專利名稱：全雙層式中、低壓壓力容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于氣體或液體的貯藏設備，涉及中、低壓壓力容器。廣泛應用于圓筒形蒸壓釜、硫化缸、液化石油氣貯罐、天然氣貯罐、液氨貯罐、反應釜及高壓氧倉等各種中低壓壓力容器設備，目前一般采用單層結(jié)構(gòu)形式。這些設備包括較大型工業(yè)鍋爐汽包和管殼式換熱器殼體等，其器壁厚度多為6～40mm左右，內(nèi)壓多為0.3～3MPa之間。由于中、低壓壓力容器設備因器壁較薄，現(xiàn)在國內(nèi)外都是用相應的鋼板直接卷焊制成，制造顯得簡單易行(請參見國家標準GB150《鋼制壓力容器》，全國壓力容器標準化技術(shù)委員會)但國內(nèi)外的長期實踐亦表明，這類單層結(jié)構(gòu)壓力容器設備存在如下先天不良后果(請見龔斌《壓力容器破裂的防治》，浙江科技出版社，1985)1.容器單層和貫穿性焊縫結(jié)構(gòu)殼體一旦發(fā)生裂紋擴展，將可能導致嚴重的爆破失效事故，這類事故屢見不鮮。
2.容器內(nèi)部易燃、易爆或有毒介質(zhì)，一旦發(fā)生裂縫噴漏，將導致嚴重的燃燒、爆炸和中毒等惡性后果，這類后果也屢見為鮮。
3.為保證容器安全使用，必須定期停產(chǎn)開罐檢查，這將帶來相當可觀的經(jīng)濟損失，一旦發(fā)現(xiàn)危及安全運行的缺陷更必須作出安全評估、修復或判廢處理。
4.容器在線安全狀態(tài)很難實現(xiàn)自我保護和行動報警監(jiān)控。
本實用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種中、低壓壓力容器，在保持原先材質(zhì)、壁厚和強度性能條件下，使其既能承壓又具自我保護功能。
為實現(xiàn)上述目的采用技術(shù)方案如下
本壓力容器與現(xiàn)有技術(shù)一樣也有筒體、封頭或法蘭及接管管段等構(gòu)件，其特點是筒體由內(nèi)筒和外筒兩層構(gòu)成；封頭或法蘭及接管管段均與筒體一樣采用雙層結(jié)構(gòu)形式。在外層上適當部位安裝有安全監(jiān)控接口，與安全監(jiān)控保護裝置連通。
采用這種結(jié)構(gòu)方案具有顯著的優(yōu)點1.容器殼體即使發(fā)生裂紋擴展，在操作內(nèi)壓條件下，由于外層的保護作用，容器的破壞失效形態(tài)將只能是“漏而不爆”。
2.由于外層能收集容器內(nèi)部泄漏出來的介質(zhì)并按需作出卸壓、報警與排放處理，因而將可根本避免介質(zhì)外漏所可能導致的各種后果。
3.容器在線安全狀態(tài)能夠通過新型安全監(jiān)控裝置”專利技術(shù)實現(xiàn)簡單可靠的自動監(jiān)控(多臺容器設備可實現(xiàn)計算機聯(lián)動安全監(jiān)控管理)。
4.延長容器設備停產(chǎn)開罐檢查的周期和顯著減少停產(chǎn)與檢查的經(jīng)濟損失。
雖然容器結(jié)構(gòu)的全雙層化，會在一定程度上增加其制造成本(在組織批量生產(chǎn)和改進工藝裝備的條件下，僅改變?yōu)殡p層化結(jié)構(gòu)，其制造成本的增加將是不多的)，但由此而為容器使用過程所帶來的直接與間接經(jīng)濟效益將可能遠遠超過容器設備本身的造價。對單層結(jié)構(gòu)不銹鋼材質(zhì)的容器設備改為全雙層化結(jié)構(gòu)后，其不銹鋼用量將可顯著減少。顯然，全雙層化壓力容器結(jié)構(gòu)將給未來量大面廣的各種上述中、低壓壓力容器設備的安全保障技術(shù)帶來重大變化，并亦將帶來顯著的直接與間接經(jīng)濟效益。
下面參照附圖
進一步說明技術(shù)方案的實施例附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1為容器內(nèi)層或稱內(nèi)筒，其壁厚約為相應現(xiàn)有單層結(jié)構(gòu)壓力容器的1/2，由滿足壓力容器設計使用要求的某種碳素鋼、合金鋼或不銹鋼板，按通常的中、低壓壓力容器的制造工藝技術(shù)要求卷焊制成，并將其外壁焊縫等部位打磨平整，以備包貼外面一層；圖中2為容器外層或稱外筒，其壁厚也約為現(xiàn)有相應原單層結(jié)構(gòu)壓力容器的1/2，由滿足壓力容器設計使用要求的某種碳素鋼、合金板(對原不銹鋼單層壓力容器，改成全雙層化結(jié)構(gòu)后其外層一般可用滿足強度設計要求的普低鋼板代替)，分塊(一般為2～3塊)彎卷成形后，應用現(xiàn)有卡箍扎緊技術(shù)，適當錯開焊縫包貼在內(nèi)層外面，并將所形成的搭口對接縱向和環(huán)向焊縫加以滿焊焊透，但不與內(nèi)層或內(nèi)筒外壁焊著為止；圖中3為兩端雙層組合凸形封頭(或一端為雙層組合敞口法蘭)，其總壁厚與用材也約與原單層結(jié)構(gòu)容器相當或相同，必須滿足壓力容器的設計使用要求，其外層也不采用原單層結(jié)構(gòu)的不銹材質(zhì)，內(nèi)、外兩層可單獨或組合沖壓成形，或在內(nèi)層封頭外面分瓣采用搭口對接焊縫形式主焊而成，其各層雖都滿焊焊透，但外層與內(nèi)層之間也都以不發(fā)生焊著為度；容器兩端封頭或法蘭可在分別單獨制成后與內(nèi)筒主焊在一起，通過試壓檢漏合格后再包貼上外層各段塊狀成板，也可先全部做好內(nèi)筒(包括兩端封頭或法蘭)然后再全部包貼外面一層；圖中4為容器雙層接管管段，其開孔接管設計規(guī)定和開孔接管焊接工藝均與現(xiàn)有單層結(jié)構(gòu)容器基本相同，所不同的主要僅在于接管管段為內(nèi)外相套雙層結(jié)構(gòu)并加內(nèi)部管端密封焊接，且盡可能是與內(nèi)外層筒體或封頭相連的焊縫也能適當錯開；圖中5為設置在外層上的雙層化結(jié)構(gòu)容器與接管管段實現(xiàn)介質(zhì)泄漏自動收集處理與在線安全狀態(tài)監(jiān)控裝置(朱國輝等，中國發(fā)明專利，專利號6108606.6)相連的法蘭接口(監(jiān)控接口)，該接口孔徑不小于50mm，事先裝焊于外層或接管管段的適當部位，并使其能與容器各部位內(nèi)外層及接管管段之間相互溝通，當監(jiān)控系統(tǒng)定期對內(nèi)外層間抽取氣體自動化驗時，便可診斷容器內(nèi)筒或內(nèi)層是否發(fā)生裂紋擴展而發(fā)生微量滲漏現(xiàn)象；當內(nèi)部介質(zhì)從裂縫中泄漏時，外層和裝接在其上的一套安全監(jiān)控系統(tǒng)便可作出自動收集、排放、泄壓與報警處理，綜上所述，本實用新型具有如下特點1.設計與制造技術(shù)簡單易行，在現(xiàn)有技術(shù)基礎上便于產(chǎn)業(yè)化；
2.具有全方位的自我抑爆保護功能，在工作壓力條件下即使發(fā)生裂紋嚴重擴展也將不致發(fā)生災難性的整體斷裂爆破事故；3.一旦發(fā)生容器內(nèi)部介質(zhì)泄漏，可由外層起到收集處理作用，可能根本避免易燃、易爆與有毒介質(zhì)經(jīng)裂縫外漏所可能造成的各種嚴重后果，對環(huán)境與安全保護也有重大意義。
4.能在工作壓力下實現(xiàn)壓力容器安全狀態(tài)的自動監(jiān)控診斷。雖然并非只要容器器壁上的裂紋一有擴展便會發(fā)出診斷報警，但在工作壓力的推動下只要有較為嚴重的介質(zhì)滲漏現(xiàn)象，監(jiān)控裝置便將能有所反應，且內(nèi)層裂紋一旦裂穿，泄漏的介質(zhì)也能被外層自動導引處理并報警，所以這種具有抑爆功能的全雙層化結(jié)構(gòu)的壓力容器設備，其內(nèi)層的裂紋雖可能逐步的有所擴展，但只要不影響生產(chǎn)的正常進行和引發(fā)嚴重安全后果，實際上是無須急于加以處理的，這和聲發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到了非嚴重危害性裂紋擴展信號也不輕易加以處理的性質(zhì)是相同的。
顯然，推廣應用這種全雙層化結(jié)構(gòu)的壓力容器設備技術(shù)具有重大的技術(shù)意義和社會經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求1.全雙層式中、低壓壓力容器，包含筒體、封頭、接管管段，其特征是筒體由內(nèi)筒[1]和外筒[2]兩層構(gòu)成，外筒包貼在內(nèi)筒外面；封頭或法蘭[3]接管管段[4]均與筒體一樣采用雙層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全雙層式中、低壓壓力容器，其特征是筒體總壁厚為6～40mm，內(nèi)筒[1]、外筒[2]壁厚基本相等；凸形封頭或法蘭[3]內(nèi)、外層壁厚分別與內(nèi)筒、外筒的壁厚對應一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全雙層式中、低壓壓力容器，其特征是筒體、封頭或法蘭及接管管段的內(nèi)層、外層材料采用碳素鋼、合金鋼或內(nèi)層采用不銹鋼外層采用碳素鋼或合金鋼；其內(nèi)外兩層縱向與環(huán)向焊縫相互錯開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全雙層式中、低壓壓力容器，其特征是外層上適當部位安裝有安全監(jiān)控接口[5]，其孔徑不小于50mm。
專利摘要一種全雙層式中、低壓壓力容器，包含筒體、封頭和接管管段。結(jié)構(gòu)特點是采用全雙層式結(jié)構(gòu)方案。筒體由內(nèi)筒和外筒兩層構(gòu)成，外筒包貼在內(nèi)筒外面；封頭或法蘭及接管管段均與筒體相應一致采用雙層結(jié)構(gòu)。內(nèi)外層材料均可用碳素鋼、合金鋼或內(nèi)層采用不銹鋼外層為碳素鋼或合金鋼，內(nèi)外兩層縱向與環(huán)向焊縫相互錯開。筒體總壁厚6～40mm，內(nèi)、外層基本各占一半，容器上裝有安全監(jiān)控接口連通安全監(jiān)控保護裝置。
文檔編號F17C1/00GK2254134SQ9522301
公開日1997年5月14日 申請日期1995年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月21日
發(fā)明者朱國輝, 鄭建洋, 黃載生, 鄭傳祥, 劉源 申請人:浙江大學