GB T 29412-2012 变压吸附提纯氢用吸附器.pdf

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1、.币.二三:.r%，:、:!-F . _ :.:_ 二-一_J，:.，:_r.:.:.:_ x,.:_ 、二-监芷.飞:.x;lI，.叮.巳飞.飞. _ 二二.!iI一一一一一-ICS 27. 180 F 19 中华人民共和国国家标准GB/T 29412-2012 变压服附提纯氢用眼附器Adsorber of pressure swing adsorption for hydrogen purification 2013-10-01实施201212-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会气污Fum二一起圭qMX川队叫川GB/T 29412-2012 目U昌本

2、标准按照GB/Tl. 1-2009给出的规则起草。本标准由全国氢能标准化技术委员(SAC/TC309)提出并归口。本标准起草单位=西南化工研究设计院、四川天一科技有限公司、中国标准化研究院、浙江大学、上海华西科技有限公司、四川亚联科技有限公司。本标准主要起草人z潘世俊、周耀、杨靖、李燕、徐平、吴芳、高建华、李琼、万兴、邓龙伟、傅宗国、张杰。I GB/T 29412-2012 变压吸附提纯氢用吸附器1 范围本标准规定了变压吸附提纯氢用吸附器的基本要求、材料、设计、制造、检验与试验和标志、包装与运输。本标准适用于设计压力大于或等于0.1MPa且小于10MPa，真空度不小于0.02MPa的变压吸附提

3、纯氢用吸附器。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。GB 150.4压力容器第4部分z制造、检验和验收GB 713 锅炉和压力容器用钢板GB/T 5330 工业用金属丝编织方孔筛网GB 12337 钢制球形储罐GB/T 20663 囊式蓄能用压力容器JB/T 4700 压力容器法兰分类与技术条件JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装JB/T 4730. 2 承压设备无损检测第2部分z射线检测JB/T 4730. 3 承压设备元损检测第3部分z超声检视tlJ

4、B/T 4730.4 承压设备元损检测第4部分z磁粉检测JB/T 4730. 5 承压设备无损检测第5部分z渗透检测JB 4732 钢制压力容器分析设计标准NB/T 47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件3 术语和定义3.1 3.2 3.3 3.4 下列术语和定义适用于本文件。变压服附提纯氢的眼附器adsorber of pressure swing adsorption for bydrogen purification 内装吸附剂，承受交变载荷、从含氢气体中分离提纯氢气用单体设备。气流分布器g副distributor用于吸附器进、出气的分配、过滤或吸附剂的压紧、承载，确保气流分布均匀的装

5、置。花撮perforated plate 设有排列规整的小孔，用以分布气流或承载吸附剂的多孔板。鼠笼rotorge 设有排列规整的小孔或孔形格栅，用以分布气流或承载吸附剂的圆筒形组件。1 GB/T 29412-2012 4 基本规定4. 1 一般规定变压吸附提纯氢用吸附器的设计、制造、检验和验收除应符合本标准规定外，还应符合JB4732等压力容器相关标准的规定。4.2 资格与职责4.2. 1 吸附器的设计、制造单位应具备健全的质量管理体系。4.2.2 设计单位的职责包括za) 设计单位应具有压力容器分析设计(SAD)设计资质，并应对设计文件的准确性和完整性负责。b) 吸附器的设计文件应至少包括

6、设计计算书(或应力分析报告书和设计图样，若为第皿类压力容器，还应包括风险评估报告。c) 吸附器设计总图和应力分析报告应盖有压力容器设计资质印章。d) 设计文件保存期应不少于十年。4.2.3 制造单位的职责包括za) 变压吸附提纯氢的眼附器，应由具有第皿类品力容器制造资质证书CA2)和吸附器制造经验的单位制造。b) 制造单位应严格按设计文件和l本标准的要求进行制造，若需对原设计进行修改时，应得到原设计单位的签章认可。c) 吸附器制造完工后应由制造单位出具检验报告，并应对检验报告的准确性和究整性负责。d) 吸附器应具有下列技术文件备查，技术文件保存期应不少于卡年:1) 质量t划z2) 制造工艺图或

7、制造工艺卡;3) 产品质量证明文件;的吸附器的焊接工艺和热处理工艺记录35) 标准中允许制造厂选择的项目的记录;的吸附器制造过程中及完工后的检查记录;7) 吸附器的原设计图和竣工图。4.3 分类与命名4.3. 1 吸附器的结构型式分为直立式、径向式，其结构参见附录A的规定。4.3.2 吸附器型号表示方法应符合图1的规定。PSAH 2 /1斗|I L一一一设计压力，MPa l 单位代号(各自确定)圄1眼附器型号表示方法公称容秧.m3结构型式，直立式为A、卧式为B变压吸附提纯氢用吸附器GB/T 29412-2012 5 材料5. 1 基本要求5. 1. 1 吸附器元件用材料的选用宜符合GB/T20

8、663的有关规定，并应考虑吸附器的使用条件(如设计温度、设计压力、介质特性等)、制造工艺以及经济合理性。5. 1.2 吸附器用铜应附有钢材生产单位的钢材质量证明书(或其加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件)。吸附器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收，必要时还应进行复验。5.2 材料选择5.2. 1 吸附器受压元件的材料宜采用抗拉强度极限下限值小于540MPa的碳素钢、低合金钢等，并应符合GB713的有关规定。5.2.2 吸附器非受压元件应选用镇静锅，当与受压元件焊接时，应具有焊接性能与受压元件相当的钢材。5.2.3 吸附器用接管管材宜采用碳素钢、低合金钢铜管，铜管的标准及设计应力强度应

9、符合JB4732 的有关规定。5.2.4 吸附器应选用符合NB/T47008规定的固级或N级锻件。5.2.5 螺柱与螺母用钢的标准、使用状态及设计应力强度和试验应符合JB4732的有关规定。5.2.6 吸附器的内部紧固件用于固定丝网，其螺栓应采用C3-80(lCr17Ni2)材质，螺母应采用Cl-70C1Cr13)材质，垫片应采用不污染介质的软质材料。5.2.7 吸附器内铺设在筛板、鼠笼上的丝网应采用不锈钢丝网(OGr18阳的，并应具有一定的抗拉强度且元锈迹、元明显折痕、元破损，确保吸附剂的正常装填与使用，减小气体阻力。常用丝网的规格应符合表1的要求，并应符合GB/T5330的有关规定。表1丝

10、网的规格丝网规格/10 20 30 目a丝径/0.56 0.315 0.20 口1口1型号GFW2. 0/0. 56(平纹GFWO. 95/0. 315(平纹GFWO. 67/0. 20(平纹目为非国际单位，每25.4mm长度上的开孔数.6 设计6. 1 设计参数6. 1. 1 设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件，其值不低于工作压力。一般取1.051.1倍工作压力。6. 1.2 工作压力是指正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。6. 1.3 设计温度是指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值。吸附器的设计温度通常为

11、50.C。6. 1.4 设计载荷是容器设计应考虑各种载荷及载荷的组合，一般应至少包括下列载荷z3 GB/T 29412-2012 a) 内压、外压Eb) 吸附器自重，一般为正常工作条件下内装物料重力载荷zc) 附加载荷，如隔热材料、管道、扶梯、平台等的重力载荷sd) 风载荷、雪载荷及地震载荷Fe) 裙座、耳座及其他形式支座的反作用力z。由各种工作条件引起的不均匀应变载荷及由连接管道或其他部件的膨胀或收缩所引起的作用力。6.2 设计计算6.2. 1 吸附器用吸附剂体积、直径和高度，应就变压吸附提纯氢系统工艺设计和吸附器结构等确定。6.2.2 吸附器的设计计算应包括筒体、封头、接管开孔、法兰、连接

12、螺栓等主要受压元件，受压元件的强度计算及疲劳校核应符合JB4732的有关规定。涉及真空的吸附器还应按GB150.4核算刚度和稳定性。6.2.3 吸附器筒体厚度的计算=a) 筒体的计算厚度应按式(1)计算zp r-n p一旦k nL 一、同. ( 1 ) 式中:8一筒体的计算厚度，单位为毫米(rnm); P一设计压力，单位为兆帕(MPa); D;-一筒体内直径，单位为毫米(mm); k载荷组合系数;Sm-设计应力强度，单位为兆蛐(MPa)。载荷组合系数和设计应力强度应按JB1732的有关规定选用。b) 筒体的设计厚度按式(2)计算:d=tJ十C2 ( 2 ) 式中z8d 一筒体的设计厚度，单位为

13、毫米(mm);s 筒体的计算厚度，单位为毫米(mm);C2 -腐蚀裕量，单位为毫米(mm).筒体的名义厚度等于筒体的设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格厚度。钢材的腐蚀裕量应根据吸附器预期使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定。预期使用寿命一般由操作工况、吸附剂的使用周期和用户要求确定。钢材厚度负偏差应按GB713和相应钢材标准的规定选取。6.2.4 吸附器宜采用成形封头，封头型式有凹面受压的半球形封头、碟形封头和椭圆形封头等，各种封头的厚度应按JB4732的有关规定进行计算。6.2.5 开孔补强应采用插入式或对接式整体补强结构。接管与壳体连接处应倒圆角，内角半径Tl不低于壳体厚度的

14、1/8;外角半径T2一般不应小于壳体厚度的1/2中较大值。开孔补强的计算应符合JB 4732的规定。6.3 眼附器内部构件、填充物6.3. 1 吸附器内除填装吸附剂外，主要内部构件是气流分布器。吸附器应设有进气或上部气流分布器和出气或下部气流分布器。4 GB/T 29412-2012 6.3.2 进气气流分布器应设置在进气端，对吸附器的进气气流进行分配、过滤，并压实吸附剂F进气气流分布器宜采用花板或鼠笼等结构，花板开孔位置、尺寸应确保气流分布均匀，不得发生穿漏、偏流，并应防止吸附剂漏损。筛板的开孔率宜大于等于40%。鼠笼的开孔率宜大于进气管截面积的2.5倍。6.3.3 出气或下部气流分布器应设

15、置在出气端，对排出吸附器的气流进行过滤、分配，并支撑吸附剂;出气气流分布器宜采用花板或鼠笼等结构。出气气流分布器应具有足够的强度和刚度，并应确保气流分配均匀、密封良好，还应防止吸附剂及其碎块漏损。筛板的开孔率宜大于等于40%，鼠笼的开孔率宜大于等于20%。6.3.4 吸附剂的品种、数量应根据吸附器的设计参数和原料气、产品气要求确定。一般可采用活性炭、活性氧化铝、分子筛等。6.4 眼附器校核计算6.4. 1 吸附器的设计应按JB4732的有关规定进行静强度分析计算和疲劳分析校核计算。6.4.2 真空操作的吸附器应进行稳定性校核计算。7 制造7. 1 一般规定7. 1. 1 吸附器的制造除应符合本

16、标准规应外，还应符合设计文件的要求和JB4732的有关规定。7. 1. 2 吸附器受压部分的焊接接头应分为八、B、C、D四类，接头类别的划分和图样表述应符合JB 4732的有关规定。7.2 服附器制作材料的复验7.2. 1 施焊前应逐张检查铜板的表面质量和树料标志z按板厚规格复验铜板的化学成分、力学性能、冷弯性能，并应符合GB713的有关规定;铜板应逐张进行超声检测，并应达到JB/T4730. 3规定的E级。7.2.2 锻件生产厂应具有制造许可证，吸附器制造厂应复验其硬度和化学成分，若复验结果出现异常，则应进行力学性能的复验。7.3 冷热加工成形7.3. 1 根据制造工艺条件，确定加工裕量，以

17、确保成品吸附器各部位的实际厚度不小于该部位名义厚度减去铜板厚度负偏差。7.3.2 球形封头和椭圆封头的成型应符合下列规定:a) 封头不宜采用煤加热成型的方式zb) 直径小于1400mm的球形封头，不允许拼接;直径等于或大于1400mm且小于或等于4000mm 的球形封头，应采用先拼接后整体成型的方法，拼接焊缝数不大于2条，且最小板宽不小于500 mm;直径大于4000mm的球形封头，宜采用先分瓣后成型，再组焊的方法。球形封头分瓣冲压的瓣片尺寸公差应符合GB12337的有关规定z。直径小于1200mm的椭圆封头，不允许拼接。直径等于或大于1200mm的椭圆封头如需拼接，拼板焊缝距板中心的距离应不

18、大于0.4倍封头内径，且最小板宽不小于300mm; d) 封头各种不相交的拼焊焊接接头边缘之间的最小距离以及形状偏差等应符合JB4732的有关规定。7.4 坡口表面7.4. 1 坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陆。5 GB/T 29412-2012 7.4.2 施焊前应将坡口表面的渗碳层、氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净，清除的范围以离坡口边缘的距离计，不得小于50mm。7.5 圆遇与壳体圆筒与壳体的焊接、组装，包括辅助件、内构件的焊接、组装均应按JB4732的有关规定进行。7.6 法兰与平盖7.6. 1 吸附器法兰应按照JBjT4700的有关规定进行加工。7.6.2 平盖与筒体端部

19、的加工应符合JB4732的有关规定。7.7 焊接7.7. 1 焊接前准备及施焊环境以及焊接工艺应符合JB4732的有关规定。7.7.2 焊缝金属应保证力学性能，其抗拉强度不得高于母材标准规定的上限值加30MPa，且不低于母材强度。7.7.3 焊接接头的表面形状尺寸及外观要求应符合以下规定:a) 焊接接头的表面形状尺寸应符合JB4732的有关规定Eb) 焊接接头表面不得有裂纹、气孔、咬边、弧坑、夹渣等缺陷，并不得留有熔渣与飞溅物;c) 容器上所有A、B类焊接接头焊缝均应打磨至与母材齐平，不得留有余高;C、D类焊接接头焊缝均应打磨，使其圆滑过霞。7.8百l弧禁止在容器的非焊接部位引弧。因电弧擦伤而

20、产生的弧坑、焊疤以及因切割卡具、拉筋板等临时性附件遗留的焊疤应修磨平滑，打磨后的厚度不得低于该部位的名义厚度。7.9 返修吸附器的制造过程的焊接试板和试样以及焊接接头需要返修时，应符合JB4732的有关规定。7. 10 热处理7. 10. 1 制造单位应按设计文件和标准的要求在热处理前编制热处理工艺。7.10.2 不得使用燃煤炉进行吸附器的焊后热处理。7.10.3 焊后热处理方法应符合JB4732的有关规定。7.10.4 热处理装置(炉)应配有自动记录温度曲线的测温仪表，并能自动绘制热处理的时间与工件壁温关系曲线。7.10.5 吸附器焊后可进行炉内整体热处理或分段热处理，在可能情况下，应优先采

21、用炉内整体加热方法。分段热处理时，其重复加热长度应不小于1500mm，炉外部分应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。8 检验、试验和验收8. 1 无损检测8. 1. 1 吸附器的焊接接头，经形状尺寸和外观检查合格后，再进行规定的无损检测。8. 1. 2 吸附器的A、B、C、D类焊接接头应进行100%元损检测，检测要求按图样规定。8. 1. 3 检测评定具有如下要求: GB/T 29412-2012 a) 射线检测按1B/T4730. 2的规定进行，要求进行全部元损检测的对接接头，射线检测技术等级不低于AB级，合格级别不低于E级E要求进行局部元损检测的对接接头，射线检测技术等级不低

22、于AB级，合格级别不低于皿级，并且不允许有未焊透z角接接头、T形接头，射线检测技术等级不低于AB级，合格级别不低于H级。射线检测中底片的定位和标记、评定范围内的黑度和像质计灵敏度等应符合1B/T4730.2的相关规定。b) 超声波检测按1B/T4730. 3进行，要求进行全部元损检测的对接接头，脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级，合格级别为I级;要求进行局部元损检测的对接接头，脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级，合格级别不低于E级z角接接头、T形接头，脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级，合格级别为I级F采用衍射时差法超声检测的焊接接头，合格级别不低于E级。c) 磁粉检测按1B/T473f

23、t 4进行，检测结果I绩为合格。d) 渗透检测按1BfT4730.5进行，检测结果I级为合格。8. 1.4 经射线检测或超声波检测的焊接接头，如有不允许的缺陆，应在缺陷清除干净后进行补焊，并对该部分采用原检测方法重新检测，直至合格。经磁粉检测或渗透检测发现的不允许缺陷，应在缺陷清除后或补焊后，对该部分采用原检测方法重新检测，直至合格。8.2 试验制造完工的吸附器应按图样规定进行IkJ试验及藏密性试验。试验内容、试验方法、试验压力等应符合1B4732的有关规定。8.3 产品验收8.3. 1 经国家授权的质检机构确认并出具质量证明书。8.3.2 吸附器的质量证明书应包括:产品合格证、容器说明书、质

24、量说明书三部分b8.3.3 用户现场的产品验收为产品的最终验收。9 标志、包装与运输9. 1 睿器说明书9. 1. 1 吸附器特性，包括设计压力(含不同工况条件下的不同设计压力最大允许工作压力、试验压力、设计温度(含不同工况条件下的不同段计温度)、工作介盾、容器类剔。9. 1.2 吸附器图纸，应包括吸附器竣工总图及主要零部件图e9. 1.3 吸附器的热处理状态与禁焊等特殊说明。9.2 质量说明书9.2.1 主要零部件材料的化学成分和力学性能。9.2.2 元损检测结果。9.2.3 焊接质量的检查结果包括超过两次的返修记录。9.2.4 压力试验与致密性试验结果。9.2.5 与本标准和图样不符的项目

25、。9.3 睿器铭牌9.3. 1 容器铭牌应固定于明显的位置。9.3.2 铭牌应包括如下内容z7 GB/T 29412-2012 a) 制造单位名称和制造许可证号码Fb) 制造单位对该容器产品的编号zc) 制造日期zd) 设计压力(含不同工况条件下的不同设计压力); d 最大允许工作压力zf) 试验压力zg) 设计温度含不同工况条件下的不同设计温度hh) 容器重量zi) 容器类别。9.4 其他规定容器的油漆、包装、运输应符合JB/T4711的规定。8 A.1 结构形式附录A(资料性附录眼酣器的结构A. 1. 1 吸附器通常采用圆筒形结构，一般可分为立式、卧式两种。GB/T 29412-2012

26、A. 1.2 吸附器的主要部件包括筒体、封头、气流分布器、连接管和吸附剂。图A.l是直立式吸附器结构简图，图A.2是径向式吸附器结构简图。说明:1 上部气流分布器z2一一吸附剂z3 筒体34一一下部气流分布器55一封头s6一一连接管.图A.1直立式眼附器结构简圄9 G/T 29412-2012 说明=1-连接管;2-一上部气流分布器;3 吸附剂;4 筒体zs 封头56-下部气流分布器。图A.2径向式服附器结构筒圄A.2 气流分布器A.2.1 吸附器的气流分布器有进气(上部、出气(下部分布器，其结构和开孔应确保进入或排出吸附器吸附剂层的气流分布均匀，不得有偏流现象的发生，并可防止吸附剂的泄漏。A

27、.2.2 进气(上部)分布器应设在进气端，对进入吸附器的气流进行分配、过撞，并压实吸附剂层s宜采用花板或鼠笼等结构，见图A.10 A.2.3 出气(下部)分布器应设在出气端，对排出吸附器的气流进行分配、过滤，并承载吸附剂;宜采用花板或鼠笼等结构，见图A.20出气分布器应具有足够的强度和刚度。10 NFONlNF叮NH阁。国华人民共和国家标准变压服附提纯氢用眼附器GB/T 29412-2012 中非中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室，(010)64275323发行中心，(010)51780235读者服务部，(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1字数21千字2013年6月第一版2013年6月第一次印刷 书号，155066. 1-47102定价18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)685101079412-2012 打印H期:2013年6月19日F002AGB/T