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化工设备菜鸟成长笔记

化工设备菜鸟成长笔记.txt生活是过出来的，不是想出来的。

放得下的是曾经，放不下的是记忆。

无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。

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理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

化工设备菜鸟成长笔记

―从教材,标准到图纸,施工

（第3版）

公

元

二

零

一

零

年

五

月

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

写在最前面的话:

今天很残酷,明天更残酷,后天很美好,绝大多数人死在明天晚上.

--1--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

前言

本书面向的读者是刚刚走出校门,从事化工设备设计工作的年轻朋友.本书的写作主要基于以下目的:

1）2）3）4）5）6）对过去5年的工作进行总结对设计中常见的错误进行总结对标准上的相关条文进行总结对常见问题,进行简明扼要的分析列出常见问题的不同观点,供读者参考对刚刚从事设计工作的人有一定帮助

本书中的主要观点除引自标准规范及其释义外,还引自以下著作:

1）2）王非.《化工压力容器设计—方法,问题和要点》第二版.化学工业出版社2009化学工业部基本建设司,中国五环化学工程总公司.《化工压力容器设计技术问答》19933）4）李世玉.《压力容器设计工程师培训教程》.新华出版社2005ASME锅炉及压力容器委员会压力容器分委员会.ASME锅炉及压力容器规范国际性规范VIII第一册压力容器建造规则.5）6）7）8）9）中国石化出版社2008

董其伍张垚.《石油化工设备设计选用手册换热器》.化学工业出版社2009王非林英.《化工设备设计全书化工设备用钢》.化学工业出版社2004董大勤.《化工设备机械基础》.化学工业出版社2003郑津洋徐平方晓斌.《ASME压力容器设计指南》第二版.化学工业出版社2003丁伯民黄正林.《化工设备设计全书化工容器》.化学工业出版社2006

10）蔡尔辅陈树辉.《化工厂系统设计》.化学工业出版社200411）其他文献对于本书中若干问题做以下说明:

1）本书的内容不局限于一个化工设备设计工程师的知识域,以总承包项目设备专业工程师的知识域作为目标.2）本书的内容都是笔者在实际工作中认为有帮助的.本书重点在于总结,内容不可能

--2--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间做到"大而全",因此尽量避免了单纯的引用标准和对部分基本概念的解释,相应这些东西大家在标准和教科书里都可以找到.3）文中一些观点和高于标准的要求（以"笔者认为""出于较高的要求"或与正文部,分空一行）,是笔者在工作中的总结.由于笔者长期在设计院工作,对制造,成本等方面考虑较少,这些内容供且仅供参考.4）5）本书中凡不注明标准年号者,均按第十章.由于现在处于09版容规的过渡时期,和99版容规并行.本书将逐版增加有关09版容规内容.2010年11月30日取消99版容规内容.6）由于笔者水平所限,书中错误在所难免,如有任何意见和建议,十分欢迎读者提出宝贵意见.历次版本及更新简介:

1）2）0版1版2009年5月2009年7月主要更新内容:

增加了"计算厚度,设计厚度,名义厚度,有

效厚度是如何定义的"等内容.调整全书结构.写作目的增加第5条.3）2版2009年9月主要更新内容:

改书名为《化工设备菜鸟成长指南》,增加第

八章,第九章和GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》修改了哪些内容?

等内容.4）3版2010年5月主要更新内容:

改书名为《化工设备菜鸟成长笔记》,对书的

结构进行了比较大的调整并且增加了新容规的内容.

更深的蓝一零年五月

--3--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

前言……-2第一章法规和标准……-81.1《固定式压力容器安全技术监察规程》和《锅炉压力容器用钢板》在过渡期内如何执行?

……-81.2《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009修订原则是什么?

..-101.309版《容规》修订了那些内容?

……-111.4什么是简单压力容器?

其适用范围有哪些?

……-171.5《简单压力容器安全技术监察规程》和《固定式压力容器安全技术监察规程》是什么关系?

……-171.699版《压力容器安全技术监察规程》的适用范围有哪些?

……-181.799版《压力容器安全技术监察规程》不适用的范围有哪些?

……-191.8GB150《钢制压力容器》的适用与不适用范围是哪些?

……-201.9《容规》和GB150是什么关系,GB150在整个压力容器标准体系中是什么地位?

201.1099版《容规》将压力容器分为三类的目的是什么?

其划分的原则是什么?

……-211.11如何正确的使用标准规范?

……-231.12在标准执行中对例如"应该,禁止"等词应如何理解?

……-231.13常用的外国国家或团体标准代号有哪些?

……-24第二章基本概念……-252.1压力容器的品种主要划分为哪几种?

……-252.2什么是公称直径?

……-252.3什么是公称压力?

……-262.4什么是计算厚度……-262.5计算厚度,设计厚度,名义厚度,有效厚度是如何定义的,相互之间的关系是怎么样的?

……-262.6什么叫工作压力?

什么叫设计压力?

什么叫计算压力?

……-272.7设计压力与计算压力有何不同,如何确定?

……-282.8什么是设计温度?

……-282.9什么是静定和静不定?

……-282.10什么是低温设备?

……-292.11什么是建造?

……-292.12什么是尿素四大件?

……-29第三章材料……-30-

--4--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

3.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.113.123.133.143.153.163.17

压力容器常用的材料类型有哪些?

……-30选择压力容器用材时,主要遵循哪些原则?

……-31确定钢材许用应力为什么要考虑安全系数?

……-31GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》修改了哪些内容?

……-31如何选择压力容器用钢?

……-33压力容器设计过程中选材有哪些建议?

……-34使用厚度超过30MM的Q345R应注意哪些问题?

……-34使用Q345R时应注意哪些问题?

……-35我们在工作中常说的321,304,316等是如何命名的?

……-36工作中经常接触的钢材中哪些为高强钢?

……-36GB150中除奥氏体不锈钢外,还有哪些类型的不锈钢,使用中应注意哪些问题?

-36对于锻件的级别是如何规定的?

……-37用于壳体的哪些钢板需要进行100%的超声波检测?

……-37压力容器对材料的使用状态有何规定?

……-38为什么有的碳素钢和低合金钢钢板,要在正火状态下使用?

……-39低温设备为何要进行低温冲击试验?

……-39低温压力容器的结构设计应考虑什么问题?

……-40-

第四章一般容器……-414.14.24.34.44.54.64.74.84.104.114.124.134.144.154.164.174.184.194.204.214.22GB150处理问题的总体思路是怎么样的?

……-41GB150-1998标准规定压力容器设计应考虑的载荷有哪些?

……-41盛装介质为极度和高度危害介质的容器应注意哪些问题?

……-42压力容器对补强圈的使用有何规定?

……-43除满足GB150（P75）8.3不另行补强规定外,还有哪些开孔可以不另行补强?

……-44钢制压力容器圆筒加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度是多少?

……-44常见的容器封头有哪几种?

各有何优缺点?

……-45计算成形封头厚度时,选取许用应力应注意什么问题?

……-45设备图上管口的布置应考虑哪些因素?

……-46钢材代用一般应考虑哪些因素?

……-46为什么焊接接头是压力容器的薄弱环节,焊接接头系数是如何确定的?

……-4799版《容规》和GB150等规范对100%探伤,焊缝系数的取值是如何规定的?

..-47无损检测的方法有哪些?

如何选择?

……-48压力容器及其受压元件在什么情况下应进行热处理?

……-48压力容器焊后热处理的目的是什么?

……-49固定管板换热器壳程如何进行焊后热处理?

……-49耐压实验的目的是什么?

……-50设备在哪些情况下需要做气密性试验?

……-50气压试验与气密性试验有何区别?

……-51何种情况下方可采用气压试验?

对试验的安全和试验用气体有何要求?

……-52不能进行压力试验的压力容器应采取哪些措施?

……-52--5--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

第五章卧式容器……-535.15.25.35.45.5卧式容器的设计计算通常应包括哪些内容?

……-53卧式容器的支座设计应注意那些问题?

……-53在双支座卧式容器设计中,为什么要求A≤0.2L,并尽可能满足A≤0.5RA……-54为何卧式容器多采用双支座?

……-54鞍座处筒体周向应力不能通过时,应如何进行结构参数的调整?

……-55-

第六章管壳式换热器……-566.16.26.36.46.56.66.76.86.96.106.116.126.136.146.156.16请简述管壳式换热器在化工装置的重要性?

……-56管壳式换热器有哪些类型,各有何优缺点?

……-56换热管与管板之间的连接方式有哪几种?

各自的适用范围如何?

……-58什么是内孔焊?

……-59换热面积如何计算?

……-59GB151标准中换热器壳体最小厚度由哪些因素决定?

……-59对多管程管壳式换热器,分程设计时应考虑什么?

……-59GB151中管板材料必须采用锻件的情况有那些?

……-59管箱平盖的计算厚度应考虑那些情况?

……-60在什么情况下固定管板式换热器的壳程需设置膨胀节?

……-60U形管换热器管板与管壳程连接结构有哪些?

……-61管壳式换热器管板的延长部分兼作法兰时,法兰部分对管板有什么影响?

……-64管壳式换热器中折流板的布置应遵循什么原则?

……-65管壳式换热器中折流板的最小间距和最大间距为多少?

……-65在什么情况下,管壳式换热器应设置支持板?

……-65换热器壳程进口处的防冲板位置及大小如确定?

……-66-

第七章钢制塔式容器……-677.17.27.37.47.57.67.77.8JB/T4710《钢制塔式容器》（以下简称塔器）的适用范围是什么?

……-67JB/T4710规定高度和高径比适用范围的原因是什么?

……-67地震是如何发生的?

其破坏程度是如何度量?

……-68《塔器》设计中有关风和地震的基本概念有哪些?

……-69为何地脚螺栓的安全系数小于压力容器法兰的安全系数……-70裙座为何要设置排气孔或排气管?

……-70何时采用圆锥形裙座?

……-71为什么要对塔器顶部挠度进行控制?

……-71-

第八章制图……-728.1什么是项目设计规定?

……-728.2什么是工程图?

……-728.3什么是施工图?

……-72--6--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

8.4施工图设计中的常见问题有哪些?

……-73第九章制造施工……-759.19.29.39.4制造中的常见问题有哪些?

……-75塔类设备预埋地脚螺栓施工质量控制要点有哪些?

……-77大件设备吊装施工安全控制要点有哪些?

……-78安全生产中常提到的海恩法则和墨菲法则是什么意思?

……-78-

第十章常用标准规范简介及注意问题……-8010.110.210.310.410.510.610.7压力容器的标准体系类型有哪些?

……-80什么是TSG规范?

其是如何分类的?

……-80特种设备安全技术规范……-80设计,制造与检验标准……-82材料及其相关标准……-83零部件及其相关标准……-85国家质检总局有关文件……-88-

--7--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间

第一章法规和标准

1.1

《固定式压力容器安全技术监察规程》和《锅炉压力容器用钢板》在过渡期内如何执行?

答:

以下全文摘自《关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见》质检特函〔2009〕89号.

各省,自治区,直辖市及新疆建设兵团质量技术监督局,各有关单位:

《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0004-2009,以下简称新容规）将于2009年12月1日起施行,1999年6月25日国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》（质技监局锅发[1999]154号,以下简称旧容规）中有关固定式压力容器的规定同时废止.《锅炉压力容器用钢板》（GB713-2008）标准已于2008年9月1日起施行.为更好地贯彻执行新容规和GB713标准,现就执行过程中的有关问题做出如下规定:

一,新容规的过渡期考虑到压力容器设计制造单位转换质量体系文件,人员培训及换证工作时间需要等实际问题,新容规的过渡时间定为2009年12月1日-2010年11月30日.在此期间,能够具备条件的要按照新容规执行;对于确有困难的,设计单位可以采用旧容规进行设计,制造单位按照设计图样的规定进行制造,但制造必须在过渡期内完成.新旧容规并行期间,在同一产品生产中不得混用.二,压力容器类别划分2010年11月30日之前完成制造的压力容器以及在用压力容器,其类别不再重新划分,仍按原设计规定的类别进行监督管理;已经签订了制造合同的压力容器,可以继续执行合同,不考虑按新容规压力容器类别划分的变化以及由此产生的制造许可级别的变化.2010年12月1日后不允许采用旧容规制造压力容器.三,过渡期内有关规定的执行

（一）行政许可工作.对于新容规1.4条新增加要求取得设计,制造许可的压力容器（包括1.4.1（3）,1.4.2,1.4.3条中的压力容器）,相关设计,制造单位应当按照有关要求做好准备工作,在我局制订新容规1.4条范围内压力容器生产单位的专项许可条件后申请取证.新容规1.4.2条和1.4.3条涉

--8--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间及的压力容器应当按照相应产品标准（国家标准或行业标准）的要求进行设计,制造.如无相应的产品标准,设计,制造单位应当制定企业标准,并按照有关规定备案.鉴定评审机构实施生产单位鉴定评审时,对设计文件依据设计完成的时间确定所选用的规程进行评审,对试制产品依据制造合同签订的时间确定所选用的规程进行评审.由于新容规的规定引起许可级别升级变化的,生产单位应当将本单位的实际情况,制造监检机构证明等材料报新级别发证机关.发证机关对仅生产单一产品的企业直接变更许可证书,否则应当按照升级许可要求重新进行鉴定评审,该工作应当于2010年11月30日前完成.

（二）引用标准的执行.在《钢制压力容器》（GB150-1998）《钢制压力容器——分析设计标准》,（JB4732-95）等新容规引用标准修订前,按照新容规进行的设计,设计温度在350℃以下的碳钢和400℃以下的低合金钢,可以按照新容规规定的安全系数,根据相应材料标准规定的力学性能,由设计者计算材料的许用应力.同时,有关材料复验,焊接试件,无损检测,耐压试验,泄漏试验等内容均应当按照新容规的规定执行.（三）衍射时差法超声检测（TOFD）方法的应用.在《衍射时差法超声检测》标准颁布之前,采用TOFD方法对压力容器进行无损检测的检验检测机构及制造单位,应当制定相应的企业标准,通过全国锅炉压力容器标准化技术委员会（以下简称锅容标委）的技术审查和标准备案后,按照《关于进一步完善锅炉压力容器压力管道安全监察工作的通知》（国质检特函[2007]402号）的要求开展工作.（四）采用国际（境外）标准设计制造问题.采用国际（境外）标准设计压力容器,应当经过国家质检总局的同意,也可以按新容规的规定提供设计文件与本规程基本安全要求的符合性申明.（五）境外材料的制造和使用.选用境外牌号的材料制造压力容器,按新容规2.9条的规定执行.制造境外牌号材料的企业应当按照新容规1.9条的规定通过技术评审,我局已委托锅容标委为评审单位,各单位可直接向锅容标委提出评审申请.四,《锅炉压力容器用钢板》标准过渡期的补充规定《锅炉压力容器用钢板》（GB713-2008）标准已于2008年9月1日实施.为了解决新旧标准转换过程中的具体问题,我局下发了《关于GB713-2008和GB/T9222-2008实施过渡期安排的通知》（质检特函〔2008〕64号,以下简称《通知》.但由于国际金融危机影响,部分）锅炉压力容器制造单位预先采购的锅炉压力容器用钢板库存量较大.为解决国内锅炉压力容

--9--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间器制造单位的材料积压的实际问题,减少经济损失,经商有关标准化技术委员会,将锅炉压力容器制造单位采用GB713-1997,GB6654-1996（含修改单）的材料进行锅炉压力容器制造的允许期限顺延至2010年11月30日,《通知》中其他要求不变.

1.2

《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009修订原则是什么?

答:

以下内容摘自《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009（以下简称09版容规）及其条文释义.本次修订工作的基本原则是:

转化《容规》为特种设备安全技术规范TSG,确立其在特种设备法规标准体系中的位置;充分吸收事故教训;充分体现法规是安全基本要求的思想,在设计,制造,安装改造维修,使用,检验检测等方面提出基本安全要求,并且不涉及与产品有关的技术细节;解决《容规》中存在的对行业影响较大的突出问题,重要内容变化要有论证,调研,数据的支撑;强化使用管理和应急救援预案;体现节能原则;促进生产,方便企业;吸纳成熟的科技成果,有利于技术进步,科学发展;兼顾国际发展,具有中国特色;安全技术规范与技术标准协调一致.在实际制（修）工作,考虑与《特种设备安全监察条例》（以下简称《条例》）所规定的各项制度,有关要求,名词术语等统一,变更安全监察主体为国家质量监督检验检疫总局及其各地质量技术监督部门.转化《容规》为特种设备安全技术规范TSG,确立其在特种设备法规标准体系中的位置,基本保留原来的结构框架和主体内容.充分体现法规是安全基本要求的思想,在设计,制造,安装改造维修,使用,检验检测等方面提出基本安全要求,并且不涉及与产品有关的技术细节.与当前节能减排降耗的基本国策相结合,提出有关的基本要求,如安全系数调整,换热器热效率,保温保冷要求,定期检验的耐压试验等问题.力争解决压力容器分类问题,引入危险性,失效模式的概念,突出本质安全思想,按危险程度对压力容器进行分类监管.调整《容规》的适用范围,覆盖《条例》范围内尚未纳入安全监察的全部压力容器;同时,将原1999版压力容器安全技术监察规程改为《固定式压力容器安全技术监察规程》,另行制定《移动式压力容器安全技术监察规程》,并且暂时保留超高压容器,简单压力容器,非金属压力容器等近年颁布的有关压力容器安全技术监察规程.调整一些过于刚性的规定,给新材料,新工艺,新技术的应用留有出路和渠道.调整一些不合理,过时的规定,如液化气体设计压力,有色金属,胀管率,材料复验,焊接试板等问题.与科技工作协调,吸收先进科技成果,引入基于风险的检验（RBI）技术,衍射时差法超声检测

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理论与实践之间的距离就是我们进步的空间（TOFD）,缺陷评定方法等成熟的科技成果.调整（删除）过细的数据表格,增加压力容器产品数据表,提出信息化工作要求,为今后信息化管理打下基础.

1.3

09版《容规》修订了那些内容?

答:

以下摘自《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009（以下简称09版容规）及其条文释义.1）适用范围

调整总体适用范围,《特种设备安全监察条例》与（以下简称《条例》保持一致;《条）按例》方式定义压力容器;明确部分适用,不适用的具体情况;去掉移动式压力容器有关规定,本规程仅适用于固定式压力容器（并定义之）,另行制定《移动式压力容器安全技术监察规程》.除调整原部分适用和不适用的范围外,新增下列内容保持《条例》《容规》,,99版容规的协调与连续性:

新增加《简单压力容器安全技术监察规程》不适用的移动式空压机的储气罐（主要是指非批量生产的）,铝制板翅式热交换器,机器设备上附属的蓄能器只需满足总则,设计,制造的有关要求;容积大于1升并且小于25L,或者内直径（对非圆形截面,指截面内边界的最大几何尺寸.例如矩形为对角线,椭圆为长轴）小于150mm,只需要满足设计,制造许可规定,容积小于等于1升的压力容器只需要满足制造许可规定,并按相关产品标准的要求进行设计制造.并且简化上述容器的安装,修理,改造和使用管理要求.调整99版容规不适用的无壳体的套管热交换器,钎焊板式热交换器进人监管范围,并列入本条.可拆卸垫片式板式热交换器（包括半焊式板式热交换器）,空冷式换热器,冷却排管仍然不在容规监督管理范围内.2）压力容器类别划分方法

考虑99版容规中容器分类方法在使用过程中反映出的问题,本次修订与欧盟承压设备分类方法的指导思想接轨,由设计压力,容积和介质危害性三个因素决定压力容器类别,不再考虑容器在生产过程中的作用,材料强度等级,结构形式等因素,简化分类方法,强化危险性原则,突出本质安全思想,按危险程度对压力容器进行分类监管.根据危险程度的不同,仍然划分为三类（Ⅰ类,Ⅱ类和Ⅲ类）,利用PV值在不同介质分组坐标图上查取相应的类别,简单易行,科学合理,准确唯一.

--11--

理论与实践之间的距离就是我们进步的空间新的压力容器类别划分方法将于本规程正式实施时开始启用,在本