焊接電源 95
3.4.2 焊條電弧焊設(shè)備 98
3.4.3 埋弧自動焊設(shè)備 98
3.4.4 專用焊接設(shè)備 99
3.4.5 焊接輔助裝置 100
3.5 脹接設(shè)備 101
3.6 無損檢測設(shè)備 102
3.6.1 射線檢測設(shè)備 102
3.6.2 超聲檢測儀器 105
3.6.3 磁粉檢測設(shè)備 106
3.7 熱處理設(shè)備 108
3.7.1 熱處理爐 108
3.7.2 局部熱處理設(shè)備 108
3.7.3 大型容器現(xiàn)場整體熱處理設(shè)備 108
3.8 壓力試驗設(shè)備 110
3.8.1 液壓泵 110
3.8.2 空氣壓縮機 111
3.9 理化檢測設(shè)備 111
3.9.1 力學(xué)性能試驗設(shè)備 111
3.9.2 化學(xué)分析儀 113
3.9.3 金相分析儀器 116
3.10 表面處理設(shè)備 117
參考文獻 117
第4章 壓力容器的焊接 118
4.1 概述 118
4.1.1 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)特點 118
4.1.2 壓力容器焊接質(zhì)量保證體系 135
4.2 鋼材的焊接性及其焊接特點 138
4.2.1 鋼材的焊接性 138
4.2.2 鋼材的焊接特點 143
4.3 各種焊接方法在壓力容器制造中的應(yīng)用 218
4.3.1 氣焊 218
4.3.2 焊條電弧焊 224
4.3.3 埋弧焊 229
4.3.4 氣體保護焊 233
4.3.5 堆焊 239
4.3.6 其他焊接方法 240
4.4 壓力容器焊接工藝 243
4.4.1 焊接工藝要素 243
4.4.2 焊接工藝評定原理 258
4.4.3 焊接工藝的制定 260
4.4.4 壓力容器主要零部件的焊接 261
4.4.5 典型壓力容器焊接工藝 262
4.5 焊接缺陷及防止 277
4.5.1 焊接缺陷的種類 277
4.5.2 焊縫缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施 286
4.6 焊接工時及材料定額 312
4.6.1 工時及材料定額的計算方法 312
4.6.2 典型焊縫的焊接工時及材料定額 313
參考文獻 314
第5章 壓力容器的質(zhì)量檢驗 316
5.1 壓力容器制造質(zhì)量的控制 316
5.1.1 制造質(zhì)量的總體要求 316
5.1.2 質(zhì)量控制系統(tǒng) 316
5.2 材料采購、進廠驗收及復(fù)驗 317
5.2.1 原材料的采購 317
5.2.2 原材料的進廠驗收 317
5.2.3 焊材的驗收 318
5.2.4 外購件、外協(xié)件的進廠驗收 319
5.2.5 其他金屬材料的驗收 320
5.2.6 壓力容器用復(fù)合鋼板材料的驗收 320
5.2.7 境外牌號材料的驗收 320
5.2.8 材料的復(fù)驗 321
5.3 制造施工過程中的檢驗 322
5.3.1 材料質(zhì)量控制 322
5.3.2 熱加工過程中材料質(zhì)量控制 323
5.3.3 人員資格的控制 325
5.3.4 施工工藝的控制 326
5.4 產(chǎn)品外觀及幾何尺寸檢驗 332
5.4.1 外觀檢驗 332
5.4.2 幾何尺寸檢驗 333
5.5 產(chǎn)品的無損檢測 342
5.5.1 壓力容器無損檢測的方法 342
5.5.2 各種材料的無損檢測 343
5.5.3 焊縫無損檢測 343
5.6 壓力容器的熱處理 346
5.6.1 成形件的恢復(fù)性能熱處理 346
5.6.2 容器及其受壓元件的焊后熱處理 348
5.6.3 改善材料力學(xué)性能熱處理 349
5.6.4 其他熱處理 349
5.6.5 焊后熱處理要求 349
5.6.6 焊后熱處理操作 349
5.6.7 熱處理前、后的表面處理 350
5.7 產(chǎn)品試件的檢驗 350
5.7.1 產(chǎn)品焊接試件 350
5.7.2 需要制備母材熱處理試件的條件及要求 350
5.7.3 焊接試件與母材熱處理試件的力學(xué)性能檢驗要求 351
5.7.4 耐腐蝕性能試件和試樣的制備要求 351
5.7.5 B類焊接接頭鑒證環(huán)試件 351
5.7.6 其他試件與試樣 351
5.7.7 試樣檢驗與評定 351
5.8 耐壓試驗及致密性試驗 352
5.9 交工資料及產(chǎn)品銘牌 354
5.9.1 交工資料 354
5.9.2 產(chǎn)品銘牌 354
5.10 鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼與有色金屬制壓力容器的附加要求 354
5.10.1 鍛焊式壓力容器 354
5.10.2 鑄造壓力容器 355
5.10.3 不銹鋼和有色金屬壓力容器 355
5.10.4 有色金屬制壓力容器 355
5.11 典型壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗細則 356
5.11.1 管殼式換熱器 356
5.11.2 球形儲罐 364
5.11.3 加氫反應(yīng)器 373
5.11.4 尿素合成塔 379
5.11.5 尿素二氧化碳汽提塔 388
參考文獻 399
第6章 典型壓力容器制造工藝 400
6.1 概述 400
6.1.1 工藝編制原則 400
6.1.2 工藝編制的要求及細則 400
6.2 螺紋鎖緊環(huán)式換熱器制造工藝 402
6.2.1 概述 402
6.2.2 螺紋鎖緊環(huán)式換熱器分類及結(jié)構(gòu)特點 402
6.2.3 螺紋鎖緊環(huán)式換熱器制造 405
6.2.4 螺紋鎖緊環(huán)式換熱器檢修 414
6.3 球形儲罐的制造 417
6.3.1 概述 417
6.3.2 工藝流程圖 417
6.3.3 材料進廠驗收和材料復(fù)驗 419
6.3.4 球殼板的制造 422
6.3.5 零部件的制造 431
6.3.6 球殼板與零部件的組焊 431
6.3.7 可焊性防銹涂料、油漆及包裝 433
6.3.8 銘牌 434
6.3.9 制造技術(shù)文件 435
6.4 加氫反應(yīng)器制造工藝 435
6.4.1 概述 435
6.4.2 分類 436
6.4.3 發(fā)展現(xiàn)狀 436
6.4.4 加氫反應(yīng)器材料 437
6.4.5 典型結(jié)構(gòu) 441
6.4.6 制造工藝 441
6.4.7 檢驗和驗收 454
6.4.8 涂敷和包裝運輸 457
6.4.9 加氫反應(yīng)器常見損傷與對策 457
6.5 尿素合成塔制造 461
6.5.1 概述 461
6.5.2 尿素合成塔結(jié)構(gòu)形式與制造工藝分析 463
6.5.3 投產(chǎn)制造前的技術(shù)準備和制造過程中的質(zhì)量控制 467
6.5.4 制造流程 469
6.5.5 材料驗收和復(fù)驗 469
6.5.6 主要零部件的制造 470
6.5.7 組合、竣工檢驗 476
6.5.8 油漆、包裝、運輸 478
6.5.9 制造記錄和出廠技術(shù)文件 479
6.6 德士古氣化爐的制造 479
6.6.1 概述 479
6.6.2 德士古氣化爐結(jié)構(gòu)及制造工藝流程 480
6.6.3 材料驗收及復(fù)檢 483
6.6.4 筒節(jié)制造 485
6.6.5 接管內(nèi)壁的堆焊 486
6.6.6 焊縫的檢驗 487
6.6.7 封頭的制造 487
6.6.8 錐體的制造 488
6.6.9 托磚盤的制造 488
6.6.10 氣化爐組裝 489
6.6.11 氣化爐的熱處理 489
6.6.12 氣化爐的耐壓試驗和泄漏試驗 490
6.6.13 生產(chǎn)試件 490
6.6.14 出廠文件 490
6.6.15 氣化爐的涂敷、包裝與運輸 491
6.7 復(fù)合板容器的制造工藝 492
6.7.1 總述 492
6.7.2 鈦-鋼復(fù)合板容器制造工藝 492
6.7.3 不銹鋼-鋼復(fù)合板壓力容器制造工藝 500
6.8 管殼式換熱器的制造工藝 511
6.8.1 概述 511
6.8.2 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)類型 511
6.8.3 管殼式換熱器的制造 516
參考文獻 520
第7章 壓力容器的現(xiàn)場組焊 521
7.1 概述 521
7.1.1 現(xiàn)場組焊的特點 521
7.1.2 現(xiàn)場組焊的現(xiàn)狀 521
7.2 球形儲罐的現(xiàn)場組焊 521
7.2.1 概述 521
7.2.2 施工條件的準備 522
7.2.3 基礎(chǔ)檢查驗收 522
7.2.4 零部件的檢查驗收 523
7.2.5 組裝 526
7.2.6 現(xiàn)場焊接 530
7.2.7 焊后檢查 536
7.2.8 焊縫焊后無損檢測 537
7.2.9 產(chǎn)品焊接試件 541
7.2.10 球罐焊后整體熱處理 542
7.2.11 耐壓試驗和泄漏試驗 544
7.2.12 球罐的復(fù)查 545
7.2.13 交工驗收 545
7.3 大直徑塔器的現(xiàn)場組焊 546
7.3.1 概述 546
7.3.2 施工準備 546
7.3.3 基礎(chǔ)的檢查驗收 547
7.3.4 半成品、零部件及焊材的檢查驗收 547
7.3.5 塔器現(xiàn)場組裝 550
7.3.6 筒體、封頭的組焊 551
7.3.7 筒體、封頭的焊前檢查 552
7.3.8 筒體、封頭的焊接 553
7.3.9 試板與試樣 555
7.3.10 焊縫外觀及幾何尺寸檢查 555
7.3.11 焊縫無損探傷 556
7.3.12 焊縫返修 557
7.3.13 塔內(nèi)件安裝 558
7.3.14 壓力試驗和致密性試驗 563
7.3.15 交工驗收 565
7.4 鋼制焊接立式圓筒形儲罐的現(xiàn)場組焊 565
7.4.1 概述 565
7.4.2 施工準備 566
7.4.3 基礎(chǔ)的驗收檢查 567
7.4.4 零部件(原材料)的檢查驗收 568
7.4.5 壁板坡口加工及滾圓預(yù)制 569
7.4.6 底板預(yù)制、組裝 570
7.4.7 壁板預(yù)制、組裝 573
7.4.8 浮頂預(yù)制、組裝 581
7.4.9 附件預(yù)制、安裝 583
7.4.10 焊接 585
7.4.11 焊縫無損檢測及嚴密性試驗 588
7.4.12 充水試驗 590
7.4.13 交工驗收 591
7.5 超大型厚壁容器費托合成反應(yīng)器的現(xiàn)場組焊 591
7.5.1 概述 591
7.5.2 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)及主體材料要求 592
7.5.3 材料復(fù)驗 595
7.5.4 設(shè)備現(xiàn)場主要制作過程 595
7.5.5 組裝 597
7.5.6 現(xiàn)場焊接規(guī)定 602
7.5.7 現(xiàn)場焊縫無損檢測 604
7.5.8 熱處理 605
7.5.9 產(chǎn)品焊接試件 606
7.5.10 壓力試驗 607
7.5.11 交工驗收 609
參考文獻 610
第8章 在役壓力容器的維修與改造 611
8.1 概述 611
8.2 維修 611
8.2.1 遵循的法規(guī) 611
8.2.2 資質(zhì) 611
8.2.3 方案的制定及備案 612
8.2.4 施工要求 612
8.2.5 檢查 614
8.2.6 安全評定 614
8.2.7 驗收 616
8.2.8 典型案例 617
8.3 改造 624
8.4 移動式壓力容器的維修改造 625
參考文獻 625
第9章 壓力容器的涂料、包裝、運輸 626
9.1 涂料和涂裝 626
9.1.1 涂料 626
9.1.2 涂裝 633
9.2 運輸包裝 647
9.2.1 運輸包裝原則 647
9.2.2 包裝形式 649
9.2.3 包裝標志及發(fā)貨標志 650
9.2.4 超限貨物的發(fā)運(含超長、重心超高、集重等貨物) 654
9.2.5 貨物裝載加固 655
參考文獻 656
附錄 與壓力容器制造和修理相關(guān)的法規(guī)、標準 658