一、壓力容器的主要受壓元件有哪些

受壓元件是指壓力容器（包括承壓鍋爐）中按幾何形狀劃分的基本承壓單元。壓力容器的主要受壓部件包括筒體、封頭（端蓋）、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、膨脹節(jié)、開孔補(bǔ)強(qiáng)圈、管板、球罐的球殼板、換熱器的管板和換熱管、設(shè)備法蘭、M36以上的設(shè)備主螺栓及公稱直徑大于等于250mm的接管和管法蘭等。

該類元件的強(qiáng)度直接關(guān)系到壓力容器的安全性，一旦破壞或失效會造成很大危害，所以對它們的材料選用、設(shè)計、制造和檢驗(yàn)等均有嚴(yán)格的要求，必須依據(jù)國家有關(guān)部門頒發(fā)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

二、壓力容器材料選用的基本要求

1、壓力容器用材料的質(zhì)量及規(guī)格應(yīng)符合TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》材料的規(guī)定材料生產(chǎn)單位應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定向用戶提供質(zhì)量證明書（原件），并在材料上的明顯部位做出清晰、牢固的鋼印標(biāo)志或其他標(biāo)志，至少包括材料制造標(biāo)準(zhǔn)代號、材料牌號及規(guī)格、爐（批）號、國家安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)認(rèn)可標(biāo)志、材料生產(chǎn)單位名稱及檢驗(yàn)印鑒標(biāo)志。

2、壓力容器選材除應(yīng)考慮力學(xué)性能和彎曲性能外，還應(yīng)考慮與介質(zhì)的相容性。壓力容器專用鋼材磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（熔煉分析，下同）不應(yīng)大于0.030%，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不應(yīng)大于0.020%。如選用碳素鋼沸騰鋼板和碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板制造壓力容器（搪玻璃壓力容器除外），應(yīng)符合GB150.2-2011《壓力容器第2部分：材料》的規(guī)定。碳素鋼沸騰鋼板和Q235A鋼板不得用于制造直接受火焰加熱的壓力容器。

3、用于焊接結(jié)構(gòu)壓力容器主要受壓元件的碳素鋼和低合金鋼，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不應(yīng)大于0.25%。

4、鋼制壓力容器用材料（鋼板、鍛件、鋼管、螺柱等）的力學(xué)性能、彎曲性能和沖擊試驗(yàn)要求，應(yīng)符合國家的有關(guān)規(guī)定。

5、用于制造壓力容器殼體的碳素鋼和低合金鋼鋼板，按照TSG21-2016中《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，2.2.1.4鋼板超聲檢測的要求執(zhí)行。凡符合下列條件之一的，應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測：a.盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的壓力容器；b.盛裝介質(zhì)為液化石油氣且硫化氫含量大于100mg/L的壓力容器；c.最高工作壓力大于等于10MPa的壓力容器；d.對GB151-2014《熱換熱器》、GB12337-2014《鋼制球形儲罐》及其他國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測的鋼板。

6、移動式壓力容器。鋼板的超聲檢測應(yīng)按NB/T47013.3-2015《承壓設(shè)備無損檢測第3部分：超聲檢測》的規(guī)定進(jìn)行。按照TSGR0005-2011《移動式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》，對移動式壓力容器罐體應(yīng)每批抽2張鋼板進(jìn)行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為-20℃或按圖樣規(guī)定，試件取樣方向?yàn)闄M向。低溫沖擊吸收能量指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

7、壓力容器用鑄鐵的要求。必須在相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)選用，并應(yīng)在產(chǎn)品質(zhì)量證明書中注明鑄造選用的材料牌號。設(shè)計壓力和設(shè)計溫度應(yīng)符合下列規(guī)定：a.灰鑄鐵制壓力容器的設(shè)計壓力不得大于0.8MPa，設(shè)計溫度為0～250℃；b.可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵制壓力容器的設(shè)計壓力不得大于1.6MPa，設(shè)計溫度為零下10～350℃。

8、壓力容器受壓元件用鑄鋼材料應(yīng)按照TSG21-2016選用，并應(yīng)在產(chǎn)品質(zhì)量證明書中注明鑄造選用的材料牌號。壓力容器筒體、封頭不宜選用鑄鋼材料（壓力容器制造單位已有使用經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)省級或國家安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的除外）。

9、對壓力容器用有色金屬（指鋁、鈦、銅、鎳及其合金）的要求如下：用于制造壓力容器的有色金屬，應(yīng)按照TSG21-2016選用，對有色金屬有特殊要求時，應(yīng)在設(shè)計圖樣或相應(yīng)的技術(shù)條件上注明。制造單位必須建立嚴(yán)格的材料保管制度，并設(shè)專門場所存放。有色金屬制壓力容器用材料的沖擊試驗(yàn)要求，應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。有色金屬制壓力容器焊接接頭的坡口應(yīng)采用機(jī)械方法加工，其表面不得有裂紋、分層和夾渣等缺陷。

10、按照TSG21-2016的規(guī)定，鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合下列要求：設(shè)計壓力不應(yīng)大于8MPa，設(shè)計溫度范圍為-269～200℃。設(shè)計溫度大于65℃時，一般不選用鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于3%的鋁合金。

11、按照TSG21-2016的規(guī)定，銅及銅合金用于壓力容器受壓元件時，一般應(yīng)為退火狀態(tài)。

12、按照TSG21-2016的規(guī)定，鈦材（指工業(yè)純鈦、鈦合金及其復(fù)合材料，下同）制造壓力容器受壓元件，應(yīng)符合下列要求：a.設(shè)計溫度。工業(yè)純鈦不應(yīng)高于230℃，鈦合金不應(yīng)高于300℃，鈦復(fù)合板不應(yīng)高于350℃；b.用于制造壓力容器殼體的鈦材應(yīng)在退火狀態(tài)下使用；c.鈦材壓力容器封頭成形應(yīng)采用熱成形或冷成形后熱矯形，對成形的鈦鋼復(fù)合板封頭，應(yīng)做超聲檢測；d.鈦材壓力容器一般不要求進(jìn)行熱處理，對在應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的鈦容器或使用中厚板制造的鈦容器，焊后或熱加工后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火；鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合后，應(yīng)做去應(yīng)力退火處理；e.鈦材壓力容器的焊縫應(yīng)進(jìn)行滲透檢測。

13、按照TSG21-2016的規(guī)定，使用鎳材（指鎳和鎳基合金及其復(fù)合材料，下同）制造壓力容器受壓元件，應(yīng)符合下列要求：a.設(shè)計溫度。退火狀態(tài)的純鎳材料不應(yīng)高于650℃，鎳-銅合金不應(yīng)高于480℃，鎳-鉻-鐵合金不應(yīng)高于650℃，鎳-鐵-鉻合金不應(yīng)高于900℃；b.用于制造壓力容器主要受壓元件的鎳材應(yīng)在退火狀態(tài)下使用，換熱器用純鎳管應(yīng)在去應(yīng)力退火狀態(tài)下使用；c.鎳材壓力容器封頭采用熱成形時應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度；對成形的鎳鋼復(fù)合板封頭，應(yīng)做超聲檢測；d.鎳材熱成形的加熱溫度及加熱爐氣氛應(yīng)嚴(yán)格控制，防止硫脆污染；e.鎳材壓力容器一般不要求進(jìn)行焊后熱處理，如有特殊要求，應(yīng)在圖樣上規(guī)定進(jìn)行焊后熱處理；鎳鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合后，應(yīng)做去應(yīng)力退火處理；f.鎳材壓力容器的焊縫應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測。

14、按照TSG21-2016的規(guī)定，壓力容器受壓元件采用國外材料應(yīng)符合下列要求：a.應(yīng)選用國外壓力容器規(guī)范允許使用且國外已有使用實(shí)例的材料，其使用范圍應(yīng)符合材料生產(chǎn)國相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并有該材料的質(zhì)量證明書；b.制造單位首次使用前，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定和焊工考試，并對化學(xué)成分、力學(xué)性能進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，滿足使用要求后，才能投料制造；c.技術(shù)要求一般不得低于國內(nèi)相應(yīng)材料的技術(shù)指標(biāo)；d.國內(nèi)首次使用且標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa的材料，應(yīng)按規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。

15、按照TSG21-2016的規(guī)定，壓力容器主要受壓元件采用新研制的材料（包括國內(nèi)外沒有應(yīng)用實(shí)例的進(jìn)口材料）或未列入GB150-2011《壓力容器》等標(biāo)準(zhǔn)的材料試制壓力容器，材料的研制生產(chǎn)單位應(yīng)將試驗(yàn)驗(yàn)證資料和第三方的檢測報告提交全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會進(jìn)行技術(shù)評審并獲得該委員會出具的準(zhǔn)許試用的證明文件（應(yīng)注明使用條件），并按規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。

16、按照TSG21-2016的規(guī)定，用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料，應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制造、檢驗(yàn)和選用。焊接材料必須有質(zhì)量證明書和清晰、牢固的標(biāo)志。

17、按照TSG21-2016的規(guī)定，制造壓力容器的材料主要根據(jù)容器的工藝條件（壓力、溫度、介質(zhì)特性）和容器制造方法來選用，總的要求是塑性好、韌性好和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度極限，焊接容器要求材料焊接性好，其腐蝕性介質(zhì)容器要求材料耐蝕性強(qiáng)。Q235AF沸騰鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.14%～0.22%，有良好的塑性，常溫下抗拉強(qiáng)度大于380MPa，屈服強(qiáng)度大于240MPa，伸長率大于25%，但因?yàn)榉序v脫氧不完全，鋼中夾帶有氧化鐵或氣泡，因此組織疏松、質(zhì)量較差。特別是焊后經(jīng)一定時間可能出現(xiàn)自行脆裂，一般不宜用于制造焊接壓力容器。