钛制焊接压力容器.docx

1、钛制焊接压力容器 南京宝色钛业有限公司企业标准 Q/3201 BST0012000 钛 制 焊 接 压 力 容 器 代替Q/3201 NT001-1997 Titanium welded prssure vessels1范围 本标准规定了钛制压力容器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输等。 本标准适用于设计压力不大于10MPa，设计温度为：工业纯钛不应高于230；钛合金不应高于300；钛钢复合板不应高于350的钛制焊接压力容器（以下简称容器）。 本标准不适用于下列各种容器： a) 直接火焰加热的容器； b) 受辐射作用的容器； c) 经常搬运的容器； d) 要求作疲劳分析的容器。2

2、引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列最新版本的可能性。 GB1501998 钢制压力容器 GB1511989 钢制管壳式换热器 GB2281987 金属拉力试验方法 GB2321999 金属弯曲试验方法 GB/T18041992 一般公差 线性尺寸的未注公差 GB/T36211994 钛及钛合金板材 GB36231998 钛及钛合金丝 GB/T36241995 钛及钛合金无缝管 GB/T36251995 热交换器及冷凝器用钛及钛合金管 GB85461987 钛-不锈钢复合板 GB

3、85471987 钛-钢复合板 JB25361980 压力容器油漆、包装和运输JB47301994 压力容器无损检测压力容器安全技术监察规程（99版）3要求3.1材料3.1.1 用于容器主体（指筒体、封头、换热器的管板及换热管等受压元件）的钛材或钛钢复合材料，南京宝色钛业有限公司2000-06-29批准 2000-06-29实施Q/3201 BST0012000以及钛焊接材料应具有质量证明书，主要受压元件所使用的材料，应按容规的规定进行复验。质量证明书或复验结果应符合相应标准的规定。3.1.2 用于制造容器壳体的钛材应在退火状态下使用。3.1.3 被确认合格的材料应采用记号笔书写或张贴标签做好

4、标记。容器的主要受压元件在制造过程中应及时进行材料标记移植。3.2 冷热加工成形3.2.1 根据制造工艺确定加工裕量，以确保凸形封头和热卷筒节成形后的厚度，不小于该部件的名义厚度减去板材负偏差。冷卷筒节投料的材料厚度S不得小于其名义厚度减去板材负偏差。3.2.2 划线、下料及边缘加工3.2.2.1 材料划线时不应损伤表面质量。可采用铅笔或记号笔划线，若在以后的加工中能够消除的划线允许打样冲眼。 钛钢复合板划线应在基层板上进行。3.2.2.2 钛材和钛钢复合板可用火焰、等离子切割、冲剪或机械加工方法下料。火焰切割的表面必须留出热影响区10mm至15mm的余量，同时须将熔渣清理干净。当采用火焰或等

5、离子切割时，不允许火花飞溅在钛材表面，切割边缘必须用打磨或机械加工方法去除污染层。 钛钢复合板采用机械方法切割时，基层应朝下。3.2.2.3 钛制容器焊接接头的坡口应采用机械方法加工，坡口表面不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷。3.3封头3.3.1 容器封头的型式和技术要求应按GB150的有关规定执行。3.3.2 封头成形可采用热成形或冷成形后热校形。冷成形时，应防止产生裂纹。热成形时，封头表面及加热炉应采取防氧化和防污染的措施。3.3.3对已成形的钛钢复合板封头，应作超声波探伤检测，其钛钢复合状态不得存在超过GB8546或GB8547以及设计图样规定的缺陷。3.3.4冲压成形后的封头，其最小厚度不

6、得小于名义厚度n减去板材厚度的负偏差C1。3.3.5封头直边部分的纵向皱折深度不大于1.5mm。3.4 圆筒与壳体3.4.1 卷筒前，卷板机上、下辊表面应清理干净。上辊与钛板之间应衬有隔离垫，以保护钛板表面不受污染。3.4.2 卷制曲率半径较小的钛钢复合板圆筒，为预防复层剥离，一次下压量不应过大，同时在滚圆时，不允许停留在未复合部位，以免引起松动面积扩大。3.4.3用作容器壳体钛钢复合板，其复合状态应符合GB8546或GB8547的规定。3.4.4钛及钛合金板A、B类焊接接头对口错边量b（见图1）应符合表1的规定。钛钢复合板对口错边量b（见图2）不大于钛复层厚度的50%，且不大于2mm。 图1

7、 A、B类焊接接头对口错边量 图2 钛钢复合板对口错边量 Q/3201 BST0012000 表1 A、B类焊接接头对口错边量 mm对口处的名义厚度s按焊接接头类别划分的对口错边量bAB60.2s0.2s6s120.25s0.25s12203.05.0注：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。 3.4.5在焊接接头环向形成的棱角E（见图3），用弦长等于1/6内径Di，且不小于300mm的内样板或外样板检查，其正值不得大于（s/10+2）mm，且不大于4mm。在焊接接头轴向形成的棱角E（见图4），用长度不小于300mm的直尺检查，其正值

8、不得大于（s/10+2）mm，且不大于4mm。3.4.6 B类焊接接头以及圆筒与球形封头相连的A类焊接接头，当两板不等时，单面或双面削薄厚板边缘的要求按GB150规定进行。 图3 环向棱角度E 图4 轴向棱角度E3.4.7 除图样另有规定外，壳体直线允差L应符合表2的规定。表2 壳体直线度允差壳体长度H m圆筒直线度允差L mm202H/1000，且2020H30H/1000注：壳体直线度检查是在通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0、90、180、270四个部位，拉0.5mm细钢丝测量。测量的位置离A类焊缝（不含球形封头与圆筒连接以及嵌入式接管与壳体对接连接的A类焊缝）的距离不小于100mm。

9、当壳体厚度不同时，计算直线度时应减去厚度差。3.4.8 筒节长度应不小于300mm。组装时，相邻筒节A类接头焊缝中心线间外圆弧长以及封头A类接头焊缝中心线与相邻筒节A类接头焊缝中心线间外圆弧长应大于板材厚度s的3倍，且不小于100mm。3.4.9 容器内件和壳体焊接的焊缝边缘应避开圆筒相焊及圆筒与封头相焊的焊缝。3.4.10容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至母材齐平。Q/3201 BST00120003.4.11接管法兰组装技术要求按GB150规定。3.4.12塔器的地脚螺栓通孔组装要求按GB150规定。3.4.13承受内压或承受外压及真空容器组装后，壳体圆度要求按GB150

10、有关规定进行。3.4.14制造中应避免钛材表面的机械损伤。如有局部伤痕、刻槽等影响耐蚀性能的缺陷，应予以修磨，并使修磨范围内的斜度至少为3：1。修磨深度不应超过钛板厚度（钛钢复合板指复层厚度）的负偏差，超出以上要求时允许采用焊补并修平。3.4.15钛容器表面打磨，应采用橡胶或尼龙掺合氧化铝的砂轮。3.5 弯管和翻边 3.5.1钛管可在冷态或热态（加热温度不超过350）弯制。管子弯曲处的圆度偏差不应超过管子内径的8%；弯管外圆弧处的壁厚减薄量不应超过15%的名义壁厚；弯管表面不允许有裂纹和超过壁厚公差的划伤、凹痕和其他缺陷。U型管弯曲处应进行通球检查。3.5.2工业纯钛和钛合金管经加热翻边后，其

11、表面不允许有裂纹等危害性缺陷。3.6 法兰、平盖、螺栓、螺柱和螺母 容器的法兰、平盖、螺栓、螺柱和螺母应符合GB150的规定。3.7 管板及管与管板的连接3.7.1管板、折流板和支持板上管孔直径及偏差应符合表3的规定。表3 管板、折流板、支持板管孔直径及偏差 mm管 子直 径管 孔折流板、支持板焊 接 结 构胀 接 结 构管孔直径允差管孔直径允 差管孔直径允 差1414.40+0.15014.20+0.20014.60+0.4001919.40+0.20019.20+0.20019.602525.4025.25+0.20025.803232.40+0.30032.25+0.25032.80+0

12、.4503838.4038.30+0.25038.804545.50+0.40045.35+0.30045.80+0.5005757.7057.40+0.30058.003.7.2管板钻孔后的孔桥宽度应符合表4的规定。3.7.3折流板、支持板的名义外径和下偏差应符合表5的规定，上偏差以不妨碍管束顺利安装与抽出为限。3.7.4钛钢复合钢板，坯料应作超声波检测，其复合状态应符合GB8546或GB8547以及图样的规定，且布管区域内不开孔的部分不得有分层。3.7.5管板、折流板和支持板钻孔后应去掉管孔周边的毛刺。3.7.6管孔表面粗糙度要求应符合GB151的规定。3.7.7胀接连接时，管孔表面不得有

13、影响胀接密封性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。3.7.8管子与管板的连接Q/3201 BST00120003.7.8.1 管子与管板的连接通常采用强度焊或胀焊并用，其结构型式及尺寸应符合GB151的规定。3.7.8.2 管子与管板的连接要求按GB151的规定。3.7.8.3 管子与管板的焊接接头应按图样要求进行渗透探伤检测。 3.8 机械加工表面和非机械加工表面未注公差的极限偏差应符合GB/T1804规定的JS14级和JS16级精度。3.9 焊接3.9.1 焊前准备及施焊环境3.9.1.1 焊接接头的坡口面应采用机械方法加工，在焊接前，坡口及其两侧必须进行严格的清洁处理。3.9.1.2 焊

14、丝的清洁要求与母材相同，每次施焊前必须切除端部被氧化部分。3.9.1.3 承担焊接接头组对的操作人员，必须戴洁净的手套，不得摸触坡口及其两侧附近区域，严禁用铁器敲打钛材表面及坡口。3.9.1.4 应根据焊接接头型式选择气体保护罩，其大小足以使焊缝及热影响区部位均处于惰性气体的保护之下。3.9.1.5 焊接用氩气和氦气的纯度应不低于99.99%，露点应不高于-50。3.9.1.6 钛材的焊接场地应为独立区域，焊接应在空气洁净的环境中进行，并应远离通风口或敞开的门窗。3.9.2 焊接工艺及施焊3.9.2.1 钛制容器的焊接工艺评定应按附录A进行。施焊前应根据焊接工艺评定和图样的要求，制订焊接工艺卡

15、。3.9.2.2 焊接钛制压力容器的焊工，必须按锅炉压力容器焊工考试规则要求进行考试，取得焊工合格证后，才能在有效期内担任合格项目范围内的焊接工作。焊工应按焊接工艺卡施焊。3.9.2.3 焊接过程中，若遇钨极碰触焊缝金属，则应停止施焊，并修正钨极，恢复焊接前对污染区应加以清除。3.9.2.4若遇焊道表面被污染，在进行下一道焊接之前，应进行机械清理和脱脂，严禁在被污染的中间焊道（未经处理）上焊上一层保护良好的焊道。3.9.2.5 容器主要受压元件焊缝的焊工代号，应用简图记载，并列入产品质量证明书，提供给用户。3.9.3 焊缝表面的形状尺寸要求3.9.3.1 A、B类接头焊缝表面应尽量与母材表面齐

16、平。若有余高（见图5），则其外形应均匀，且高度应符合表6规定。表6 A、B类接头焊缝余高 mm焊缝深度d(d1)焊 缝 余 高 e (e1)手 工 焊自 动 焊50-1.00-45S121-1.50-412250-3.00-4注：焊缝深度，对单面焊为母材厚度，对双面焊为坡口直边部分中点至母材表面的深度，两侧分别计算。 表4 管板钻孔后的孔桥宽度 mm管 子外 径孔心距管 孔最大直径孔桥名义宽度允许孔宽度B（96%的孔桥宽度须下列数值允许最小孔桥宽度B min管 板 厚 度204060801001201418.014.553.452.832.712.592.482.362.251.721925.

17、019.605.404.554.474.384.304.214.122.702532.025.606.405.575.515.445.385.315.253.153240.032.807.206.396.346.296.236.186.133.603848.038.809.208.408.358.318.278.228.184.604557.045.9011.1010.3010.2710.2310.1910.1610.125.555770.058.1011.9011.1111.0811.0511.0211.0010.975.95Q/3201 BST0012000 表5 折流板、支持板外径及允差

18、 mm筒体公称直径159273325400500600700800900100011001200130014001500160017001800固定管板换热器的折流板名义外径Dmin-2Dg-3Dg-4Dg-5Dg-6Dg-7浮头式和U形管换热器的折流板名义外径Dmin-2Dg-4Dg-5Dg-6Dg-7Dg-8冷凝器支持板名义外径Dmin-2Dg-4Dg-5Dg-6Dg-7Dg-8Dg-9折流板、支持板外径允差-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-1.1-1.2-1.3-1.5 注：Dmin筒体内径实测的最小尺寸。 Q/3201 BST0012000 3.9.3.2 C、

19、D类接头焊脚形状尺寸要求应符合GB150的有关规定。3.9.4 焊缝外观质量要求 3.9.4.1 焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和咬边等缺陷；3.9.4.2 经修磨的焊缝厚度应不小于设计厚度，超出此要求时焊缝允许补焊，焊缝修磨范围内的斜度为31。3.9.4.3 应对所有焊缝和热影响区的表面颜色进行检验，并按表6的规定判断是否合格与进行处理。表6焊缝和热影响区表面颜色判定焊缝与热影响区表面颜色氩气保护情况合格判断处理方法银白色良好合格不用其它处理金黄色（致密）尚好可以使用不用其它处理蓝色一般只可用于非重要部位去除蓝色紫色稍差只可用于常压容器去除紫色灰色差不合格返修暗灰色差不合格返修灰白色很差不合

20、格返修黄色粉状物极差不合格返修3.9.5 焊缝返修3.9.5.1 当焊缝出现不允许的缺陷需要的返修时，应分析缺陷产生原因，制订详细的返修工艺，指定返修焊工，要有返修工艺制订人和批准人的签字。返修时应详细记录坡口型式、尺寸、工艺参数和施焊者及其钢印等。3.9.5.2 同一部位的返修次数不宜超过两次。对经过两次返修仍不合格的焊缝，如再进行返修，应经技术总负责人批准，且返修次数、部位和无损检测结果和技术总负责人批准字样，必须记入压力容器质量证明书中。3.9.6 钛钢复合板的焊接3.9.6.1 钛钢复合板对接焊时，应采用机械切削方法去除坡口边缘的钛复层。基层连接焊缝应为全熔透型式，其焊接及热处理要求按

21、GB150进行。3.10 热处理3.10.1 工业纯钛及钛合金容器或部件焊后不需进行热处理，有特殊要求时，按图样规定进行。3.10.2 钛钢复合板爆炸后，应作消除应力退火处理。3.10.3 容器进行热处理时，应有经评定合格的热处理工艺，并且有温度与时间自动记录曲线。3.10.4 热处理结果应记入产品质量证明书。4 试验方法和检验规则4.1 试板与试样4.1.1容器应按容规、GB150的有关规定，制备产品焊接试板。4.1.2 容器焊接试板焊接接头力学性能检验，按附录B进行。4.1.3 钛钢复合板容器焊接试板焊接接头力学性能检验按GB150附录E进行。4.2无损检测4.2.1容器的壳体、封头及其主

22、要受压元件的焊接接头，按3.9.3和3.9.4规定外观检查合格后，再 Q/3201 BST0012000 进行无损检测。4.2.2下列压力容器的A、B类焊缝，应进行100%射线检测。 a）第三类压力容器； b）使用后无法进行内、外部检验或耐压试验的压力容器 c）介质为易燃或毒性程度为极度、高度、中度危害的； d）采用气压试验的；e）设计压力大于等于1.6Mpa的；f) 设计图样要求的。4.2.3除4.2.2条规定以外的容器，允许对A类及B类焊接接头进行局部射线检测，检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%，且不小于250mm。焊缝交叉部位及以下部位应全部检测，其检测长度可计入局部检测长度之内。

23、a) 先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头； b) 凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊接接头； c) 以开孔中心为圆心，1 .5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头； d) 嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊接接头； e) 公称直径不小于250 mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头。4.2.4对于拼焊的管板、补强圈、封头成型后的焊缝应进行100%射线检测，合格标准与筒体相同。如果拼焊封头的焊缝成型前已经100%射线检测，则成型后应对园弧过渡处的焊缝进行重新射线检测。4.2.5以下焊缝应进行渗透探伤检测：a）接管、法兰、补强圈与壳体或封头相接的C、D类焊缝；b）钛钢复合板的

24、复层拼缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝；c）换热容器管板与换热管连接焊缝。4.2.6容器的射线、渗透检测结果，按JB4730评定。符合4.2.2条的级合格，符合4.2.3条级合格，符合4.2.5条的级合格。4.2.7经无损检测后的焊缝，若发现有不允许的缺陷，应按3.9.5要求返修，并对返修部位重新检测，直至合格。4.2.8容器的无损检测原始记录、底片（包括原返修片）和资料应妥善保管，保存期不应少于7年。4.3水压试验与气密性试验4.3.1制造完工的容器应按图样规定进行水压试验。4.3.1.1 水压试验必须使用两个量程相同并经过校验的压力表。压力表的量程为试验压力1.5 3.0倍，压力表的校验

25、周期不超过六个月。4.3.1.2容器的开孔补强圈或钛钢复层镶条应在水压试验之前通0.4 0.5MPa的压缩空气检查焊缝质量。4.3.1.3钛及钛合金和以碳素钢、16MnR材料为基层的钛钢复合板容器，试验时水温应不低于5；其它钢材为基层的钛钢复合板容器，试验时水温应不低于15。4.3.1.4 水压试验方法按GB150规定。4.3.1.5 水压试验后，符合下列情况即认为合格。a)无渗透；b)无可见的变形；c)试验过程中无异常响声。4.3.1.6 换热容器水压试验程序按GB151规定。 Q/3201 BST0012000 4.3.2 介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的容器，必须进

26、行气密性试验。4.3.2.1气密性试验应在水压试验合格后进行。4.3.2.2气密性试验所用气体，应为干燥、洁净的空气、氮气或其它惰性气体。4.3.2.3气密性试验用气体的温度应不低于5。4.3.2.4气密性试验时，安全附件应安装齐全。4.3.2.5经检查无泄漏即为合格。4.4 铁污染试验及表面清理4.4.1 图样要求做铁污染检验的容器应在水压试验和气密性试验合格后，在所有接触腐蚀介质的钛表面，用铁氰化钾溶液涂刷，发现溶液变色，则表明钛表面被污染，应进行洁净处理，直至无铁污染为止。4.4.2 图样对容器内表面有酸洗要求时，应用酸洗液在15下进行酸洗，再用清洁水冲洗，最后 用压缩空气吹下。4.4.

27、3 在即将装箱运输前，如果钛表面有污染或其他外来杂质，应用酒精或丙酮清洗，直至干净为止。5 包装、油漆、包装、运输5.1 容器铭牌应固定于图样规定或明显部位。铭牌的内容应包括：公司名称及商标、制造许可证编号、容器类别、制造年月、容器名称、产品编号、设计压力、设计温度、试验压力、容器净重、监检标记。5.2 容器的出厂技术文件应包括：产品合格证、产品质量证明书及产品铭牌的拓印件、产品竣工图、压力容器产品安全质量监督检验证书。5.3容器的油漆、包装、运输要求按JB2536的规定进行。 Q南京宝色钛业有限公司企业标准 Q/3201 BST0012000钛 制 焊 接 压 力 容 器Titanium w

28、elded pressure vessels2000-06-29发布 2000-06-29实施南 京 宝 色 钛 业 有 限 公 司 发 布Q/3201 BST0012000前 言本标准对Q/3201 NT01-1997进行了修订，并将编号改为Q/3201 BST001-2000。本标准依据99版压力容器安全技术监察规程，并参照GB150-1998钢制压力容器和GB151-1989钢制管壳式换热器的标准。对附录A中的表A9、对附录A中的条款A4.4.3、对附录B中的条款B5.7、对附录B中的表B3进行了修改。本标准的编制格式和规则，依照GB/T1.1-93和GB/T1.3-87的基本规定，对国家的有关强制性标准进行了贯彻。本标准在修订时，总结了钛及钛钢复合材料制造压力容器的实践经验。在钛制压力容器国家标准尚未颁布之前，以适应钛制焊接压力容器的制造和监督检验的需要。本标准从2000年7月4日起实施。本标准的附录A、附录B都是标准的附录。本标准由南京宝色钛业有限公司提出并起草。本标准主要起草人：邓贵顺 郑世平 赵允 胡经洪，修改人： 赵允 奚延安 本标准于1997年4月首次发布，于2000年6月第一次修订。Q/3201 BST0012000 目 次前言-