1、 压力容器检验 下游段 API RP 572 第 3 版， 2009 年 11 月 石油工业标准化研究所翻译出版 Inspection Practices for Pressure Vessels Downstream Segment RECOMMENDED PRACTICE 572 THIRD EDITION, NOVEMBER 2009 石油工业标准化研究所翻译出版 API 标准翻译出版委员会 主 任：杨 果 副主任：高圣平 万战翔 付 伟 邢 公 孙德刚 委 员：（按姓氏拼音为序） 陈俊峰 陈效红 崔 毅 杜德林 范亚民 方 伟 韩义萍 刘万赋 刘雪梅 马开华 秦长毅 单宏祥 王 辉 王
2、 慧 王敏谦 王 欣 夏咏华 杨小珊 张 斌 张虎林 张 玉 张玉荣 赵淑兰 周 宇 朱 斌 邹连阳 主 编：高圣平 副主编：杜德林 本标准由 石油 工业标准化研究所组织翻译、出版和发行。 本标准翻译单位：石油工业标准化研究所 本标准校对责任人：刘长跃 本标准译文难免有不妥之处，欢迎各位读者批评指正 API 授权声明 本标准由美国石油学会（ API）授权许可，由石油工业标准化研究所（ PSRI）组织翻译。翻译版本不代替、不取代英文版本，英文版本仍为具备法律效力的版本。API 对翻译工作中出现的错误、偏差、误解均不承担任何责任。在未经 API 书面许可的情况下，不得将翻译版本进行再翻译或复制。
3、AUTHORIZED BY API This standard has been translated by Petroleum Standardization Research Institute (PSRI) with the permission of the American Petroleum Institute (API). This translated version shall not replace nor supersede the English language version which remains the official version. API shall
4、 not be responsible for any errors, discrepancies or misinterpretations arising from this translation. No additional translation or reproduction may be made of the standard without the prior written consent of API. 特别说明 API 出版物仅针对一般性质问题。有关特殊问题，宜查阅地方、州和联邦的法律法规。 API 或 API 任何雇员、分包商、顾问、委员会或其他受让人均未就本规范中信
5、息的准确性、完整性或有用性作出任何明示或暗示的保证或陈述，也不对本出版物披露的任何信息或工艺的任何使用或该等使用的结果承担任何责任或义务。API 或 API 任何雇员、分包商、顾问或其他受让人均未声称本出版物的使用将不会侵犯私人拥有的权利。 分类区域可能因为任何特定情况所涉及的地点、条件、设备和物质而有所不同。本推荐作法 （ RP）的使用者应咨询有司法权的有关当局。 本推荐作法 的使用者不应仅依赖于本文件包含的信息。在使用本规范包含的信息时，应当对商业、科研、工程设计和安全方面做出合理的判断。 API 不为雇主、制造商和供应商承担对他们的雇员的健康、安全风险及预防措施进行告诫、培训或装备方面的
6、义务。也不会承担他们在地方、州或联邦的法律下的责任。 对于特定材料和特定条件的安全健康信息和正确的预防措施，宜向雇主、材料制造商或者供应商索要，或者参考材料安全数据单。 API 出版物可供愿意执行的任何人使用。 API 已经尽了不懈的努力以保证这些出版物中所含数据的准确性与可靠性；然而，关于本标准 API 不做任何承诺、担保或保证，在此明确表示，由于使用本标准而造成的任何损失，或者因本标准触犯地方法规，API 将不承担任何义务和责任。 出版 API 标准是为了使公众能够更方便地获取已经证实的、良好的工程与操作作法。但至于何时何地应当使用这些出版物，仍需要用户依据自身的实践经验而做出明智的判断。
7、API 标准的制定和出版，无意以任何方式限制任何人使用任何其他作法。 任何按照 API 标准的标记要求对其设备或材料进行标记的制造商，应全权负责遵守该标准的所有适用要求。API 不承诺、担保或保证这些产品实际上确实符合该项 API 标准。 版权所有，违者必究。在没有得到出版商的书面批准之前，任何人都不允许在检索系统中复制和 保存本文件中的任何内容或者采用电子、机械、复印、录像或者其他方式传播本文件中的任何内容。 请联系出版商美国石油学会出版业务部，地址：1220 L Street, NW, Washington, DC 20005。 版权 2009美国石油学会 前 言 任何 API 出版物的内
8、容不能以含蓄的或其他的方式解释为授予任何权利去制造、销售或使用任何专利方法、设备或产品。该出版物中的任何内容也不能被解释为对任何人侵犯专利权开脱应承担的责任。 应：用在标准中时，“应”表示的是为符合规范而做出的最低要求。 宜：用在标准中时，“宜 ”表示的是为符合规范而提出的建议或仅为提议而非要求的作法 。 本文件是按照 API 标准化工作程序编写的，该程序可以确保标准制定过程中的透明度和广泛参与，因而被认定为 API 标准。对本标准内容的理解方面如有问题，或者在标准编写程序方面有什么建议和问题，可直接以书面形式提交给美国石油学会标准部主任（地址： 1220 L Street, NW, Wash
9、ington, DC 20005）。如果需要对出版物进行全部或者部分复制或翻译，也请与标准部主任联系。 一般， API 标准至少每五年进行一次复审，复审结果可能是修订、确认或者废止。在某种情况下，该复审周期可以延期一次，但延期最长不超过两年。本出版物的状况可通过美国石油学会（API ）标准部（电话： 202-682-8000）查明。美国石油学会（地址： 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005）每年均出版关于 API 出版物和资料的目录。 欢迎提出对本规范的修订建议，请将建议提交给美国石油学会（API）标准部。邮寄地址： 1220 L Street, NW
10、, Washington, DC 20005；电子邮件地址： standardsapi.org。 目 录 1 范 围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 1 3.1 术语和定义 1 3.2 首字母组合与缩写 . 5 4 压力容器介绍 5 4.1 一般要求 . 5 4.2 建造方法 . 6 4.3 建造材料 . 6 4.4 内部组件与设备 . 10 4.5 压力容器的用途 . 10 4.6 设计和建造标准 . 13 5 检验的理由 14 5.1 一般要求 . 14 5.2 安全 . 14 5.3 可靠性与有效运行 . 14 5.4 法规要求 . 14 6 检验计划 15 6.1
11、一般要求 . 15 6.2 具体损害类型检验 . 15 6.3 制定检验计划 15 6.4 RBI 16 7 检验频次与范围 . 16 7.1 一般要求 . 16 7.2 检验时机 . 17 8 安全预防措施和准备工作 18 8.1 安全防范 . 18 8.2 准备工作 . 18 9 检验方法和限定条件 20 9.1 一般要求 . 20 9.2 厚度测量 . 21 9.3 外部检验 . 23 9.4 内部检验 . 31 9.5 机械损伤的专用探测方法 43 9.6 金属的金相变化和现场分析 43 9.7 测试 . 43 10 状态评估与修理 . 46 10.1 一般要求 . 46 10.2 目
12、检 . 47 10.3 厚度测量 . 47 10.4 剩余使用寿命 47 10.5 修理方法 . 48 10.6 容器支撑设备的修理 . 49 11 记录与报告 49 11.1 记录 . 49 11.2 报告 . 50 附录 A（资料性附件） 交换器 . 51 附录 B（资料性附件） 塔 69 附录 C（资料性附件） 样品记录表 129 图 1 316 不 锈钢衬里容器 . 8 图 2 焊接金属表面 8 图 3 带形衬里容器 8 图 4 加衬条的主要方法 . 9 图 5 针对耐火内衬的六角网装置 9 图 6 强化耐火 . 9 图 7 立式换热器. . 10 图 8 卧式换热器 11 图 9 球
13、形罐 . 11 图 10 霍尔顿型滴形球罐 . 12 图 11 工艺塔 . 12 图 12 交换器 . 13 图 13 换热器装置和基础 . 24 图 14 地脚螺栓的严重劣化 . 25 图 15 容器轮廓的测量方法 . 30 图 16 流道内腐蚀 33 图 17 焊缝开裂的 PT 检测法 34 图 18 氢鼓包 . 36 图 19 自排气型氢鼓包 36 图 20 针对碳钢中自排气氢鼓包的射线照片 36 图 21 催化反应器的内件 旋风分离器 . 38 图 22 确定容器衬里金属损失的腐蚀检验片方法 40 图 23 带状衬里的劣化 41 图 24 耐火衬里的劣化损坏 . 42 图 25 使用专
14、用设备检验单独换热管的步骤 46 图 A.1 胀接的管子 51 图 A.2 管束型容器加热器 . 54 图 A.3 空冷器 . 54 图 A.4 清洁作业的套管盘管 55 图 A.5 储罐吸入加热器；壳体吸入接管 56 图 A.6 在套管盘管中的翅片管 57 图 A.7 板式换热器 57 图 A.8 折流板上变薄的管子 58 图 A.9 折流板上磨损的管子 58 图 A.10 管端的冲蚀 -腐蚀损坏 60 图 A.11 换热器部件 63 图 A.12 换热器类型 67 图 B.1 塔内典型塔盘 69 图 B.2 塔内散堆填料 69 图 B.3 配有降液管的塔盘 . 70 图 B.4 泡罩流程
15、70 图 B.5 塔的气提和精馏段 . 71 图 B.6 圆形 /环形塔盘 . 72 图 B.7 挡板塔盘布置 73 图 B.8 筛板塔盘 74 图 B.9 筛板塔盘变形 74 图 B.10 典型盘式塔 76 图 B.11 两个重量单位的浮动阀门 . 77 图 B.12 固定阀门 77 图 B.13 泡罩阀门 78 图 B.14 突出阀门 78 图 B.15 新型浮阀塔盘 79 图 B.16 笼 形 阀 . 79 图 B.17 典型填料塔图纸 . 80 图 B.18 散堆填料，鲍尔环 . 81 图 B.19 规整填料 82 图 B.20 格栅填料 82 图 B.21 所需脚手架示意图 . 85
16、 图 B.22 六边形人孔 86 图 B.23 积油与积水 86 图 B.24 坍塌的塔盘 87 图 B.25 发生腐蚀的地脚螺栓 87 图 B.26 发生腐蚀的地脚螺栓 88 图 B.27 开裂并鼓起的防火层 88 图 B.28 裙座内碎屑 89 图 B.29 初步检验 90 图 B.30 初步检验中发现的填料床损坏 . 90 图 B.31 人孔腐蚀 91 图 B.32 人孔衬里损坏 91 图 B.33 垫片压紧面腐蚀 . 92 图 B.34 垫片压紧面腐蚀 . 92 图 B.35 壳体表面腐蚀 93 图 B.36 从底部封头检验 . 94 图 B.37 通过立管进行填料检验 94 图 B.
17、38 破沫器分流沉淀 . 95 图 B.39 已 结垢的破沫器 . 95 图 B.40 破沫器安装不当 . 96 图 B.41 封头与壳体间焊缝的优先腐蚀 . 97 图 B.42 顶部拼接缝优先腐蚀 97 图 B.43 壳体优先腐蚀 98 图 B.44 孔眼退化 98 图 B.45 烟囱式塔盘在取水池发生变形 . 99 图 B.46 盒式和槽式分配器上结垢槽 . 99 图 B.47 堵塞的管道分配器孔眼 100 图 B.48 盒与槽 . 100 图 B.49 敲击垫圈而非螺栓 . 100 图 B.50 阀门塔盘上的散堆填料 101 图 B.51 散堆填料上方床层限位器 102 图 B.52 填
18、料移动 102 图 B.53 受损的填料支撑栅板 103 图 B.54 支撑栅板仰视图 . 103 图 B.55 观察孔内部腐蚀 . 104 图 B.56 底部封头、防涡器以及碎屑 . 104 图 B.57 结垢的栅格填料 . 105 图 B.58 塞 焊缝开裂 106 图 B.59 不锈钢环形覆盖层尾部 106 图 B.60 底部封头中凿孔覆盖层尾部 . 107 图 B.61 410 不锈钢覆层 -碳钢界面焊缝 107 图 B.62 UT 补充标记 108 图 B.63 塔盘支撑环焊缝开裂 109 图 B.64 通过 WFMPT 发现的裂纹 109 图 B.65 可能要求的补充性 NDE.
19、110 图 B.66 化学活动区 .111 图 B.67 活动区 111 图 B.68 硬件腐蚀 112 图 B.69 阀门遇卡无法关闭 . 112 图 B.70 具有整齐方形边缘的孔眼 113 图 B.71 阀门磨损 114 图 B.72 开槽仰视图 114 图 B.73 阀腿和孔眼检验 . 115 图 B.74 阀门压痕 115 图 B.75 配有凹座的新式笼形阀门 116 图 B.76 新式笼形阀门的龙形装置连接片 . 116 图 B.77 小型固定阀门 117 图 B.78 固 定阀门蒸汽定向横流 117 图 B.79 可拆除式固定阀门减少结垢 . 118 图 B.80 可拆除式固定阀
20、门塔盘损坏 . 118 图 B.81 阶梯式塔盘上的泡罩 119 图 B.82 泡罩下方纤维沉积与结垢 119 图 B.83 塔盘板应刮干净 . 120 图 B.84 塔盘疲劳裂纹 121 图 B.85 轻度至中度堰板腐蚀 121 图 B.86 硬件松动和缺失故障 122 图 B.87 降液管和密封盘夹钳松动 122 图 B.88 降液管夹钳松动 . 123 图 B.89 塔盘支撑环腐蚀所致故障 124 图 B.90 壳体附近支撑环上的沉积 124 图 B.91 壳体邻近上三个支撑环位置的腐蚀厚度达到壁厚一半 . 125 图 B.92 支撑环沟纹 125 图 B.93 支撑环连接焊缝裂纹 12
21、6 图 B.94 塔盘支撑环对接焊缝裂纹 127 图 B.95 密封焊缝尾部 127 图 B.96 降液管内部遮蔽 . 128 图 B.97 遮 蔽每个塔盘的降液管壳体 . 128 1 压力容器检验 1 范围 本推荐作法（ RP）涵盖了压力容器的检验。包括对各类压力容器（含设计压力低于 15 psig 的压力容器）及其构造与维护标准加以说明。本推荐作法同时论述了检验目的、劣化原因、检验频次与方式、修理方法以及检验记录和报告的编制。本推荐作法强调安全操作。 2 规范性引用文件 以下参考文件对本文件的应用是必不可少的。对于注明日期的参考文件，只有引用的版本适用。对于未注明日期的参考文件，参考文件（
22、包括任何修订文本）的最新版本适用。 API 510 压力容器检验规范：在用检验、定级、修理和改造 API RP 571 影响炼油工业固定设备的损伤机理 API RP 574 管道系统组件检验推荐作法 API RP 575 现有常压和低压储罐的检验指南和方法 API RP 576 泄压装置检验 API RP 577 焊接检验和冶金 API 579-1/ASME FFS-1 1适用性（ FFS） API Std 660 管壳式换热器 API Std 661 炼油厂用通用空气冷却换热器 API RP 945 胺装置环境应力开裂的预防 API Publ 2214 手工工具火花点火特性 API Publ
23、 2217A 石油和石化行业惰性受限空间的安全作业指南 ASME 锅炉及压力容器规范（BPVC ），第 VIII 篇压力容器 ASME PCC-2 压力设备和管道的修理 NB-23 2国家委员会检验标准 TEMA 3管式换热器制造商协会标准 3 术语和定义 3.1 定义 下列定义适用于本文件。 1美国机械工程师协会，地址：纽约州纽约市 Three Park Avenue 大街，邮编：10016-5990 ，网址： www.asme.org。 2美国锅炉与压力容器检验师协会，地址：俄亥俄州哥伦布 Crupper 大街 1055 号，邮编：43229 ，网址：www.nationalboard.o
24、rg。 3管壳式换热器制造协会，地址：纽约塔里敦北百老汇街 25 号，邮编：10591，网址： www.tema.org。 2 API RP 572 3.1.1 改造 alteration 在设计中导致压力容器承载能力超出现有资料报告所述范围的任何部件的实际改变。下列情况不得视为改造：任何强化管口（小于或等于现有强化管口尺寸）的类似或等同替换和添加；以及添加无需强化的管口。 3.1.2 覆盖层 cladding 在高温高压条件下与另一金属紧密结合并且比基质材料具有更高抗工艺损坏性能的金属。 3.1.3 状态监测点 condition monitoring locations （ CMLs） 压
25、力容器定期检验和厚度测量的指定执行部位。 CML 以前通常被称作“厚度监测地点”（TML ）。 3.1.4 腐蚀专家 corrosion specialist 在腐蚀损害机理、冶金、材料选择和腐蚀监控技术等方面拥有知识与经验，并经业主/ 用户认可的人员。 3.1.5 绝热层下腐蚀 corrosion under insulation（CUI ） 在绝热层下发生的腐蚀，包括绝热层下的应力腐蚀开裂。 3.1.6 损害（或退化 /降级）机理 damage (or deterioration/degradation) mechanism 可随时间引发有害的微观/ 宏观材料变化进而损害材质条件或机械性能
26、的过程。损害机理通常为渐进、累积和不可恢复的。常见的损害机理包括腐蚀、应力腐蚀开裂、蠕变、侵蚀、疲劳、断裂和热老化。 3.1.7 缺陷 defect 在类型或尺寸上超出适用验收标准的瑕疵。 3.1.8 设计温度 design temperature 符合适用制造规程的压力容器设计温度。 3.1.9 检查点 examination point 直径不大于 2 in.的圆圈内区域，可采用该区域的平均厚度读数。 CML 可包括检查点。 3.1.10 外部检验 external inspection 压力容器检验 3 从压力容器外部执行的目检，旨在查找可影响容器压力完整性维持能力的情况，或影响支撑结构
27、（例如梯子和平台）完整性的情况。可在容器运行或停用期间执行该检验。 3.1.11 瑕疵 imperfection 在检验中发现的可能超出（或不超出）适用验收标准的缺陷或其他不连续。 3.1.12 在用 in service 相对于新建还未投入使用的容器，指已经投入使用的容器。因电力中断而停用的容器仍视为在用容器。 3.1.13 检验计划 inspection plan 确定如何以及何时检验、维修和/ 或维护压力容器的策略。 3.1.14 检验员 inspector 经授权的压力容器检验人员的简短头衔。 3.1.15 完整性运行时限 integrity operating window 工艺操作
28、偏离了预定时间的既定限制时会影响设备完整性的工艺变量的既定限制。 3.1.16 司法主管部门 jurisdiction 是指具有法律效力的政府管理行政部门，它可表决通过与压力容器相关的法规。 3.1.17 衬里 lining 装于容器内部并且比基质材料具有更高抗工艺损坏性能的金属或非金属材料。 3.1.18 最大允许工作压力 maximum allowable working pressure （MAWP ） 当压力容器在指定温度下运行时，其顶部可承受的最大表压。该压力采用所有关键容器元件的最小（或平均）厚度进行计算（指定腐蚀厚度除外），并针对相应的静压头和非压力载荷（例如风和地震）进行调整。
29、 3.1.19 最低的金属设计温度 minimum design metal temperature （ MDMT） 可向相应制造规程【例如 ASME BPVC 第 VIII 篇第 1 节 UG-20（b ）段落】所述压力容器施加重大载荷的最低温度。 4 API RP 572 3.1.20 在运管道 on-stream 压力容器未做好内部检验准备并可能处于运行状态的情况。 3.1.21 业主- 用户 owner-user 控制压力容器的操作、管理、检验、修理、改造、试验及再定级全过程的压力容器业主或使用者。 3.1.22 压力设计厚度 pressure design thickness 在设计
30、温度（通过等级规范公式加以确定）下维持设计压力所需的最小壁厚。该壁厚不包括针对结构载荷、腐蚀裕量或加工公差的厚度。 3.1.23 压力容器 pressure vessel 设计用于承受内部或外部压力的容器。可通过直接或间接热源（或二者的任意组合），从外部施加该压力。该定义包括热交换器、空气冷却器、非燃式蒸汽发生器以及利用处理系统热量或其他间接热源的其他蒸汽发生容器。 3.1.24 压力容器工程师 pressure vessel engineer 压力容器工程师指在评定影响压力容器完整性和可靠性时，在机械和材料特性方面具有丰富的知识和经验，并经业主/ 用户认可的人员或组织。通过与专家协商，压力容
31、器工程师应指需要正确执行技术要求的组织的统称。 3.1.25 修理 repair 指将容器恢复到适合在设计条件下安全运行的必要工作。如果任何恢复工作导致设计温度、 MDMT 或WAWP 发生变化，则该工作应视为一项改造，并应满足再定级要求。一般情况下，对承压组件的焊接、切割或打磨操作都视为修理，而非改造。 3.1.26 再定级 rerating 容器的设计温度等级、 MDMT 或 MAWP 等级的变化。容器的设计温度和 MAWP 可因再定级而提升或下降。可通过降级，即降到低于原始设计条件以下的方法提高腐蚀裕量。 3.1.27 基于风险的检验 risk-based inspection （ RB
32、I） 注重相关检验计划（检验处理设施中加压设备由材质劣化导致的泄露）的风险评估和管理程序。主要通过检验方法管理这些风险，进而影响故障概率。 压力容器检验 5 3.1.28 带状衬里 strip lining 焊接于容器内壁的带状金属板或金属片。通常，带状衬里由合金构成，并具有比容器壁更好的抗腐蚀和抗侵蚀性能，可提供额外的腐蚀/ 侵蚀保护。 3.1.29 回火脆化 temper embrittlement 某些低合金钢可因金相改变而降低韧性，例如长期置于 650至 1100（ 345至 595）温度中的 2 1/4 Cr-1Mo。 3.1.30 测试 testing 在本文件中，测试一般指液动、
33、气动或气液结合式压力测试或者用于确定材料硬度、强度和缺口韧性等数据的机械测试。然而，测试不包括 NDE 技术，例如 PT 和 MT。 3.1.31 堆焊层 weld overlay 通过金属焊接附于基质表面的衬里。焊料通常具有比底层金属更优越的抗环境腐蚀和/ 或侵蚀性能。 3.2 首字母组合与缩写 下列缩写和定义适用于本文件。 AUT 自动超声技术 CUF 防火层下腐蚀 ET 涡流技术 FRI 分馏研究公司 FRP 纤维增强塑料 H2S 硫化氢 MT 磁粉检测技术 NDE 无损检测 PSCC 连多硫酸应力腐蚀开裂 PSV 压力安全阀 PT 液体渗透测试技术 UT 超声技术 WFMPT 湿法荧光
34、磁粉技术 4 压力容器介绍 4.1 一般要求 6 API RP 572 压力容器是指承受内外部压力的容器。压力容器宜按照 ASME BPVC 第 VIII 篇或其他公认的压力容器规范或法规条例进行制造。这些规范通常将设计基础限定为，外部或内部工作压力不大于 15 lbf/in.2（103 kPa）。然而，本推荐作法也包括低压工作容器。作用于容器外部的压力，是由内部的真空装置或由容器外壳和器壁之间的流体压力所引起的。外压容器的检验方法与内压容器检验方法相同。工业用压力容器的一般类型有柱、塔、圆筒、反应器、换热器、冷凝器、空冷器、圆筒罐、球罐、储罐（换热器详见附录 A，内部压力不大于 103 kP
35、a（15 lbf/in.2）的贮存容器详见 API 575）。 压力容器有多种形状。可能是圆筒形（带有平顶、锥形、准锥形、准球形、半椭圆或半球形封头）、球形、扁球形、箱形（矩形扁平形或正方形平板封头，例如用于空冷器的封头）或叶状。均可能采用模块化构造。 包括换热器和冷凝器在内的圆筒形容器可以采用立式或卧式，并采用由钢柱、圆周式裙板或与外壳相连的支耳支撑。球型容器通常用固定在壳体上的钢拄或裙板支撑。扁球形容器部分或全部被地面上的支撑物所支撑。夹套型容器是在容器外部加装套管或外壳，在容器和外壳体之间形成一定的空间。 4.2 建造方法 在焊接技术发展之前，铆接是最常用的建造方法。接缝可以磨削后铆接，
36、或用搭接对接后再进行铆接。为了防止泄漏，搭缝的边侧或铆钉头被敛缝和锤实。在高温条件下，很难保证敛缝的密闭性。在完成焊接工艺后在敛缝边缘仍会留有很浅的焊道。尽管在许多老式的炼油厂还可以找到这种类型的容器，但是这种建造方法目前很少使用。 目前建造压力容器有几种不同的方法，大多数压力容器都采用焊接建造。 罐壁一般由在高温或常温下卷制的钢板加工而成。焊接卷板两端形成圆筒。以该方法制成的圆筒具有一条纵向焊缝。 热锻是建造圆筒形容器的另一种方法。某些容器制造商为高压、厚壁容器（例如用于加氢处理或加氢裂化反应器的容器）热锻压圆筒筒节。这种方法在圆筒上不会形成纵向焊缝。 采用多层法时，其圆筒部分由一层一层的若
37、干加工在一起的薄同心圆筒制成，直到达到要求厚度为止。多层结构有时用于厚壁反应器和耐高压容器。 4.3 建造材料 建造压力容器最常用的材料是碳钢。对于某些特殊用途的容器，可以使用奥氏体或铁素体合金、合金 400、镍、钛、高镍合金或铝。铜与铜合金很少用于制造炼油厂容器（合金 400 除外）但常用于热交换管，并在石油化工装置中有所使用。 建造换热器的各种零部件的材料，常选择能够安全操作和承受要求热载荷的材料。通常将选择最经济的耐腐蚀材料。 压力容器检验 7 换热器的外壳通常由碳钢制成，但也可能由耐腐蚀的合金制成或是在外壳上包一层耐腐蚀材料，换热器流道和隔板均由碳钢或合适的耐腐蚀合金材料制成，通常和换
38、热管的建造材料相似。 换热器的管束可能由多种不同的材料制成。在用水作制冷或冷凝介质时，器壁一般均由铜合金或钢制成。对于铜合金或钢材无法提供充分防腐保护的水应用情况，可采用更高的合金材料（例如双相不锈钢）或在管道内壁覆盖涂层（环氧树脂烤漆或类似涂层）。在用海水做介质时会用到钛。在两种不同的碳氢化合物发生热交换的场合，管子由钢或合适的耐腐蚀合金制成。管子由一种材料的内衬和另一种材料的外壁构成（双金属），在某些情况下，要求管子能耐受住两种不同的腐蚀介质。 换热器管束的管板由多种不同的材料制成。如果以水作为冷却或冷凝介质，则通常采用海军黄铜或钢材，但也可用高合金钢（复合衬里或均质材料）进行制造。在用海
39、水做介质时会用到钛。在两种不同的碳氢化合物发生热交换的地方，管板可用钢或合适的耐腐蚀合金制成。在某些情况下，管板两侧必需使用不同的材质建造，以防止两种不同的介质腐蚀。 如果碳钢不能达到预期的耐腐蚀和抗冲蚀性，或是造成产品污染，宜给容器安装其他的金属或非金属衬里。安装衬里的容器通常会比整体全部都用耐腐蚀材料制成的容器更经济。然而，当压力容器在高温、高压或两者都存在的情况下使用时，固态合金钢才是既必要又经济的选择。 金属内衬具有多种安装方法。它可以是容器制造前卷板或爆炸复合板的一部分，或以焊接方式固定于容器内壁的独立金属板。此外，也可通过各种堆焊工艺，在容器表面覆盖防腐金属。铁素体合金钢、合金 4
40、00、镍、铅和其他耐腐蚀金属都可以做金属衬里。图 1 至图 4 显示了金属内衬的各种安装方法。图 5 和图 6 显示了用于支撑耐火内衬和强化耐火内衬的六角网装置。 非金属内衬可用于抵抗腐蚀和侵蚀、降低结垢可能性（例如换热器管）或隔离和降低压力容器壁的温度。最常用的非金属内衬材料为钢筋水泥、耐酸砖、耐火材料、隔热材料、碳砖或碳块、橡胶、酚醛树脂/ 环氧树脂涂层、玻璃和塑料。 非金属材料压力容器通常采用纤维增强塑料（FRP ）制造，并具有更强的抗侵蚀能力。 FRP 可以不同树脂做基质材料，且通常采用玻璃纤维作为强化材料。增强热固性塑料以热固性树脂（而非热塑性塑料）为基质，因此属于刚性更大的 FRP
41、。这两种非金属材料均可通过所用纤维类型、纤维编织以及纤维层的层叠情况改变自身强度。 8 API RP 572 图 1 316 不锈钢衬里容器 图 2 焊接金属表面 图 3 带形衬里容器 压力容器检验 9 （A ）角焊对接 （B ）盖板焊 （C ）盖面或压肩焊 （D ）搭瓦式（焊接） 图 4 加衬条的主要方法 图 5 针对耐火内衬的六角网装置 图 6 强化耐火 10 API RP 572 4.4 内部组件与设备 许多压力容器无内部构件。其余压力容器则具有诸如挡板、分配管道、托盘、网式或带式填料栅、催化剂床层支座、旋流器、盘管、喷嘴、破沫器、骤冷管线等内部构件。大型椭球容器可能配有内部拉条和连带，
42、并且大多数真空容器具有外部或内部加强圈。某些压力容器在外壳下部配有热交换器或重沸器。 换热器内部装有隔板或支撑板的管束，它们随着工况和换热器设计的热载荷而变化。分流隔板一般安装在流道内，但有时也安装在浮动管板盖中，使水流分多股通过管件。流体可采用单程流动方式穿过容器壳体或安装纵挡板以产生多程流动。容器壳体中使用的挡板决定了所需安装接管的数量和位置。附件 A 的图 A.11 和图A.12 显示了各种流道以及壳体挡板布置情况。通常在壳体进水管口下方设置防冲板，防止管道因流入液冲击而发生侵蚀损害。 4.5 压力容器的用途 压力容器广泛应用在炼油厂和石油化工厂的众多工艺中，用来盛装工艺流体。压力容器可
43、以用作热反应器和催化反应器工艺所要求的化学变化；可以用作分馏塔来分离反应中生成的不同组份；可以用作分离器用来分离产物中的气体、化学物质及催化剂；可以用作液体的收集筒；可以用作化学处理装置；可以用作沉淀筒来分离处理过的产物中的化学物质；可以用作再生器来恢复催化剂和化学物质的原始特性；或是用作换热器、冷凝器、冷却器，或是其他不同用途的容器。图 7 至图 12 显示了不同类型的压力容器。 图 7 立式换热器 压力容器检验 11 图 8 卧式换热器 图 9 球形罐 12 API RP 572 图 10 霍尔顿型滴形球罐 图 11 工艺塔 压力容器检验 13 图 12 交换器 4.6 设计和建造标准 2
44、0 世纪三十年代以前，炼油厂的多数非受火型压力容器都是按照用户或制造商的设计要求和规范建造的。后来，美国大部分容器都根据 API/ASME 规范中关于介质为石油液体和气体的非受火型压力容器规范或 ASME BPVC 规范第 VIII 篇来建造的。API/ASME 的石油液体和气体的非受火型压力容器标准的出版物到 1956 年 12月 31 日已停刊，而且不再用于新的压力容器。 ASME BPVC 第 VIII 篇由三部分组成，即第 1、第 2 和第 3 节。第 VIII 篇第 1 节针对内部或外部运行压力超过 15 psig 压力容器的设计、制造、检验、测试和认证规定了相关要求。第 VIII
45、篇第 2 部分针对第 1 节所述之容器设计、制造和检验提出了更加严格的替代性规定。目前，美国炼油厂所用大多数压力容器均依据第 VIII篇第 1 节的最新版本进行制造。某些高压容器依据第 VIII 篇第 2 节所述规范加以设计和制造。第 VIII 篇第 3 节针对设计压力一般高于 10 ksi （70 MPa ）的高压容器提出了替代性建造规定。 在美国，换热器和冷凝器的设计建造都必须符合 ASME BPVC 规范、 TEMA 标准（美国管式换热器建造商协会标准）、 API 660 和 API 661 标准。（其他国家可能除了 ASME、 TEMA 和 API 之外还有其他设计要求。） ASME
46、BPVC 规范第 VIII 篇第 1、第 2 部分都要求容器制造商有一套自己的质量监控体系。在建造商获得ASME 权威认证之前，必须提供一套文字手册，且该手册必须已执行。质量监控体系要求包含有关于压力容器的详细资料，包括检验、试验和设计数据，这套系统还要有一份容器建造的历史记录。在对使用中的容器进行评估时，这份记录会非常有用。 ASME BPVC 规范列出了容器的建造材料，给出了厚度计算公式，提供了加工方法的规则，详述了检验已完工容器的步骤。以及容器建造和试验过程中需要进行的检验。该规程还叙述了建造、检验人员的资格规定。 14 API RP 572 在有资质的检验人员确认容器的建造和检验满足
47、ASME BPVC 规范要求后，制造商就可以在容器上印上ASME BPVC 认证标志。印在容器上的认证标志是容器符合 ASME BPVC 设计、建造、试验、检验要求的保证。 许多国家和部分地区、城市除了 ASME BPVC 规范（及其他规范）外，还有许多其他规定。这些规定用来管理压力容器在当地的设计、建造、试验、组装、检验和维修。这些规范可能会代替 ASME BPVC 规范（及其他规范）的最低技术要求。 容器建造标准会随着压力容器设计的进步和新材料的应用而定期修订。压力容器宜按照其设计和建造时遵守的技术要求进行维护。如果容器被再定级，则宜按照其被再定级时的技术要求进行维护。炼油厂或石油化工生产
48、装置的压力容器检验员，不仅要熟悉最新版规范，还要熟悉以往的标准版本以及所检验容器建造时遵守的其他技术要求。检验员还宜熟知所有指导压力容器检验及维护的法规包括市、县、区、州或国家（例如 OSHA职业安全和健康管理局）的法律法规。如果适用，检验员还宜熟知 API 510 和 NB-23 的相关内容。 5 检验的理由 5.1 一般要求 进行检验的基本理由是，确定容器的物理状况以及容器损伤机理和对应缺陷的类型、劣化速率及原因。这些内容在每次检验后宜认真记录整理。一般检验所获信息有助于制定下一步检验、修理和替换计划，并可将记录作为基于风险基准（ RBI）评估基础。 5.2 安全 执行定期检验的主要原因之
49、一在于对可能导致工艺安全事故的缺陷加以确认，例如可导致火灾、毒物暴漏或其他环境危害的泄露情况。这些缺陷一经确认，应立即通过评估、进一步检验或维修加以处理。 5.3 可靠性与有效运行 在装置运行期间利用无损检测技术（NDE ）进行外部检验，无需进入设备内部便可发现重要的信息，根据这些数据，可维持加压设备的机械完整性并执行适用性或 RBI 评估。因此，该数据有助于最大化无意外停机的运行时间。 此外， 可在预定停机之前对维修和替换要求进行计划和评估，以便更加有效地利用停机。上述作法 通过减少意外停机的次数或时间，促进了整个装置的可靠性。 5.4 法规要求 法规要求通常只包括影响安全和环境的因素。 一般情况下， 这些组织要求遵守工业标准或规范 （例如 ASME BPVC 和 API 510）或者国家委员会检验规范（ NBIC）。此外， OSHA 1910.119 要求炼油厂在开展所有检验与维修活动时遵守公认及普遍接受的良好工程实践（RAGAGEP ）。 但是，石油化工业内熟知行业问题的检验机构，还常常对工厂正常运行带来不利影响的其他因素进行检验。API 510 是在用压力容器检验的行业标准。它已被众多可要求 API 510 检验的管理和司法机构所采用。
