Q/ZTG 60-2025 钢丝缠绕式压力容器

以下是《钢丝缠绕式压力容器》（Q/ZTG 60-2025）企业标准的主要内容总结，按标准结构详细展开：

​​1. 范围​​

• 适用于​​设计压力 ≥100 MPa​​、​​设计温度 -40℃~400℃​​ 的钢丝缠绕式压力容器。
• 容器结构：由​​内筒（或同轴圆筒）​​ 和 ​​≥10层预应力缠绕层​​ 构成，缠绕层由预拉伸扁钢丝螺旋缠绕形成。
• 覆盖对象：容器本体及承受端部载荷的绕丝框架（含半圆梁、立柱等）。

​​2. 规范性引用文件​​

• 引用 ​​46项​​ 国家标准（GB/T）、行业标准（NB/T、JB/T）、国际规范（ASME VIII 3、EN 10270-2）及安全技术规范（TSG 21），涵盖材料、检测、工艺等领域。

​​3. 术语和定义​​

• 关键术语：
  • ​​缠绕容器​​：内套+外套+法兰+钢丝缠绕，承受径向压力。
  • ​​缠绕机架​​：立柱+半圆梁+钢丝缠绕，承受轴向载荷。
  • ​​设计压力/温度​​：容器顶部最高压力及对应金属温度。
  • ​​有效热区​​：满足温度要求的空间（直径×高度）。

​​4. 形式和基本参数​​

​​4.1 结构形式​​

• 组成部件：圆筒、缠绕层、法兰、封闭件、半圆梁、立柱、框架缠绕层（见图1）。

​​4.1.1 规格参数​​

• ​​有效热区尺寸​​：按直径（Φ100~1250mm）和高度（250~3200mm）组合，共 ​​10种规格​​（见表1），如Φ300×650mm。
• ​​工作压力​​：100/150/200/250 MPa 四档。
• ​​工作温度​​：1000℃/1400℃/2000℃ 三档。

​​4.2 型号表示​​

• 示例：RDJ300/650-200·1400℃
  • 热区直径Φ300mm、高度650mm、压力200MPa、温度1400℃。

​​5. 技术要求​​

​​5.1 材料要求​​

• ​​锻件（圆筒/法兰/半圆梁/立柱）​​：

  • ​​材质​​：35CrNi3MoVR、36CrNi3MoVR（按GB/T 34019），30CrMo、35CrMo（按NB/T 47008）。
  • ​​锻造比 ≥3​​，禁止补焊。
  • ​​成分与性能​​：
    • 化学成分严格限制有害元素（P≤0.025%，S≤0.015%）（表2）。
    • 力学性能要求（表3）：如35CrNi3MoVR的 Rp0.2≥960MPa，KV2(-40℃)≥47J。
    • 断裂韧性：35CrNi3MoVR KIC≥130 MPa·√m。
  • ​​均匀性​​：硬度差 ≤40HBW（环线间）/≤20HBW（同环线）。
  • ​​组织要求​​：晶粒度≥6级，非金属夹杂物≤2级。

• ​​扁钢丝​​：

  • ​​尺寸​​：(1.5±0.06)mm×(6±0.15)mm 或 (5±0.15)mm。
  • ​​材质​​：65Mn 或 FDCrSi（成分见表4，性能见表5）。
  • ​​力学性能​​：FDCrSi 抗拉强度 1800~1950MPa。
  • ​​焊接接头强度 ≥1080MPa​​，表面无裂纹/折叠。

​​5.2 制造与结构​​

• ​​缠绕结构​​：预应力钢丝缠绕，禁止焊接（扁钢丝接头除外）。
• ​​安全装置​​：机架设置双到位发讯开关。
• ​​无损检测​​：超声（NB/T 47013.3）+ 磁粉/渗透（I级）。

​​5.5 试验方法​​

• ​​耐压试验​​：
  • ​​试验压力​​：PT = 1.12P×(Rp0.2/Rp0.2t)（P为设计压力）。
  • ​​介质​​：水或煤油+变压器油混合液，温度≥15℃。
  • ​​合格标准​​：无渗漏、无变形、无异常声响。

​​6. 应力分析​​

• ​​圆筒应力计算​​（GB/T 34019）：
  • 基于缠绕工艺的扁丝作用力，计算内径减小值及残余应力（公式见6.1）。
  • 缠绕条件：螺旋角<1°，丝间间隙<丝宽5%或0.25mm。
• ​​应力强度限制​​：
  • 缠绕层平均应力 ≤ PL（局部薄膜应力极限）。
  • 焊接接头应力 ≤ 0.7Sy（Sy为材料屈服强度）。
• ​​框架预应力​​：需保证105%试验压力下半圆梁与立柱不分离。

​​7. 疲劳评价​​

• ​​寿命计算​​：
  • 按GB/T 34019方法，导出扁丝疲劳设计曲线（图4）。
  • 关键参数：裂纹平均距离 ≥2000m，破坏概率≤10%。
• ​​试验要求​​：
  • 扁丝焊接接头间距 ≥2000m，最外层禁用接头。
  • 接头需打磨光滑，强度试验 ≥1/3 最小抗拉强度。

​​8. 特殊制作要求​​

• ​​缠绕工艺​​：
  • 专用缠绕机控制扁丝拉力，记录拉力曲线。
  • 压缩值实测与计算偏差 ≤5%，允许拉力调整 ≤10%。
• ​​焊接限制​​：仅允许扁丝对接焊，接头强度在线检测。

​​9. 检验规则​​

• ​​无损检测​​：
  • ​​圆筒​​：调质前后各1次100%超声+磁粉/渗透检测。
  • ​​验收标准​​：
    • 单个缺陷 ≤Φ3mm，内表面50mm内无≥Φ2mm缺陷。
    • 缺陷密集区：50mm范围内≤5个缺陷信号。
• ​​定期检验​​：
  • 交付后每2年检验1次，之后每年1次（含预紧力检测）。

​​10. 标志、包装与运输​​

• ​​铭牌​​：符合TSG 21要求，包含压力、温度、型号等。
• ​​技术文件​​：质量证明书、操作/维修手册、图样、装箱单。
• ​​运输存储​​：防雨、防倒置、防暴晒、防潮。

​​标准更新要点（vs. 2023版）​​

1. ​​新增内容​​：
   • 引用标准（第2章）、35CrMo锻件/FDCrSi扁钢丝材料。
   • 容器规格表（表1）、断裂韧性要求、晶粒度检测。
2. ​​修改内容​​：
   • 30CrMo成分范围、缠绕层疲劳寿命计算、试验方法。
3. ​​删除内容​​：无明确删除，主要为技术扩充。

此标准系统规范了高压钢丝缠绕容器的全生命周期要求，覆盖设计、选材、制造、检验及运维，适用于高端装备制造领域。