关于压力容器壁厚选择的讨论

关于压力容器壁厚选择的讨论

乌永祥　徐拥军　程宇群

陕西省锅炉压力容器检验所

1　前　言

法规标准是我们从事特种设备检验检测的依据。因此，学习法规标准是我们的必修课，正确理解法规标准是我们的基本功，检验中尺度的把握必须适应标准的变化。

2　GB731－2008标准的变化和我们的对策(www.xing528.com)

GB713－2008《锅炉压力容器用钢板》2008年3月31日发布，并从2008年9月1日实施。该标准替代GB713－1997《锅炉用钢板》与GB6654－1996《压力容器用钢板》两个标准。除在材料合并、材料牌号表述方面等有明显的变化外，有一个细节可能被忽略，即标准正文第5.2条“厚度允许偏差按GB/T709的B类偏差”，必须引起我们的注意。

GB150－1998《钢制压力容器》第3.5.5.1条中规定：“钢板或钢管的厚度负偏差按钢材标准的规定。当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm且不超过名义厚度的6％时，负偏差可忽略不计。”对钢板而言，其名义厚度的6％，相当于只要钢材厚度达4.2mm，其6％即为0.25mm。被替代的GB6654－1996标准中，钢板的最小厚度为6mm，钢板负偏差一律为－0.25mm。因此，可以理解为，只要压力容器设计时选用按GB6654－1996标准生产的钢材，材料就自然同时满足“厚度负偏差不大于0.25mm且不超过名义厚度的6％”的规定，钢板的负偏差是可以忽略不计的。而GB/T709－2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》规定，厚度允许的B类偏差一律规定为－0.30mm。也就是说压力容器设计时，必须考虑钢板的负偏差，否则设计是不符合GB150－1998的规定的，除非对GB150－1998相应条款有所修改。

3　压力容器封头的壁厚确定和我们的注意事项

在锅炉产品凸形元件强度计算标准中，钢板厚度附加量C＝C₁＋C₂＋C₃，其中C₁、C₂、C₃分别为腐蚀余量、钢板负偏差和工艺减薄量。因设计人员在设计时已经考虑了受压元件变形加工时的工艺减薄量，封头成型后的最小壁厚是可以满足强度要求的。现行的GB150 －1998第10.2.1条规定：“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型后的厚度不小于该部件的名义厚度减去钢板负偏差”（JB/T4746－2002《钢制压力容器封头》第6.2.1条也有相同内容的叙述）。因为对标准误解（也许是恶意的曲解），给我们的监检工作带来困难。正确理解和执行标准，可以理解为压力容器设计是没有考虑受压元件变形加工时的工艺减薄量的，制造厂需要根据各自身的设备能力和加工条件确定C₃。如图纸要求封头壁厚10mm，制造厂考虑加工减薄后，一般要选择12mm或更厚的钢板加工。有些制造厂为了降低成本，图纸要求封头壁厚10mm就用厚度为10mm的钢板加工，按照JB/T4746－2002附录﹙资料性附录﹚，10mm钢板加工Ф800mm直径封头，其工艺减薄量至少在1mm左右。这样名义厚度相同的钢板所压制出的封头往往是不合格的。

在封头强度计算公式中，没有焊缝的小直径封头焊缝系数Ф可以选1，而小直径的第一类、第二类容器因采用局部无损检测而筒体强度计算时焊缝系数一般选0.85，这时封头的计算厚度可以小于筒体厚度，从等强的角度是可以接受的。日常检验过程中，经常发现液化气汽车罐车直径Ф＝2　500mm封头需拼板，封头、筒体都选用14mm钢板，封头的强度可能是不够的。因此，在监检工作中一定要注意校核封头和筒体选用相同的板厚，是筒体增强了，还是封头板厚选错了。根据圆筒形受压元件和标准椭圆封头的强度计算公式，参数相同的元件，计算壁厚基本是一样的﹙封头计算厚度稍小一些，一般情况下可以忽略不计﹚也就是说封头板厚大于筒体板厚是正常的。检验中如发现筒体与标准椭圆封头壁厚一样，一定要注意校核一下，是筒体选择了厚板，还是椭圆封头确实强度不够。