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目录1

1 概述1

1.1 名词解释1

1.1.1　基本概念1

1.1.2　各类组织2

1.1.3　规范和标准2

1.1.4　数学符号3

1.1.5　材料3

1.2　压力容器的定义3

1.2.1　常见的压力容器3

1.2.2　专用压力容器5

1.2.3　换热器7

1.2.4　蒸汽锅炉7

1.3.1　壳体8

1.3　压力容器的组成8

1.2.5　核动力工业的容器8

1.3.2　顶盖或封头9

1.3.2.1　平封头9

1.3.2.2 凸形封头9

1.3.2.3 半球形封头10

1.3.3　锥形体10

1.3.4　法兰10

1.3.5　接管11

1.3.6　人孔和检查孔12

1.3.7　管板12

1.3.7.1　U形管式换热器12

1.3.7.2　浮头式换热器12

1.3.9.1 卧式容器13

1.3.9　支座13

1.3.8　夹套和盘管13

1.3.7.3　固定管板式换热器13

1.3.9.2　立式容器14

1.3.10　加强圈14

1.3.11 内件14

1.3.12　外部附件15

1.4　内件15

1.4.1　漩涡破坏器15

1.4.2　除雾器15

1.4.3　挡板和堰板16

1.4.4　过滤元件16

1.4.5　催化剂16

1.4.6　塔盘16

1.4.7　填料17

1.5　附件18

1.5.1　人孔18

1.4.8　分离装置18

1.4.9　混合器和搅拌器18

1.5.2　吊杆19

1.5.3 平台和爬梯19

1.5.4　安全阀和爆破片19

1.5.5　仪表19

2　法规与标准20

2.1　法规20

2.2　EC指令20

2.2.1　76/767/EEC《压力容器一般指令》21

2.2.2　气瓶指令21

2.2.3　87/404/EEC《简单压力容器指令》22

2.2.2.4　84/527/EEC《钢制焊接气瓶指令》22

2.2.2.2　84/525/EEC《钢制无缝气瓶指令》22

2.2.2.3　84/526/EEC《铝制无缝气瓶指令》22

2.2.2.1　标志22

2.2.3.1　标志23

2.2.3.2　EN28623

2.2.3.3　简单压力容器安全条例1991（SI2749）23

2.2.4　97/23/EC《承压设备指令》23

2.2.4.1　承压设备分类（PED第9条）24

2.2.4.2　基本安全要求（ESRs）（附录Ⅰ）25

2.2.4.3　ESRs概述25

2.2.4.4　合格评估（PED第10条）27

2.2.4.5　CE标志（PED第15条）28

2.2.4.6　授权机构（PED第12条）28

2.2.4.8　CEN协调标准29

2.2.4.7　欧洲材料批准书（PED第11条）29

2.2.4.9　PED不适用的承压设备30

2.2.4.10　英国法规现状30

2.3　标准31

2.3.1　压力容器标准31

2.3.1.1　CEN标准32

2.3.1.2　BSI标准38

2.3.1.3　欧洲标准38

2.3.1.4　ASME标准38

2.3.2　相关标准39

2.3.2.1　CEN标准39

2.3.2.2　ISO标准41

2.3.2.3　BSI标准42

2.3.2.4　ASME、ANSI和ASTM标准43

2.3.2.5　TEMA标准44

3.1　设计参数45

3.1.1　压力45

3　压力容器设计条件45

3.1.2　温度47

3.1.3　交变载荷47

3.1.4　非压力载荷48

3.1.4.1 自重48

3.1.4.2　风载荷48

3.1.4.3　地震载荷48

3.1.4.7　管道及附属设备载荷49

3.2　流体分类49

3.1.4.8　接管处的管道载荷49

3.1.4.6　波浪载荷49

3.1.4.5　运输载荷49

3.1.4.4　冲击载荷49

3.2.1　流体状态50

3.2.2　流体分组50

3.3　尺寸和形状51

3.3.1 尺寸51

3.3.2　形状51

3.3.3　接管和检查孔51

3.3.3.1　接管尺寸52

3.3.3.2　连接面形式52

3.4　材料和腐蚀53

3.4.1　符号说明54

3.4.2　材料选择54

3.4.2.1　化学工艺54

3.4.2.5　成本55

3.4.2.4　相容性55

3.4.2.2　工艺条件55

3.4.2.3　流体速度55

3.4.2.6　货源56

3.4.2.7　重量56

3.4.3　典型材料56

3.4.3.1　黑色金属56

3.4.3.2　有色金属58

3.4.3.3　非金属材料61

3.4.4　腐蚀和冲蚀62

3.4.5　材料技术条件62

3.4.5.1　铸铁63

3.4.5.2　碳素钢和低合金钢64

3.4.5.3　不锈钢69

3.4.5.5　铜合金71

3.4.5.4　镍合金和高镍合金71

3.4.5.6　铝合金73

3.4.5.7　活性金属76

3.4.5.8　螺栓材料77

3.4.6　选材79

3.4.7　金属材料的分组体系79

3.4.8　覆层80

3.4.9　衬里80

3.4.10　垫片81

3.5　无损检验（NDE）81

3.6　技术评估83

参考文献85

4.1　概述86

4.1.1　厚度86

4　设计86

4.1.2　载荷87

4.1.3　载荷分类87

4.1.4　失效形式87

4.1.5　无量纲参数87

4.2　常规设计与分析设计88

4.3　设计应力88

4.4　焊接接头系数89

4.4.1　检验类型89

4.4.2　焊接接头系数90

4.5　内压壳体与封头90

4.5.1　圆柱形简体90

4.5.2　球壳91

4.5.3 形封头92

4.5.4　锥壳95

4.5.5　壳体与封头厚度比较96

4.6　外压或真空壳体与封头96

4.6.1　圆柱形筒体97

4.6.2　锥壳98

4.6.3　球壳98

4.6.4　凸形封头98

4.7　开孔和接管99

4.7.1　单开孔接管100

4.7.2　多孔101

4.7.3　适用的开孔101

4.8　法兰102

4.8.1　概述102

4.8.2　标准法兰103

4.8.3　螺栓法兰连接103

4.8.4　法兰分类104

4.8.5　螺栓105

4.8.6　垫片106

4.8.7　设计方法107

4.8.8　其他类型法兰109

4.8.9　装配与紧固109

4.8.10　泄漏110

4.8.11　附录G设计方法110

4.9　平封头112

4.9.1　焊接平封头112

4.9.2　螺栓连接平封头113

4.9.3　平封头上的开孔与接管114

4.10　非圆形截面容器114

4.10.1　矩形容器115

4.10.2　带拉撑的矩形容器115

4.10.3　外加强矩形容器115

4.11　管板与多孔板116

4.10.4　接管和开孔116

4.11.1　基于弹性理论的设计方法118

4.11.2　极限载荷分析120

4.12　局部载荷120

4.12.1　局部载荷分析的背景120

4.12.2　接管的局部载荷121

4.12.3　线载荷123

4.12.4　吊耳123

4.13　组合载荷125

4.13.1　载荷来源125

4.13.1.1 自重125

4.13.1.2　风载125

4.13.1.3　地震载荷126

4.13.1.6　波浪载荷129

4.13.1.4　爆炸载荷129

4.13.1.5　运输载荷129

4.13.1.7　管载荷和设备载荷130

4.13.2　载荷校核130

4.14　卧式容器和立式容器的支座130

4.14.1　鞍式支座131

4.14.2　腿式支座133

4.14.3　耳式支座134

4.14.4　裙式支座135

4.14.5　圆环式支座136

4.15　夹套容器136

4.15.1　整体夹套容器设计136

4.16　疲劳138

4.16.1　概述138

4.15.2 半圆管夹套138

4.16.2　疲劳估算的基础139

4.16.3　疲劳寿命的简化估算方法139

4.16.4　疲劳寿命的详细估算方法144

参考文献144

5　制造145

5.1　概述145

5.2　材料145

5.2.1　采购145

5.2.2　可追溯性146

5.2.3　材料储存147

5.3　基本工序147

5.3.1　钢板准备147

5.3.2　钢板切边147

5.4.1　卷板148

5.4　成型148

5.4.2　压制150

5.4.3　凸形封头150

5.4.4　接管152

5.4.5　法兰152

5.5　切削加工152

5.6　允许偏差152

5.6.1　对中152

5.6.2　内压容器允许偏差153

5.6.3　外压容器允许偏差154

5.6.4　结构允许偏差154

5.7　焊接154

5.7.1　焊接术语及定义155

5.7.2　焊接工艺评定158

5.7.3　焊工评定161

5.7.4　焊接工艺规程163

5.7.5　焊接工艺166

5.7.5.1　手工电弧焊（MMA）166

5.7.5.2　钨极氩弧焊（TIG）168

5.7.5.3　埋弧焊（SAW）170

5.7.5.4　半自动电弧焊173

5.7.5.5　电渣焊177

5.8　覆层178

5.9　金属材料的焊接181

5.9.1　焊接坡口加工181

5.9.2　碳素钢182

5.9.2.1　氢致裂纹183

5.9.2.2　层状撕裂183

5.9.3　低合金铬钼钢185

5.9.5　不锈钢186

5.9.4　镍钢186

5.9.6　镍合金钢189

5.9.7　铝和铝合金191

5.9.8　钛和钛合金192

5.9.9　焊接参考文献193

5.10　热处理193

5.10.1　焊后热处理（PWHT）193

5.10.2　正火193

5.10.3　淬火和回火193

6　检测和试验195

6.1　概述195

6.2　无损检测（NDT）195

6.2.1　外观检查197

6.2.2　渗透检测（PT）197

6.2.3　磁粉检测（MT）199

6.2.4　射线检测（RT）200

6.2.5　超声检测（UT）201

6.2.6　涡流检测（ET）202

6.2.7　声发射检测（AE）203

6.3　压力试验204

6.3.1　基本要求205

6.3.2　试验步骤205

6.3.3　气压和气／液混合试验206

6.3.4　标准试验压力206

6.3.5　外压试验208

6.4　其他检测方法208

6.4.1　泄漏试验208

6.4.2　拉脱试验208

6.5.4　其他材料试验209

6.5.3　HIC（氢致裂纹）试验209

6.6　铭牌209

6.5　材料试验209

6.5.1　拉伸试验209

6.5.2　冲击试验209

6.7　技术文件211

6.8　证明213

6.9　涂料214

6.9.1　碳素钢和低合金钢214

6.9.2　不锈钢214

6.10　装运准备工作214

7　安装、维护、检修216

7.1 吊装216

7.1.1　卧式设备217

7.1.2　立式容器217

7.2　基础219

7.2.2　立式容器220

7.2.1　卧式设备220

7.3　维护221

7.4　在役检验221

7.4.1　压力系统安全规程222

7.4.2　风险检验（RBI）223

7.4.3　合乎使用224

8　材料数据和单位换算225

8.1　国际单位制（SI）225

8.2　SI单位制的转换系数227

8.2.1　平面角227

8.2.2　长度228

8.2.3　面积228

8.2.5　时间229

8.2.4　体积229

8.2.6　线速度230

8.2.7　线加速度230

8.2.8　角速度230

8.2.9　角加速度230

8.2.10　质量230

8.2.11　密度231

8.2.12　力231

8.2.13　扭矩231

8.2.14　压力、应力232

8.2.15　动力黏度232

8.2.16　运动黏度232

8.2.18　功率234

8.2.17　能量234

8.2.19　流量235

8.2.20　温度235

8.3　其他的转换系数235

8.3.1　硬度235

8.3.2　材料韧性237

8.4　承压设备常用物理量及其单位238

8.5　材料数据239

8.5.1　分组体系239

8.5.2　材料密度240

8.5.3　弹性模量240

8.6　管数据243

8.6.1　碳素钢和低合金钢管尺寸243

8.6.2　不锈钢管尺寸244

8.6.3　标准线规号数245

8.7　螺栓246

8.7.1　公制螺栓参数246

8.7.2　标准螺栓参数247

8.8　实体体积248

87/404/EEC简单压力容器指令250

第1章　适用范围：简单容器的市场投放和自由流通252

第1条252

第2条252

第3条252

第4条252

第5条252

第8条253

第2章　认证程序253

第7条253

第6条253

第9条254

EC型式试验254

第10条254

EC认证（EC verification）255

第11条255

EC合格声明（EC declaration of conformity）255

第12条255

第13条256

第14条256

第19条257

第18条257

第4章 最后条款257

第17条257

第16条257

第15条257

第3章 CE标志257

93/68/EEC的第14条258

90/448/EEC的第2条258

附录Ⅰ259

1　材料259

2　容器的设计260

3　制造过程260

4　容器的销售261

附录Ⅱ262

1 EC标志和铭文262

2　说明书262

3　设计和制造一览表262

4　定义和符号263

附录Ⅲ 成员国在选定检验机构时所要考虑的最低标准265

97/23/EC承压设备指令266

第1条　定义和适用范围269

第2条　市场监督271

第3条　技术要求271

第4条　自由流通272

第5条　符合性假定272

第6条　技术标准和规范常设委员会272

第7条　承压设备常设委员会273

第8条　安全防护条款273

第9条　承压设备分类274

第10条　合格评估274

第11条　欧洲材料批准书275

第12条　授权机构275

第15条　CE标志276

第13条　认可的第三方机构276

第14条　用户检验机构276

第16条　违规贴附的CE标志277

第17条　成员国之间的合作277

第18条　关于拒绝和限制的决定277

第19条　废止277

第20条　过渡时期的规定277

第21条　指令的接受方278

附录Ⅰ 基本安全要求279

序言279

1　总则279

2　设计279

2.1　总则279

2.2　强度设计279

2.5　排放和放空装置281

2.3　确保安全处理和操作的规定281

2.4　检查装置281

2.6　腐蚀和其他的化学破坏282

2.7　磨损282

2.8　成套设备282

2.9　充装和排料282

2.10　承压设备超出允许极限的保护措施282

2.11　安全附件282

2.12　外部火灾283

3　制造283

3.1　制造方法283

3.2　最终评审283

3.3　标志和标签284

4　材料285

3.4　操作说明书285

特殊承压设备的要求286

5　火焰或其他方式加热且具有第3条第1款所述过热危险的承压设备286

6　本指令第3条1.3款所述的管道286

7　承压设备的定量要求286

7.1　许用应力287

7.2　接头系数287

7.3　限压装置，特别是压力容器用限压装置287

7.4　水压试验压力287

7.5　材料特性287

附录Ⅱ 合格评估图288

模式A1（内部生产控制，并须最终评审监督）293

模式B（EC型式审查）293

模式A（内部生产控制）293

附录Ⅲ　合格评估程序293

模式B1（EC设计审查）295

模式C1（型式符合）296

模式D（产品质量保证）297

模式D1（产品质量保证）298

模式E（产品质量保证）300

模式E1（产品质量保证）301

模式F（产品认证）303

模式G（EC单件认证）303

模式H（全面质量保证）304

模式H1（全面质量保证，并须设计审查及最终评审的特别监察）306

附录Ⅳ 授权机构和认可的第三方机构的最低要求307

附录Ⅴ 用户检验机构的最低要求308

附录Ⅵ　CE标志309

附录Ⅶ　EC合格声明310