关键词：压力容器图纸视图零部件
1概述
压力容器制造、安装使用的图纸叫压力容器图纸，主要由装配图、零部件图等组成。熟知压力容器图纸的基本内容、视图表达、零部件的标注，能够更好地理解压力容器设备的功能，选择更好的制造工艺，方便安装维护。
2压力容器图纸的基本内容
压力容器图纸包括以下基本内容：标题栏、设计数据表、管口表、技术要求、明细表、视图和结构尺寸等。
标题栏标明设备名称、规格、图号、绘图比例等内容。
设计数据表包括压力容器的类别、压力、温度、工作介质、设备容积、焊缝系数、腐蚀裕量、焊接、无损检测、压力试验等，对于不同类型的设备，需增加相关内容。
管口表说明了设备上所有管口的用途、规格、连接面形式等内容。
技术要求是用文字说明设备在制造、检验和验收时应遵循的标准、规范，材料等方面的特殊要求，作为制造、装配、验收等过程中的技术依据。
明细表标明了设备各零部件与视图中相对应的序号、名称、规格、材料、数量、质量等内容。
视图用以表达压力容器的工作原理、各部件间的装配关系和相对位置，主要零件的基本形状。压力容器上的结构尺寸，是制造、检验设备的重要依据，标注应完整、清晰、合理。
3压力容器图纸中视图的表达方法
压力容器视图主要有主视图和俯（左）视图构成，在压力容器的设计绘图过程中大多采用以下的视图表达方法。
3.1旋转的表达方法
由于设备壳体四周分布有各种管口和零部件，为了在主视图上清楚地表达它们的形状和轴向位置，主视图可采用旋转的画法。采用这种表达方法时，一般不作标注，这些结构的周向方位以管口方位图（或俯、左视图）为准。
3.2局部结构的表示方法
设备上某些细小的结构，按总体尺寸所选定的比例无法表达清楚时，可采用局部放大的画法。必要时，还可采用几个视图表达同一细部结构
3.3断开的表达方法
当设备总体尺寸很大，又有相当部分的结构形状相同，可采用断开画法。
3.4重复结构的简化画法
3.4.1螺栓孔和螺栓连接的简化画法
螺栓孔可用中心线和轴线表示，而圆孔的投影则可省略不画。装配图中的螺栓连接可用符号“×”（粗实线）表示，若数量较多，且均匀分布时，可以只画出几个符号表示其分布方位。
3.4.2填充物的表示法
当设备中装有同一规格的材料和同一堆放方法的填充物时，在主视图中，可用交叉的细实线表示，同时注写有关的尺寸和文字说明；对装有不同规格的材料或不同堆放方法的填充物，必须分层表示，并分别注明填充物的规格和堆放方法。
3.5标准零部件和外购零部件的简化画法
标准零部件在设备图中不必详细画出，可按比例画出其外形特征的简图。外购零部件在设备图中，只需根据尺寸按比例用粗实线画出其外形轮廓简图，并同时在明细栏中注写名称、规格、标准号等。
4压力容器图纸中主要零部件的标注
压力容器的结构形状虽然有差异，但都具有作用相同的零部件，主要有筒体、封头、人孔和手孔、连接法兰、支座等。
4.1筒体
筒体是压力容器的主体部件，主要尺寸是直径、长度和壁厚。卷制成形的筒体，其公称直径系指筒体的内径；采用无缝钢管作筒体时，其公称直径系指钢管的外径。
筒体标记示例：
在明细表中，一般采用“DN1200×12，L=2500”来表示内径为1200mm，壁厚12mm，长为2500mm的筒体。
4.2封头
封头与筒体一起构成设备的壳体，有半球型封头、椭圆形封头、蝶形封头、球冠形封头、平底型封头、锥形封头等多种。
封头标记示例：
封头：EHA2400×20（18.2）-Q345RGB/T25198表示公称直径为2400mm，名义厚度20mm、封头最小成形厚度18.2mm，材质为Q345R的以内径为基准的椭圆形封头。
4.3法兰
压力容器用的法兰有管法兰和压力容器法兰（又称设备法兰）两大类。管法兰用于接管的连接，有板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、整体法兰和法兰盖等。压力容器法兰用于设备筒体与封头的连接，有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰三种。标准法兰的主要参数是公称直径（DN）和公称压力（PN），管法兰的公称直径为所连接管子的公称直径，压力容器法兰的公称直径为所连接的筒体（或封头）的公称直径。
标记示例：HG/T20592法兰WN100（B）-100FMS=8mm16Mn表示公称尺寸DN100，公称压力PN100、配用公制管的凹面带颈对焊钢制法兰，材料为16Mn，钢管壁厚为8mm。
4.4人孔和手孔
为了便于安装、检修或清洗设备内件，需要在设备上开设人孔或手孔。手孔直径大小应考虑操作人员握有工具的手能顺利通过。人孔大小，主要考虑人的安全进出，又要避免开孔过大影响器壁强度。人（手）孔的结构有多种型式，主要区别在于孔盖的开启方式和安装位置不同，以适应不同工艺和操作条件的需要。人孔和手孔宜优先按HG/21514～21535-2005《钢制人孔和手孔》和HG/T21594～21602-1999《不锈钢人手孔》的规定选用。
标记示例：
人孔RFIVS-35CM（W.D-2222）A450-4.0HG/T21518-2005表示公称压力PN4.0、公称直径DN450mm、H1=270、A型该轴耳、RF型密封面、IV类材料、其中等长双头螺柱采用35CrMoA、垫片材料采用：内外环和金属带为0Cr18Ni9、非金属带为柔性石墨、D型缠绕垫的回转盖带颈对焊法兰人孔。
4.5支座
支座用来支承设备的重量、固定设备的位置。JB/T4712.1～4712.4-2007《容器支座》主要有鞍式支座、腿式支座、耳式支座、支撑式支座。如：鞍式支座适用于卧式设备，分为轻型（代号A）、重型（代号B）两种类型。重型鞍座又有五种型号，代号为BI～BV。每种类型的鞍座又分为F型（固定式）和S型（滑动式），且F型与S型配对使用。
标记示例：JB/T4712.1-2007鞍座BII1600-S，h=400，δ4=12，l=60Q235A/0Cr18Ni9表示DN1600、150°包角，重型滑动鞍座，鞍座材料Q235A、垫板材料0Cr18Ni9、鞍座高度400mm，垫板厚度为12mm，滑动长孔为60mm。
参考文献
[1]GB150.1～150.4-2011《压力容器》
[2]GB/T21514～21535-2005《钢制人孔和手孔》
[3]JB/T4712.1～4712.4-2007《容器支座》
[4]HG/T20592～20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》
今天各个行业都在使用压力容器。了解压力容器的焊接结构,基于压力容器焊接结构的焊接技术成为我们使用的关键。由于压力容器内部材料的存储更为特殊，之所以说它特殊是因为它存储的物质无论是气体物质还是液体物质基本上都是容易燃，容易爆炸或具有毒害物质的。所以无论是在国内还是国外，都特别重视这个特殊的密封容器的焊接和制作工序，尤其是压力容器质量监督问题的解决更是各国重中之重，如果发生一次严重的事故对人们的生命安全造成很大的威胁，因为容器应用的特殊性，后果是相当大的，而且可能会对经济和环境导致一系列的连锁反应的影响。焊接技术基于压力容器焊接结构的设计是通过VBA语言在CAD模型空间中完成的。在设计该模块的工程中需要注意工艺的位置要与焊接接头的位置分配好，这就需要在编写语言的过程中，取点坐标要准确，合理，避免出现焊接接头和工艺卡在模型空间出现重叠的现象，使整体的图形看起来不美观。
2压力容器焊接结构的分类
压力容器最常见的结构形式为圆柱形，球形和锥形。大多数压力容器的部件组成包括封头、端盖、筒体和接管。封头在压力容器中可以分为三类，椭圆形，蝶形和球形的压力容器形状。在20mm薄壁封头的厚度可以采用冷压或旋压成形。20mm以上的壁厚头一般采用热压成型制作。大直径封头可瓜瓣和圆顶盖的焊接成型。在厚壁容器顶盖及换热器管板由大型锻造工艺加工而成。圆柱形筒体与椎体可冷弯成型或或热卷制作成型，也可以用来抑制制造业的形成过程。封头、端盖、筒体（椎体）和接管都是焊接而成。对压力容器焊接结构的分类是多种多样的，它分为压力容器的使用、压力容器的生产和检测。（1）按承受压力的等级分为：低压容器，承压范围在0.1MPa到1.6MPa之间、中压容器，承压范围在1.6MPa到10MPa之间、高压容器，承压范围在10MPa到100MPa之间和超高压容器，承压范围在100MPa以上。（2）按使用过程中的作用不同分为：1）主要用于进行介质化学反应的容器——反应容器；2）主要用于进行介质热量交换的容器——换热容器；3）主要用于进行介质质量交换的容器——分离容器；4）主要用于装气体或气体物料，起平衡缓冲作用的容器——贮运容器。
3压力容器焊接结构的焊接方法
最常用的压力容器的焊接方法：手工电弧焊，埋弧焊，氩弧焊接。手工电弧焊：手工电弧焊也称为焊条电弧焊的焊接方法，是一种可用于焊缝金属与母材在焊缝金属和母材形熔化形成焊缝的一种焊接方法。此种焊接方法设备简单，成本低的交流或直流焊接电源。此种焊接方法灵活方便，可用于各种位置的焊接，甚至适用于各种焊接工件的厚度和形状。焊条范围广泛可用于不同钢材的焊接。焊接质量的好坏主要取决于工人的技术水平和焊条的质量。埋弧焊是焊接的焊剂保护层下电弧进行燃烧焊接的一种焊接方法。在造船，压力容器，重型机械、军工等制造业中应用的非常广泛，它是现在应用最广泛的焊接方法。其显著特点是生产效率高，这是因为一方面，焊丝的长度短，电流和电流密度增加，因此弧深效率大大提高。另一方面，由于磁通和炉渣保温和电弧基本无辐射热损失，减少飞溅的溶液，虽然对熔剂熔融热损失有所增加，但总的热效率仍然大大增加。高质量的焊缝，熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持得到，在要求焊工技术水平不高，焊缝成分稳定，力学性能好。除了减少手工焊接操作的劳动强度，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优势。氩弧焊接是在传统电弧焊接的基础，采用的焊接材料和燃烧反应保护惰性气体氩，用电热流产使焊接熔化成液体焊料基体对焊接熔池的形成中，基体金属，在焊接技术焊接材料的原子结合的一种焊接技术。这个过程包括：压力容器的焊接打底、中层施焊、盖面、焊后热处理、焊缝的无损检测。在实际生产中，在管壳式换热器的压力容器是最常见的，最广泛使用的。根据管壳式换热器结构特点，管壳式换热器可分为固定管板换热器，U型管式换热器，填料函式换热器和浮头式换热器。压力容器焊接结构的焊接方法主要包括：原材料和焊接材料的检验、结构材料的预处理、放样划线和号料、下料与边缘加工、成型与弯曲加工、装配与焊接、焊后热处理、焊件的质量检查、焊接结构的涂装等。对于不同用途的压力容器就有不同的焊接要求，也有相应的检测标准。
4利用VBA进行压力容器焊接接头模块设计
通过对国内外固定式压力容器主要建造标准的分析，在标准体系、分类原则、压力适用范围、许用应力安全系数、低温压力容器设计和材料等方面进行了初步的比较。
关键词
压力容器；标准；比较
压力容器是世界各国石油化工行业都会涉及到的整理性产品。由于压力容器在承压状态下工作，并且工作介质多为高温、低温或易燃易爆、有毒，一旦发生事故，将会对人民的生命和财产造成不可估量的损失，因此各国均将压力容器作为特种设备予以强制性管理。压力容器产品主要包括固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶和氧舱四类设备，固定式压力容器在我国石油化工行业的压力容器中占有很大比例。对于相关工程技术人员来说，将我国压力容器标准与美国和欧盟等国家标准进行比较和分析，有助于在压力容器设计和制造过程中对相关标准更好的理解和掌握。
1中国、美国和欧盟压力容器标准体系
1.1中国中国固定式压力容器标准体系主要是依据国务院颁布的行政法规《特种设备安全监察条例》以及国家质量技术监督局颁布的《固定式压力容器安全技术监察规程》来进行的。经过压力容器标准化工作者的几十年的努力，我国已经颁布并实施了以《压力容器》GB150和《钢制压力容器———分析设计标准》JB4732为核心的一系列压力容器标准以及相关压力容器产品标准、基础标准和零部件标准，并以此构成了压力容器标准体系的基本框架。
1.2美国美国没有统一的压力容器专项法律法规，压力容器的安全立法体现在各州，分别在州劳动法、行政法、工业法等法律中设置专门的章节(或条款)，对承压设备的安全提出要求。只有在地方政府的安全监督部门以法律形式认可的情况下，才能成为法定的控制产品质量的技术法规。压力容器的设计、建造、安装主要依据相关的ASME规范和API规范的要求进行监督管理，形成了以ASME和API规范为核心的压力容器类设备安全标准体系。
1.3欧盟欧盟为了统一压力容器的管理和方便欧盟内成员国相互之间的贸易，颁布了97/23/EC《承压设备法规》(PED)，同时，为了贯彻该法规的执行，又了EN13445《非直接接触火焰压力容器》标准，对压力容器的设计、制造、安装、使用、检验等环节提出了具体要求，并已形成完整的安全法规体系。
1.4对比中国压力容器标准从总体结构上来说，偏向于开放型规范，体系中的标准，如GB150、GB151和JB4732主要针对不同类型压力容器，在压力容器的设计、制造和检验过程中，还需要不同的配套标准来配合，如材料标准、焊接标准、无损检测标准等。ASME规范几乎涵盖了压力容器建造涉及的所有内容，更偏向于封闭式规范，各种不同类型压力容器的设计、制造和检验等方面所需要的内容，基本上都可以在ASME的有关各卷找到。EN13445在总体结构上趋向于ASME规范，其中也包括了各种不同类型压力容器的内容，但是，也需要一些材料和焊接标准作配合。
2压力容器标准重点内容比较
2.1分类原则和方法［1］［3］［8］(1)中国(分类的法规或标准:固定式压力容器安全技术监察规程TSGR0004):固定式压力容器类别主要分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类，具体划分办法为:根据介质特性，选择类别划分图，再根据设计压力和容积，标出坐标点，确定压力容器类别。(2)美国(分类的法规或标准:ASMEⅧ):按ASME标准规范分类，依据建造规则将压力容器划分为压力容器建造规则、压力容器建造另一规则和高压容器建造另一规则，各自遵循ASME第Ⅷ卷的第1、2、3分篇。(3)欧盟(分类的法规或标准:承压设备法规PED):根据承压设备的危险程度，即最大允许压力、容积或公称尺寸、流体类别和用途，将其划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。易爆、高度易燃、易燃、可燃、剧毒、有毒和助燃流体为第一类流体;其余都属于第二类。
2.2压力适用范围比较［2］［4］［8］［9］国内外压力容器压力适用范围见表1。
2.3非螺栓材料许用应力安全系数［2］［4］［8］［9］非螺栓压力容器材料许用应力安全系数见表2。
2.4低温压力容器防脆断措施压力容器在低温条件发生的破坏主要是碳钢在低温下韧性的下降，在厚度无明显减薄情况下，导致设备脆性断裂。因此，各国在低温条件下使用的压力容器的设计和制造都提出了防止脆性断裂发生的措施。国内外低温压力容器防脆断措施［2］［4］［5］［8］:(1)中国(标准名称:GB150):①对于设计温度＜－20℃的压力容器，其受压元件用钢在小于或等于其设计温度下进行低温夏比冲击试验;②结构设计时减小应力集中;③各类焊接接头尽量采用全焊透型式;④当钢材厚度超过一定数值时，采用焊后热处理;⑤当设计温度低于－40℃或焊接接头厚度大于25mm的设备进行100%RT或UT检测，进行局部无损检测的，检测比例至少50%;⑥对于符合低温低应力工况的设备则不必遵循上述规定。(2)美国(标准名称:ASMEⅧ):①根据材料的类别、最低设计温度和厚度判定是否需要进行冲击试验;②低应力状态和进行了不是由于规范规定所要求的焊后热处理的压力容器，在一定条件下免除冲击试验的条件可以放宽;某些中低强度的碳钢和低合金钢一定条件下免除冲击试验;③当容器在低于某一温度下运行，或需要对材料进行冲击试验时，容器的各类焊接接头要符合规定;④最低设计金属温度、应力比值和最大纤维伸长率满足一定条件时，进行焊后热处理;⑤确定容器中各元件确定的允许最低设计金属温度，取其中的最高值作为该容器允许的最低设计金属温度。(3)欧盟(标准名称:EN13445):①在限定材料厚度前提下根据材料类别、ReL和厚度确定冲击试验温度下的冲击功，冲击试验温度根据最低设计金属温度和元件所承受的应力水平并加上一定的温度余量来确定;②根据最低设计金属温度和元件厚度确定冲击试验温度，在该冲击试验温度下进行冲击试验，冲击功需要满足要求;③当上述两种方法无法满足要求时，采用断裂力学分析的办法;由于标准中只是比较原则性的提及，因此需要相关各方认可。
3材料标准比较
中国压力容器的材料标准按照不同的类型、用途和行业特点加以区分并编制，并由这些材料标准一起构成一个较为完整的体系。以往其材料标准基本由供方即钢材生产厂家编制，主要反映钢材生产厂家的要求，相关的材料标准具有较强的针对性。在使用过程中，只要材料标准满足压力容器设计标准中规定的成分和技术要求就可以使用。目前的压力容器专用材料标准在修订过程中，征求了有关使用方的意见，压力容器相关的材料标准如GB713、GB3531、GB24510、GB24511、NB/T47002、NB/T47008～47010等已经修订，使其能满足压力容器使用要求。ASME规范把压力容器用材标准列为规范的第Ⅱ卷，是规范的一个重要组成部分。材料范畴十分广泛，包括各种类型的钢板、薄板、钢管(输运性质)、管子(导热性质)、法兰、配件、阀门、螺栓、棒材、钢坯、锻件、铸件、紧固件、焊接材料等。ASME钢材标准是由供需双方共同编制，且以反映用户的要求为主的标准。在使用过程中规定，非本卷许可的或ASMECODECASE以外的其它材料不得采用［7］。EN材料标准同我国的材料标准体系有些类似，主要是根据材料的不同型式加以区分编制。如钢板、钢管和锻件等，通过EN13445中所引用相关材料标准来构成一个完整的体系。在我国压力容器相关材料标准的制定过程中，尤其是钢板标准《锅炉和压力容器用钢板》GB713－2014、《低温压力容器用钢板》GB3531－2014和《承压设备用不锈钢钢板及钢带》GB24511－2009新版压力容器用钢板编制过程中，查阅了大量的标准档案资料，收集了ISO、EN、JIS和ASTM等国际国外主要标准，目前以上二个标准的材料技术指标如硫、磷含量，低温冲击功指标等，与国际上ASME标准、EN标准等相比都是先进的。国外在材料标准方面比较多，尤其是美国，ASTM有30多个压力容器用钢板标准。日本标准受美国的影响比较明显，JIS的锅炉及压力容器用钢板标准也比较多，有11个。EN和ISO压力容器用钢板标准的系列完整、分类清楚、数量不多。EN10028压力容器用钢板包含7个部分，即7个标准。ISO9328压力容器用钢板则包含5个部分，内部与EN10028基本一致。
4结语