从业资格考试对新GB和ASME对照的解读PPT课件

1、 前言(1)(1) 本班称为解读班，是在大家熟悉原GB 150GB 150以及对ASME -1ASME -1也有一定熟悉 的基础上对新GB 150GB 150的解读，包括主要修改( (因旧版有误或因故所作的调 整) )、主要补充、某些和容规不符内容的分析以及对某些问题的分析 和讨论。并非培训，更不是宣贯。 毋庸讳言，从19671967年版的钢制化工容器设计规定，到各版的钢制石 油化工压力容器设计规定、19891989和19981998年版的钢制压力容器到本版， 都主要参照相应年代的ASME -1ASME -1和-2-2，其中所参照内容和ASMEASME规范有 所出入者，系由于技术政策的不同、或

2、漏引或误引所致。 本人对征求意见稿、报审稿和报批稿以邮件和向容标委会领导当面讨论的 方式提了多条意见，大部分已吸取，但仍留下一些可予商榷的内容。 前言(2)(2) 本人在向容标委会提出书面意见时表示: :标准存在一些问题，并不是对 某一元件一定会出事故，但可能出现事故和潜在事故的机率肯定増大， 我也听到了一些反映，且在国际同行交流中也会引起一些影响。 据此，可能涉及对标准某些内容的商榷，但这些可商榷之处都以其基 本原理和参所照规范ASME -1ASME -1相应内容为依据，望大家对照查阅，但 仅作为业内参考，在执行时则应以GB 150GB 150为准。 本班仅对涉及新版GB 150GB 150

3、和ASME -1ASME -1相关的修改或可商榷内容联系 ASME -1ASME -1或其它标准进行解读，并非对GB 150GB 150和ASME -1ASME -1的系统讲 解。 前言(3)(3) 本版GB 150GB 150压力容器，总体上要求按照新容规，其编排方式 和国际接轨，分为通用要求，材料，设计，制造、检验与验收要求等4 4 篇，每篇都有相应的附录。 本版在通用要求中增添了“以验证性爆破试验确定容器设计压力的规 定”、“对比经验设计的原则要求”、 “局部结构应力分析计算和评 定的原则要求”、 “风险评估报告”等内容。 徐工并寿、杨二位秘书长: 对GB 150所存在的问题，多年来我通

4、过各种途径提出意见并建议，现趁此修订之机，再次提出。 毋庸讳言，GB 150主要引自ASME -1，之所以存在些问题，主要是并未仔细学习、理解ASME -1所致。8年前我应你们所约，详细 整理了GB 150和ASME -1的对照，其中列了不少在下面意见表中所列的问题，但由于种种原因，此件并未约请有关专家讨论，也一直 未见下文，在本标准中也无反映。 我也清楚，标准存在一些问题，并不是对某一元件一定会出事故，但可能出现事故的机率肯定増大，我也听到了一些反映，且在国际 同行交流中也会引起一些影响。所以应予重视。 十余年前寿秘书长曾通知我要整理一些关于低温容器设计方面国内外标准的对照(因我已写了这方面

5、的文章并即将发表，所以我告知寿 秘书长不再另写，可参见拙文) ，我本以为领导对低温容器设计方面已予重视，会努力趕上国际水平。十多年过去了，本标准稿对此不 仅不动，反因为某些内容的移动而更引起不协调(详见以下意见) 。 至于开孔补强章所引起的种种问题，我也多次提出，此次修改稿也 无反映。开孔补强设计应用甚广，如存在问题其影响甚大，请予重视。将带夹套的容器称为外压容器也引起了诸多问题。 新容規已实施，GB150要及时更新这一点是大家都理解的。但不要因时间紧迫而草率走过场，影响到下一个若干年。 这几年国内对ASME等国外标准日益关心，我经常应约介绍，接触了不少同行，并和他们讨论，我也直言GB 150

6、和ASME-1、JB 4732 和ASME -2的关系、区别，以及引起区别的原因，大家都只能表示感慨而已。 由于固定式压力容器分技术委员会未发文要我提意见，我只是作为业内一员提出，也未及详细阅读推敲。对以下意见，如有不妥，请 予包涵。如有未说清楚之处，请通过各种途径和我联系。 匆匆，即致 近安 丁伯民 2010.4.28 国家标准固定式压力容器(GB 150.1(GB 150.1GB 150.4) GB 150.4) 征求意见表 标准征求意见 总第 号标准号和标准名称GB 150固定式压力容器单位华东理工大学邮政地址邮编200237姓名丁伯民电话真/E-MAIL 适

7、用范围 (ASME(ASME规范) ) ASME -1ASME -1是压力容器建造规范，包括各种材料和制造方法在内的强制性 要求，特殊的禁止要求和非强制性的指导。 ASME -1ASME -1除膨胀节外并未涉及疲劳设计，但条款解释07-4707-47号明确表示， 如元件要作疲劳设计，可按-2-2实施。 ASME -2ASME -2第4 4篇为按规则设计，第5 5篇为按分析设计，但在第4 4篇中说明， 如要进行疲劳分析，可按第5 5篇实施。 EN 13445EN 13445仅一册，包括了疲劳分析的内容。 原GB 150GB 150为钢制压力容器，新GB 150GB 150虽改为压力容器，但实际

8、上对非铁材料，还要见其它标准。 ASMEASME规范对“建造”一词的解释 本版GB 150GB 150对ASMEASME规范的引用部分 适用范围 (GB 150)(GB 150) 本版在通用要求篇中补充了本标准的适用温度范围: -269: -269C C 900900C C，并在材料篇中补充了本标准所列钢材的适用温度范围:-253 :-253 C C 800800C C。 原GB 150GB 150规定: :要求作疲劳分析的容器不属于本标准的范围( (而不是“本标 准未包括疲劳设计的规定，如要求疲劳分析，可按JB 4732JB 4732进行”) )，使设 计员为难。 新GB 150GB 150

9、改为:“:“对于有成功使用经验的承受循环载荷的容器，经设计单 位技术负责人批准，可按本标准设计，并按JB 4732JB 4732附录C C补充疲劳分析 和评定，同时满足其相关制造要求(.1(.1，4.3.1)”4.3.1)”，“对于按JB 4732JB 4732的 两种方法判别要求作疲劳分析的容器进行由.1.1附录D D的对比经验设计时， 说明书中应补充疲劳分析的内容”，使设计单位技术负责人为难。 (.1(.1， D.6.3)D.6.3) 9898版GB 150GB 150的规定 20112011版GB 150GB 150的规定 设计参数和有关的问题 (ASME -1)(1)(ASME -1)

10、(1) 设计压力( (独立容器: :内压容器，真空容器，组合容器独用元件、公用 元件，按独立容器设计，按压差设计) UG-21) UG-21，UG-99UG-99，UG-19,UG-19,附录3-3- 2 2 设计温度( (最高、最低 MDMT) UG-20MDMT) UG-20，UCS-66UCS-66 压力试验( (目的: :检查并考验宏观强度、焊缝的致密性和密封件的密封性。 试验压力，试验温度，试验压力上限)()(内压容器，真空容器，独立容器， 组合容器其公用元件按独立容器设计、按压差设计) UG-99) UG-99，UG-100UG-100， 气压试验时的注意点(UW-50)(UW-5

11、0) 液压试验温度，建议为尽量減小脆断的危险，液压试验时金属温度至少 保持在( (铭牌上允许的) )最低设计金属温度以上1717，但无需超过4848。 设计参数和有关的问题 (ASME -1)(2)(ASME -1)(2) 气压试验时的危险性是不言而喻的，所以规范在UW-50UW-50中规定，在试 验前应对围绕开孔的全部焊缝( (应理解为包括对接和角接焊缝) )、以及 包括角焊缝厚度大于6mm6mm的非受压件与受压件在内的所有全部焊缝( (当 然也应理解为包括对接和角接焊缝) )的全长应予检测，并通过加注说 明，对于角接焊缝，如为铁磁性材料时用磁粉或液体渗透检测，非铁 磁性材料时用液体渗透检测

12、。并通过UG-100UG-100规定了和液压试验时同 样的温度限定。 设计参数和有关的问题 (ASME -1)(3)(ASME -1)(3) 设计压力，最大允许工作压力，由计算求得的试验压力，后二者都指成 品容器，区别仅在于前者扣除、后者未扣除腐蚀裕量、所用许用应力的 对应温度以及所涉及除压力以外的载荷( (如风、地震和液柱静压等)(UG-)(UG- 99)99)。 最大许用工作压力: :成品容器顶部所允许承受的最大表压力，是按规范 的规则对任何受压范围内的元件确定的内压或外压的最低值，包括静压 头。采用不包括腐蚀裕量的公称厚度，并考虑了在相应温度下可能发生 的各种载荷组合影响(UG-98(U

13、G-98，附录3-2)3-2)。 试验压力的上限: :本册并不规定液压试验压力的上限，但当液压试验压 力无论有意或无意地超过规定值，并使容器出现明显的塑性变形时，检 验师有权拒收UG-99(d)UG-99(d)。 设计参数和有关的问题 (ASME -1)(4)(ASME -1)(4) 独立容器: :内压 P PT T=1.3=1.3PSPS/ /S ST T ( (原理分析) ) 真空 P PT T=1.3=1.3P P ( (原理分析)(11a)(11a允许真空试验) ) 组合容器: :组合容器的独用元件或组合容器按独立容器设计时：和独立 容器压力试验相同 设计参数和有关的问题 (ASME

14、-1)(5)(ASME -1)(5) 比值S S/ /S ST T为构成该容器各元件中的最小值 ASME -1(ASME -1(附录S S，UG-99):UG-99):螺栓安全系数很大，不必担心屈服，即 使在压力试验时因超压而引起泄漏，也只要在卸压后再次上紧螺栓。 20102010年版已明确除非确定螺栓许用应力的安全系数小于1.44(1.44(经換算 而得) )，否则不包括螺栓。ASME -2(8.2.1ASME -2(8.2.1节) )已明确不包括螺栓。 EN 13445EN 13445也明确不包括螺栓(Part 5(Part 5，10.2.3.310.2.3.3节) ) 设计参数和有关的问

15、题 (ASME -1)(6)(ASME -1)(6) 组合容器( (不按独立容器设计时) )的公用元件： P Pmax(max(P P1 1，P P2 2) )，即P P1 1、P P2 2同号时UG-99(e)(2):UG-99(e)(2): 先内筒或夹套( (应是较高压力受压室) )P PT T=1.3(=1.3(P P2 2- -P P1 1) )S S/ /S ST T 再两侧同时 P P1 1侧: :P PT T=1.3=1.3P P1 1S S/ /S ST T P P2 2侧: :P PT T=1.3=1.3P P2 2S S/ /S ST T 此时要控制两室压差不超过内筒或夹套

16、的试验压力值 P Pmax(max(P P1 1，P P2 2) )，即P P1 1、P P2 2异号时UG-99(e)(1):UG-99(e)(1): 先内筒 P PT T=1.3=1.3P P1 1 ( (按真空容器，内压方式) ) 再夹套 P PT T=max1.3=max1.3P P2 2S S/ /S ST T，( (P P2 2- -P P1 1) )S S/ /S ST T 设计参数和有关的问题 本版调整的内容 安全系数的调低 据容规， 以R Rm m为基础的安全系数由3.03.0调低为2.72.7，以R ReL eL为基础的安全系数由 1.61.6调低为1.51.5，相应提高了

17、许用应力和常用钢材的夏比V V冲击功。 设计参数和有关的问题 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(1)(1) 对外压容器的阐述以及组合容器的压力试验 原标准一直认为带 夹套的容器为外压容器( (从7777版到8585版的设计规定都这样称，至8989和9898 版GB 150GB 150则迴避，但容标委所编压力容器设计工程师培训教程P.169P.169明 确带夹套容器即为外压容器) )，并引用了ASME -1ASME -1中关于“真空容器 以内压进行液压试验” 的规定而改为“外压容器和真空容器以内压进 行液压试验”从而导致如前图所示带夹套的容器在进行液压试验时引起 了问题。内容器常压，夹套(0

18、.8MPa)(0.8MPa)，把内容器视为外压容器，按 P PT T=1.25=1.25P P2 2试验，则按常压设计的封头和法兰承受不了，如封头和法兰 按P P2 2(0.8MPa)(0.8MPa)设计，则增加了成本; ;如按多腔容器试验，则在夹套中试 压时内筒壁受不了外压，如两侧同时充压，又无法检漏。 设计参数和有关的问题 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(2)(2) 如内容器为真空，夹套为0.2MPa0.2MPa，则内容器带夹套部分设计压力为 0.3MPa0.3MPa。内容器如按真空( (或多腔) )容器P PT T=1.25=1.25P P1 1试内压，为0.125MPa0.125

19、MPa， 夹套按内压容器试压，为0.25MPa0.25MPa，试压结果尚达不到0.3MPa0.3MPa的设计压 力，压力试验走过场。 在压力容器行业中实际上并无真正意义上的外压容器。新GB 150GB 150改为 “外压容器( (例如真空容器、液下容器和埋地容器) )以内压进行液压试验” 即不再把外压容器和真空容器看作不同的两种容器.1,4.3.3 c).1,4.3.3 c)。 对于两个或两个以上压力室组成的多腔容器，每个压力室的试验压力按 其设计压力确定，各压力室分别进行耐压试验。( (未明确设计压力是容器 还是公用元件的，且从未提及公用元件的设计和试验压力) (.1) (.1， 4.6.1

20、.7)4.6.1.7) 设计参数和有关的问题 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(3)(3) 压力试验前的应力校核 原GB 150GB 150规定: : 压力试验前，应校核圆筒应力，并以不大于0.90.9s s为满足( (液压) ) 。 此规定实际上由原ASME -2ASME -2引来( (新ASME -2ASME -2在4.1.6.24.1.6.2节已改为 0.950.95倍) )。问题是: (1)-2: (1)-2和-1-1不一样，前者是由应力分类及其评定 原理得出，所以试验压力如超过规定值要对P Pm m和P Pb b和二者的组合进行校 核; ;后者并非如此，所以对液压试验压力值的规定

21、是规范的最低要求， 试验压力如超过规定值，只要不出现明显的永久变形，它并不规定试验 压力的上限(UG-99)(UG-99)。(2) -2(2) -2规定如试验压力如超过规定值才要校核 ， 并未规定按试验压力时也要校核。 (3)(3)为何只对圆筒进行应力校核，对 封头等元件则不必校核？如也规定，对某些封头如何确定其P Pm m ？ 才 ASME -1.UG-99ASME -1.UG-99的规定 设计参数和有关的问题 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(4)(4) 由矩形截面梁受拉伸和弯曲导出 设计参数和有关的问题 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(5)(5) 新GB 150GB 150参照

22、ASME -2ASME -2改为: :如采用大于标准所规定的试验压力，在 试验前应校核各元件的应力水平，例如对壳体元件应校核最大总体薄 膜应力T T。即对按标准规定的压力进行试验时，不再要求进行应力校 核(.1(.1，4.6.3)4.6.3)。 容器上装有泄放装置时，该装置能防止容器的超压不大于设计压力的 10%10%、12%12%、16%16%因误引而修改为10%10%、16%16%、21%(.121%(.1，B.3.2)B.3.2) 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(1)(1) 容规已对试验压力式中应力比值取消了包括紧固件在内的内容， 但新版GB 150GB 150则仍然保留，这

23、点和.1.1附录A A的符合性声明也不相符。 不包括和保留的原因都可商榷，保留的原因是，例如在试压时密封件 的泄漏，此点其实可见附录S S、ASME PCC-1)(ASME -1ASME PCC-1)(ASME -1和2 2、EN EN 1344513445等都不包括螺栓) ) 新版GB 150GB 150不仅仍然保留了包括紧固件在内的内容，而且为处理所提 意见而作了修改: :( (1)1)对试验压力值中的比值 / t t加注3 3说明， t t不应低于材料受抗拉强度和屈服强度控制的许用应力最小值; ;(2)(2) 在材料许用应力表中用粗线划出，其右侧的许用应力系由钢材1010万小 时的高温持

24、久强度极限所确定，说明确定试验压力时应采用粗线左边 的值。更引起了比原GB 150GB 150远为严重的问题(.1(.1，4.6.2.2)4.6.2.2) 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(2)(2) P PT T=1.25=1.25P P / t t中的 / t t包括螺栓所引起的问题: : =常温下许用应力 t t= t t1 1= =求取元件厚度时的许用应力 t t2 2= =按新GB 150GB 150确定试验压力时的许用应力 (1)(1)按原GB 150(1998)GB 150(1998) 某容器t t=450=450，圆筒和封头=16mm=16mm，材料Q345RQ345

25、R， =170MPa=170MPa， t t=66MPa;=66MPa;螺栓直径24mm24mm，材料35CrMoA35CrMoA， =228MPa=228MPa， t t=150MPa=150MPa。应按螺栓确定试验压力。 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(3)(3) P PT T=1.25=1.25P P / t t=1.25=1.25P P228/150=1.9228/150=1.9P P，此时对螺栓，试验时 应力水平为1.91.9150/228=1.25150/228=1.25倍，达到规定的考验目的; ;对圆筒， 试验时应力水平为1.91.966/170 =0.7466/17

26、0 =0.74倍，连设计应力水平都未达到， 谈何压力试验时的超应力考验。 反之，如不包括螺栓，则P PT T=1.25=1.25P P170/66 =3.22170/66 =3.22P P，螺栓应力水平 为3.223.22150/228=150/228=2.122.12倍，因螺栓n ns s可达2.52.5以上( (但可能引起泄漏， 可上紧螺栓) )，故不会屈服，圆筒为1.251.25倍，刚好达考验目的。 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(4)(4) (2) (2) 按现 GB150(2011)(GB150(2011)( t t2 2未超过屈服控制线) ) 容器t t=400=400

27、，壳体=62mm=62mm，Q345RQ345R， =181MPa=181MPa， t t1 1= t t2 2=110MPa;=110MPa;螺栓直径24mm24mm，材料35CrMoA35CrMoA， =228MPa=228MPa， t t1 1= t t2 2=170MPa=170MPa。应按螺栓确定试验压力。 P PT T=1.25=1.25P P / t t=1.25=1.25P P228/170=1.68228/170=1.68P P，对螺栓，试验时应力为设 计应力的1.681.68170/228=1.25170/228=1.25倍，达到规定的考验目的; ;对圆筒，试验时 应力水平

28、为设计应力的1.681.68110/181 =1.02110/181 =1.02倍，略超过设计应力，但未 到要提高25%25%考验之目的。反之，如不包括螺栓，则P PT T=1.25=1.25P P181/110 181/110 =2.06=2.06P P，螺栓应力水平为设计应力的2.062.06170/228=170/228=1.541.54倍，因螺栓n ns s 可达2.52.5以上( (但可能引起泄漏，可上紧螺栓) )，故不会屈服，圆筒为1.251.25 倍，刚好达考验目的 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(5)(5) (3) (3) 按现 GB150(2011)(GB150(

29、2011)( t t2 2已超过屈服控制线) ) 容器t t=475=475，壳体=62mm=62mm，Q345RQ345R， =181MPa=181MPa， t t1 1=43MPa, =43MPa, t t2 2=110MPa;=110MPa;螺栓直径24mm24mm，材料35CrMoA35CrMoA， =228MPa=228MPa， t t1 1=111MPa, =111MPa, t t2 2162MPa 162MPa 。应按螺栓确定试验压力。 P PT T=1.25=1.25P P / / t t2 2=1.25=1.25P P228/162=1.76228/162=1.76P P，对

30、螺栓，试验时应 力为设计应力的1.761.76111/228=0.86111/228=0.86倍，达不到设计应力; ;对圆筒，试 验时应力水平为设计应力的1.761.7643/181 =0.4243/181 =0.42倍，远达不到设计应 力，二者的压力试验都形同虚设 容标委会主要负责人近日撰文指出: :试验压力的温度补偿一直是中国标 准的一个问题。考虑到许用应力在不同温度下的控制失效模式的参数不 同，因此划定极限温度点，从而完善了压力试验中的温度补偿方法。 对试验压力的“温度补偿”理由和原理其实很简单。它只和元件在设计 温度时所采用的许用应力和常温下的许用应力值有关，标准所给出设计 温度时的许

31、用应力，不论它在不同温度下控制失效模式的参数是多少， 或决定于哪个失效模式，在设计时就用该值，在试验压力“温度补偿” 中所用的 t t也就是该唯一值。 国外各相关标准对该系数规定“应取所建造容器中各受压件的最小比 值”，是基于各材料的该比值可能略有不同，这一规定使该比值最小的 元件，试压时刚好达到设计应力水平的1.251.25倍，而该比值不是最小的元 件，试压时略低于设计应力水平的1.251.25倍，由于各材料的该比值可能不 同但不致差别较大，所以这样规定就保证了试压时各元件都能达到或所 差不多地达到设计应力水平的1.251.25倍。但如果取“最大比值” ，则该 比值最大的元件，试压时刚好达到

32、设计应力水平的1.251.25倍，而该比值不 是最大的元件，试压时略高于设计应力水平的1.251.25倍，而他们认为，一 是确定螺栓许用应力以屈服强度为基准的安全系数都大为超过板材，不 必担心屈服; ;二是即使因超应力而导致泄漏，则只要在卸压后再上紧螺 栓即可，所以对“各受压件”表示为不包括螺栓。 GB 150GB 150一直担心试验压力过高( (即取“最大或较大比值”时) )会使“较最小 比值”的元件超应力，特别是如螺栓超应力就会引起屈服或泄漏，所以从 7777年版“设计规定”起，就规定了此比值不超过1.81.8; ;至9898版就干脆列入了 包括螺栓在内的规定;2011;2011版则更补充

33、了该 t t值“不应低于材料受抗拉 强度和屈服强度控制的许用应力最小值”，并在材料表中表示该值应是粗 线以左的值。当设计温度位于粗线以右时，不论 / t t中是否包括螺 栓在内，对各受压元件，压力试验都属“走过场” 。 从各版标准的几经修改看，GB 150GB 150对试验压力要乘以 / t t值的原理 恐并未理解，而出发点一直着眼于螺栓应力的超标，并未注意ASMEASME规范所 指的螺栓的设计应力是考虑了防止屈服的保守值，且和不包括螺栓配套。 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(6)(6) 容规多处提及设计图样和铭牌上的最高允许工作压力(3.9.2(3.9.2，8.3.28.3.2

34、和8.3.38.3.3等) )，GB 150GB 150则未明确是成品容器，似可商榷。 容规要求按照介质组别、设计压力、容积进行分类。 介质分组 分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高工作温度高于 或者等于标准沸点的液体( (兰色表示第1 1号修改单已删除):): 第一组，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气 体( (红色表示1 1号修改单增加) ) 第二组，除第一组以外的介质( (毒性程度为中度危害、非易爆的液化气体 也属第一组？对介质的分组可能会引起歧义) ) 设计参数和有关的问题 对本版可予讨论的内容(7)(7) 第二组介质的容器分类 焊接接头分类、系数及其检测 (

35、ASME -1)(1)(ASME -1)(1) 分类的出发点: :按接头所在位置，即接头所承受的最大应力，不是按接 头结构型式(UW-3)(UW-3) 焊接接头类别 (A(A、B B、C C、D D类) )。按连接处能否由板壳理论简单地求 出应力而划为A A、B B类( (承受第一主应力者为A A类，第二主应力者为B B类) )和 C C、D D类( (凡两连接件都为壳者为D D类，有一件为板者为C C类，但非圆形截 面容器各侧板视为壳体) ) 焊缝结构型式 (1(18 8型，包括搭接接头) )( (表UW-12)UW-12) 焊接接头分类、系数及其检测 (ASME -1)(2)(ASME -

36、1)(2) A A类: :圆筒、锥壳的纵向和螺旋形接头，球壳、成型封头或平板( (包括矩形 截面容器各侧板) )上任意方向的拼接接头，连接球壳和圆筒等壳体的环向 接头（即承受最大主应力的接头） B B类: :壳体或变径段上的环向接头，连接各成型封头( (球壳除外) )至壳体的环 向接头( (即承受第二主应力的接头( (并据半顶角是否小于3030而属对接或 角接接头，但都属B B类) ) C C类: :连接法兰、管板或平盖至壳体的接头，连接矩形截面容器各侧板的接 头，可以是对接或角接（有一件涉及平板时）( (矩形容器各侧板视为壳体) ) D D类: :连接接管与壳体或矩形截面容器侧板的接头，可以

37、是对接或角接( (都 是壳体或矩形截面容器侧板时) ) 焊接接头分类、系数及其检测 (ASME -1)(3)(ASME -1)(3) 分为100%100%、抽样和不检测三挡，抽样检测也可以在完成一段焊接工作 之后立即进行，并非都在容器所有焊接工作全部完成之后进行， 以随 时跟踪焊接工艺，保证焊缝质量(UW-52)(UW-52)，并在表UW-12UW-12中根据结构类 型列出了焊接接头系数。 对气压试验的容器，除受压件对非受压件的连接、且其角焊缝厚度小于 6mm6mm者，都要求100%100%检测( (对接和角接)(UW-50)(UW-50) 焊接接头分类、系数及其检测 因旧版有误而使本版修改的

38、内容及其分析(1)(1) 8989年版起参照A A、B B、C C、D D名词，但不同( (实际上按对接或角接划分，并经 调整) )。(.1(.1，4.5)4.5) RTRT、UTUT者为A A、B B类，A A为受第一主应力，B B为第二主应力。 MTMT、PTPT者( (即角接者) )为C C、D D类，C C为二连接件中有板者，D D为二连接件都 为壳者。 但: :嵌入式接管与壳体的对接因要RTRT、UTUT检测，所以不划为D D类而改划为A A 类; ;多层包扎容器层板的纵向接头因不能RTRT、UTUT，所以不划为A A类而改划 为C C类。 对平板或管板的拼接接头，平板或管板对圆筒的

39、对接接头，矩形截面容器 侧板的接头，球冠形封头接头等漏划( (除矩形截面容器侧板外新版已补充) )。 新版增加E E类接头，未提及倾角错绕板容器的接头分类。 焊接接头分类、系数及其检测 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(2)(2) ASME -1ASME -1的分类，有注 GB 150GB 150的分类 GB 150GB 150未加注，并未视半顶角是否大于 3030而看为角接，一律划为B B类，也就是已 是角接也还是用射线或超声检测。此外， 板和壳连接时不论对接或角接，都划为C C 类接头 焊接接头分类、系数及其检测 因旧版有误而使本版修改的内容及其分析(3)(3) 一般情况不允许不作检测

40、，根据检测要求和焊缝结构列出了焊接接 头系数。但在制造篇规定焊接接头系数为1.01.0容器的所有A A和B B类接 头应100%100%射线或超声检测。(.4(.4，10.3.1) (10.3.1) (B B类接头也要100%100%射线 或超声检测？) )=0.9=0.9的单面焊接接头就不要100%100%射线或超声检测？ 采用气压或气液组合耐压试验的容器，要求100%100%射线或超声检测 ( (指A A、B B类，即对接接头) )，但在磁粉或渗透检测等表面检测规定中， 却对采用气压或气液组合耐压试验容器的包括角接接头在内的各种 接头，未提出任何检测要求(.4(.4，10.4)10.4)。

41、 设计系数和有关的问题 ASME -1ASME -1 各设计参数的相互关系: :以理论意义为主，辅以技术政策。 安全系数值和试验压力、试验压力的上限、允许超压额度、冲击试验要 求等都有关。 ASME -1ASME -1n nb b由4 4调为3.53.5以后对试验压力由1.51.5调为1.31.3，防脆断措施 ( (如低应力时判别温度的调整曲线由0.40.4调低为0.350.35等) ASME-2) ASME-2由 n nb b=3.0=3.0调为n nb b=2.4=2.4，所以其试验压力、试验压力的上限、无损检测要求 以及低应力时判别温度的调整曲线等都相应调整。但因允许的超压额度 都在试验

42、压力以下，所以都不调整，二者都取最大许用工作压力的12%12%、 16%16%和21%21%。 设计系数和有关的问题 GB 150(1)GB 150(1) 新GB 150GB 150对安全系数调整后未对试验压力及试验压力上限以及无损 检测要求、低温低应力时的判别条件进行调整，但对允许的超压额度 ( (原GB 150GB 150出自误解所致，取为10%10%、12%12%和16%16%，现改正为12%12%、16%16% 和21%)21%)和冲击功合格要求( (仅指容器用钢总要求，非低温容器特有要 求) )作了调整。(.1(.1，B.3.2)B.3.2) 设计系数和有关的问题 GB 150(2)

43、GB 150(2) 原GB 150GB 150的冲击功合格值 现GB 150GB 150的冲击功合格值 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(1)ASME -1(1) 进展及总体思想: : 对所有ASMEASME规范用材，其性能要求都列在第卷中， 由钢厂通过试验保证，在第卷中仅列出了本卷允许用材的牌号，对于 低温操作，则应根据第卷材料篇的相应规定，必要时由容器制造厂另 作冲击试验并满足相应的规定值。UG-84(d)(1)UG-84(d)(1)，(d)(2)(d)(2) 89 89年前根据使用经验定义统一划定-30-30为低温容器，凡不低于-30-30 时，满足材料标准所规定夏比V V冲击功

44、后由实际经验证实不致发生低应 力脆断，可不作为低温容器，否则，应作为低温容器而由容器制造厂另 加在MDMTMDMT下的冲击试验并满足其评定要求。 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(2)ASME -1(2) 经验法的不合理处: :夏比V V冲击功只说明断裂后断口是脆断还是延性断裂， 未和元件所受应力水平以及低应力脆断相联系，未计及元件可能存在的 缺陷及其大小，和压力容器元件通常所承受的静载应力有区别。 8989年起采用断裂力学原理判断，以元件所受应力水平( (取为材料的许用 应力) )、裂纹尺寸a a( (以元件厚度t t表示) )、设计条件给定的MDMTMDMT和不同的 材料类别进行是

45、否有可能发生断裂( (包括脆断) )的判别，不是简单地划定 在某一温度下才是低温容器(-2(-2在19681968年第一版就列入) )，需要时采取 防脆断措施，形式上仍作V V夏比冲击试验并作为判别指标。( (以下主要介 绍碳钢和低合金钢) ) 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(3)ASME -1(3) 冲击功的示意 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(4)ASME -1(4) 采取防脆断措施的界定(MDMT) (MDMT) UCS-66UCS-66，UCS-67UCS-67 由设计条件的MDMTMDMT，材料类别，元件控制厚度，应力水平， 进行判别，已作成判别图形，如MDMTM

46、DMT、控制厚度t t的组合位于相应材料 线下方，说明即使满足了材料标准所要求的CVNCVN值在低温下仍有可能脆 断而必须采取防脆断措施( (图UCS-66)UCS-66)。可见，对碳钢和低合金钢，有些 厚材在4848已有可能发生脆断，有些薄材在-48-48还不致发生脆断。 螺柱和螺母直接由材料和直径列出免除冲击试验的温度 UG-20(f)UG-20(f)节的免除( (低强度钢对经验法的部分保留) )。 焊缝和热影响区的判别要求较元件为严。(UCS-67)(UCS-67) C KaK 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(5)ASME -1(5) 所有材料划分为A A、B B、C C、D

47、D四根曲线 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(6)ASME -1(6) 防脆断措施和冲击试验温度，如经判别需冲击，则在该MDMTMDMT下冲击，如 不需冲击，则不存在冲击试验温度。 K KC C值和CVN CVN值的数量关系( (可见ASME -3ASME -3附录D-600)D-600)，形式上仍用在 MDMTMDMT时的CVNCVN值。 判别温度的调整 低应力状态的调低( (图UCS-66.1)UCS-66.1)，规范规定以外的焊 后热处理的调低UCS-68(c)UCS-68(c)，某些中低強度钢在一定条件下按经验法的 免除 UG-20(f)UG-20(f) MDMTMDMT低于-

48、48-48且并非低应力工况者，所有碳钢和低合金钢都应作冲击 试验，如MDMTMDMT不低于-105-105，且应力比为0.350.35及以下者，无须作冲击试 验。 冲击试验温度的调整 可以做标准尺寸试样而做了小尺寸试样时温度的 调低（表UG-84.2)UG-84.2)，静载荷和动载荷对低强度钢因K KC C值区别，温度的 调高( (表UG-84.4)UG-84.4) 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(7)ASME -1(7) 低应力状态判别温度的调低 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(8)ASME -1(8) 试样厚度试样厚度(mm)(mm)1010 9 9 8 87.57.5

49、 7 76.76.7 6 6 5 5 4 43.33.3 3 3 2.5 2.5 温度降低温度降低()() 0 0 0 0 0 0 3 3 4 4 6 6 8 811111717 19 192222 28 28 故意作小试样时冲击试验温度的调低 最低规定屈服强度最低规定屈服强度(MPa)(MPa) 温度调高温度调高()() 280 280 6 6 380 380 3 3 380380 0 0 某些中低强度钢冲击试验温度的调高 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(9)ASME -1(9) 控制厚度(UCS-66)(UCS-66)，为判别要否作冲击试验以及验收CVNCVN合格与否的厚度， 对

50、于壳体的对接接头，为最厚焊接接头的公称厚度，对于角接接头，为相 焊件中的较薄者，对于非焊接连接的平板或管板，为板厚的1/41/4。( (图 UCS-66.3)UCS-66.3) 冲击功(CVN)(CVN)的合格值( (标准尺寸试样) )( (图UG-84.1)UG-84.1)，元件厚度只允许用 小试样时( (包括元件厚度足够制作标准试样而做了小试样时) )其合格值按尺 寸比例缩减。 对高强度UCSUCS和UHTUHT材料，虽然CVNCVN值较高，但其中断裂前弹性变形功所占 比例较大，为保证防止裂纹产生及扩展的塑性变形功和撕裂功，应按 UHT-6UHT-6进行试验，其合格指标并非CVNCVN而为

51、缺口对面的侧向膨胀值。( (图 UHT-6.1UHT-6.1) ) 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(10)ASME -1(10) 对各MDMTMDMT有不同含义 (1)(1)设计条件给定的MDMTMDMT( (即供判别要否冲击用试验的，包括低应力和经 额外焊后热处理时的调低) )。 如经调整或未调整的判别要求作冲击试验，则都在设计条件给定的MDMTMDMT 的温度下冲击，但使用温度可予降低。 (2)(2)冲击试验的MDMTMDMT 指对上述(1)(1)给定的经判别要求作冲击试验的 ，包 括故意用小尺寸试样的调低和对低强度钢的调高，如经判别或调整判别 不需冲击，也就不存在冲击试验的MD

52、MTMDMT。 (3)(3)各元件上述(1)MDMT(1)MDMT(经调低或未调低的) )中的最高值，为打在容器铭 牌上和MAWPMAWP共存的MDMTMDMT，此值一般低于(1)(1)由设计条件给定的MDMTMDMT，但 不可能高于它。 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(11)ASME -1(11) UCSUCS材料的CVNCVN合格值( (和厚度、材料有关) ) 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(12)ASME -1(12) 高强度UCSUCS材料和UHTUHT材料缺口对面的侧向膨胀量合格值 材料及低温时的防脆断措施 ASME -1(13)ASME -1(13) 高强度钢的

53、侧向膨胀值 材料及低温时的防脆断措施 EN 13445(1)EN 13445(1) EN 13445EN 13445对低温防脆断所规定的措施有以下三种: : (1)(1)基于对规范实践的方法，即取在操作温度下其冲击功达27J27J为满足， 此法实际上是由方法(2)(2)对屈服强度小于460MPa460MPa的碳钢和碳锰钢由断裂 力学原理导得。 (2)(2)以断裂力学分析并结合实际操作经验的方法，此法比方法(1) (1) 更为 灵活，在材料厚度和温度可用得更宽，且并不拘泥于在操作温度下其冲 击功达27J27J为满足。 (3)(3)直接采用断裂力学分析的方法，此法适用于前两种方法都不适用时， 但必

54、须得到相关各方的认可。 材料及低温时的防脆断措施 EN 13445(2)EN 13445(2) 第(2)(2)种方法的原理和ASMEASME规范基本相同，它并非以容器的最低设计 温度统一划定低温容器，而是由材料类别( (用材料的屈服强度表示) )、 元件厚度( (规范用表列的各种详细结构逐一表示) )、区分焊接件( (并将 经或未经焊后热处理予以区别) ) 或非焊接件( (和经焊后热处理的焊接 件相当) )，根据容器的设计参考温度T TR R由规范所列的线图，由图查取 相应的冲击试验温度T TKV KV，在该温度下作冲击试验并满足规定的合格 值。 材料及低温时的防脆断措施 EN 13445(3

55、)EN 13445(3) 条条 件件 由压力引起的主薄膜应力由压力引起的主薄膜应力/ /最大许用应力最大许用应力 薄膜应力薄膜应力 75% 75% 50%50%，75% 75% 50% 50% 50MPa 50MPa 非焊接件或经非焊接件或经PWHTPWHT的焊接件的焊接件 0 0 +10 +10 +25 +25 +50 +50 焊态，且参考厚度焊态，且参考厚度35mm35mm 0 0 0 0 0 0 +40 +40 判定冲击试验温度的设计参考温度T TR R由元件的设计金属 温度T TM M并计及元件可能处于低应力状态而予以调高而得，即T TR R= =T TM M+ +T TS S，其中

56、温度的调整值T TS S由元件所处的应力水平并根据非焊接件或焊接件( (当作了焊 后热处理时，则相当于非焊接件) )由下表查取 材料及低温时的防脆断措施 EN 13445(4)EN 13445(4) 非焊接件或经焊后热处理焊接件的设计参考温度 T TR R和冲击试验温度T TKV KV 焊态元件的设计参考温度T TR R和冲击试验温 度T TKV KV 材料及低温时的防脆断措施 对本版可予讨论的内容(1)(1) 低温容器的钢材要求划归在材料篇，这是本版修改最大的、也是和国 外标准差别最大的内容。 GB 150GB 150从19891989年版开始以附录形式列出了低温容器的内容，引自ASME A

57、SME -1-1上世纪中期的经验判断法，凡属低温容器时（参考早期的ASME ASME -1-1并略偏保守，以-20-20划界）都要求在等于或低于最低设计温度下 另作冲击试验，并为避免和钢材标准允许的使用温度相混，故19981998版针 对19891989年版中表达含糊的问题，在C.2.1.1C.2.1.1特意指出：钢材的使用温 度下限可不同于钢材标准中规定的最低试验温度; ;钢材的冲击试验温度 应低于或等于壳体或其受压元件的最低设计温度，并列出了合格值。 材料及低温时的防脆断措施 对本版可予讨论的内容(2)(2) 但当满足规范规定的低应力工况时( (低温低应力工况: :元件虽低于-20-20

58、但其环向应力屈服强度的1/61/6，且不大于50MPa50MPa，其MDMT+50MDMT+50后高 于-20-20者，和材料厚度无关，但R Rm m值大于540MPa540MPa者不适用此免除条 件) )，若设计温度加5050后高于-20-20，则不属于低温容器，可不必另 作冲击试验；如仍等于低于-20-20，则虽属于低温低应力，还是低温容 器，但其冲击试验温度应调整为最低设计温度加5050（8989版和9898版 C.2.1.7C.2.1.7规定）。 材料及低温时的防脆断措施 对本版可予讨论的内容(3)(3) 原GB 150GB 150的按经验法规定虽远落后于目前的国际先进标准，但基本原理

59、 和当时的-1-1相符，也可操作。在使用中尚不致引起歧义，例如，在 C2.1.1C2.1.1中提及，低温容器钢材的使用温度下限可不同于钢材标准中规定 的最低试验温度。本版标准之所以引起一系列问题，恐主要是将原GB GB 150150附录C C中低温容器的材料要求列入作为压力容器材料通用要求中所引 起。以致把通用（非低温特有）要求和低温容器的特有要求相混，引起 了一系列问题。 本版对低温低应力工况的修改: :元件温度虽低于-20-20但其实际承受的最 大一次薄膜和弯曲应力屈服强度的1/61/6，且不大于50MPa50MPa，其 MDMT+50MDMT+50后不低于-20-20者，和材料厚度无关，

60、不属低温容器，不必另 作冲击试验。 材料及低温时的防脆断措施 对本版可予讨论的内容(4)(4) 新GB 150GB 150的征求意见稿、报审稿和报批稿对低温容器用钢要求和材料 篇中所规定的钢材允许使用温度下限之间的关系几经周折，最后改为 现状，即对碳钢和低合金钢，其允许使用温度下限一般都为-20-20， 而编制者认定，凡碳钢和低合金钢都不能用于低温容器( (标准规定的 低应力工况则可按设计温度加 5050后选用材料) )，所以把原GB 150GB 150对 低温容器的界定温度由原等于或低于-20-20改为低于-20-20。这样，凡 属低温容器，则一律要求用低温用钢或奧氏体不锈钢建造，这是本版