化工设备培训方案.docx
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化工设备培训方案
化工设备培训指南
目录
第一章法规和标准3
1.1《压力容器安全技术监察规程》的适用范围有哪些？
3
1.2《压力容器安全技术监察规程》不适用的范围有哪些？
3
1.3GB150《钢制压力容器》的适用与不适用范围是哪些？
3
1.4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？
4
1.5《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？
4
1.6如何正确的使用标准规范？
5
1.7在标准执行中对例如“应该，禁止”等词应如何理解？
5
1.8常用的外国国家或团体标准代号有哪些？
5
第二章基本概念6
2.1压力容器的品种主要划分为哪几种？
6
2.2什么是公称直径？
6
2.3什么是公称压力？
6
2.4什么是计算厚度6
2.5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？
6
2.6什么叫工作压力？
什么叫设计压力？
什么叫计算压力？
7
2.7设计压力与计算压力有何不同，如何确定？
7
2.8什么是设计温度？
8
2.9什么是低温设备?
8
第三章材料8
3.1压力容器常用的材料类型有哪些？
8
3.2选择压力容器用材时，主要遵循哪些原则？
8
3.3确定钢材许用应力为什么要考虑安全系数？
9
3.4GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》修改了哪些内容？
9
3.5如何选择压力容器用钢？
10
3.6压力容器设计过程中选材有哪些建议？
10
3.7使用厚度超过30mm的Q345R应注意哪些问题？
10
3.8使用Q345R时应注意哪些问题？
10
3.9我们在工作中常说的321，304，316等是如何命名的？
11
3.10工作中经常接触的钢材中哪些为高强钢？
11
3.11GB150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？
11
3.12对于锻件的级别是如何规定的？
11
3.13用于壳体的哪些钢板需要进行100%的超声波检测？
12
3.14压力容器对材料的使用状态有何规定?
12
3.15为什么有的碳素钢和低合金钢钢板，要在正火状态下使用？
12
3.16低温设备为何要进行低温冲击试验？
12
3.17低温压力容器的结构设计应考虑什么问题？
13
第四章钢制压力容器13
4.1GB150处理问题的总体思路是怎么样的？
13
4.2GB150-1998标准规定压力容器设计应考虑的载荷有哪些？
13
4.3盛装介质为极度和高度危害介质的容器应注意哪些问题？
13
4.4压力容器对补强圈的使用有何规定？
14
4.5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？
15
4.6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？
15
4.7常见的容器封头有哪几种？
各有何优缺点？
15
4.8计算成形封头厚度时，选取许用应力应注意什么问题？
15
4.9GB150规定在什么情况下压力容器壳体上开孔可不另行补强？
16
4.10GB150对压力容器壳体上开孔的最大直径有何限制？
16
4.11在什么情况下应提出对接管与筒体提缝的圆角要求16
4.12设备图上管口的布置应考虑哪些因素？
16
4.13钢材代用一般应考虑哪些因素？
16
4.14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？
16
4.15容规和GB150等规范对100%探伤，焊缝系数的取值是如何规定的？
17
4.16无损检测的方法有哪些?
如何选择?
17
4.17压力容器及其受压元件在什么情况下应进行热处理？
17
4.18压力容器焊后热处理的目的是什么？
18
4.20耐压实验的目的是什么？
18
4.21设备在哪些情况下需要做气密性试验？
18
4.22气压试验与气密性试验有何区别？
18
4.23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？
19
4.24不能进行压力试验的压力容器应采取哪些措施？
19
第五章管壳式换热器19
5.1请简述管壳式换热器在化工装置的重要性？
19
5.2GB151-1999《管壳式换热器》的适用范围是什么？
20
5.3管壳式换热器有哪些类型，各有何优缺点？
20
5.4换热面积如何计算？
20
5.5GB151标准中换热器壳体最小厚度由哪些因素决定？
21
5.6管壳式换热器主要元件腐蚀裕量的如何考虑？
21
5.7对多管程管壳式换热器，分程设计时应考虑什么？
21
5.8在什么情况下固定管板式换热器的壳程圆筒需设置膨胀节？
21
5.9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？
21
5.10管壳式换热器中常用的折流板和支持板的形式有几种？
21
5.11管壳式换热器中折流板的布置应遵循什么原则？
21
5.12管壳式换热器中折流板的最小间距和最大间距为多少？
21
5.13在什么情况下，管壳式换热器应设置支持板？
22
5.14换热器壳程进口处的防冲板位置及大小如确定？
22
第六章制图22
6.1什么是项目设计规定？
22
6.2什么是工程图？
22
6.3什么是施工图？
22
第七章制造施工22
7.1塔类设备预埋地脚螺栓施工质量控制要点有哪些？
22
7.2大件设备吊装施工安全控制要点有哪些？
23
7.3安全生产中常提到的海恩法则和墨菲法则是什么意思？
23
第八章建造过程的常见问题24
8.1什么是建造？
24
8.2设计中的常见问题有哪些？
24
8.3制造中的常见问题有哪些？
24
第九章化工设备专业常用标准及使用中的注意问题25
9.1压力容器的标准体系类型有哪些？
25
9.2设计、制造与检验标准25
9.3材料及其相关标准26
9.4零部件及其相关标准27
第一章法规和标准
1.1《压力容器安全技术监察规程》的适用范围有哪些？
答：
以下内容摘自《容规》及其条文解释，适用于同时具备下列3个条件的压力容器：
1）最高工作压力（pW）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）；
对承受内压的压力容器，其最高工作压力是指在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力。
承受外压的压力容器，其最高工作压力是指容器在正常使用过程中，可能出现的最高压力差值。
对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差值。
2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3；
容积指的是压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸（不考虑制造公差）并圆整，且不扣除内件体积的容积。
多腔压力容器（如换热器的管程和壳程，余热锅炉的汽包和换热室，夹套容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并按该类别进行使用和管理。
但应按照每个压力腔各自的类别分别提出设计，制造技术要求。
对各压力腔类别划定时，设计压力取本腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。
3）盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
容器内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时，如气相空间（非瞬时）大于等于0.025m3,且最高工作压力大于等于0.1MPa时，也属于本规程的适用范围。
在《压力容器安全技术检查规程》（以下简称《容规》）管辖范围内的压力容器通常称为“容规容器”。
（注意和属于GB150管辖的“GB150容器”的区别，以及我们通常所说的压力容器的区别）。
“容规容器”是同时具备上述压力，容积和介质三方面条件的容器。
第1款强调的是压力，提醒大家容规划类是以工作压力入门的即工作压力要大于等于0.1MPa，具体划类是以设计压力划分的即所谓的低压，中压，高压，超高压。
也就是“工作压力入门，设计压力划类”。
第2项强调的是容积。
这一界限值实际上是反映容器所盛装介质的内能，即容器一旦发生事故时，将能释放的能量。
第3项强调的是介质。
第三条可简化为:
盛装介质为气体和“潜在气体”。
液化气体或最
高工作温度高于或等于标准沸点的液体，一旦摆脱容器的束缚，将变成气体，并且这种潜在
气体的爆炸威力远远大于一般的压缩气体。
在李世玉主编的《压力容器设计工程师培训教程》中提到，对于容积小于0.025m3的
高压容器仍属于《容规》的适用范围。
此说法目前不具备法律效力，建议在实践中谨慎使用。
1.2《压力容器安全技术监察规程》不适用的范围有哪些？
答：
以下内容摘自《容规》及其条文解释，不适用于下列压力容器：
1）超高压容器；已有专门的监察规程
2）各类气瓶；已有专门的监察规程
3）非金属材料制造的压力容器；
如塑料，玻璃钢制压力容器，由于目前数量不多，尚无标准，条件不成熟，故不列入规程。
4）核压力容器、船舶和铁路机车上的附属压力容器、国防或军事装备用的压力容器、真空下工作的压力容器（不含夹套压力容器）、各项锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火焰加热的设备（如烟道式余热锅炉等）；
核压力容器，军事装备用压力容器，国家已设立专门机构管理，所以不列入本规程监察范围（核压力容器指介质具有放射性的承压设备）。
5）正常运行最高工作压力小于0.1Mpa的压力容器（包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器，不包括消毒、冷却等工艺过程中需要短时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器）；
6）机器上非独立的承压部件（包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等，不包括造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器）；
7）无壳体的套管换热器、波纹板换热器、空冷式换热器、冷却排管。
波纹板换热器由于结构特殊且事故的危险性小，所以未列入监察范围，冷却排管，无壳体的套管换热器属于压力管道范围未列入。
1.3GB150《钢制压力容器》的适用与不适用范围是哪些？
答：
这出自GB150P1具体内容如下：
适用范围：
设计压力不大于35MPa的钢制容器；设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。
不适用范围：
1）直接用火焰加热的容器；这主要是因为火焰与钢表面产生氧化层，成鳞片状易脱落。
加热不均匀也容易产生温差应力。
2）核能装置中的容器；
3）旋转或往复运动的机械设备（如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等）中自成整体或作为部件的受压器室；
4）经常搬运的容器；
5）设计压力低于0.1MPa的容器；
6）真空度低于0.02MPa的容器；
7）内直径（对非圆形截面，指宽度、高度或对角线，如矩形为对角线、椭圆为长轴）小于150mm的容器；
8）要求作废劳分析的容器；
9）已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。
1.4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？
答：
由国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》），
属技术法规，是压力容器安全技术监督和管理的依据。
容规从国内多起事故和管理实践出发，制定了严格的条款，根据一个时期事故的经验教训，提炼有效控制条文指导压力容器的设计，制造，使用等工作。
标准和技术法规发生冲突时，应遵守技术法规（见容规条文解释，另有观点认为应就高不就低）。
由国家技术监督局发布的GB150在整个压力容器标准中居于核心地位。
以GB150为核心的一系列技术标准，基
础标准和零部件标准是设计，制造，检验与验收压力容器的依据。
容规主要是解决安全技术监督问题，其核心在于保证人民的生命财产安全（见容规第一条）。
而以GB150为核心的标准体系解决的是“为了通用或反复使用的目的”，其核心是在于指导生产和使用等。
GB150属于强制性国家标准，一方面是由于被技术法规《容规》推荐成为强制性标准，另一方面由于其技术要求和质量指标是最低的，即“最高级别,最低要求”。
化工行业还有自己的HG标准,在很多方面的要求都是高于GB150的。
很多企业有自己的企业标准的要求高于HG标准的，企业标准才是他们的产品标准。
因此从要求上看应该是，GB150而从强制执行的效力上来说，顺序正好相反。
笔者曾从事设备监造工作，制造厂一直以GB150是如何要求的作为借口，一个企业不应该将自己的质量意识长期停留在把国家标准作为产品标准的水平上，仅仅满足国家标准要求的可能只是一台合格产品，绝不是一台优质产品。
1.5《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？
答：
为有利用于安全技术监督和管理，将《容规》适用范围内的压力容器划分为三类，划分的原则为：
下列情况之一的，为第三类压力容器：
1）高压容器；
2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；
3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于
10MPa·m3）；
4）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于
0.5MPa·m3）；
5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于0.2MPa·m3）；
6）高压、中压管壳式余热锅炉；
7）中压搪玻璃压力容器；
8）使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa）的材料制造的压力容器；
由于近年来发生多起高强钢材料制压力容器爆炸事故，所以将高强钢制设备列入三类。
9）移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；
10）球形储罐（容积大于等于50m3）；
11）低温液体储存容器（容积大于5m3）。
下列情况之一的，为第二类压力容器（本条第1款规定的除外）：
1）中压容器；
2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；
3）低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；
4）低压管壳式余热锅炉；
5）低压搪玻璃压力容器。
低压容器为第一类压力容器（本条第1款、第2款规定的除外）。
从上面的划类可以看出反应容器等效于储存容器，换热容器等效于分离容器，极度危害介质等效于高度危害介质，易燃介质等效于中度危害介质。
反应容器由于操作条件复杂，压力难以控制，发生爆炸的危险性大。
储存容器虽然压力低，但是一般容积较大，潜在能量大。
故反应容器和储存容器被划类别较高。
压力容器的划类综合考虑了设计压力，几何尺寸，材料强度，应用场合和介质危害程度等因素。
正确的进行容器划类，是对压力容器设计的基本要求。
划类问题综合考核了设计人员对化工原理，工艺过程，介质特性，结构特点，材料性能等多方面知识的掌握程度，在压力容器设计过程中，划类错误属于技术错误，甚至是严重技术错误，划类错误是“不可原谅的”。
在由李世玉主编的《压力容器设计工程师培训教程》中将高压，任意介质的V<0.025m3
或Di<0.15m的压力容器划为一类，此规定现在不具有法律效力。
1.6如何正确的使用标准规范？
答：
ASME锅炉及压力容器建造规则是目前最先进，最具影响力的国际性规范。
我国标准和规范在很大程度上参考了ASME。
以下摘自ASME压力容器建造规则的前言，希望能对读者正确使用标准规范以及处理设计中的问题有所启示：
所谓建造是包括材料，设计，制造，检验，检查，试验，认证和泄压在内的一个含义广泛的名词。
标准规范包括了对压力容器建造工作的强制性要求，特殊禁用规定，非强制性指南等三方面的基本内容。
标准规范不可能涉及容器建造工作的所有方面和细节。
对于哪些没有提及的内容不应认为是被禁用的。
标准规范不是手册，不能代替培训，经验和工程评价的使用。
工程评价是指由知识渊博，娴于标准应用的设计师作出的技术上的评价。
工程评价必须同标准规范的原则相一致，绝不能以工程评价或经验为借口来否定标准规范的强制性要求或特殊禁用规定。
设计和分析所用工具和方法是随着技术进步而变化的，希望工程师们在应用这些工具时作出可靠的判断。
设计师的责任是遵守规范的规则，当规范公式是强制性时，应按照规范公式进行计算。
规范既不要求也不禁止采用计算机对按规范要求制造的部件进行分析或设计。
但是，提请采用计算机程序进行设计或分析的设计师和工程师们注意的是，他们要对所采用程序中固有的一切技术上的假定负责，且要对设计上使用这些程序负责。
标准所制定的规则，不能理解为对任何一种专有或特定设计的批准，推荐或认可，也不能理解为以任何形式限制设计人员自行选择符合规范规则的任何设计方法或任何结构型式。
1.7在标准执行中对例如“应该，禁止”等词应如何理解？
答：
以下摘自HG/T21639《塔顶吊柱本标准用词说明》
1）表示严格非这样做不可的用词，正面用词采用“必须”，反面用词采用“禁止”
2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词，正面采用“应”，反面用“不应，不得”
3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应选择这样做的用词，正面采用“宜”，反面用词采用“不宜”
4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”
1.8常用的外国国家或团体标准代号有哪些？
答：
主要有以下代号：
ASME：
AmericanSocietyofMechanicalEngineers美国机械工程师协会
AISI：
AmericanIronandSteelInstitute美国钢铁学会
ASTM：
AmericanSocietyforTestingandMaterials美国材料试验学会
BS：
BritishStandard英国标准
JIS：
JapaneseIndustrialStandard日本工业标准
UNS：
UnifiedNumberingSystemforMetalsandAlloys美国金属与合金统一编号系统
NF：
NormesFrancaise法国标准
DIN：
DeutscheIndustrialNorm联邦德国工业标准
第二章基本概念
2.1压力容器的品种主要划分为哪几种？
答：
按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。
具体划分如下：
反应压力容器（代号R）：
主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等；
换热压力容器（代号E）：
主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等；
分离压力容器（代号S）：
主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；
储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：
主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。
2.2什么是公称直径？
答：
公称直径既不是内径更不是外径，它是人们为了用一个数字能够说明零件之间能实现连接而引入的一个概念。
人们约定：
凡是能够实现连接的管子与法兰，管子与管件，管子与阀门等等，就规定这两个连接件具有相同的公称直径。
比如说一个管子和一个法兰它们之间能按要求实现连接，我们如何来表征它们这种关系呢？
我们就说它们具有相同的公称直径，比如说DN200，尽管这个法兰和管子上可能没有一个尺寸是200的。
2.3什么是公称压力？
答：
压力容器，压力管道及其附件在相应的设计温度下，按最大工作压力而划分的标准化压力，以便于设计和管理。
使用公称压力时，应注意高温下随着温度的提高最大允许工作压力（最高无冲击工作压力）降低的问题。
2.4什么是计算厚度
答：
根据GB150第3.4.8.1条计算厚度是指各章公式计算得来的厚度，必要时，应计入其他载荷所需的厚度。
综合GB150各章节的内容看，按此定义计算厚度应是满足，强度，稳定性和刚度要求所需的最小厚度。
1）强度的要求不仅要承受内压，还要满足开孔补强等要求。
2）容器在压应力的作用下，突然改变原来的形状而产生压瘪的失效形式称为失稳。
其实质是壁内压应力由失稳前单纯的压应力突然跃变为弯曲应力。
例如；
承受外压的容器
类似压杆受力的容器，例如承受重量载荷产生轴向压力的塔，固定管板和浮头换热器的换热管也是类似压杆受力的部件。
卧式容器的鞍座上方，风弯矩作用下的塔也存在稳定性问题。
3）刚度的要求指的是满足制造，运输等要求的最小厚度。
GB150第3.5.6条规定了壳体成形后不包括腐蚀余量的最小厚度，对碳素钢，低合金钢容器不小于3mm,对高合金钢不小于2mm。
GB151对壳体有更高的要求。
2.5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？
答：
各种厚度的定义如下：
计算厚度δ是考虑计算压力，按标准给定的计算方法得到的厚度。
是在规定的载荷条件下保证容器强度，刚度，稳定性所必须的厚度。
设计厚度δd计算厚度δ和腐蚀裕量之和。
是在规定的载荷条件下保证容器强度，刚度，稳定性所必须的同时保证设计寿命的厚度。
名义厚度δn是设计厚度δd加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准
规格的厚度。
一般为标注在设计图样上的厚度。
有效厚度δe是名义厚度δn减去腐蚀裕量C2和钢材厚度负偏差C1的厚度。
决定容器真正承载能力的厚度，一般用来校核容器的强度和稳定性，也是确定最大允许工作压力的参数。
钢材厚度δs压力容器壳体的钢材厚度是指实际用于制造该壳体元件的材料厚度，是决定容器制造技术条件的厚度。
各厚度之间的关系见表1。
表1各厚度之间的关系
ASME中定义的三种容器壳体厚度。
所需厚度（requirethickness）是指按照ASME第VIII卷第1分册所列公式计算出来的厚度，不包括腐蚀裕量在内。
设计厚度（designthickness）是指所需厚度与腐蚀裕量之和。
公称厚度（normalthickness）是指按市场材料规格选用的厚度和提供给制造者的选用厚度，可以超过设计厚度。
2.6什么叫工作压力？
什么叫设计压力？
什么叫计算压力？
答：
根据GB150第3.4条定义如下：
工作压力指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。
设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。
当元件所承受的液柱静压力小于5％设计压力时，可忽略不计。
2.7设计压力与计算压力有何不同，如何确定？
答：
设计压力是对容器的各个腔体而言的，是容器选择材料、划分类别、提出制造和检验要求、确定试验压力等的依据，也是确
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