1、ICS 23.020.30 J 74 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 21432-2008 石墨制压力容器Graphite pressure vessels 2008-01同31发布中华人民共和国国家质量监督检验检去总局中国国家标准化管理委员会2008-07-01实施发布GB/T 21432-2008 目次前言.1 l 范围.2 规范性引用文件3 术语和定义.24 要求.，.35 设计.4 6 制造.67 检验和验收8 质量证明文件、标志、油潦、包装、运输.9 附录A(规范性附录粘接工艺评定. . . . . . . . . 10 附录B(资料性附录)浸渍工艺评定目U昌本标准中的附录A为
2、规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由中国工业防腐蚀技术协会提出。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会归口.G/T 21432-2008 本标准主要起草单位:中国工业防腐蚀技术协会、上海卡朋罗兰化工设备有限公司、南通山剑石墨设备有限公司、沈阳防腐蚀机械技术开发公司、天华化工机械及自动化研究设计院、泰安前卫石墨设备有限公司、南通扬子江石墨设备有限公司。本标准主要起草人:任振锋、姚建、周天锡、仇晓丰、宋广澄、周杰、高兰云、李瑞清、韩振亭、忻英拂、张炎明、潘小洁。本标准于2008年首次发布。GB/T 21432-2008 石墨制压力容器1 范围1. 1 本标准规定了石墨制压力容器(以下简称容器
3、)的设计、材料、制造、检验验收和储运的要求。1. 2 本标准适用于工作压力大于或等于0.1MPa，/J飞于或等于2.4MPa、且压力与容棋的乘积大于或等于2.5MPa L的盛装气体、液化气体和最高工作祖度高于或等于标准沸点的液体的各种石量制压力容器，其适用温度为-60.C-400 .C。1. 3 容器中的金属制受压元件应符合GB150、GB151的有关规定;非受压钢制零部件应符合JB/T4735的有关规定。1. 4 本标准不适用于下列石墨容器:a) 直接用火焰加热的石墨容器zb) 核能装置中的石墨窑器Ec) 挠铸石墨Fd) 主要应力由金属外壳承受的石虽砖极衬里设备。2 规范性引用文件下列文件中
4、的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 150 钢制压力容器GB 151 管壳式换热器GB/T 1431 炭素材料耐压强度测定方法GB/T 1804 -般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差CGB/T1804-2000, eqv ISO 2768-1 , 1989) GB/T 6155 炭素材料真密度测定方法GB/T 8721 炭素材料抗拉强度测定方法GB/T 9439 灰铁铸件GB/T
5、13465. 1 不透性石墨材料力学性能试验方法总则GB/T 13465.2 不透性石墨材料抗弯强度试验方法GB/T 13465. 3 不适性石墨材料抗压强度试验方法HG/T 2059 不透性石墨管技术条件HG/T 2378 石墨粘接剂粘接抗拉强度试验方法HG/T 2379 石墨粘接剂粘接剪切强度试验方法HG/T 2380 石墨酣醒粘接剂收缩率试验方法HG/T 2381 不透性石墨管水压爆破试验方法HG/T 2642 不透性石墨材料抗拉强度试验方法JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装JB/T 4735 钢制焊接常压容器YB/T 119 炭素材料体积密度测定方法YB/T 2818 石墨块G
6、B/T 21432-2008 压力容器安全技术监察规程原国家质量技术监督局，1999年压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则国家质量监督检验检疫总局，2003年)TSG R 0001-2004 非金属压力容器安全技术监察规程3 术语和定义3. 1 3. 2 3. 3 3.4 3. 5 3.6 3. 7 3.8 下列术语和定义适用于本标准。工伟压力working pressure 在正常工作情况下容器顶部可试验压力te 在压力试验性口，半石墨化材料括液柱静压力A当元f!厅承盔的液桂静压力小于)。设计温度u或振动成型)后，在1000_V:- l lOO陪烧而成的石墨材料，其不适性石蛊imper
7、vious graphite 现行工业层面上(即在不高的压力、温度条件下)不读透液体和气体的石墨材料.包括浸渍石墨、压型(包括挤压和模压)石墨和浇注石墨。3.9 漫遭石墨impregnated graphite 采用浸渍工艺过程将有机或无机液体材料(浸渍剂压人透性石墨材料孔隙中井使之在孔隙内固化而形成浸渍石墨曰国用于增加材料抗渗透性的浸渍剂的不同而形成不同品种。应用面最广的是采用酣睡树脂浸渣的酣睡浸湿石墨，其次还有吱喃浸由石墨、聚四氟乙烯浸渍石墨、水玻璃浸渍石墨等。3.10 压型不透性石噩profiling impervious graphite 将石墨粉与粘接剂混合后在一定压力下成型(模压或
8、挤压、包括等静压)并经固化形成的不透性石墨。2 GB/T 21432-2008 4 要求4. 1 一般要求除符合本标准规定外，容器的设计、制造和检验等要求还应符合压力容器安全技术监察规程H原国家质量技术监督局1999年)、压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则国家质量监督检验检疫总局2003年)和TSGROOOl-2004非金属压力容器安全技术监察规程等有关法规的规定。4.2 材料4.2. 1 容器中受压元件用材的质量及规格应符合本章及相关国家标准及行业标准的规定.材料生产单位应技标准的规定向用户提供质量证明(原件)，质量证明中至少包括标准号、规格、炉批号、必测项数据、生产单位名称及检验印
9、鉴，并在材料上做出清晰、牢固的标志。4.2.2 制造单位从非材料生产单位获得受压元件用材时，应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件，用材单位对所获材质证明书的真实性与一致性负责。如元质i豆证明书时，用材单位应按相应材料标准进行检测，检测合格方可使用。4.2.3 粘接剂(含制造单位自行配制等受压元件用材应符合第4.2.2条的规定。对于自行配制的粘接剂，制造单位应将配制的有关主要原材料、使用部位及结果，以及必要时的试样测试资料等如实记录、签字备案.4.2.4 容器中的受压元件用材料包括炭石墨材料和金属材料.其中石墨材料的安全质量控制主要遵守本标准及相关国家行业标准
10、E而配套的金属受压材料的安全质量控制遵守压力容器安全技术监察规程中的规定及相关标准。4.2.5 浸湿石墨材料中的基体材料包括石墨化材料、半石墨化材料。在需要严谨地区分上述材料的场合，应该明确分别称其为浸渍石墨化材料和浸渍半石墨化材料。4.2.6 不透性石墨(包括石墨化、半石墨化材料的物理力学性能应符合表1的要求。表1所提供的指标为最低指标，为适应容器使用(或设计)压力与温度的不同要求，将漫渍石墨材料按强度大小分为A、B两级并确定不同的安全系数，见表2.除石墨换热管外，用于制造换热元件的石墨材料，未经设计和使用单位的同意，不应使用浸渍半石墨化材料。表1不适性石墨材料物理力学性能项目不透性石墨管浸
11、渍石墨重度/(g/cm) 二1.8X 10 1.8XIO 抗拉强度IMPa)6. 7 二二14.0抗压强度/MPa注73.5二60.0抗弯强度/MPa二50.0二三27.0线膨胀系数/(l/C)8. 2 X 10-1 (129 c) g二5.7X10-(l30 C) 热导率/W/(mC )J lOO(参考值)注:疫渍石墨中用于制造换热块的石摄化石墨原材料应符合YB/T2818的要求其中电阻率应小子或等于11nm.表2浸渍石墨材料强度分组另一级一级-AB 级抗拉强度/MPa抗压强度IMPa抗弯强度IMPa60 27 安全系数7 二到21 14 63 31. 5 4. 2. 7 不透性石墨管应符合
12、HG/T2059的规定。4.2.8 当采用石墨酣睡粘接剂时，其物理力学性能应不低于表3的要求。3 GB/T 21432-2008 表3石墨酣醒桔接荆物理力学性能项目混铸件抗拉强度jMPa浇铸件抗压强度jMPa浸渍石墨间粘接抗剪强度/MPa浸渍石墨间粘接抗拉强度/MPa指二主14.060.。:;:12.0 注11.。标4.2.9 国内首次采用的新研制的承咀黝精简国百明在应用实例的进口材料)，应做相应的试验验证工作，并将试验验证资料和笔eJr的检测报告提交国家认可盹机构作技术评审并获批准后方可批量生产、使用./ 4.2. 10 制造受压元(部)件批准，其批准文件应归档4. 2.1 1. 1 采用的
13、设计图b) 用户要尹c) 制造单们d) 4.2.11 . 2 A级石验热导率或电阻率、a) 石墨制压力b) 取得国家安全可4.2.12 容器制造单位町、等方法，确保所用材料符合吨标志.材料标志与质量证明书5 设计5.1 总则5. 1. 1 容器设计单位可以对钢制受压元件如外壳等仅提出设计条件图而由有铜制压力容器设计资格的单位设计。容器设计单位不得在外单位设计的图样上加盖压力容器设计资格印章经压力容器设计单位批准机构指定的圈样除外。)5. 1. 2 容器设计总图应加盖压力容器设计资格印章(复印章元效)。设计资格印章失效的图样和已加盖接工图章的图样不得用于制造压力容器。设计总图上应有设计、校核、审
14、核(定)人员的签字。GB/T 21432-2008 5.1.3 容器的设计文件应包括设计图样、技术条件、强度计算书，必要时还应包括设计或安装、使用说明书。5. 1.4 设计选材应根据物料成分、温度、压力因素，以及是否需要传质和传热决定。除列管式换热器的换热管外，对于传热元件一般不得采用半石墨化浸渍材料，5.1.5 对于不能用本标准来确定结构尺寸的受压元件，允许用以下方法设计，但需将有关依据、结果等和第三方的检测报告及其他有关技术资料报国家认可的有关机构审核或评审。a) 包括有限元法在内的应力分析;5.2 许用应力5.2. 1 本标准所用整体A级n注7; B级n二?:9.5.2.2 当受压元件5
15、. 3 内压国筒计设计温度下LI、在K=D设计温度式中:8一一计算壁厚，单位为毫米(ITUJ (J，一一有效壁厚，单位为毫米(mm);Do -圆筒外直径，单位为毫米(mm)j D，一一回筒内直径，单位为毫米(mm)iR;-固筒内半径，单位为毫米(mm)j4广一粘接系数，元纵向粘接锺时取bbJ-设计温度下材料的许用抗拉强度，单位为兆帕(MPa)i P一一计算压力，单位为兆帕(MPa)i Pw一一圆筒的最大允许工作压力，单位为兆帕(MPa)。5. 4 外压固筒计算设计温度下的计算壁厚按式(5)计算?.( 2 ) 5 GB/T 21432-2008 = R(注12771)式中:一一设计温度下材料的许
16、用抗压强度，单位为兆帕(MPa)。其余符号同上.5.5 平盖、封头、曹极计算与圆简壳体连为一体的平盖和封头的最小厚度按式(6)计算:t = D; /. 2主-.LI;V百万用带螺栓夹紧、与圆筒壳体间用垫片密封结构的平盖和封头的最小厚度按式(7)计算:=Dr.旦与J气ILa,J 列管式石墨换热器管板的最小厚度按式(8)计算:式中?t = O.也iF P-A -一L，J(A- d) t一一管板计算厚度，单位为毫米(mm)，D;一一石墨圆简内径，单位为毫米(mm); DG-一密封垫的中径，单位为毫米(mm);J一一设计温度下材料的许用抗弯强度，单位为兆。自(MPa)I A一一管植钻孔孔心距，单位为毫
17、米(mm)jd一一石墨管外径，单位为毫米(mm)。6 制造6. 1 总则. ( 5 ) ( 6 ) .( 7 ) . ( 8 ) 6 1. 1 容器的制造单位应当取得国家质量监督检验检疫总局颁发的A4级压力容器(石墨压力容器的特种设备制造许可证，并在批准的范围内制造。6. 1. 2 容器的制造应在经过批准的质量保证体系的管理下运作，并接受各级压力容器安全技术监察部门的监察。6. 1. 3 制造单位对选材、加工制造、外购零件、组装、检验、油攘、包装等全过程负责。6. 1. 4 制造单位应技本标准和有效的设计图样的要求进行制造，如需对原设计进行修改，应取得原设计单位的认可。6.1.5 制造受压元件
18、的材料应有确认的标记，在下料及加工前做好标记移植和记录工作目6. 1. 6 对影响受压石墨元件强度和密封的缺陷进行修补时应当有详细记录，其内容至少应包括修补部位及尺寸、粘接型式、材料牌号、生产厂商、粘接工艺参数接头间隙、表面质量、凝固及热处理温度与时间、粘接操作人员及修补时间) 6.2 石墨件的粘接6. 2.1 零部件的拼接与粘接应接经过粘接工艺评定确认的成熟工艺进行，并由授权单位培训、考核的持证人员操作。粘接工艺评定的要求见附录A.6.2.2 石墨简体拼接时，应采用阶梯式或梓槽式;对于封头、管板、换热块需多层拼接时，单层间可对接，相邻两层间对接拼缝应错开.6.2.3 石墨件粘接后其粘接缝应严
19、实饱满，缝宽应小于或等于1mm. 6.2. 4 石墨件粘接后应进行热固化处理，对于酣醒石墨帖接剂，固化处理温度应不低于100C.热固化GB/T 21432-2008 的控制应按粘接工艺评定文件的规定执行。6.2.5 当采用苯磺酷氯作为固化剂时出现下列任一情况而无可靠保证措施时，不得帖接;a) 环境温度低于14C; b) 环境相对湿度大于90%。6.3 石墨件的浸渍石墨件的浸渍包括浸由与热固化(或塑化)，因此浸渍工艺也包括此二过程(其热固化温度不得低于设计温度);应采用经过浸溃工艺评定确认后的成熟工艺进行，并由经授权单位培训11、考核的持证人员操作。b) 对于块孔式换热琪，准，3个月内可免做浸c
20、) 采用以批代台制作产品试吝一试样不合宣台制作产品试样，包括对其中的换热块，直至重新积累30台连续合格数据，证明产品生产质量稳定有保证，再由单位技术总负责人批准后实行以批代台制作产品试样。7 检验和验收7.1 总则7. 1. 1 制造单位的检验部门在容器制造过程中和完工后应按本标准和图样规定进行各项具体检验和试验，提出检验报告，井对报告的正确性负责回7. 1. 2 制造单位对其制造的每台容器产品至少应具有下列技术文件备查，技术文件至少应保存7年。a) 制造工艺图或制造工艺卡;b) 材料证明文件及材料表;能的缺陷。密封面不得有影响IT 1804中的m级，非加6.5.1 属于下a) 移动b) 设计
21、。采用电d) 粘接1:-1可墨负石4如去总种术同上工除接啤用)粘削)i2、主aE艺造6工制7 GB/T 21432-2008 c) 容器的焊接工艺、粘接工艺卡(如果有焊接和粘接过程时); d) 标准中允许制造单位选择的项目和巳修改项目的记录se) 容器制造过程中及究工后的检查记录;f) 容器的竣工图。7. 1. 3 制造单位在取得检验机构确认容器质量符合本标准和图样的要求后，须填写产品质量证明书并交付用户。7.2 原材料的检验7. 2. 1 原材料的检验项目确定应符合表4的规定。表4材料检验项目项目抗拉强度抗压强度抗弯强度粘接抗拉强度粘接抗剪强度浸渍石墨J J J 压型石墨J J 粘结剂J J
22、 7.2. 1. 1 石墨块材按供货方提供的材料质量证明书进行抽样检测，并应符合4.2.6的规定。7.2. 1. 2 石墨材料取样方法应符合GB/T13465. 1的规定。7.2. 1. 3 石墨材料抗压强度、真密度、抗拉强度、体积密度的测定方法应分别符合GB/T1431、GB/T 6155、GB/T8721、YB/T119的规定。7.2. 1. 4 不透性石墨材料的抗弯强度、抗压强度、抗拉强度的测定方法应分别符合GB/T13465. 1、GB/T 13465. 2、GB/T13465.3、HG/T2642等标准的规定.7.2. 1. 5 石墨粘接剂的抗拉强度、抗剪切强度、收缩率等的测定方法应
23、分别符合HG/T2378、HG/T 2379、HG/T2380等标准的规定.7.2.2 不透性石墨管应按HG/T2059的规定分批，外购时应要求供货方提供石墨管质量合格证.7.2.2. 1 不透性石墨管的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度及水压爆破试验方法应分别符合HG/T 2642、GBT13465. 3、GB13465.2和HG/T2381的规定。7.2.2.2 石墨管每根均需做水压或浸水气压试验，试验压力应不小于容器设计压力的2倍，且不得低于1MPa. 7.2.3 制造单位应对受压元件用材料的标识(尤其是标记转移进行确认，井应保证其可追踪性n7.3 零部件检验零部件检验按图样要求逐件进行，零部
24、件外观、几何尺寸应符合图样规定，其力学性能应满足设计要求。7.4 窑器检验7.4. 1 容器组装后每台均应按图样和本标准要求进行液压试验，必要时应增加气密性试验。7.4.2 液压试验应符合以下规定:a) 液压试验应采用洁净水，试验时应保证试验范围内充满水。b) 液压试验必须用两个量程相同并经过校正的压力表，压力表精度不低于1.5级，压力表的量程不应低于1.5倍且不得高于4倍的试验压力。c) 石墨容器水压试验压力为1.25倍设计压力，保压时间不得少于30min.然后降至设计压力检查，以不f世漏为合格。7.4.3 气密性试验应符合以下规定:7.4.3. 1 介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允
25、许有微量泄漏的石墨制压力容器，应进行气密性试验。7.4.3.2 需在液压试验合格后方可进行气密性试验。试验压力为设计压力，对于介质沸点以下液体，经G/T 21432-2008 使用单位同意，可以以0.08MPa做气密性试验。试验介质采用洁净的空气、氯气或其他惰性气体。试验时应缓慢升压，达规定试验压力并保压30min后，经检查元泄漏为合格a可以将容器望入水中检查。7.4.4 焊接接头元损检测的要求和评定标准，应根据容器的设计条件，按GB150或JB/T4735中的规定和图样要求进行。8 质量证明文件、标志、油连、包装、运输8. 1 窑器出厂质量证明文件容器出厂质量证明文件至少应包括雄工图、产品质
26、量证明书、产品安全性能监督检验证书、产品使用说明书和产品铭牌8. 1. 1 竣工图上应有设计单位资格印章(复印章无效)，与实际产品一致，并加盖竣工图图章;接工图章上应有制造单位名称、制造许可证编号。8. 1. 2 质量证明书应包括下列内容za) 产品合格证tb) 产品技术特性;c) 主要石墨受压元件材料性能;d) 粘接剂力学性能(如材料存在拼接并且粘接缝承受拉应力或剪应力时he) 压力试验检测结果:。有钢制承压元件时需增加的项目按GB150的规定;g) 与本标准和固样不符合的项目。8.1.3 容器产品安全性能监督检验证书应由国家认可的监督检验机构提供。8. 1.4 产品使用说明书(或使用手册)
27、，应包括下列内容:8) 设备性能用途;b) 产品结构图，c) 设备验收与安装注意事项1d) 设备使用注意事项;e) 设备保养维修注意事项。B. 1. 5 铭牌应固定于明显的位置，至少应包括下列内容.a) 产品名称:b) 型号规格或关键参数Ec) 设计温度;d) 设计压力je) 最高工作压力if) 类型或级别g) 质量th) 制造单位对设备的编号;i) 制造单位名称和制造许可证号:j) 制造日期。8.2 油藩、包装、运输容器的油漆、包装、运输应符合JB/T4711中的规定。9 G/T 21432-2008 附录A(规范性附录)粘接工艺评定A.l 粘接工艺评定应在产品粘接之前完成。A.2 粘接工艺
28、评定一般过程为;拟定帖接工艺指导书，粘接试件和制取试样，检验试件和试样，测定粘接接头是否具有所要求的使用性能，提出粘接工艺评定报告对拟定的粘接工艺指导进行评定。粘接工艺评定验证粘接单位拟定的粘接工艺的正确性，并评定粘接单位能力aA.3 评定规则. 3.1 试件的准备试件按HG/T2378、HG/T2379制作。试件应满足制取标准试样10件的要求。. 3. 2 粘接工艺A.3. 2.1 改变粘接工艺，需重新评定团A. 3. 2. 2 变更任何一个重要因素都需要重新评定粘接工艺。重要因素是指影响粘接接头抗拉强度的粘接工艺因素。次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的粘接工艺因素。A.3.2.3
29、 重要因素:a) 接头设计型式的改变;b) 任何表面准备的改变lc) 粘接剂牌号的改变;d) 粘接剂生产厂商的改变ie) 固化温度或时间的改变:f) 接头设计间隙的增加(超出评定合格值的10%)。A.4 拉仲试验A. 4.1 试样形式所有拉伸型式试样，粘接接头均处于试样的正中间. 4. 2 试验方法拉伸试验挂HG/T2378规定的试验方法测定粘接接头的抗拉强度。A. 4. 3 合格指标每个试样的抗拉强度应不低于被粘接件材料标准规定的最低值。.5 剪切试验.5.1 试样形式与试验方法试样的形式、数量与试验方法应符合HG/T2379的规定.5.2 合格指标每个试样的剪切强度的评定按GB/T1346
30、5. 1评定。10 B.1 浸渍工艺评定应在试件浸渍前完成a附录B(资料性附录)浸萤工艺评定G/T 21432-2008 B.2 浸渍工艺评定一般过程为:拟定浸渍工艺指导书，浸渍试件和制取试样，检验试件和试样，测定浸渍深度是否满足了使用的要求，提出浸渍工艺评定报告，对浸渍工艺指导书进行评定。浸渍工艺评定验证浸渍单位拟定的浸渍工艺的正确性，并评定浸渍单位的能力。B.3 评定规则B. 3. 1 试件的准备试件按GB/T13465. 1准备，应满足制取标准抗拉强度、抗弯强度、抗压强度试样10件的要求。B. 3.2 浸渍工艺B. 3. 2.1 改变浸渍工艺，需重新评定。B.3.2.2 变更任何一个重要
31、因素都需重新评定浸苗工艺。重要因素是指影响浸渍产品的抗拉强度、抗弯强度、抗压强度的浸渍工艺因素a次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的浸谊工艺因素。8.3.2.3 重要因素a) 浸渍件表面杂物的改变;b) 浸渍剂牌号的改变;c) 浸渍剂生产厂商的改变;d) 烘房干燥的温度和时间的改变ze) 真空和压力的改变f) 任何聚合温度或时间的改变g) 石墨件拼接间隙和密度的改变.B.4 性能试验B. 4.1 浸渍石墨件应符合抗拉、抗压、抗弯强度试验的总要求.B.4.2 试验方法B. 4. 2.1 抗拉强度符合HG/T2642的规定。B.4.2.2 抗压强度符合GB/T13465. 3的规定-8.
32、4.2.3 抗弯强度符合GB/T13465. 2的规定。B.5 其中抗拉试样每个试样的强度性能试验数值应不低于被浸渍件材料标准规定的最低值;其余试样按GB/丁13465.1评定.DON-N的寸-NH筒。国和人民共国家标准石墨制压力害器GB/T 21432-2008 华中 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里向北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销是印张1字数25千字2008年5月第一次印刷开本880X12301/16 2008年5月第一版,. 定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话二(010)68533533书号:155066 -31241 GB/T 21432-2008
