世纪源过滤机设计书(编辑修改稿)

世纪源过滤机设计书(编辑修改稿)内容摘要：

铁离子污染或设计温度＞ 500℃或设计温度＜ 100℃的耐热或低温用钢。 ●不含稳定化元素，且含碳量＞ %的奥氏体不锈钢，需经焊接或 400℃以上热加工时，不可用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。 ●所需不锈钢厚度大于 12mm时，应尽量采用复合板、衬里、堆焊等结构形式。 ● 不锈钢应尽量不用作设计温度≤ 500℃的耐热用钢。 用作设备法兰、管法兰、管件、人手孔、液面计等化工设备标准零 部件的钢材，应符合 有关零部件的国家标准、行业标准对钢材的技术要求。 钢材的技术要求 通用的技术要求 压力容器及受压元件用钢（板、管、型材、锻件、铸件）应采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼。 奥氏体不锈钢使用于可能引起晶间腐蚀的环境时，应按 ～ 《不锈钢晶间腐蚀试验方法》进行晶间腐蚀倾向性试验。 可能引起晶间腐蚀的环境是指存在电解质的电化学腐蚀环境，可能引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质，如硫酸、亚硫酸、磷酸、盐酸 、硝酸、 甲酸、 工业醋酸、铬酸、乳酸、草酸、氨基甲酸铵等， 而一般的醇、醛、酮、醚、苯、酚、烷、汽油等溶液以及气相介质对奥氏体不锈钢不会产生晶间腐蚀。 晶间腐蚀倾向性试验的具体方法和合格要求详见 HG20581《钢制化工容器材料选用规定》第 5章的规定。 钢板 原按 GB6654供货的钢板，均保证钢板厚度负偏差为 ，设计计算中可不计钢板的厚度负偏差 C1。 但现行的 GB713《锅炉压力容器用钢板》规定厚度允许偏差按 GB/T709的 B类偏差，即厚度负偏差为 ， 这样在设计 计算中就必须计入钢板的厚度负偏差 C1。 钢板的力学性能、弯曲性能、冲击韧性要求要符合相应标准和技术条件。 复合钢板的无损探伤 设计压力大于等于 用不锈钢复合钢板，应按 GB7734《复合钢板超声波探伤方法》 进行超声波探伤。 壳体、封头用复合板应沿 200mm间距的格子线、折边的 50mm区域以及预定开孔边缘外侧的 25mm区域内进行探伤。 热压封头用复合板应符合 GB7734的Ⅱ级要求，一般筒体用复合板应符合Ⅲ级要求。 管板用复合板应作 100%的超声波探伤，并符合 GB7734的Ⅰ级要求。 热处理 世纪源水处理 设备制造有限公司 设计 技术规定 12 ●奥氏体不锈钢应在固溶状态或稳定化处理（仅对加有 稳定化元素如 Ti、 Nb 的奥氏体不锈钢）状态下使用。 经 600℃以上热加工的奥氏体不锈钢钢板，当使用于晶间腐蚀环境时应重新进行固溶处理或稳定化处理。 ●同时符合下列各项的压力容器主要受压元件用 低合金高强度钢钢板，应检验钢板模拟焊后消除应力热处理状态的机械性能， 并 且满足设计要求：①设计压力大于等于 ；②板厚大于等于 40mm；③ 焊后进行消除应力热处理。 钢管 用作容器圆筒的低碳钢和低合金钢钢管，应按下列要求复验力学性能： ●壁厚小于或等于 16mm的钢管，每批复验一根。 ●壁厚大于 16mm的钢管，每批复验的数量不少于 10%，且不少于一根。 用作Ⅱ、Ⅲ类压力容器壳体的钢管，应逐根按设备液压试验压力进行水压试验复试，Ⅰ类 压力容器壳体使用的钢管，如钢厂已做水压试验者，可不再复试。 管壳式换热器用换热管对外径、壁厚有尺寸精度要求，应符合下表要求： 钢 管 尺 寸 （ mm） 精 度 外 径 ≤ 30 177。 ＞ 30 、 ＜ 51 177。 壁 厚 ≤ 3 ＋ 12% 、 － 10% ＞ 3 177。 10% 符合尺寸精度要求的钢管标准如下表： 标 准 号 标准规定的精度等级 备 注 GB8163 较高级精度 订货时应注明 GB3087 高级精度 订货时应注明 GB6479 较高级精度 订货时应注明 GB9948 一般 级 订货时不需注明 GB5310 普通级精度 订货时不需注明 GB13296 高级精度 订货时应注明 Ⅱ级 订货时不需注明 锻件 压力容器用碳素钢、低合金钢和高合金钢锻件，锻件级别按 JB4726《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》、 JB4727《低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》、 JB4728《压力容器用不锈钢锻件》的规定选用，并在图样和相应技术文件中注明。 设计压力＜ 锻件应不低于Ⅱ级要求。 设计压力≥ Ⅱ级要求。 对截面尺寸大于 300mm的碳素钢或低合金钢锻件、使用介质的毒性为极度 或高度危害且截面尺寸≥ 50mm的锻件应不低于Ⅲ级要求。 除了 JB472 JB472 JB4728及 GB150附录 A 所列的锻件材质外，所采用的其他钢种锻件应符合Ⅳ级要求。 当设计温度低于或等于 20℃时，锻件的热处理状态及最低冲击试验温度应符合下表 钢 号 热处理状态 截面尺寸 mm 最低冲击试验温度℃ 20 N＋ T或 Q＋ T ≤ 100 20 16MnD N＋ T或 Q＋ T ≤ 300 40 09Mn2VD N＋ T或 Q＋ T ≤ 300 70 世纪源水处理 设备制造有限公司 设计 技术规定 13 CF62 Q＋ T ≤ 300 40 注：热处理状态字样标记为： N正火、 T回火、 Q淬火、 Q+T调质 钢材的使用 限制和 范围 常压容器和非受压元件用钢应符合 HG20581《钢制化工容器材料选用规定》中第 条的要求。 本公司典型产品的选材规定 淡水 设备 ●介质为淡水 或者 6pH值 7的 污水 设备， 应选用 0Cr18Ni9； 海水设备 ●介质为海水或者 7pH值 ，应选用 00Cr17Ni14Mo2。 焊条、焊丝和焊剂的选用及焊接的基 本要求 焊接材料标准 化工容器用焊接材料的质量和规格应符合下列现行国家标准和行业标准的要求： GB/T5117《碳钢焊条》 GB/T5118《低合金钢焊条》 GB/T5293《埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂》 GB/T14957《熔化焊用焊丝》 GB/T14958《 气体保护 焊用焊丝》 GB/T983《不锈钢焊条》 YB/T5091《惰性气体保护焊用不锈钢棒及钢丝》 YB/T5092《焊接用不锈钢丝》 JB/T4747《压力容器用钢焊条订货技术条件》 焊接材料选择原则 压力容器焊接材料选用原 则是应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。 对不锈钢类型 的焊缝金属要求如下： 不锈钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。 不锈钢复合钢板基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加 30MPa； 复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求（设计计算时计入复层厚度）时还保证力学性能。 焊条、焊丝和焊剂的选用及焊接的基本要求 焊接材料的要求，一般按下列情况进行规定。 a． 根据焊接接头型式、材料以及质量要求，设计者可规定采用氩弧焊（或其他气体保护焊）或氩弧焊（或其他气体保护焊）打底手工电弧焊盖面的焊接方法，但此时应在图样或技术文件中规定焊接方法并注明采用的焊丝及焊条。 b． 对于厚度较大的不锈钢对接接头（如筒体纵、环焊缝），设计者可根据具体情况采用埋弧焊或电渣焊，并应提出推荐或规定的焊丝和焊剂要求。 c． 除上述规定者外， 按 手工电弧焊要求对焊接材料进行规定，注明焊条牌号或型号。 焊接 材料的选择 常用钢号推荐 选用的焊接材料 钢号 手工电弧焊 焊条牌号 埋弧焊 CO2气保焊 焊丝 氩弧焊 焊丝 焊剂 焊丝 0Cr18Ni9 A102 SJ601 HJ260 H08Cr21Ni10 H0Cr21Ni10 A107 世纪源水处理 设备制造有限公司 设计 技术规定 14 0Cr18Ni10Ti 1Cr18Ni9Ti A132 SJ601 HJ260 H08Cr20Ni10Nb H0Cr20Ni10Ti A137 00Cr17N14Mo2 A022 0Cr13 G202 G207 材料的代用 材料代用时 ，应全面考虑下列因素： 代用材料的强度、塑性、韧性、化学成分、耐腐蚀性对设计条件的（温度、压力、介质特性、结构）的适应性。 代用材料对制造加工工艺的适应性（ 特别要注意焊接工艺、焊后热处理等 ）。 代用材料与原设计材料的标准差异，如化学成分、力学性能、检验项目、检验率等。 两种不同组织（铁素体、奥氏体）的钢材互相代用所引起的热应力、异种钢焊接问题。 代用材料的经济性。 第 5 章 设计计算 工艺计算 一般情况下，工艺计算由工艺专业完成。 当工艺专业 提供的设备条件图中条件不充分，且工艺专业无法补充时，设备专业 可作补充计算，计算结果经工艺专业认可并签字后，方能作为设备设计的补充条件。 系统压力和系统温度的确定，必须由工艺专业确定。 安全阀、爆破片的选用，计算方法按 国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》（ 1999版）附件五 或 API520的规定进行计算，计算时应采用同一个规范来进行泄放量和泄放面积的计算。 管口管径的选用，根据介质特性和流量，按照 HG/《管径选择》中规定的常用流速的范围，进行 计算管径。 强度计算 压力容器的强度计算至少要包括以下内容：筒体、封头、开孔补强以及其它基本受压元件（如设备法兰等）；支座、吊耳等受力元件及与之相连的筒体、封头的局部应力；必要时还需对受力的容器内件（如塔盘、支撑件等）进行强度计算。 基本受压元件的 计算 内压圆筒和球壳的计算 ● 当设计压力 P≤ [σ ]tφ时，圆筒的厚度计算按 GB150中的中径公式计算。 ● 当设计压力 P≤ [σ ]tφ时，球壳的厚度计算按 GB150中的中径公式计算。 ● 凡符合下 列条件之一的，应校核容器的组合应力： ① 内压作用下，内壁温度高于外壁温度的单层圆筒，且内外壁温差Δ t＞ (℃ )； ②外壁温度 高于内壁温度的单层圆筒； ③材料的许用应力不受蠕变极限（ 105 小时蠕变率为 1%） 控制的容器。 a) 热应力计算 单层圆筒热应力 ： 内壁热应力 σ it= ()2(1 )oiEt tα μ( 22211 lnKKK) 世纪源水处理 设备制造有限公司 设计 技术规定 15 外壁热应力 σ ot= ()(1 )ioEt tαα μ ( 212ln 1KK  ) 式中：σ it－内壁热应力， MPa σ ot－外壁热应力， MPa α－平均壁温下材料的线膨胀系数， mm/(mm178。 ℃ ) E－平均壁温下材料的弹性模量， MPa Ti－ 内壁壁温，℃ To－外壁壁温，℃ μ－平均壁温下材 料的泊松比，当缺乏精确数据时，可取μ = K－圆筒 和球壳 的外直径与内直径之比， K= oiDD 单层球壳热应力： 内壁热应力 σ it= ()2(1 )oiEt tα μ 3( 1)(2 1)1K K KK 外壁热应力 σ ot= ()(1 )ioEt tα2 μ 3( 1)( 2)1KKK b) 组合应力 (σ E)校核： 当外壁壁温高于内壁壁温时，校核内壁的组合应力 圆筒 σ E= 223 1KPK+σ it≤ 2[σ ]tφ 球壳 σ E= 3332( 1)KPK +σ it≤ 2[σ ]tφ 当内壁壁温高于外壁壁温时，校核外壁的组合应力 圆筒 σ E=231PK+σ ot≤ 2[σ ]tφ 球壳 σ E=332( 1)PK +σ ot≤ 2[σ ]tφ 外压圆筒和球壳的计算 受外压圆筒的分类： ● 长圆筒 —— 可以忽略两端边界对稳定性的影响，压扁时的波数 n=2，临界压力 Pcr与δ／ D有关，与 L／ D无关。 ● 短圆筒 —— 必须考虑两端边界对稳定性的影响，失稳的波数为 n＞ 2 的正整数，临界压力 Pcr与δ／ D、 L／ D有 关。 ● 刚性圆筒 —— 这种圆筒的 L／ D 值较小，而δ／ D 值较大，刚性较好，其破坏不是因丧失稳定而引起的，是因强度不足而产生破坏，计算时，只要满足强度条件即可。 世纪源水处理 设备制造有限公司 设计 技术规定 16 长圆筒和短圆筒的临界长度按下式计算： Lcr= oeDδ 式中： Do—— 圆筒外径 δ e—— 圆筒的有效厚度 若圆筒的计算长度 L≥ Lcr， 则属于长圆筒；若 L＜ Lcr， 则属于短圆筒。 长圆筒的计算厚度。