GB/T 16702.3-2025 压水堆核电厂核岛机械设备设计规范 第3部分：2级设备
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资料介绍
ICS 27. 120.20 CCS F 69
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 16702.3—2025部分代替 GB/T 16702—2019
压水堆核电厂核岛机械设备设计规范
第 3 部分:2 级设备
Design specification formechanicalcomponentsin nuclearisland ofpressurized
waterreactornuclearpowerplants—Part3:Class2 components
2025-02-28发布 2025-02-28实施
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发
布
GB/T 16702.3—2025
目 次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 通则 2
4. 1 设备及管道的部件和附件的边界 2
4. 2 文件 6
4. 3 标识 6
5 材料 8
5. 1 概述 8
5. 2 材料的选用 8
5. 3 晶间腐蚀敏感性 13
5. 4 奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢及镍-铬-铁合金的钴含量 14
5. 5 内部构件的分类(结构类别) 14
6 设计 15
6. 1 设计规则 15
6. 2 容器设计规则 :第一种方法 23
6. 3 容器设计规则 :第二种方法 86
6. 4 泵的设计 129
6. 5 阀门通用规则 159
6. 6 管道设计 188
7 制造及其检验 228
7. 1 概述 228
7. 2 制造与检验的初步文件和要求 228
7. 3 制造工艺 228
7. 4 焊接相关技术要求 229
8 压力试验 230
8. 1 概述 230
8. 2 水压试验 230
8. 3 阀门的附加试验要求 234
8. 4 气压试验 235
9 超压保护 236
Ⅰ
GB/T 16702.3—2025
9. 1 一般规则 236
9. 2 超压分析报告 239
9. 3 排量要求 240
9. 4 直接式压力限制装置的整定压力 241
9. 5 压力释放阀的设计和运行技术要求 242
9. 6 非重闭式压力释放装置 247
9. 7 排量的确定 247
参考文献 248
Ⅱ
GB/T 16702.3—2025
前 言
本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。
本文件是 GB/T 16702《压水堆核电厂核岛机械设备设计规范》的第 3 部分 。 GB/T 16702 已经发布了以下部分 :
— 第 1部分 :总则 ;
— 第 2部分 :1 级设备 ;
— 第 3部分 :2 级设备 ;
— 第 4部分 :3 级设备 ;
— 第 5部分 :小型设备 ;
— 第 6部分 :堆内构件 ;
— 第 7部分 :设备支承 ;
— 第 8部分 :低压或常压储罐 。
本文件代替 GB/T 16702—2019《压 水 堆 核 电 厂 核 岛 机 械 设 备 设 计 规 范》的 第 6 章 2 级 设 备 。 与GB/T 16702—2019中第 6章相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :
— 增加了术语和定义(见第 3 章) ;
— 增加了 “设备及管道的部件和附件的边界 ”,对 2 级设备及管道部件和附件之间的边界进行了详细规定(见 4. 1) ;
— 更改了部分 “采用的材料标准 ”,采纳了两条技术路线统一中所进行的材料标准统一以及材料牌号统一的成果(见 5. 2,2019年版的 6. 2) ;
— 更改了工况分类描述(见 6. 1. 2,2019年版的 6. 3. 1. 2) ;
— 增加了“T级准则 ”(见 6. 1. 4. 7) ;
— 增加了快开封盖相关要求(见 6. 2. 2. 5) ;
— 增加了 “确定最大设计压力的验证试验 ”(见 6. 1. 8) ;
— 将 “超压保护报告 ”更改为 “超压分析报告 ”(见 9. 2,2019年版的 6. 6. 2) ;
— 增加了 “报告的归档 ”(见 9. 2. 5) ;
— 更改了对“排量的确定 ”的相关要求(见 9. 7,2019年版的 6. 6. 7) 。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。
本文件由全国核能标准化技术委员会(SAC/TC58)提出并归 口 。
本文件起草单位 : 中国核电工程有限公司 、中国核动力研究设计院 、上海核工程研究设计院股份有限公司 、中广核工程有限公司 、生态环境部核与辐射安全中心 、中机生产力促进中心 、上海电气核电集团有限公司 、核工业标准化研究所 。
本文件主要起草人 :左树春 、曲昌明 、王艳苹 、孟祥盖 、张耀春 、黄宗仁 、郭利峰 、周全 、冉小兵 、孙占 、孙英学 、郑越 、王振锋 、范章 、朱 京 梅 、张 卫 、孙 佳 丽 、李 冬 慧 、刘 翠 波 、张 志 明 、李 栋 梁 、张 吉 来 、牛 艳 颖 、赵自奕 、徐小刚 、董 安 、王 春 明 、李 唤 鸣 、李 柄 锦 、郑 光 耀 、吴 炳 洋 、郑 斌 、陈 朗 、谭 鹏 程 、黄 庆 、顾 春 辉 、兰银辉 、王丙鸿 、马国顺 、孙奕昀 、文静 、李海龙 、凌礼恭 、盛朝阳 、宿希慧 、李璎珂 、吴飞飞 、李茳 。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :
— 1996年首次发布为 GB/T 16702—1996,2019年第一次修订 。
— 本次为第二次修订 。将其拆分为 8个部分 ,本文件编号调整为 GB/T 16702. 3—2025。
Ⅲ
GB/T 16702.3—2025
引 言
GB/T 16702《压水堆核电厂核岛机械设备设计规范》是压水堆核电厂核岛机械设备设计通用技术标准 ,是贯彻我国核安全法规精神 ,积极推进压水堆核电厂核岛机械设备标准技术路线统一 ,促进压水堆核岛机械设备自主设计及国产化进程而制定相关标准中的重要组成部分 。GB/T 16702是指导我国压水堆核电厂核岛机械设备设计活动的基础性和通用性的标准 ,拟由八个部分构成 。
— 第 1部分 :总则 。 目的在于规定压水堆核电厂核岛机械设备设计需要遵守的总体要求及与其他部分配套使用的附录 。
— 第 2部分 :1 级设备 。 目的在于规定 1 级承压设备的材料 、设计 、制造 、检验 、压力试验及超压保护等设计中所需遵守的要求 。
— 第 3部分 :2 级设备 。 目的在于规定 2 级承压设备的材料 、设计 、制造 、检验 、压力试验及超压保护等设计中所需遵守的要求 。
— 第 4部分 :3 级设备 。 目的在于规定 3 级承压设备的材料 、设计 、制造 、检验 、压力试验及超压保护等设计中所需遵守的要求 。
— 第 5部分 :小型设备 。 目的在于规定小型承压设备的材料 、设计 、制造 、检验 、水压试验及泵的鉴定及验收试验等设计中所需遵守的要求 。
— 第 6 部分 :堆内构件 。 目 的在于规定堆内构件的材料 、设计 、制造 、检验等设计中所需遵守的要求 。
— 第 7部分 :设备支承 。 目 的 在 于 规 定 压 水 堆 核 电 厂 核 岛 机 械 设 备 支 承 的 设 计 中 所 需 遵 守 的要求 。
— 第 8部分 :低压或常压储罐 。 目的在于规定低压或常压储罐的材料 、设计 、制造 、检验及水压试验等设计中所需遵守的要求 。
GB/T 16702(所有部分)与 NB/T 20001~NB/T 20009系列标准一起构成适用于我国的压水堆核电厂核岛机械设备设计 、制造的技术标准体系 。该标准体系立足于自主核电工程经验 , 吸纳核岛机械设备标准技术路线统一研究成果 ,符合我国核电监管体系要求和工业基础 ,是规范和指导我国压水堆核电厂核岛机械设备设计 、制造等相关活动的重要依据 。
本文件重点考虑了 2 级承压设备的设计原则 ,增加了特殊部件及结构的设计要求 ,更新了材料标准号 ,从而完善了 2 级承压设备的材料 、设计 、制造 、检验 、压力试验及超压保护等设计中所需遵守的要求 。本文件与 GB/T 16702. 1—2025配套使用 。
Ⅳ
GB/T 16702.3—2025
压水堆核电厂核岛机械设备设计规范
第 3 部分:2 级设备
1 范围
本文件规定了压水堆核电厂核岛机械设备中 2 级承压设备的材料 、设计 、制造 、检验及超压保护等要求 ,描述了相应的试验 。
本文件适用于 GB/T 16702. 1—2025 中第 5 章所规定的 2 级承压设备及其零部件的设计 。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;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 。
GB/T 150. 3—2024 压力容器 第 3部分 :设计
GB/T 151 热交换器
GB/T
16702. 1—2025
压水堆核电厂核岛机械设备设计规范
第 1部分 :总则
GB/T
16702. 2—2025
压水堆核电厂核岛机械设备设计规范
第 2部分 :1 级设备
GB/T
16702. 7—2025
压水堆核电厂核岛机械设备设计规范
第 7部分 :设备支承
NB/T 20001—2023 压水堆核电厂核岛机械设备制造规范
NB/T
20002. 1—2021
压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范
第
1部分 :通用要求
NB/T
20002. 5—2013
压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范
第
5部分 :制造车间评定
NB/T
20002. 6—2021
压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范
第
6部分 :产品焊接
NB/T 20002. 7 压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范 第 7部分 :耐磨堆焊
NB/T 20003 核电厂核岛机械设备无损检测
NB/T 20004 核电厂核岛机械设备材料理化检验方法
NB/T 20005. 1 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 1部分 :1、2、3 级设备用锻 、轧件
NB/T 20005. 5 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 5部分 :1、2、3 级承压铸件
NB/T 20005. 7 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 7部分 :1、2、3 级设备用钢板
NB/T 20005. 9 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 9部分 :2、3 级设备用无缝钢管
NB/T 20005. 10 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 10部分 :用填充金属焊接的 2、3 级设备用钢管
NB/T 20005. 12 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 12部分 :主蒸汽管道用无缝钢管
NB/T 20005. 13 压水堆核电厂 用 碳 钢 和 低 合 金 钢 第 13部 分 : 2、3 级 热 交 换 器 传 热 管 用 无 缝钢管
NB/T 20005. 14 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 14部分 :2、3 级对焊无缝管件
NB/T 20005. 15 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 15部分 :用填充金属焊接的 2、3 级管件
NB/T 20005. 16 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第 16部分 :主蒸汽管道用弯头
NB/T 20007. 1 压水堆核电厂用不锈钢 第 1部分 :1、2、3 级设备用奥氏体不锈钢锻件
NB/T 20007. 5 压水堆核电厂用不锈钢 第 5部分 :1、2、3 级设备用奥氏体不锈钢板
1
GB/T 16702.3—2025
NB/T 20007. 8 压水堆核电厂用不锈钢 第 8部分 :1、2、3 级设备用奥氏体不锈钢无缝钢管
NB/T 20007. 9 压水堆核电厂用不锈钢 第 9部分 :1、2、3 级奥氏体不锈钢对焊无缝管件
NB/T 20007. 10 压水堆核电厂 用 不 锈 钢 第 10部 分 : 1、2、3 级 热 交 换 器 用 奥 氏 体 不 锈 钢 无 缝钢管
NB/T 20007. 11 压水堆核电厂用不锈钢 第 11部分 :用填充金属焊接的 1、2、3 级奥氏体对焊不锈钢钢管
NB/T 20007. 12 压水堆核电厂用不锈钢 第 12部分 :用填充金属焊接的 1、2、3 级奥氏体不锈钢管件
NB/T 20007. 14 压水堆核电厂用不锈钢 第 14部分 :1、2、3 级设备用奥氏体不锈钢棒材和型材
NB/T 20007. 16 压水堆核电厂用不锈钢 第 16部分 :2、3 级马氏体不锈钢锻件
NB/T 20007. 18 压水堆核电厂用不锈钢 第 18部分 : 2、3 级辅助泵驱动轴用马氏体不锈钢锻 、轧件
NB/T 20007. 19 压水堆核电厂用不锈钢 第 19部分 :1、2、3 级马氏体不锈钢承压铸件
NB/T 20007. 20 压水堆核电厂用不锈钢 第 20部分 :泵用马氏体不锈钢 A、B、C类非承压铸造内件
NB/T 20007. 23 压水堆核电厂用不锈钢 第 23部分 :1、2、3 级奥氏体-铁素体不锈钢承压铸件
NB/T 20007. 25 压水堆核电厂用不锈钢 第 25部分 :泵用奥氏体-铁素体不锈钢 A、B、C类非承压铸造内件
NB/T 20008. 4 压水堆核电厂用其他材料 第 4部分 :1、2、3 级设备用镍-铬-铁合金锻 、轧件
NB/T 20008. 11 压水堆核电厂用其他材料 第 11部分 : 支承件及连接件用锻轧棒
NB/T 20008. 13 压水堆核电厂用其他材料 第 13部分 :1、2、3 级螺柱 、螺栓 、螺钉 、螺杆和螺母NB/T 20009 压水堆核电厂用焊接材料
NB/T 20010. 9 压水堆核电厂阀门 第 9部分 :产品出厂检查与试验
NB/T 20036. 6 核电厂能动机械设备鉴定 第 6部分 : 阀门组件鉴定
ASME B16. 5—2017 管法兰和法兰 管 件(NPS1/2~ NPS24)[Pipe Flanges and Flanged Fittings (NPS1/2Through NPS24Metric/Inch Standard)]
ASME B16. 9 工厂制造的锻轧制对接焊管配件(Factory-Made WroughtButtwelding Fittings) ASME B16. 11 插套焊和螺纹连接的锻制管件(Forged Fittings,Socket-Welding and Threaded) ASME B16. 25 对接焊端 (Buttwelding Ends)
ASME B16. 47 大 直 径 管 钢 制 法 兰(NPS26~ NPS60) [Large Diameter Steel Flanges (NPS 26 Through NPS 60 Metric/Inch Standard)]
ASME B36. 10M 碳钢 、低合金钢管 (Welded and Seamless WroughtSteelPipe)
ASME B36. 19M 不锈钢管 (Stainless SteelPipe)
3 术语和定义
GB/T 16702. 1—2025界定的术语和定义适用于本文件 。
4 通则
4. 1 设备及管道的部件和附件的边界
4. 1. 1 部件的边界
设备设计规范书应规定部件与所连接的管道或其他部件的边界范围 。容器 、储罐 、泵或阀门等的边
2
GB/T 16702.3—2025
界不近于下列边界 :
a) 焊接连接的第一道环向接头坡口端面(连接焊缝应认为是管道的一部分) ;
b) 法兰连接的第一个法兰面(螺栓认为是管道的一部分) ;
c) 螺纹连接的第一个螺纹接头 。
4. 1.2 部件与附件的边界
4. 1.2. 1 附件
附件是指与部件承压部分的内部或外部接触或相连接的元件 。 附件按承压功能分为具有承压功能的附件和无承压功能的附件 ,按结构性功能分为具有结构性功能的附件和非结构性功能附件 。有承压功能的附件包括 :压力边界加强件 、支路管道及容器开孔补强 。没有承压功能的附件包括 : 阀门导套 、热套管及旋转叶片 、部件支撑载荷路径物项 ,如容器鞍式支座 、支承件和抗剪吊耳 、托架 、管夹 、耳轴 、裙座及支承载荷路径上的其他物项 。
结构性功能附件执行承压功能 ,或作为部件载荷支承件 。非结构功能附件不执行承压功能 ,也不作为部件支承载荷路径 ,包括铭牌 、保温层支撑 、定位块和起吊用的吊耳 。
4. 1.2.2 管辖界限
设备设计规范书规定的承压部件与附件之间的管辖界线不应近于下列 a) ~ g) 规定的部件承压边界之内 。 图 1~ 图 3详细说明了本文件的边界和建造要求 。
a) 使用铸造或锻造的方法与部件连接在一起的附件以及在部件表面的堆焊都应认为是部件的 一部分 。
b) 有承压功能的附件 、焊缝和紧固件应认为是部件的一部分 。
c) 除了以下 d)和 e)的规定外 ,承压部件和非承压功能的附件之间的边界应为部件的表面 。
d) 如非承压结构附件与部件的第一条焊缝位于该部件承压部分的 2t及以内(t是承压材料的名义厚度) ,则该条焊缝 应 认 为 是 该 部 件 的 一 部 分 。 如 上 述 焊 缝 位 于 该 部 件 承 压 部 分 的 2t之外 ,则该条焊缝应认为是附件的一部分 。
e) 焊接非结构附件与部件的第一道连接焊缝应认为是附件的一部分 。部件承压部分 2t及以内的第一条焊缝应满足非承压附件与承压部件的焊接要求 。
f) 用于连接非承压附件到部件的机械紧固件应认为是附件的一部分 。
g) 当设计文件有规定时 ,边界可设置于离上述 a) ~f)定义的部件承压部位更远的位置 。
3
GB/T 16702.3—2025
a) 示意图一 b) 示意图二
这些草图是表示管辖范围上的概念 ,而不应认为是推荐图 。
注 : 如果附件是一种中间元件(仅用于承受假想的丧失 压 力 边 界 完 整 性 所 引 起 的 动 载 荷 的 构 件) 则 它 的 材 料 、设 计和连接不属于 GB/T 16702(所有部分)管辖范围 。
a 部件应符合本文件的要求 。
b 部件的承压部位 。
c 管辖界线(粗线条) 。
d 铸造或锻造附件或堆焊层应符合本文件的要求 。
e 离部件承压部位大于 2t的焊接或附件可用 GB/T 16702. 7 的设计规则代替本文件的设计规则 。
f 离设备承压部位小于或等于 2t的第一道连接焊缝应符合本文件的要求 。
g 离设备承压部位 2t以上或超过第一道连接焊缝 , 附件应符合 GB/T 16702. 7 的要求 。
h 支承的 、夹紧的或紧固的附件应符合 GB/T 16702. 7 的要求 。
i 附件的连接应符合 GB/T 16702. 7 的要求 。
j 离设备承压部位小于或等于 2t时 , 附件与部件的相互作用应依据符合本文件要求考虑 。
k 钻孔应符合本文件的要求 。
图 1 在部件承载路径上不执行承压功能的附件
4
GB/T 16702.3—2025
a) 示意图一 b) 示意图二
这些草图是表示管辖范围上的概念 ,而不应认为是推荐图 。
a 部件应符合本文件的要求 。
b 部件的承压部位 。
c 管辖界线(粗线条) 。
d 铸造或锻造的附件或堆焊层应符合本文件的要求 。
e 离部件承压部位等于或小于 2t时 ,第一道焊接非结构附件的材料应符合附件焊接的要求 ;设计不属于本文件管辖范围 。
f 离部件承压部位等于或小于 2t的第一道连接焊缝应符合附件焊接的要求 。
g 离部件承压部位 2t以上时 ,非结构附件不属于本文件管辖范围 。
h 支承的 、夹紧的或紧固的非结构附件不属于本文件管辖范围 。
i 非结构附件的连接不属于本文件管辖范围 。
j 离部件承压部位等于或小于 2t时 ,应计及部件与非结构附件的相互作用 。
k 钻孔应符合本文件的要求 。
图 2 不执行承压功能而且不在部件支承载荷路径上的附件(非结构附件)
5
GB/T 16702.3—2025
a) 示意图一 b) 示意图二
a 部件应符合本文件的要求 。
b 部件的承压部位 。
c 管辖界线(粗线条) 。
d 铸造或锻造附件或堆焊层应符合本文件的要求 。
e 焊接附件应符合本文件的要求 。
f 支承的 、夹紧的或紧固的连接件应符合本文件的要求 。
g 钻孔应符合本文件的要求 。
图 3 执行承压功能的附件
4.2 文件
文件按照 GB/T 16702. 1—2025 中第 6章的要求执行 。
4.3 标识
4.3. 1 零部件标识制度的目的
标识是在设备零件 或 焊 接 接 头 和 与 其 相 关 的 一 套 文 件 之 间 建 立 明 确 联 系 的 识 别(设 备 可 追 溯)制度 。
4.3.2 标识制度与生产管理方法相适应
标识程序应与零件或焊缝采用的管理方法类型相匹配 : 单件物项控制时 , 每一物项用一个标识编号 ;按批控制时 ,每批采用一个标识编号 。
4.3.3 标识的方法
用于标识部件的方法包括 :
— 永久性标记(包括钢印 、划线等) ;
6
GB/T 16702.3—2025
— 临时标记法(用油墨 、油漆等) ;
— 标签法 ;
— 工序记录卡 。
为保证达到 4. 3. 1 的目的 ,应规定标识方法和编制标识规程 。
4.3.4 标识资料的类型
本文件不要求将任何零件或焊缝的原始资料(如炉号 、批号 、热处理号及焊工号等)标记或写在物项自身 、标签或工序记录卡上 。但是 ,采用的标记或代号应能清楚地查找到生产管理所需文件 。
当部件被分成一批或几批制造时(例如热处理) ,则不需要在每个部件上标出原始的批号 ,只要按新的标识制度能准确地查找到该部件原来的标识即可 。
4.3.5 重新标识
如果标识代号在加工中被除掉或抹去 , 制造商应在该零件的另一适当部位 , 重新打上标记或贴上标签 。
属于同一批的机加工件 ,每次加工后 ,不必要重新做标记 ,只要 :
— 制造程序能将各批次完全分开 ;
— 对废品应立即标上清晰的去不掉的标记 。
对于钢板 ,其轧制方向对以后的制造或试验(如试验块的切取)有重要意义时 ,则应在该工件上给出轧制方向 。
余料应按其用途做标识 。
4.3.6 标记方法
采用的具体标记方法应符合 NB/T 20001—2023及技术文件的规定 。
4.3.7 焊缝位置标记
4.3.7. 1 用于各种设备的规则
应采用下列方法确定焊缝及其文件记录之间的明确关系 。
a) 与母材磨平的焊缝 :对环缝 ,焊前应在母材上标识出 4个互成 90°的标记以指出焊缝接合面的位置 。这些标记放在焊缝两边并与焊缝等距 ,对纵缝可放在焊缝的两端 。这些标记的位置宜距焊接坡口至少 80 mm。但是 ,如果参考标记的位置及其距坡口的准确值已表示在图纸上或规程中 ,并且在标识起始处用箭头指出了焊缝相对于参考标记的位置时 ,则焊接接头可由仅在焊缝一边的参考标记来标记 。
b) 经射线照相检验过的承压设备焊缝 : 应在每条焊缝上给出作为参考基准的参考点,包括标记射线底片的位置 。在没有对射线底片采用位置标记时 ,则应在参考点附近标记其他符号 ,记录指示方向 。
4.3.7.2 用于辅助管道的规则
包括与母材磨平并要 求 射 线 照 相 的 所 有 管 道 焊 缝 , 均 应 采 用 在 管 道 安 装 后 可 见 的 标 识 编 号 予 以标记 。
标识编号应按等轴图来规定 ,标识编号应被蚀刻在距焊接坡口至少 40 mm 的母材金属上 。这个距离可能在某些情况不能实现 ,如观察不到标识编号 ,或导致其他问题 ,或使标识编号模糊不清等 ,这时标识编号应距焊接坡口尽可能远些 。
7
GB/T 16702.3—2025
在焊接操作前应进行标记 ,参考标记也应放在标识编号附近 。
与母材磨平的焊缝的编号应位于距焊接坡口不小于 80 mm 处 。
承包商应规定标记规程 。这个规程对所有的制造商都是强制性的 , 以保证对所有被安装的各种零件标识代号的一致性 。
4.3.7.3 其他设备的标识规则
包括与母材金属间磨平及要求射线照相的所有承压焊缝 ,均应采用标识编号进行标记 。
在制造商的文件中应给出全部标识编号 。若由于技术上的原因 ,需要移走或去除这些标记 ,则这些标记的原始位置与在设备上规定位置的关系能由图纸上得到 。
在某些焊接接头上可用样板来重新确定标记的位置 ,特别是作为上述图纸的一种替代方法 。
5 材料
5. 1 概述
本章规定了 2 级设备零件和制品制造中所用材料的选择和使用要求 。
5.2 材料的选用
2 级 设 备 零 部 件 的 选 材 应 按 0 的 规 定 并 满 足 GB/T 16702. 1—2025 中 附 录 M 的 要 求 , 材 料 牌号 应 在 设 备 设 计 规 范 书 中 给 出 , 设 计 使 用 的 材 料 的 物 理 及 力 学 性 能 应 根 据 GB/T 16702. 1—2025中 附 录 A 确 定 。 2 级 设 备 零 件 和 制 品 制 造 中 所 用 焊 材 应 符 合 相 应 的 NB/T 20009 的 要 求 。
当材料标准中涉及几个 级 别 时 , 所 有 承 压 边 界 部 件 材 料 应 采 用 相 应 材 料 标 准 中 对 2 级 材 料 的 要求 ,非承压部件材料也 应 采 用 相 应 材 料 标 准 中 2 级 材 料 的 要 求 , 除 非 表 1“标 准 编 号 ”一 栏 特 别 注 明(3级)或材料标准中另有规定 。
设备设计温度大于等于 250℃时 ,其承压边界部件材料应进行高温拉伸试验 ,试验温度按材料标准的规定或者设备设计规范书的规定 。设备设计温度低于 250℃时 ,应根据所用钢号和/或具体承受的应力 ,可在设备设计规范书中规定进行高温拉伸试验的要求 。
当设备部件材料采用 新 的 制 造 方 法 或 采 用 新 材 料 时 , 应 按 GB/T 16702. 1—2025 中 附 录 M 进 行评定 。
表 1 适用的材料标准
设备 、零件名称
标准编号
阀门和配件 — 承压件
阀体 、阀盖
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 5
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 23
8
GB/T 16702.3—2025
表 1 适用的材料标准 (续)
设备 、零件名称
标准编号
阀门和配件 — 承压件
阀瓣 、阀座 、接管 、弹簧箱
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 5
NB/T 20005. 7
NB/T 20005. 9
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 14
NB/T 20007. 16
NB/T 20007. 19
NB/T 20007. 23
NB/T 20008. 4
NB/T 20008. 11
紧固件
NB/T 20008. 4
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
阀杆
NB/T 20008. 4
NB/T 20008. 11
法兰与相配法兰
NB/T 20005. 1
NB/T 20007. 1
阀门和配件 — 非承压件
阀销 、操纵杆 、阀臂
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 5
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 14
NB/T 20007. 23
NB/T 20008. 11
辅助泵承压件
泵体构件(泵壳 、泵盖 、冷却密封轴垫圈或筒体等)
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 5
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 16
NB/T 20007. 19
NB/T 20007. 23
9
GB/T 16702.3—2025
表 1 适用的材料标准 (续)
设备 、零件名称
标准编号
法兰 、相配法兰和接管
NB/T 20005. 1
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 14
NB/T 20007. 23
紧固件
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
管道
NB/T 20005. 9
NB/T 20005. 10
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 11
定子衬套
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 14
辅助泵非承压件
叶轮
NB/T 20007. 20
NB/T 20007. 25
轴
NB/T 20007. 18
导叶
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 16
NB/T 20007. 20
NB/T 20007. 25
容器承压件
壳体和封头用钢板
NB/T 20005. 7
NB/T 20007. 5
人孔(接管与封盖)
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 7
NB/T 20005. 9
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 14
封头用锻件
NB/T 20005. 1
NB/T 20007. 1
其他锻件
NB/T 20005. 1
NB/T 20007. 1
螺栓紧固件
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
10
GB/T 16702.3—2025
表 1 适用的材料标准 (续)
设备 、零件名称
标准编号
容器非承压件
裙座用钢板
NB/T 20005. 7(3级)
NB/T 20007. 5(3级)
热交换器承压件
管板
NB/T 20005. 2
NB/T 20007. 1
法兰和配合法兰
NB/T 20005. 1
NB/T 20007. 1
接管
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 9
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 14
壳体弯头
NB/T 20005. 7
NB/T 20007. 5
热交换器壳体用钢板
NB/T 20005. 7
NB/T 20007. 5
壳体用无缝管
NB/T 20005. 9
NB/T 20007. 8
管束
NB/T 20005. 13
NB/T 20007. 10
管子和配件
NB/T 20005. 9
NB/T 20007. 8
封头
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 7
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
紧固件
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
热交换器非承压件
裙座用钢板
NB/T 20005. 7
(3级)
NB/T 20007. 5
(3级)
11
GB/T 16702.3—2025
表 1 适用的材料标准 (续)
设备 、零件名称
标准编号
过滤器承压件
壳体
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 8
封头
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
顶盖和法兰用环与盲板
NB/T20007. 1
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 14
接管
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 14
紧固件
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
不锈钢辅助管道承压件
管子
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 11
管子配件和节流孔板
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 5
NB/T 20007. 8
NB/T 20007. 9
NB/T 20007. 11
NB/T 20007. 12
NB/T 20007. 14
紧固件
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
堆芯测量部件承压件
导向管
NB/T 20007. 8
堆芯测量部件非承压件
套筒盖
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 14
调整塞
NB/T 20007. 1
NB/T 20007. 14
套管
NB/T 20005. 9
NB/T 20005. 12
12
GB/T 16702.3—2025
表 1 适用的材料标准 (续)
设备 、零件名称
标准编号
二回路碳钢辅助管道承压件
管道
NB/T 20005. 9
NB/T 20005. 12
管道配件
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 14
主蒸汽系统用弯头
NB/T 20005. 16
锻件
NB/T 20005. 1
其他碳钢辅助管道承压件
管道
NB/T 20005. 9
NB/T 20005. 10
管道配件
NB/T 20005. 1
NB/T 20005. 14
NB/T 20005. 15
钢板
NB/T 20005. 7
弯管
NB/T 20005. 9
紧固件
NB/T 20008. 11
NB/T 20008. 13
锻件
NB/T 20005. 1
5.3 晶间腐蚀敏感性
5.3. 1 设备按晶间腐蚀敏感性的分组规则
本章中涉及的奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体不锈钢设备及其零部件对晶间腐蚀的敏感性 ,根据其所用材料类型(板材 、管材 、锻件 、铸件等)厚度及制造工艺按下述要求进行分组 。
a) 1组 :在使用中要考虑晶间腐蚀的危险 ,材料在固溶处理后 ,在制造过程中要进行焊接 、热加工或热处理(425 ℃以上) ,但随后不再进行固溶处理(铸件的焊补应视为焊接操作) 。
b) 1a组 :在使用中要考虑晶间腐蚀的危险 ,材料在固溶处理后 ,在制造过程中只进行焊接(焊接接头厚度等于或小于 3 mm) 。
c) 2组 :在使用中要考虑晶间腐蚀的危险 ,材料在固溶处理后既不进行焊接 ,也不进行热加工或热处理(425 ℃以上) 。
对于本章中 2 级设备 , 即使晶间腐蚀可能只是偶然发生 ,也应计及其危险 。
5.3.2 要求
5.3.2. 1 钢种的选择
根据上述要求 ,奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体不锈钢的使用满足下述规定 。
a) 1组 :应采用含钼或不含钼的超低碳奥氏体不锈钢 , 以及用铌或钛稳定化的奥氏体不锈钢 。
此外 ,具有附加要求的下列钢号也可采用 。
13
GB/T 16702.3—2025
超低碳并控制氮含量的含钼或不含钼的奥氏体不锈钢 ,例如 :
— 026Cr19Ni10N;
— 026Cr18Ni12Mo2N。
碳含量不大于 0. 040% ,铁素体含量为 12% ~ 20%(用 Schaeffer图测定) 的含钼或不含钼的奥氏体-铁素体不锈钢铸件 ,例如 :
—ZG04Cr20Ni9;
—ZG04Cr19Ni10Mo2。
b) 1a组 :可采用 1组用的不锈钢和低碳奥氏体不锈钢如 05Cr19Ni10和 05Cr17Ni12Mo2。
c) 2组 :可采用 1组和 1a组用的不锈钢以及 06Cr19Ni10和 06Cr17Ni12Mo2。
注 : 5. 3. 2. 1 中不锈钢类型的分类方法见 NB/T 20004。
5.3.2.2 晶间腐蚀敏感性的检验
除非材料标准或设备设计规范书另有规定 ,对于 1 组和 1a组的材料 ,熔炼分析碳含量在下列情况下要求做晶间腐蚀试验 :
a) 碳含量大于 0. 030%的奥氏体不锈钢 ;
b) 碳含量大于 0. 035%的控氮奥氏体不锈钢 ;
c) 碳含量大于 0. 040%的奥氏体-铁素体不锈钢铸件 。
这些要求在相应采购技术规格书中给出 。
晶间腐蚀试验方法见 NB/T 20004。
5.4 奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢及镍-铬-铁合金的钴含量
5.4. 1 概述
本章包括的设备 ,按照 5. 4 的要求执行 ,若有专用技术要求的 ,应按专用技术要求执行 。
5.4.2 材料标准包括的零件
对于材料标准包括的零件 ,采购技术规格书中应对钴含量做出规定 。
5.4.3 其他零件
对反应堆冷却剂压力边 界 内 的 设 备 及 与 冷 却 剂 接 触 的 表 面 积 大 于 或 等 于 1 m2 的 非 承 压 内 部 构件 ,按熔炼分析确定的钴含量应不大于 0. 20% , 目标值不大于 0. 10% 。
对与冷却剂接触的表面积小于 1 m2 的非承压零件 ,不需要检验钴含量 。
5.5 内部构件的分类(结构类别)
5.5. 1 分类目的
泵内部构件为非承压件 ,根据构件的圆周速度可分为 A、B、C 三类 ,其中 A 和 B 又可分为 A1 、A2和 B1 、B2 。不同类别的构件对材料的要求不同 ,尤其是材料标准中规定的无损检测要求 。
5.5.2 基本参数
泵内部构件分类考虑了两个参数 :
a) 对应于正常运行速度的最大圆周速度 U2 (m/s) ;
b) 转子的细长比 ,定义为转子出口处通道的宽度 B2 (mm)与转子外径 D2 (mm) ,之比(增压泵转子的细长比大于 0. 12) 。
14
GB/T 16702.3—2025
参数说明详见图 4。
注 : 尺寸为机加工后状态 。
a) 单吸叶轮
b) 双吸叶轮
图 4 泵内部构件分类基本参数
5.5.3 分类准则
结构类别分类准则见表 2。
表 2 建造类别分类准则
细长比
U2 圆周速度 m/s
U2<30
30≤ U2<60
U2 ≥60
e≤0. 12
C
B1
A2
e>0. 12
B2
A2
扩散器的分类与相应转子分类相同 。
其他内部构件的分类(如蜗壳 、回流导叶等)在设备设计规范书中规定 ,一般与相应转子分类相同 。由上述准则确定的无损检测要求在相应采购规格书中规定 。
6 设计
6. 1 设计规则
6. 1. 1 一般规则
6. 1. 1. 1 通用要求
本章对承压设备尺寸的确定以及在设备设计规范给定载荷作用下的性能分析做了规定 。
这些规则主要是对压力边界的要求 , 因此 ,这些规则不保证某些类型的设备(特别是有运动部件的设备 ,如泵 、阀门)在任何条件下都具有良好的运行性能 。
各类设备的专用设计规则见 6. 2~ 6. 6。
15
GB/T 16702.3—2025
6. 1适用于所有的设备 。如 6. 1 与某一设备的专用规则相矛盾时 ,应采用后者 。
对于根据 6. 1. 1. 2判断承受高循环载荷的设备 ,应使用 6. 2 的规则进行设计 。否则除非设备设计规范书有明确的规定 ,可使用 6. 2 的规则 ,也可使用 6. 3 的设计规则 。
6. 1. 1.2 显著疲劳风险判定准则
如按照下述 a) ~ c)计算得到温度和压力交变循环等效循环次数大于参考循环次数的 2 级设备 ,则判定该设备承受高循环载荷 。
推荐的参考循环次数是 10 000。
当 a+b+c>10 000时 ,判定该设备承受高循环载荷 ,存在疲劳风险 。
式中 :
a— 根据下述 a)得到的压力交变量的有效次数 ;
b— 根据下述 b)得到的温度交变量的有效次数 ;
c— 根据下述 c)得到的温度交变量的有效数 。
a) 压力交变量的有效次数是由给定交变幅度的压力变化次数乘以应用系数 ,该系数是交变幅度的函数 ,见表 3。然后将所得各交变量的结果相加 。
表 3 与交变幅度有关的应用系数
压力交变量 ,ΔP
(表示为设计压力的百分数 , %)
应用系数
ΔP≤20
0
20<ΔP≤40
0. 05
40<ΔP≤60
0. 2
60<ΔP≤80
0. 5
80<ΔP≤100
1
b) 温度交变量的有效次数是由给定交变幅度的温度变化次数乘以应用系数 ,该系数是交变幅度的函数 ,见表 4。然后将所得各交变量的结果相加 。
表 4 与交变幅度有关的应用系数
温度交变量 ,ΔT
( ℃ 或带有修正系数的 ℃/h)
应用系数
ΔT≤25
0
25<ΔT≤50
0. 2
50<ΔT≤100
2
100<ΔT≤150
5
150<ΔT≤200
15
200<ΔT≤250
30
ΔT>250
40
当使用表 4 时 ,温度交变量应取用下述两值中的较小者 :
— 所考虑循环周期内温度交变范围 ;
16
GB/T 16702.3—2025
— 所考虑循环周期内平均温度交变速率 ℃/h乘以表 5所列系数 。
表 5 平均温度交变速率相关系数
设定壁厚 ,e/mm
平均温度交变速率相关系数
e≤10
0. 01
10
0. 05
20
0. 2
50
0. 5
e>100
1
热交换器一 、二次侧的温度交变量应分别计算 ,仅对交界面应相加 。
对于在不同温度下同时承受不同相态的设备 ,应计及这些相态之间温差的变化 。
c) 当设备上有着连接不同热胀系数的零件的焊缝时 ,其温度交变量的有效数是由给定交变幅度的温度变化数乘以应用系数 ,该系数是交变幅度的函数 ,见表 6。然后将所得各交变量的结果相加 。
表 6 不同热胀系数的焊缝与交变幅度有关的应用系数
温度交变量 ,ΔT/℃
应用系数
ΔT≤50
0
50<ΔT≤100
0. 2
100<ΔT≤150
0. 8
150<ΔT≤200
2
200<ΔT≤250
4
ΔT>250
8
当采用本准则时 ,不考虑堆焊层 。
6. 1.2 工况
6. 1.2. 1 工况分类
核电厂的系统和设备可能处于各种不同的运行工况 ,这些工况共分为 4类 。此外 ,还有常规的设计工况及试验工况 。
6. 1.2.2 设计工况
设计工况是以设计载荷(见 6. 1. 3. 3) 为特征的一种工况 。设计载荷是以设备在正常工况下所承受的最大载荷确定的 。
6. 1.2.3 正常工况
正常工况是指设 备 在 正 常 运 行 期 间 所 处 的 工 况 。 即 稳 态 功 率 运 行 和 相 对 于 正 常 运 行 时 的 瞬 态过程 。
17
GB/T 16702.3—2025
6. 1.2.4 扰动工况
扰动工况是指设备在正常运行故障时所处的工况 。
6. 1.2.5 紧急工况
紧急工况是指设备在稀有的事故情况下所处的工况 。
6. 1.2.6 事故工况
事故工况是指极不可能出现的但其后果应予以研究的工况 。
6. 1.2.7 试验工况
试验工况是指在 进 行 规 定 的 压 力 试 验 时 设 备 所 处 的 工 况 。 其 他 试 验 应 列 入 上 面 定 义 的 某 一 类工况 。
6. 1.3 载荷规则
6. 1.3. 1 载荷(载荷因素)和载荷组合
对应于每一类工况 ,都有一组环境作用(压力 、力 、热负荷 、辐照 、腐蚀) 与之对应 。其中有些作用会随构件变形而产生 机 械 功 , 这 些 作 用 均 被 称 为 载 荷 或 载 荷 因 素 , 而 它 们 的 组 合 称 为 载 荷 组 合 或 组 合加载 。
6. 1.3.2 载荷因素
载荷因素包括(但不限于)下列各项 :
a) 内压和外压 ;
b) 设备及其内含物的重量 , 以及在各种分析的工况下由液体产生的静载荷和动载荷 ;
c) 由重力 、热膨胀 、压力以及动载荷等引起的力 ,这些力来自于所研究的区域之外 ,但作用于该区域的边界上 ;
d) 当地风载荷 、雪载荷 、由地震和振动所产生的载荷(如果有的话) ;
e) 支承件的反作用力 ;
f) 稳态或瞬态的温度效应 。
6. 1.3.3 设计工况的载荷因素
6. 1.3.3. 1 设计压力
设计压力应不低于在正常工况下(见 6. 1. 2. 3)可能出现的最大内外压差 。
每一容器只能有一个设计压力 。两个腔室的分隔壁(如热交换器的管板和管束)应按两个容器的设计工况分别进行分析 ,并假设在所分析的容器之外侧没有反向压力 。
6. 1.3.3.2 设计温度
给定区域的设计温度应不低于在正常运行工况下 ,该区域可能出现的最大平均壁温 。
设计温度可取正常运行工况下所接触的流体的最高温度 。
设计温度应与设计压力一同使用 。必要时 ,金属温度可通过公认的分析来确定 ,或可通过具有相同运行工况的设备的测量来确定 。
在任何情况 下 , 金 属 温 度 不 应 超 过 本 章 和 GB/T 16702. 1—2025 中 表 A. 1~ 表 A. 6 规 定 的 温 度
18
GB/T 16702.3—2025
界限 。
6. 1.3.3.3 其他设计载荷因素
在结合设计压力选取设计载荷因素时 ,应使所得到的载荷组合包括所有与正常运行工况有关的载荷因素 。
在所考虑的载荷因素中 ,尤其应包括地震的作用和由于内部或外部环境所产生的冲击力 。
6. 1.3.4 与正常工况、扰动工况、紧急工况以及事故工况有关的载荷因素
如果有要求时 ,应对与正常工况 、扰动工况 、紧急工况以及事故工况有关的下列载荷因素随时间的变化做出规定 :
a) 作用在设备上的压力 ;
b) 因重力 、流体运动以及与相邻设备的连接所产生的载荷 ;
c) 规定的地震载荷 , 以及循环次数(如有要求) ;
d) 必要时的热作用(流体温度和传热条件) 。
载荷以设备设计规范书要求为准 ,表 7 给出一个示例
表 7 载荷与载荷组合示例
载荷
可能的载荷组合
设计工况
正常及扰动工况
事故工况
试验工况
静载荷
设计压力
√
×
×
×
×
设计温度
√
×
×
×
×
运行压力
×
√
√
√
运行温度
×
√
√
√
自重(设备 、介质 、保温)
√
√
√
√
√
机械载荷(反力)
×
√
×
×
×
热膨胀受限
×
√
×
×
×
瞬态载荷
试验载荷(静态及动态)
×
×
×
×
√
运行瞬态(压力 、温度 、流量)
×
√
√
×
×
振动载荷
运行安全地震动
√
√
×
极限安全地震动
×
×
×
√
×
截断设备的快速关闭 ,泄压阀启闭
×
×
√
×
×
注 : “√ ”代表对应工况下需要考虑的载荷 ,“× ”代表对应工况下不需要考虑的载荷 。
6. 1.4 准则级别
6. 1.4. 1 划分原则
对与一种工况或一类工况有关的每一载荷组合应规定一个准则级别 ,所采用的级别至少应与6. 1. 5中所规定的级别一样严格 。
19
GB/T 16702.3—2025
每一准则级别均与本章关于机械完整性的要求而规定的一组应力限值相对应 。
6. 1.4.2 0 级准则
0 级准则是为了防止设备的下列失效 :
— 过度变形 ;
— 塑性失稳 ;
— 弹性失稳和弹塑性失稳 。
6. 1.4.3 A 级准则
A级准则是为了防止设备渐进性变形和疲劳(渐进性开裂) 。
6. 1.4.4 B 级准则
B级准则是针对 0 级准则中的失效模式 ,不过其安全裕量较小 。部件或支撑件能承受的载荷下允许发生可不作修理的损坏 。
6. 1.4.5 C 级准则
C级准则是针对 0 级准则中的失效模式 ,不过其安全裕量较小 。部件或支撑件可能受损需进行检查或修理 。
6. 1.4.6 D 级准则
D级准则是为了防止设备弹性或弹塑性失稳(相应于压力边界完整性丧失) ,但不排除过度变形的危险 ,使得设备或支承件不能继续使用 。
6. 1.4.7 T 级准则
T级准则用于试验工况 , 目的是防止设备的过度变形失效 。
6. 1.5 各种载荷工况下适用的最低准则级别
6. 1.5. 1 设计工况
设计工况应满足 0 级准则 。
6. 1.5.2 正常工况
正常工况应满足 A级准则 。
6. 1.5.3 扰动工况
扰动工况应满足 A级准则和 B级准则 。
6. 1.5.4 紧急工况
在设备设计规范书中对紧急工况所规定的准则至少应满足 C级准则 。
6. 1.5.5 事故工况
在设备设计规范书中对事故工况所规定的准则至少应满足 D级准则 。
20
GB/T 16702.3—2025
6. 1.5.6 试验工况
在试验工况中应遵守 T级准则 。
6. 1.6 应力分析报告
6. 1.6. 1 目的
凡按本章规则设计的设备都应编写应力分析报告 , 以证明设备设计规范书中所规定的全部载荷均满足本章的准则 。
应力分析报告还应证明 ,设备的设计满足设备设计规范书中所提出的全部附加的设计要求 。
6. 1.6.2 应力分析应计及的壁厚
6. 1.6.2. 1 通则
设备设计应能确定出最小壁厚 。根据这一最小壁厚 ,在包括尺寸公差和裕量的名义厚度基础上来采购原材料 。
图 5 给出了用于原材料采购的名义厚度tn确定方法 ,它是将最小计算壁厚 、制造偏差和腐蚀裕量相加 ,如公式(1)所示 :
tn ≥ tm + c1 +A …………………………( 1 )
式中 :
tm — 最小计算壁厚 ;
A — 腐蚀裕量 ;
c1 — 制造上偏差(绝对值) ;
tn — 原材料名义采购厚度 。
a)
b)
标引符号说明 :
tm — 最小计算壁厚 ;
A — 腐蚀裕量 ;
c1 — 制造上偏差(绝对值) ;
c2 — 制造下偏差(绝对值) ;
tn — 原材料名义采购厚度 ;
tc — 应力分析所考虑的厚度 。
图 5 各种厚度定义
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GB/T 16702.3—2025
应力分析应按设计厚度tc进行 ,设计厚度如图 5所示并表示为公式(2) :
tc =tn A …………………………( 2 )
为了保证设备的应力限制 ,有些规则要求对事先选定的壁厚进行验证 ,一般用迭代方法 。例如这一方法可用于验证外压设备 。选定的厚度不应小于最小计算壁厚tm 。
当制造误差c1 和c2小于 2%名义厚度tn情况下 ,确定tc时可忽略不计 。
当制造完工后的最小 厚 度 减 去 腐 蚀 裕 量 A 后 得 到 的 厚 度 与 厚 度tc 之 差 大 于 5%厚 度tc 时(比 如(tn -c1 -A) <0. 95tc或(tn +c2 -A) >1. 05tc) ,应在应力分析报告中采用相关的载荷准则对该差值的影响进行评估 。这种评估可通过简单的计算或通过对类似的部件及载荷条件进行比较的方式进行 。
6. 1.6.2.2 管道系统部件(制品)的特例
6. 1. 6. 2. 1 的要求不适用于管道制品 。管道制品分析应按 6. 6. 4 的特殊规则进行 , 这些规则所用壁厚是标称直管的名义厚度tn, 即使与管道系统相连的部件的壁厚明显大于该名义壁厚 。
按照一般应力分析对某一特殊部件进行局部详细分析时应采用 6. 1. 6. 2. 1 的要求 。
6. 1.7 特殊考虑事项
6. 1.7. 1 腐蚀
若在使用过程中会出现因内含物或环境作用造成表面腐蚀 、侵蚀或机械磨损 ,从而使设备的壁厚减薄 ,则在设备设计时应根据设备在规定寿期内的腐蚀速率对其壁厚增加一定的附加厚度 ,该附加厚度应加到按本章规则所确定的厚度上 。
如果已知设备的各部位具有不同的腐蚀速率 ,则各部位的附加厚度可不相同 。
此外 ,还应采取适当的措施 , 以避免因两零件焊缝处的不连续性导致腐蚀危险性的增加 。
6. 1.7.2 堆焊层
除 6. 2. 1. 5. 5所允许的以外 ,凡用 GB/T 16702. 1—2025 中表 A. 1~表 A. 6 中的材料制造的设备 ,不考虑堆焊层的强度 ,但可考虑堆焊层厚度对压力载荷施加位置的影响 。
6. 1.7.3 异种金属的焊接
为避免在使用中出现问题 ,应特别注意具有不同热膨胀系数的异种金属之间的焊接设计及其实施 。
6. 1.7.4 层状撕裂
考虑到焊接中存在的作用力和焊接零件的材料特性 ,应采取适当的措施以防在焊接的承压设备焊缝中出现层状撕裂的危险 。
6. 1.7.5 核级清洁度要求
设备应设计成能在制造过程中和装配后对每个零部件进行彻底的清洗 ,并能对所有零部件达到的清洁度进行检查 。
此外 ,设备的设计和装配还应符合下述两项规定 :
— 所采用的几何结构应不易于腐蚀产物局部积聚或不采用易引起腐蚀的制品 ;
— 预留流体进出 口 、排气 、疏水以及目检等所需的开孔 。
6. 1.7.6 有关侵蚀-腐蚀的特殊要求有关侵蚀-腐蚀的特殊要求如下 。
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GB/T 16702.3—2025
a) 概述 。
侵蚀-腐蚀是一种渐进的损坏过程 ,其中容器壁局部因腐蚀逐渐减薄 ,液相流体流动或湿蒸汽能加速这种腐蚀 。
侵蚀-腐蚀主要与器壁金属材料的化学成分 、流体的温度和化学成分以及局部流体状态有关 。
b) 要求 。
对于碳钢部件 , 当流体为除氧水 ,且 pH值低于 10(25 ℃时测量) ,工作温度高于 120 ℃时 ,就应计及侵蚀-腐蚀的危险 。
应指出的是对于流速小于 6 m/s 的流体 ,仅回路中的下列各项可能会影响流体动特性 ,应计及侵蚀-腐蚀的可能 :
— 弯头 、连接件和缩径接头 ;
— 控制阀和孔板 ;
— 有锥度的焊接区 。
对于较高速流体 ,整个回路中的所有部件包括直管段 ,都应计及侵蚀-腐蚀的可能 。
当一台设备要考虑侵蚀 -腐蚀时 ,其设备设计规范书中应给出需满足的特殊要求 ,例如 :
— 根部焊道填充材料的最小铬含量 ;
— 在规定的运行工况下且在安装寿期内壁厚腐蚀裕量应大于预计减薄量 。
6. 1.7.7 快速温度波动影响的规定
应采取必要措施来考虑由于存在显著温差的流体导致的快速温度波动产生的荷载影响 。
6. 1. 8 确定最大设计压力的验证试验
当设备结构使得由内压或外压产生的应力不能按本章的规则足够精确地确定时 ,最大设计压力可通过验证试验确定 ,本章另有规定的管道除外 ,6. 1. 8不适用于按照 6. 2要求设计的容器 。
6. 1.9 附件
附件应符合下列规则 。
a) 除下述 c)以外 ,4. 1. 2规定的部件管辖界限内的附件和焊接连接件满足部件的应力限制 ;
b) 设备的设计考虑承压部位与附件的相互作用及载荷传递 ,按照 6. 2设计时还要考虑温度应力 、应力集中以及设备承压区域的约束 ;
c) 距离承压区域 2t以外 ,这里 t是承压材料的名义厚度 ,可采用 GB/T 16702. 7 的设计规则 。
6.2 容器设计规则:第一种方法
6.2. 1 一般规则
6.2. 1. 1 通用要求
6. 2是关于 2 级容器的第一种设计规则 ,这些规则可代替 6. 3 的规则 ,但若满足 6. 1. 1. 2 规定的疲劳风险准则时 ,则应采用 6. 2 的规则 。
在使用 6. 2 的规则时 ,应使用 GB/T 16702. 1—2025 中 表 A. 1~ 表 A. 3 中 所 列 的 基 本 许 用 应 力 强度值 。
当 6. 1 与 6. 2有矛盾时 ,应遵守 6. 2 的要求 。
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GB/T 16702.3—2025
6.2. 1.2 编排结构
6.2. 1.2. 1 总则
该节内容的总体编排情况说明如下 。
a) 6. 2. 2~ 6. 2. 6是关于确定常见形状的压力容器元件的最小厚度及其几何结构设计的规则 。这些规则考虑了压力载荷 ,并指出在某些规定的限值内 ,如何处理其他类型的载荷 。
b) 6. 2. 7~ 6. 2. 9 是 关 于 通 用 分 析 规 则 及 其 相 关 的 准 则 。 这 些 规 则 作 为 6. 2. 2~ 6. 2. 6 规 则 的 补充 ,或可根据 6. 2. 1. 2. 2 和 6. 2. 1. 2. 3 的规定 ,取代 6. 2. 2~ 6. 2. 6 的规则 。
6.2. 1.2.2 关于确定最小厚度规则和几何结构设计规则的应用
关于确定最小厚度规则和几何结构设计规则的应用要求说明如下 。
a) 对于 6. 2. 2~ 6. 2. 6 中 用 于 确 定 最 小 厚 度 规 则 所 涉 及 的 载 荷 , 只 要 遵 守 6. 2. 2~ 6. 2. 6 中 的 规则 ,就等于满足了 6. 2. 8. 3~ 6. 2. 8. 7关于 0、A、B、C 和 D各级准则的一次应力限值的要求 。 为了实现这种等效性 ,在确定最小厚度规则的 6. 2. 2 的公式中引入了最不利的载荷— 应力强度组合 kSm ,kSm 反映应遵守 0、A、B、C 和 D各级准则的不同要求 :
1) 表 8 给出了与载荷因素有关的 k 值 , 而载荷因素与适用的准则级别所表 征 的 不 同 工 况有关 ;
2) 基本许用应力强度值Sm 应按照 GB/T 16702. 1—2025 中表 A. 1、表 A. 2 和表 A. 3 确定 。
b) 若满足 6. 2. 2~ 6. 2. 6 的要求 ,且满足了几何形状的设计规则 ,就等于满足了 6. 2. 8. 4 和6. 2. 8. 5关于二次应力[见 6. 2. 8. 1e)]限值的要求 。
c) 如 6. 2. 2. 3. 1所述 ,仅 在 0 级 准 则 的 情 况 下 , 应 满 足 确 定 最 小 厚 度 的 规 则 。 在 其 他 情 况 下 , 按
6. 2. 1. 2. 3a)的规定 ,可用完整的论证分析方法取代这些规则 。
表 8 与载荷因素有关的 k 值
要求的准则级别
使用的 k值
0
1. 0
A
1. 0
B
1. 1
C
1. 2
D
2. 0
6.2. 1.2.3 关于分析规则的应用要求
关于分析规则的应用要求说明如下 。
a) 应注意 6. 2. 2~ 6. 2. 6 的规则并不包括全部的设计细节 。 当这些规则不满足时 ,应根据6. 2. 7~
6. 2. 9 的规则进行完整的分析论证 , 以证明设计是合理的 。亦可通过慎重的选择 ,决定是否使用完整的论证明分析方法 ;
b) 无论采用何种方法确定最小厚度和几何结构 ,若不满足 6. 2. 1. 4 的条件 ,则应采用 6. 2. 8. 4. 5 和
6. 2. 8. 5 中关于疲劳分析规则的规定 ;
c) 6. 2. 8. 9 中关于专门的应力限值的要求总是适用的 ;
d) 作为一种可供选择的方法 ,可按 GB/T 16702. 1—2025 中附录 B规定的试验分析验证 2 级容
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器设计的正确性 。
6.2. 1.3 载荷
除 6. 1. 3 的规则外 ,
