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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　EN286 23

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Ⅰ 259

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Ⅱ 262

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