GB∕T 21432-2021(代替GB∕T 21432-2008) 石墨制压力容器.pdf
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1、I C S2 3.0 2 0.3 0J7 4中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T2 1 4 3 22 0 2 1代替G B/T2 1 4 3 22 0 0 8石 墨 制 压 力 容 器G r a p h i t ep r e s s u r ev e s s e l s2 0 2 1 - 0 3 - 0 9发布2 0 2 1 - 0 7 - 0 1实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布目 次前言1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 通用要求35 材料36 设计47 制造68 检验和验收99 容器出厂要求1 1附录A(
2、规范性附录) 浸渍工艺评定1 3附录B( 规范性附录) 粘结工艺评定1 7附录C( 规范性附录) 不透性石墨材料渗透系数试验方法2 1G B/T2 1 4 3 22 0 2 1前 言 本标准按照G B/T1.12 0 0 9给出的规则起草。本标准代替G B/T2 1 4 3 22 0 0 8 石墨制压力容器 , 与G B/T2 1 4 3 22 0 0 8相比, 除编辑性修改外,主要技术变化如下: 修改了标准的温度范围( 见第1章,2 0 0 8年版的1.2) , 删除了范围中金属受压元件的要求( 见2 0 0 8年版的1.3) ; 修改了规范性引用文件( 见第2章,2 0 0 8年版第2章)
3、 ; 删除了部分术语和定义( 见2 0 0 8年版的3.1、3.2、3.3、3.4) , 增加了术语和定义( 见3.2、3.8、3.9、3.1 0、3.1 1) , 修改了部分术语和定义( 见3.1、3.3、3.4、3.6、3.7, 分别为2 0 0 8年版的3.5、3.6、3.7、3.9、3.1 0) ; 将“ 要求” 修改为“ 通用要求” , 并细分了要求( 见第4章) ; 将2 0 0 8年版的“ 材料” 相关内容修改后独立成章( 见第5章,2 0 0 8年版的4.2) ; 增加了石墨制压力容器的主要材料( 见5.1) , 修改了材料质量证明书中的项目( 见5.3,2 0 0 8年版的4
4、.2.1) ; 增加了石墨材料工艺评定要求( 见5.5) , 修改了不透性石墨材料物理力学性能( 见5.7,2 0 0 8年版的4.2.6) ; 增加了粘结剂使用前要做工艺评定的要求, 并将2 0 0 8年版的有关内容修改后纳入( 见5.8,2 0 0 8年版的4.2.3、4.2.8) ; 增加了浸渍剂质量控制的要求( 见5.9) , 增加了“ 新材料使用” , 并将2 0 0 8年版的有关内容修改后纳入( 见5.1 0,2 0 0 8年版的4.2.9) ; 删除了材料中的部分内容( 见2 0 0 8年版的4.2.1 3、4.2.1 4) 、 设计总则中的部分内容( 见2 0 0 8年版的5.
5、1.1、5.1.2) ; 增加了石墨元件和金属元件设计要求( 见6.1.1) , 修改了设计文件内容( 见6.1.2,2 0 0 8年版的5.1.3) 、 设计选材要求( 见6.1.3,2 0 0 8年版的5.1.4) ; 增加了试制压力容器要求( 见6.1.5) 、 “ 粘结试件” ( 见6.3) , 修改了许用应力的确定方法以及安全系数的取值( 见6.2.1,2 0 0 8年版的5.2.1) 、 粘结系数的取值( 见6.2.2,2 0 0 8年版的5.2.2) 、计算公式( 见6.4.1、6.4.2和6.4.3,2 0 0 8年版的5.3、5.4、5.5) ; 删除了制造总则中的部分内容(
6、 见2 0 0 8年版的6.1.1、6.1.2、6.1.3) ; 修改了制造单位制造要求( 见7.1.1、7.1.2,2 0 0 8年版的6.1.4) ; 增加了粘结工的要求( 见7.1.4) 、 材料复验取样及结果要求( 见7.1.5) ; 增加了“ 设计变更和材料代用” “ 材料入厂检验、 分割与标志” “ 材料复验” , 并将2 0 0 8年版的有关内容修改后纳入( 见7.2、7.3、7.4,2 0 0 8年版的4.2.1 0、6.1.5、7.2.3、4.2.1 1、4.2.1 2) ; 增加了粘结作业场所的温度要求( 见7.5.1.1) ; 增加了“ 粘结缝要求” , 并将2 0 0
7、8年版的有关内容修改后纳入( 见7.5.3,2 0 0 8年版的6.2.4) ; 修改了苯磺酰氯作固化剂的作业场所要求( 见7.5.1.2,2 0 0 8年版的6.2.5) 和“ 粘结工艺评定” ( 见7.5.2,2 0 0 8年版的6.2.1) ; 增加了材料“ 修补” ( 见7.5.4) 、 浸渍工艺评定要求( 见7.6.2) ; 将“ 试样” 修改为“ 试件与试样” , 并将2 0 0 8年版的有关内容修改后纳入( 见7 .8 .1、7 .8 .3,2 0 0 8年版的6 .5 .1、6 .5 .2) ; 增加了浸渍试件和粘结接头试件的要求( 见7 .8 .4、7 .8 .5) ; 修改
8、了技术文件保存期限( 见8.1.2) 、 产品质量证明书填写要求( 见8.1.3,2 0 0 8年版的7.1.3) ,G B/T2 1 4 3 22 0 2 1将“ 原材料的检验” 修改为“ 浸渍石墨材料的检验” ( 见8.2,2 0 0 8年版的7.2) ; 修改了部分标准号( 见8.2.4、8.2.5、8.2.6, 分别为2 0 0 8年版的7.2.1.3、7.2.1.4、7.2.1.5、7.2.2.1) ; 增加了“ 石墨管水压试验或者气压试验” 及“ 石墨块件水压试验或者气压试验” ( 见8.3.2、8.3.3) ; 增加了容器“ 外观检查” “ 检验要求” 和“ 容器泄漏试验” (
9、见8.4.1、8.4.2、8.4.4) , 修改了水压试验压力表的等级、 试验压力、 升压要求( 见8.4.3,2 0 0 8年版的7.4.2) , 修改了气密性试验压力和保压时间( 见8.4.4.4,2 0 0 8年版的7.4.3) ; 将“ 质量证明文件、 标志、 油漆、 包装、 运输”修改为“ 容器出厂要求” ( 见第9章) , 修改了容器出厂证明文件内容( 见9.1.1,2 0 0 8年版的8.1) 、 竣工图要求( 见9.1.2,2 0 0 8年版的8.1.1) ; 增加了质量证明书中的部分内容( 见9.1.3,2 0 0 8年版的8.1.2) 、 铭牌中包含的内容( 见9.1.6,
10、2 0 0 8年版的8.1.5) ; 修改了附录浸渍工艺评定的章节编排( 见附录A,2 0 0 8年版的附录B) , 增加了“ 一般要求” ( 见A.1) 、 “ 工艺评定报告” ( 见A.5) ; 修改了附录粘结工艺评定的章节编排( 见附录B,2 0 0 8年版的附录A) , 增加了“ 粘结接头试样” ( 见B.3) 、 “ 粘结工艺评定报告” ( 见B.6) ; 增加了不透性石墨材料渗透系数试验方法 ( 见附录C) 。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(S A C/T C2 6 2) 提出并归口。本标准起草单位: 中国工业防腐蚀技术协会、 南通山剑石墨设备有限公司、 鲁西集团有限公司
11、( 平阴鲁西装备科技有限公司) 、 合肥通用机械研究院有限公司、 南通星球石墨设备有限公司、 南通三鑫碳素石墨设备有限公司、 山东赫达股份有限公司、 上海贤达美尔森过程设备有限公司、 西格里石墨技术( 上海)有限公司、 南通市石墨设备设计研究所、 大同宇林德石墨设备股份有限公司、 南通京通石墨设备有限公司、 南通贝思特石墨设备有限公司、 上海市特种设备监督检验技术研究院、 江苏理文化工有限公司、 南通理工学院。本标准主要起草人: 任振铎、 仇晓丰、 姚松年、 潘小洁、 张明慧、 崔军、 刘仍礼、 张炎明、 顾伟群、杨丙生、 钱蔚兵、 肖光、 左锦富、 陈汉明、 张惠兵、 夏斌、 李健、 葛勇林
12、、 杨宇清、 夏旭东、 陈士林、 赵桂花。本标准所代替标准的历次版本发布情况为: G B/T2 1 4 3 22 0 0 8。G B/T2 1 4 3 22 0 2 1石 墨 制 压 力 容 器1 范围本标准规定了石墨制压力容器的通用要求、 材料、 设计、 制造、 检验和验收及容器出厂要求。本标准适用于具备以下条件的石墨制压力容器: 工作压力大于或等于0.1MP a, 设计压力不大于2.4MP a; 设计温度-7 02 0 5; 盛装介质为气体、 液化气体或介质最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体。本标准不适用于下列石墨容器: 直接火焰加热的石墨容器; 核能装置中的石墨容器; 浇铸石墨容器;
13、 主要应力由金属外壳承受的石墨砖板衬里设备。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件, 其最新版本( 包括所有的修改单) 适用于本文件。G B/T1 5 0.1 压力容器 第1部分: 通用要求G B/T1 5 0.2 压力容器 第2部分: 材料G B/T1 5 0.3 压力容器 第3部分: 设计G B/T1 5 0.4 压力容器 第4部分: 制造、 检验和验收G B/T1 5 1 热交换器G B/T1 4 3 1 炭素材料耐压强度测定方法G B/T1 8 0 4 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差G
14、 B/T8 7 2 1 炭素材料抗拉强度测定方法G B/T1 3 4 6 5.1 不透性石墨材料试验方法 第1部分: 力学性能试验方法总则G B/T1 3 4 6 5.2 不透性石墨材料试验方法 第2部分: 抗弯强度G B/T1 3 4 6 5.3 不透性石墨材料试验方法 第3部分: 抗压强度G B/T1 3 4 6 5.5 不透性石墨酚醛粘接剂收缩率试验方法G B/T1 3 4 6 5.6 不透性石墨管水压爆破试验方法G B/T1 3 4 6 5.8 不透性石墨粘接剂粘接剪切强度试验方法G B/T1 3 4 6 5.9 不透性石墨粘接剂粘接抗拉强度试验方法G B/T1 3 9 2 72 0
15、0 8 工业阀门 压力试验G B/T2 1 9 2 1 不透性石墨材料抗拉强度试验方法G B/T2 4 2 0 3 炭素材料真密度、 真气孔率测定方法 煮沸法G B/T2 4 5 2 8 炭素材料体积密度测定方法G B/T2 6 9 6 1 不透性石墨设备水压试验方法G B/T3 5 9 2 2 不透性石墨浸渍耐蚀作业技术规范1G B/T2 1 4 3 22 0 2 1G B/T3 5 9 2 6 不透性石墨粘结作业技术规范HG/T2 0 5 9 不透性石墨管技术条件HG/T2 3 7 02 0 1 7 不透性石墨制化工设备技术条件HG/T2 0 5 8 4 钢制化工容器制造技术要求J B/T
16、4 7 1 1 压力容器涂敷与运输包装N B/T4 7 0 0 3.1 钢制焊接常压容器Y B/T2 8 1 8 石墨块T S G0 72 0 1 9 特种设备生产和充装单位许可规则T S G2 12 0 1 6 固定式压力容器安全技术监察规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1设计温度 d e s i g nt e m p e r a t u r e容器在正常工作情况下, 设定元件的温度( 沿石墨元件截面的温度平均值) 。 注:设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。3.2石墨 g r a p h i t e石墨化材料和半石墨化材料的统称。3.3石墨化材料 g r a p h i
17、 t i z e dm a t e r i a l由焦炭或石墨粉及颗粒与沥青经混和、 挤压、 模压( 或振动成型) 后在24 0 030 0 0高温下形成的石墨材料。3.4半石墨化材料 h a l f -g r a p h i t i z e dm a t e r i a l石墨粉、 粒与沥青混合、 挤压( 或模压、 振动成型) 后, 经10 0 012 0 0焙烧形成的石墨材料。3.5不透性石墨 i m p e r v i o u s g r a p h i t e现行工业层面上( 即在不高的压力、 温度条件下) 不渗透液体和气体的石墨材料。 注:包括浸渍石墨、 压型( 包括挤压和模压) 石
18、墨和浇注石墨。3.6压型石墨 p r o f i l i n g i m p e r v i o u s g r a p h i t e将石墨粉与粘结剂混合后在一定压力下成型( 模压或挤压、 包括等静压) 并经固化形成的不透性石墨。3.7浸渍石墨 i m p r e g n a t e dg r a p h i t e采用浸渍工艺过程将有机或无机液体材料( 浸渍剂) 压入透性石墨材料孔隙中并使之在孔隙内固化而形成不透性石墨。 注:因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酚醛树脂浸渍的酚醛浸渍石墨, 其次还有呋喃浸渍石墨、 环氧树脂浸渍石墨、 聚四氟乙烯浸渍石墨、
19、水玻璃浸渍石墨等。3.8浸渍 i m p r e g n a t i o n用耐腐、 耐温树脂及无机物质填充石墨件中的连通开孔空隙的方法。2G B/T2 1 4 3 22 0 2 13.9浸渍剂 i m p r e g n a t i o na g e n t用于浸入炭或石墨材料孔隙中, 并通过固化工艺使炭或石墨材料不渗透的材料。3.1 0粘结剂 g r a p h i t ec e m e n t石墨粉末和树脂的混合物, 需要时添加固化剂, 改性剂等, 用于石墨材料的粘结。3.1 1渗透系数 p e r m e a b i l i t yc o e f f i c i e n tk(L)综合
20、反映材料渗透能力、 量度固体材料气体渗透性的指标。4 通用要求4.1 石墨制压力容器的材料、 设计、 制造、 检验和验收及设备出厂除应符合本标准的规定外, 还应遵守T S G2 12 0 1 6、T S G0 72 0 1 9等国家颁布的有关法律法规和安全技术规范。4.2 石墨制压力容器中的金属制受压元件应符合G B/T1 5 0.1G B/T1 5 0.4和G B/T1 5 1的有关规定; 非受压钢制零部件应符合N B/T4 7 0 0 3.1的有关规定。4.3 石墨制压力容器的制造单位应依据T S G0 72 0 1 9的有关规定建立健全质保体系并有效运行。4.4 T S G2 12 0
21、1 6管辖范围内的石墨制压力容器的制造应接受特种设备安全监察机构的监察。4.5 采用新材料、 新技术、 新工艺以及有特殊使用要求的压力容器, 与本标准的要求不一致, 或者本标准未作要求、 可能对安全性能有重大影响的, 相关单位应按T S G2 12 0 1 6中1.9的规定执行。5 材料5.1 制造石墨制压力容器的主要材料包括: 石墨材料、 粘结剂、 浸渍剂、 金属材料和密封材料。其中, 石墨材料主要是浸渍石墨和压型石墨两种不透性石墨材料。5.2 石墨制压力容器受压元件用石墨材料应遵守本标准及HG/T2 3 7 02 0 1 7的规定; 石墨制压力容器用金属材料应符合G B/T1 5 0.1、
22、G B/T1 5 0.2的规定。5.3 材料生产单位应按标准的规定向用户提供质量证明书( 原件) , 质量证明书中至少应包括标准号、规格、 炉( 批) 号、 颗粒度、 比电阻、 各项力学性能数据、 生产单位名称及检验印章等, 并在材料上做出清晰、 牢固的标志。5.4 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。5.5 用于制造压力容器的石墨材料应当进行浸渍工艺评定和复合物材料成型工艺评定, 并符合下列要求:a) 工艺评定报告和工艺评定规程应经制造单位技术负责人批准及监检人
23、员的确认;b) 用于制造石墨材料的原材料, 应当在工艺评定报告中记录其来源、 等级和质量指标;c) 浸渍工艺评定按照附录A执行, 浸渍工艺评定报告依照附录A及G B/T3 5 9 2 2如实填写;d) 对于评定合格的工艺( 包括浸渍工艺和复合物材料成型工艺) 和材料, 应定期进行验证( 每6个月至少一次) 。5.6 浸渍石墨所用的石墨化或半石墨化基体材料应符合Y B/T2 8 1 8的规定。5.7 不透性石墨材料物理力学性能应符合表1的要求, 其中不透性石墨管除应符合表1的规定外, 还应符合HG/T2 0 5 9的规定。3G B/T2 1 4 3 22 0 2 1表1 不透性石墨材料物理力学性
24、能要求项目合成树脂浸渍石墨管合成树脂浸渍石墨块合成树脂压型石墨管抗拉强度( 室温) /MP a2 61 41 0抗拉强度(2 0 5) /MP a2 11 16抗弯强度/MP a3 92 73 5抗压强度/MP a6 94 53 1热导率/ (W/mK)9 0a( 轴向)渗透系数/ (mm2/s)2.91 0-32.91 0-32.91 0-3 a仅限挤压石墨块。5.8 受压元件用粘结剂等材料应符合5.1、5.2的规定, 使用前应按附录B进行粘结工艺评定, 评定合格后方可使用。石墨粉+酚醛树脂粘结剂力学性能应当符合表2的要求。自行配制的石墨粘结剂, 配制用的有关主要原材料应符合5.1、5.2的
25、规定, 制造单位需将原材料的牌号和批号等信息、 使用部位和粘结效果以及试样测试的数据等如实记录、 签字, 连同粘结工艺评定资料一起归档。表2 石墨粉+酚醛树脂粘结剂力学性能项 目指 标浸渍石墨间粘结抗拉强度( 常温) /MP a1 3.0浸渍石墨间粘结抗拉强度(2 0 5) /MP a6.0浸渍石墨间粘结抗剪强度/MP a1 2.0浇铸件抗拉强度/MP a1 4.0浇铸件抗压强度/MP a6 0.05.9 石墨材料浸渍剂宜选用酚醛树脂, 选用其他浸渍剂时, 其性能应符合表1、 表2的规定。具体物理力学性能指标应由工艺评定确定。外购酚醛树脂浸渍剂应符合5.1、5.2的规定。自行制造的酚醛树脂浸渍
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