AD 2000 德国压力容器标准 Technical Rules for Pressure Vessels

AD 2000-规范是由 “压力容器工作联盟”（AD）的七个成员协会共同制作完成的。AD 2000 的主要条款和程序规范的结构和应用在 AD 2000-规范 G1 条款页中有详细介绍。AD 2000-规范中包含了针对一般企业操作运行条件的安全技术要求。如果在运行中超过了压 力容器工作的一般条件，则必须根据其实际的特殊需求进行操作和设计。如果在实际操作中的结果发生与 AD 2000-规范的偏差，首先要通过不通手段来检查证明操 作条件是否完全符合规范中的安全技术标准，如材料测试，设备测试，压力分析，操作经验 等。AD 2000 的规则部分可以用作压力容器设备的操作指令，主要是遵循组件“G”和“B+F”条件的对一致性的评估。AD 2000 规则的构成严格遵循了一个独立的方案。如果其他的技术规则在相应的情况下也被 应用于解决相应的问题。在部分压力容器设备操作规则的其它面以及部分其它法规领域方面 AD 2000 规则也适用。在法规的相关部分中测试的责任也将被详细的阐述。

1 范围

1.1 该 AD 2000-规范应用于针对气态和液态均保持不渗漏性的电石墨和碳烧结石墨为原料 制造的压力容器，压力容器部件，且该压力容器及其部件的工作时容器壁温度为从-60℃到+400℃。容器壁的最高工作承受温度的限制是通过专业计算并通过中立第三方的鉴定确认的。

1.2 压力容器的原材料选择必须符合其使用目的，选择时须通过机械，热能，化学等多种测试来检验其符合性。

1.3 对于用电石墨和碳烧结石墨制造的压力容器，最高测试压力限制应为：

- 针对块孔的等形式的热交换器 25 bar

- 列管形式的热交换器 16 bar

- NW不超过200的内空圆柱体 内压 10 bar

- NW 超过200的内空圆柱体 内压 6 bar

- NW不超过200的内空圆柱体 外压 10 bar

- NW超过200的内空圆柱体 外压 10 bar

根据正常情况，对于内压大于 0.5bar，外压大于 1bar 的状态时，则以下通过容器容 积（以公升的V）和最高允许压力（以 bar 为单位的 PS）表示出来的数据不能 被超过：

对于外部压力： V·PS = 65000 bar·公升

对于内部压力： V·PS = 100000 bar·公升

如与该数据关系信息发生偏差，必须通过相关的第三方机构提供许可书。

1.4 如果材料是用于作为覆层是用或在外部有防护层覆盖，压力得到充分的缓解，则以上限制无需采用。

2 综合

2.1 如果电石墨和碳烧结石墨是作为压力容器，压力容器部件的原材料，则该原料的本身 特性必须考虑在内。

2.2 作为生产电石墨和碳烧结石墨原料的一个重要条件是生产厂家必须具有一定的制造 经验。公共的第三方机构必须在之前对其相关证书进行审核。

2.3 由于电石墨和碳烧结石墨良好的防腐性能，它们是作为生产压力容器，压力容器部件 的首选原材料。它们能够抵御几乎所有的有机和无机介质，使类似介质的氧化性大为减弱。

2.4 该原材料易碎；对于温度变化反应较小。高压力环境必须搭配相对应的设计以尽可能 的降低压力。

2.5 半成品的制造与加工的一般程序与陶瓷工业相似，类似于挤压与模压。较复杂形状部 件可以通过半成品部件的机械加工来完成。

2.6 部件上不可分的接缝必须通过胶结工序完成，胶结缝的强度特性也必须通过检验保证 到合适的程度。检验证书应递交给第三方检验机构。

2.7 可分离接缝可以通过专业钢制件厂商制造的螺杆，螺丝，法兰等器具以及软性密封设备来实现其稳固性。

3 材料

3.1 定义及特性

3.1.1 在电石墨和碳烧结石墨材料中存在两种有差别材料—“浸渍”与“未浸渍”；

（1） 浸渍过电石墨和浸渍过碳烧结石墨会随着温度增加而部分降低其强度。可降 低程度和最高允许内壁温度取决于浸渍用溶液的种类。

（2） 未浸渍过石墨和未浸渍过碳烧结石墨在温度提高的同时，其强度不会改变。

3.1.2 电石墨和碳烧结石墨被分为以下强度等级，数值取自 20℃时的拉伸强度平均值：

（1）在2 N/mm2级别时，拉伸强度范围从4 N/mm2 到20 N/mm2

（2）在4 N/mm2级别时，拉伸强度范围大于20 N/mm2. 强度等级偏差标准为单个偏差不超过平均值的±20%，见4.3； 所有强度等级偏差计 算都应遵照该条规则。

3.2 质量特性认证 对各种材料以及浸渍用介质，其强度受温度改变的变化率，弯曲强度和拉伸强度的关系，以及最高容许内壁温度等信息及证明都应交给第三方公共机构。对于该条，工作及操作报告可视为有效。

3.3 材料及其质量名称型号的相关缩写

该类材料使用了特定的型号缩写。字母K意为碳烧结石墨；字母G意为电石墨。在该字母后的第一位数字显示了在20℃时以N/mm2为单位的最低允许强度等级的范围；第二位数字表示在温度每升10℃时其强度下降的千分之单位；第三位数字则意为内壁最高允许温度。因而，举例如未浸渍的碳烧结石墨材料，拉伸强度为6 N/mm2，在温度上升时强度未下降，且最高允许内壁温度为400℃，则其名称型号为：K 6-0-400；而浸渍过的电石墨，其拉伸强度为16 N/mm2，强度下降为8‰，且内壁最高允许温度为200℃，则其名称型号为：G 16-8-200。

4 测试

4.1 用于确定材料性能的试件应该从半成品件中获得。如果不能够，则试件应该从同等的部件上取得来进行冲击试验。

4.2 对于每次冲击试验，其拉伸强度、弯曲强度，如果需要，还有压缩强度（进行试验的试件形状和尺寸参看附件规定），应该在室温下进行确定。 如果部件是具有小尺寸或有薄壁厚的情况，如列管，应该确定其弯曲强度（弯曲拉伸 强度）而不是拉伸强度。因为弯曲强度会跟随强度等级而变化，（在 3.1.2 中有详述） 这也对弯曲强度和拉伸强度关系有所影响。

4.3 平均强度值的获取和重复测试

4.3.1 每次冲击试验应该由5个试件来完成。对于确定拉伸强度具有决定性的是在拉伸试验 中每个单独结果的平均值，或者单个弯曲测试的独有值。每个单独测试的结果与平均值间的偏差在±20%范围内是允许的。

4.3.2 如果单个的测试值低于平均值超过 20%，则需对另一个代替的试件进行测试。如果两个试件的测试值或替代试件测试结果达不到要求，则需重新选择 5 件试件来进行测试。如果人达不到要求，则用这个材料制成的产品应该被划为较低强度级别，或者作 为不合格品。对较低强度级别产品划分的关键值是新的平均值或最低的测试值（在一个单独的测试值与新的平均值偏差高于 20%的情况下）。

4.3.3 在平均值获取的过程中，当对一个单独的替代试件进行测试或一整套试件进行测试 时，那些被替换掉的试件可以忽略。

4.3.4 如果一个或两个单独的测试结果高于平均值 20%的话，它们可被忽略，平均值可以从余下的单独测试值中获得。

4.4 对压力容器在最终测试过程中进行尺寸变化和表面状态的测试应该作为一个准则来进行。

5 标识

5.1 对于半成品，相应的验收合格证明应该保留到直到它们与压力容器组成为一个整体。 通过标识这被作为一个准则来完成。

5.2 对于已经竣工的压力容器中承受压力的部件，应有关于材料质量的缩写牌号和制造商 的标记来对它们进行标识。在有第三方进行检验的情况下，它的检验章也应该体验出来。

5.3 对于已经被制造商验证过的小部件，且其材料所需质量已经在工厂证书中被记录使用过的，作为原则，在这些小部件上可以无标识。

6 质量证书

6.1 在第 4 条中规定的测试应由制造商来完成并作为产品收益来进行记录。由相关的第三 方检查测试的正确进行，并包括制造厂的记录。

6.2 质量证书的性质决定于相关的第三方对材料初始试验和浸渍介质（按照第 3.2 条要求） 的满意度。对于有足够熟悉的材料，一份按照 DIN 50 0459 格式的检验证书就足够了。在该检验证书仅说明了依据测试类型（拉伸或弯曲）所得出的测试结果，该结果对于 材料级别进行强度分类是决定性的。

6.3 加工厂必须在与订单的一致性声明中通过材料缩写牌号，浸渍介质和粘接剂的质量来 进行描述。另外，对于非可拆式接头，其在操作条件下应有的足够强度和耐温性应由 加工厂按照初始验证性试验来进行确认。

7 强度值

7.1 在室温下的强度值 K 是每个强度级别的拉伸强度范围的下限值。对于 3.3.3（1）中列 出的材料，温度高于 20℃时的强度值K，即为用室温下的K 值减去拉伸强度的下降值。 K 值应精确至小数点后两位。当温度低于20℃时，强度值 K 以在温度为 20℃时的数据为准。

7.2 机械应力的时间影响对于强度值可以忽略不计。

8 设计准则

8.1 对于压力容器或压力容器部件的设计计算，应该采用 AD 2000-Merkblatter 中的带有 下述改动或增加内容的系列 B 进行。

8.2 对于电极石墨和碳烧结石墨，其在 AD 2000-Merkblatter 中所规定的腐蚀裕量可以忽略不计。

8.3 安全系数 S 与强度值 K 有关，在最高许用压力和最高许用温度情况下 S=9；在试验压 力情况下安全系数 S=6.6。

8.4 在对受外部超压得圆筒体进行设计计算时，其在 AD 2000-Merkblatter B6 中规定关于 弹性屈服的计算可以忽略不计。在关于防止塑性扭曲变形的计算时，其在 AD 2000-Merkblatter B6 中的公式（4）中的强度值 K 可以增大 2.5 倍。上述内容对于 那些超出 AD 2000-Merkblatter B6 范围但内外径比在 ½ ≤ Da/Di≤ 1.3 的情况同样适用。

8.5 对于管子处于外部超压情况下的设计，应按照 AD 2000-Merkblatter 中的 B6 进行，强度值K可以增加 2倍。

9 公差和表面处理

9.1 公差应由制造商和用户达成一致；否则应采用制造商的企业标准。

9.2 未标注公差项的许可偏差按照 DIN ISO 2768 中要求，粗糙度的精度不需要在计算中进行 考虑。任何其他壁厚应该进行考虑。

9.3 制造商应和用户就表面处理达成一致，并得到表面层浸渍介质种类的许可；否则应由制造商来决定。

10 压力测试

10.1  试验压力值取 1.3 倍的最大许用压力。在压力小于 1 巴的情况下，试验压力值取高于最大许用压力至少 0.3 巴进行。

10.2  如果在制造厂不能对需要进行压力测试的压力容器进行组装，应对每个独立的部件进行试验。试验压力值按 10.1 中的要求进行。

10.3  在压力容器投入使用前，在安装现场应进行整体的压力试验，同时应有相关的第三方人员在场。

11 检验证书

参考 DIN EN 10204/3.1B

12 范围

12.1 AD 2000-Merkblatter HP系列处理相关的牵涉到压力容器设计和制造的规则，以及整套压力容器或主要在静载荷下的压力容器，以及它们与非承压部件的连接，例如用焊接。这些Merkblatter是根据AD2000-MerkblatterW系列的要求，并且是由制造厂或相关的第三个方在制造前、中、后指定的试验。

12.2 如果有AD 2000-MerkblatterHP系列中没有包含的某种材料的制作和测试条款，在制造商,客户/用户、相关的第三方之间应该达成一个协议。对于非金属材料，AD 2000-Merkblatter在N系列也要观察。

12.3 对一个容器如有几个腔室组成的地方，它将被根据最高级别的那个腔室来归类。如果一个腔室内有几种流体，分类应根据流体的要求的最高范畴。

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