GB150.1-2011《压力容器.通用要求》-新GB150宣贯教材[稻谷书苑]

1、 GB150.1-2011 GB150.1-2011 压力容器压力容器 第第1 1部分：通用要求部分：通用要求 1知识书苑 压力容器压力容器 第第1 1部分：通用要求部分：通用要求 1 前言前言 现代压力容器建造技术标准的发展趋势具有如下特点：现代压力容器建造技术标准的发展趋势具有如下特点： ) 采用基于失效模式的设计方法保证容器在完整寿命周采用基于失效模式的设计方法保证容器在完整寿命周 期内的功能性、安全性和经济性；期内的功能性、安全性和经济性； 2) 在设计、制造、检验等环节广泛采用以计箅机技术应用在设计、制造、检验等环节广泛采用以计箅机技术应用 为代表的信息技术，实现以可靠性为基础的质量

2、控制技术；为代表的信息技术，实现以可靠性为基础的质量控制技术； 3) 更广的标准适用范围，实现技术标准和安个法规的协调更广的标准适用范围，实现技术标准和安个法规的协调 一致，包容其他国家的技术要求，体现综合建造能力；一致，包容其他国家的技术要求，体现综合建造能力； 4) 谋求提高本国产在国际贸易中的国家竞争力。谋求提高本国产在国际贸易中的国家竞争力。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 2知识书苑 找国的压力容器建造标准，相应的设计建找国的压力容器建造标准，相应的设计建 造标准发展大致经历了造标准发展大致经历了3个时期：个时期： 第第时期：解放初期时期：解放初期 第二时期：改革开

3、放初期第二时期：改革开放初期 第三时期：目前中国已经从压力容器的进口第三时期：目前中国已经从压力容器的进口 国家转型为国际贸易平衡的国家；国家转型为国际贸易平衡的国家； GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 3知识书苑 法兰的设计计算法兰的设计计算 增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意式法兰的刚度校核增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意式法兰的刚度校核 计算要求；计算要求； 增加了波齿垫片设计选用要求。增加了波齿垫片设计选用要求。 原标准中附录原标准中附录C C“低温压力容器低温压力容器”内容调整为本部分的附录内容调整为本部分的附录E E。 附录附录D D、附录、附录G G和附录和

4、附录J J内容纳入本部分的附录内容纳入本部分的附录A A、附录、附录C C和附录和附录 D D。 主要调整变化为：主要调整变化为： 增加了附录增加了附录B“钢带错绕筒体设计钢带错绕筒体设计”； 附录附录C扩大了双锥密封的适用范围；扩大了双锥密封的适用范围； 附录附录D焊接结构根据实际情况进行了整理和调整。焊接结构根据实际情况进行了整理和调整。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 4知识书苑 2 修订过程和修订原则修订过程和修订原则 21 修订过程修订过程 22 修订原则修订原则 目前国际压力容器标准技术领域的综合发展方向：目前国际压力容器标准技术领域的综合发展方向： 趋同性；趋同

5、性； 区域性；区域性； 相容性；相容性； 贸易性；贸易性； 经济性。经济性。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 5知识书苑 本次标准修订的原则本次标准修订的原则: 2.2.1 安全技术法规和技术标准协调一致的原则安全技术法规和技术标准协调一致的原则 2.2.2 建立建立GB150压力容器基础标准原则压力容器基础标准原则 2.2.3 标准技术采用成热科技成果原则标准技术采用成热科技成果原则 2.2.4 标准技术指标国际接轨原则标准技术指标国际接轨原则 2.2.5 扩大标准适用性原则扩大标准适用性原则 2.2.7 便于修订原则便于修订原则 2.2.8 标准的各方参与原则标准的各方参

6、与原则 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 6知识书苑 3 标准的主要技术内容标准的主要技术内容 31 标准的结构和主要技术内容标准的结构和主要技术内容 GB 1502011压力容器压力容器是是系列标准的组合，规定了压力系列标准的组合，规定了压力 容器建造的基本要求、典型受压元件的设计计算方法和制造、容器建造的基本要求、典型受压元件的设计计算方法和制造、 检验与验收的要求。标准按压力容器建造的逻辑顺序分为四个检验与验收的要求。标准按压力容器建造的逻辑顺序分为四个 部分：部分： GB 150.1压力容器压力容器第第l部分：通用要求；部分：通用要求； 6B 150.2压力容器压力容器

7、第第2部分：材料；部分：材料； GB 150.3压力容器压力容器第第3部分：设计；部分：设计； GB 150.4压力容器压力容器第第4部分：制造、检验和验收。部分：制造、检验和验收。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 7知识书苑 3.1.1 GB 150.1压力容器压力容器第第 1 部分：通用要求部分：通用要求 本标准的第本标准的第1部分由四章正文和六个规范性附录构成。部分由四章正文和六个规范性附录构成。 四章的内容分别是：范围、规范性引用文件、名词术语四章的内容分别是：范围、规范性引用文件、名词术语 与符号和通用要求。与符号和通用要求。 六个附录分别是：附录六个附录分别是：附

8、录A(规范性附录规范性附录)标准的符合性声标准的符合性声 明及修订、附录明及修订、附录B(规范性附录规范性附录)超压泄放装置、附录超压泄放装置、附录C(规范规范 性附录性附录)以验证性爆破试验确定容器设以验证性爆破试验确定容器设 计压力、附录计压力、附录D(规范规范 性附录性附录)对比经验设计方法、附录对比经验设计方法、附录E(规范性附录规范性附录)局部结构应局部结构应 力分析评定和附录力分析评定和附录F(规范性附录规范性附录)风险评估报告。风险评估报告。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 8知识书苑 3.1.2 GB 150.2.压力容器压力容器 第第2部分：材料部分：材料

9、本标准的第本标准的第2部分由七章正文、二个规范性附部分由七章正文、二个规范性附 录和二个资料性附录构成。录和二个资料性附录构成。 3.1.3 GB 150.3压力容器压力容器 第第3部分：设计部分：设计 本标准的第本标准的第3部分由由七章正文、三个规范性部分由由七章正文、三个规范性 附录和二个资料性附录构成。附录和二个资料性附录构成。 3.1.4 GB 150.4压力容器压力容器 第第4部分：制造、检验部分：制造、检验 和验收和验收 本标准的第本标准的第4部分由十三章正文构成。部分由十三章正文构成。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 9知识书苑 3.2 标准的设计准则标准的设计

10、准则 3.2.1 适用范围适用范围 3.2.1.1 标准使用参数适用范围标准使用参数适用范围 (1)设计压力的适用范围设计压力的适用范围 (2)设计温度适用范围：设计温度适用范围： 3.2.1.2 结构形式适用范围结构形式适用范围 3.2.1.3 标准管辖区域适用范围标准管辖区域适用范围 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 10知识书苑 3.2.1.3 本标准的不适用范围：本标准的不适用范围： a) 设计压力低于设计压力低于0.1MPa 且真空度低于且真空度低于0.02MPa的容器；的容器； b) 移动式压力容器安全监察规程移动式压力容器安全监察规程管辖的容器；管辖的容器； c)

11、 旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器 室室(如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等)； d) 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器；核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器； e) 直接火焰加热的容器；直接火焰加热的容器； f) 内直径内直径(对非同形截面对非同形截面,指截面内边界的最大几何尺寸。如：指截面内边界的最大几何尺寸。如： 矩形为对角线。椭圆为长轴矩形为对角线。椭圆为长轴)小于小于150mm的容器；的容器； g) 搪玻璃容器和制冷空调行业中另有同家标准或行业标准的搪玻璃容器

12、和制冷空调行业中另有同家标准或行业标准的 容器，容器， GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 11知识书苑 3.2.2 标准所考虑的失效模式标准所考虑的失效模式 失效模式与设计规范中所考虑的设计载荷和失效模式与设计规范中所考虑的设计载荷和 使用工况有密切的联系，表使用工况有密切的联系，表1给出了世界各国标给出了世界各国标 准中所考虑的载荷条件对比分析：准中所考虑的载荷条件对比分析： GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 12知识书苑 (1)以失效模式为依据的设计方法以失效模式为依据的设计方法 ISO 165285综合世界主要综合世界主要工工业国家的技术业国家的技术 标准

13、规定，参照欧洲标准的内容，针对锅炉和标准规定，参照欧洲标准的内容，针对锅炉和 压力容器常见的失效形式，在标准中将其归为压力容器常见的失效形式，在标准中将其归为 三大类、三大类、14种失效模式，明确了针对失效模式种失效模式，明确了针对失效模式 的设计技术应用理念的设计技术应用理念。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 13知识书苑 第一大类：短期失效模式第一大类：短期失效模式(Short term failure modes)： 脆性断裂脆性断裂(Brittle fracture)； 韧性断裂韧性断裂(Ductile rupture)； 超量变形引起的接头泄露超量变形引起的接头泄露

14、(Leakage at joints due to excessive deformations)； 超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂(Crack formation Or ductile tearing due to excessive local strains)； 弹性、塑性或弹塑性失稳弹性、塑性或弹塑性失稳(垮塌垮塌)(Instability-elastic， plastic or elastic-plastic)：，：， GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 14知识书苑 第二大类：长期失效模式第二大类：长期失效模式(Long te

15、rm failure modes) 蠕变断裂蠕变断裂(Creep Rupture)； 蠕变蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传 递递(Creep-excessive deformations at mechanical joints or resulting in unacceptable transfer of load)： 蠕变失稳蠕变失稳(Creep instability) 冲蚀、腐蚀冲蚀、腐蚀(Erosion，corrosion)； 环境助长开裂如：应力腐蚀开裂、氢致开裂环境助长开裂如：应力腐蚀开裂、氢致开裂 (Environme

16、ntally assisted cracking e.g. stress corrosion cracking，hydrogen induced cracking，etc)。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 15知识书苑 第三大类：循环失效模式第三大类：循环失效模式(Cyclic failure modes)： 扩展性塑性变形扩展性塑性变形 Progressive plastic deformation； 交替塑性交替塑性 Alternating plasticity； 弹性应变疲劳弹性应变疲劳(中周和高周疲劳中周和高周疲劳)或弹或弹-塑性应变塑性应变 疲劳疲劳(低周疲劳低周

17、疲劳) Fatigue under elastic strains (medium and high cycle fatigue)or under elastic- plasticstrains(low cycle fatigue)； 环境助长疲劳环境助长疲劳Environmentally assisted fhtigue。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 16知识书苑 对于压力设备标准，在确定设计准则和设计对于压力设备标准，在确定设计准则和设计 方法中至少要方法中至少要考考虑如下失效模式：虑如下失效模式： 脆性断裂脆性断裂(Brittle fracture)；，；， 韧性断

18、裂韧性断裂(Ductile rupture)； 接头泄露接头泄露(Leakage at joints)； 弹性或塑性失稳弹性或塑性失稳(Elasti co rplastic instability)； 蠕变断裂蠕变断裂(Creep rupture)。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 17知识书苑 (2) GB150对于基于失效模式设计的考虑对于基于失效模式设计的考虑 经过多年的实践和参照国际上同类标准的技术内容，经过多年的实践和参照国际上同类标准的技术内容， GB150 标准在技术内容中直接和间接考虑了如下失效模标准在技术内容中直接和间接考虑了如下失效模 式，并针对所考虑的失

19、效模式确定了相应的设计准则和式，并针对所考虑的失效模式确定了相应的设计准则和 强度理论：强度理论： a) 脆性断裂脆性断裂(Brittle fracture)：通过材料选用要求、：通过材料选用要求、 材料韧性要求、制造和检验要求、以及结构形式要求，材料韧性要求、制造和检验要求、以及结构形式要求， 防止脆性断裂的发生；防止脆性断裂的发生； b) 韧性断裂韧性断裂(Ductile rupture)：通过材料选用要求、：通过材料选用要求、 结构强度设计方法、许用应力规定，防止韧性断裂的发结构强度设计方法、许用应力规定，防止韧性断裂的发 生；生； GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 18

20、知识书苑 c) 接头泄露接头泄露(Leakage at joints)：通过法兰设计方法和：通过法兰设计方法和 特殊密封结构的设计方法，结构要求以特殊密封结构的设计方法，结构要求以 及对密封垫片和螺及对密封垫片和螺 柱、螺母的要求，防止接头泄漏的发生；柱、螺母的要求，防止接头泄漏的发生； d) 弹性或塑性失稳弹性或塑性失稳(Elastic or plastic instability)：通：通 过外压结构设计方法防止整箍体失稳；通过局部应力分析过外压结构设计方法防止整箍体失稳；通过局部应力分析 和评定，控制局部塑性失稳；和评定，控制局部塑性失稳； e) 蠕变断裂蠕变断裂(Creep ruptu

21、re)：通过限制材料的使用温：通过限制材料的使用温 度范围控制蠕变断裂的发生。度范围控制蠕变断裂的发生。 腐蚀是压力容器的最常见的失效模式，但在不同的工腐蚀是压力容器的最常见的失效模式，但在不同的工 程应用中差别极大，不可能在标准中进行规定。程应用中差别极大，不可能在标准中进行规定。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 19知识书苑 3.2.3 失效准则和强度理论失效准则和强度理论 金属强度失效准则主要包含弹性失效准则、塑性失金属强度失效准则主要包含弹性失效准则、塑性失 效准则和爆破失效准则。效准则和爆破失效准则。 1、弹性失效准则；、弹性失效准则； 2、塑性失效准则；、塑性失效

22、准则； 3、爆破失效准则。、爆破失效准则。 爆破失效准则在超高压容器设计中得到了应用。按爆破失效准则在超高压容器设计中得到了应用。按 爆破失效准则计算圆筒体爆破压力的计算方法中以福贝爆破失效准则计算圆筒体爆破压力的计算方法中以福贝 尔公式最为典型，即为：尔公式最为典型，即为： Kp b s sb ln)2( 3 2 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 20知识书苑 强度理论强度理论 在实际工程应用中主要有以下几个典型的强度理论在实际工程应用中主要有以下几个典型的强度理论: 第一强度理论：第一强度理论： 基于该理论的强度条件可表示为：基于该理论的强度条件可表示为： 1 第二强度理论

23、：又称最大拉应变理论：第二强度理论：又称最大拉应变理论： 第三强度理论：第三强度理论：又称最大剪应力理论又称最大剪应力理论。强度条件即为：。强度条件即为： 1-3目前我国的目前我国的JB 4732标准，标准，2007年以前的年以前的ASME、 div2篇等采用了该强度理论作为强度计算的依据。篇等采用了该强度理论作为强度计算的依据。 第四强度理论：第四强度理论：又称剪切变形能理论或歪形能理沦（亦又称剪切变形能理论或歪形能理沦（亦 有称畸变能理论）。有称畸变能理论）。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 21知识书苑 新规范在弹塑性分析中明确规定要采用新规范在弹塑性分析中明确规定要采

24、用 Mises屈服条件。与此相统屈服条件。与此相统一一，弹性应力分析的，弹性应力分析的 控制参数也改为米赛斯等效应力，而且弹塑性控制参数也改为米赛斯等效应力，而且弹塑性 分析中的应变参数也选为米赛斯等效应变。分析中的应变参数也选为米赛斯等效应变。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 22知识书苑 3 3. .2 2. .4 4 安全系数安全系数 压力容器安全系数在我国安全技术规范中指的是压力容器安全系数在我国安全技术规范中指的是 “确定材料许用应力的系数确定材料许用应力的系数”，事实上，在标准的制定中，事实上，在标准的制定中 对于所涉及到的下列失效模式，标准均要考虑相应的安对于所

25、涉及到的下列失效模式，标准均要考虑相应的安 全系数：全系数： 对于以韧性断裂的强度失效；对于以韧性断裂的强度失效； 对于以低温脆断为代表的脆性断裂失效；对于以低温脆断为代表的脆性断裂失效； 对于以法兰接头泄漏为代表的接头泄漏失效；对于以法兰接头泄漏为代表的接头泄漏失效； 对于以高温材料性能退化为代表的高温蠕变失效；对于以高温材料性能退化为代表的高温蠕变失效； 对于以结构失稳为代表的弹性和塑性失稳失效；对于以结构失稳为代表的弹性和塑性失稳失效； 对于疲劳失效等等。对于疲劳失效等等。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 23知识书苑 安全系数的确定和国家的综合技术能力以及安全系数的确

26、定和国家的综合技术能力以及 压力容器的建造历史有关，一般要考虑如下的压力容器的建造历史有关，一般要考虑如下的 因素：因素： (1) 压力容器材料的技术水平和供应稳定状压力容器材料的技术水平和供应稳定状 况；况； (2) 强度设计准则和设计计算方法的可靠性；强度设计准则和设计计算方法的可靠性； (3) 压力容器建造的技术能力和装备能力；压力容器建造的技术能力和装备能力； (4) 压力容器建造的质量管理方式和管理水压力容器建造的质量管理方式和管理水 平；平； (5) 压力容器使用管理的水平；压力容器使用管理的水平； (6) 压力容器事故的频发程度等。压力容器事故的频发程度等。 GB150.1压力容

27、器压力容器 通用要求通用要求 24知识书苑 3.2.4.1 确定材料基本许用应力的系数确定材料基本许用应力的系数 在世界各国的压力容器标准中，确定材料基本许用应力在世界各国的压力容器标准中，确定材料基本许用应力 的系数一般主要针对材料的抗拉强度的系数一般主要针对材料的抗拉强度、屈服强度、高温持久屈服强度、高温持久 断裂强度和高温蠕变强度设定相应的设计裕度，断裂强度和高温蠕变强度设定相应的设计裕度，以防止由于以防止由于 前述原因等引起的失效前述原因等引起的失效。 3.2.4.2 针对外压失稳失效模式的稳定安全系数针对外压失稳失效模式的稳定安全系数 GB 1502011 中所采用的稳定安全系数如下

28、：中所采用的稳定安全系数如下： 1. 对于圆筒的外压稳定计算，取稳定安全系数对于圆筒的外压稳定计算，取稳定安全系数m=3.0; 2. 对于球壳和成形封头对于球壳和成形封头(包括椭圆形、碟形、半球形、球冠包括椭圆形、碟形、半球形、球冠 形形)封头的外压稳定计算，取稳定安全系数封头的外压稳定计算，取稳定安全系数m=15; 3. 对于圆筒加强圈的外压稳定计算，取稳定安全系数对于圆筒加强圈的外压稳定计算，取稳定安全系数m=3.0。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 25知识书苑 3.2.4.3 紧固件的安全系数紧固件的安全系数 紧固件的安紧固件的安全全系数针对的是接头泄漏失效模式，用于

29、系数针对的是接头泄漏失效模式，用于 确定密封螺栓许用应力的系数要高于对板、锻、管材的系确定密封螺栓许用应力的系数要高于对板、锻、管材的系 数，其原因如下：数，其原因如下： (1)在紧固螺栓的操作中的螺栓预紧力难于定量控制；在紧固螺栓的操作中的螺栓预紧力难于定量控制； (2)操作过程中的载荷循环或波动可能使螺栓伸长，引操作过程中的载荷循环或波动可能使螺栓伸长，引 起连接松动、垫片松弛，需要多次紧固螺栓；起连接松动、垫片松弛，需要多次紧固螺栓； (3)由于螺栓和法兰的材料不同或二者具有不同的使用由于螺栓和法兰的材料不同或二者具有不同的使用 温度，会引起附加热应力；温度，会引起附加热应力； (4)用

30、于密封的螺栓材料不允许产生塑性变形，所以只用于密封的螺栓材料不允许产生塑性变形，所以只 控制屈服强度系数控制屈服强度系数ns。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 26知识书苑 3.2.4.4 疲劳失效的安全系数疲劳失效的安全系数 JB 47321995在建立疲劳分析的在建立疲劳分析的S-N曲线时，考虑到分析曲线时，考虑到分析 结果的不确定性，结构的缺口效应的不可知性和实验数据结果的不确定性，结构的缺口效应的不可知性和实验数据 确定的精度，规定了如下安全系数：确定的精度，规定了如下安全系数： (1)对于除螺柱以外的材料，分别考虑寿命和应力幅规定对于除螺柱以外的材料，分别考虑寿命和

31、应力幅规定 了相应的安全系数了相应的安全系数. 对于疲劳寿命对于疲劳寿命N设定三个分安全系数：设定三个分安全系数： 数据分散度：数据分散度：2.0； 尺寸因素：尺寸因素： 2.5； 表面、环境：表面、环境：4.0。 总体疲劳寿命安全系数为总体疲劳寿命安全系数为20； 对于交变应力幅对于交变应力幅Sa取取2.0。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 27知识书苑 (2)对于螺柱材料，由于实验采用了实际螺对于螺柱材料，由于实验采用了实际螺 栓材料和尺寸，已经考虑丁螺柱的疲劳强度栓材料和尺寸，已经考虑丁螺柱的疲劳强度 减弱系数和平均应力的修正，因此给出如下减弱系数和平均应力的修正，因此

32、给出如下 安全系数：安全系数： 总体疲劳寿命安全系数总体疲劳寿命安全系数5.7； 对于交变应力幅对于交变应力幅Sa取取1.5。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 28知识书苑 3.2.5 建造参与各方的资格与职责建造参与各方的资格与职责 3.2.5.1 用户的职责用户的职责 3.2.5.2 设计单位的资格要求和职责设计单位的资格要求和职责 3.2.5.3 制造单位的职责制造单位的职责 3.2.5.4 国家安全管理机构的资格和职责国家安全管理机构的资格和职责 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 29知识书苑 3.2.6.1 压力压力 pressure (1)工作压力

33、工作压力 operating pressure 在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 (2)设计压力设计压力 design pressure 设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度 起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。 (3)计算压力；计算压力； calculation prcssure 在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，包在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，包 括液柱静压力等附加载荷；括液柱静压力等附加载荷； GB

34、150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 30知识书苑 (4)试验压力试验压力 test pressure 进行耐压试验或泄漏试验时，容器顶部的压力。进行耐压试验或泄漏试验时，容器顶部的压力。 (5)最高允许工作压力最高允许工作压力 maximum allowable working pressure(MAWP) 在指定的相应温度下，容器顶部所允许承受的最大在指定的相应温度下，容器顶部所允许承受的最大 压力压力。该压力是根据容器各受压元件的有效厚度，考虑该压力是根据容器各受压元件的有效厚度，考虑 了该元件承受的所有载荷而计算得到的，且取最小值。了该元件承受的所有载荷而计算得到的，且取最小值

35、。 注：当压力容器的设计文件没有给出最高允许工作注：当压力容器的设计文件没有给出最高允许工作 压力时，则可以认为该容器的设计压力即是最高允许工压力时，则可以认为该容器的设计压力即是最高允许工 作压力作压力 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 31知识书苑 3.2.6.2 温度温度 temperature (1)设计温度设计温度 design temperature 容器在正常厂作情况下，设定的元件的金属温度容器在正常厂作情况下，设定的元件的金属温度(沿沿 元件金属截面的温度平均值元件金属截面的温度平均值)。设计温度与设计压力一。设计温度与设计压力一 起作为设计载荷条件。起作为设计

36、载荷条件。 (2)试验温度试验温度 test temperature 进行耐压试验或泄漏试验时，容器壳体的金属温度。进行耐压试验或泄漏试验时，容器壳体的金属温度。 (3)最低设计金属温度最低设计金属温度 minimum design metal temperature 设计时，容器在运行过程中预期的各种可能条件下设计时，容器在运行过程中预期的各种可能条件下 各元件金属温度的最低值。各元件金属温度的最低值。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 32知识书苑 3.2.6.3 厚度厚度 (1)计算厚度计算厚度 required thickness 按按本本标准相应公式计算得到的厚度。需

37、要时，尚应计标准相应公式计算得到的厚度。需要时，尚应计 入其他载荷所需厚度。对于外压元件，系指满足稳定性入其他载荷所需厚度。对于外压元件，系指满足稳定性 要求的最小厚度。要求的最小厚度。 (2)设计厚度设计厚度 design thickness 计算厚度与腐蚀裕量之和。计算厚度与腐蚀裕量之和。 (3)名义厚度名义厚度 nominal thickness 设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准 规格的厚度。规格的厚度。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 33知识书苑 (4)有效厚度有效厚度 effective thicknes

38、s 名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。 (5)最小成形厚度最小成形厚度 mpnpmum required fabrication thickness： 受压元件成受压元件成 形后保证设计形后保证设计 要求的最小厚要求的最小厚 度。度。 以上各厚度以上各厚度 间的关系见图。间的关系见图。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 34知识书苑 3.2.7 载荷考虑载荷考虑 3.2.8 最小厚度和厚度附加量最小厚度和厚度附加量 3.2.8.1 壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚 度度 3.2.8.2 厚度附加量

39、厚度附加量 (1)腐蚀裕量腐蚀裕量 为防止容器元件在运行过程中由于腐蚀、机械为防止容器元件在运行过程中由于腐蚀、机械 磨损而导致厚度减薄，设计者应考虑实际情况和磨损而导致厚度减薄，设计者应考虑实际情况和 可能的失效模式规定容器元件的腐蚀裕量，具体可能的失效模式规定容器元件的腐蚀裕量，具体 规定如下：规定如下： GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 35知识书苑 a) 对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器寿命和对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器寿命和 介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量；介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量； b) 容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的

40、容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的 腐蚀裕量；腐蚀裕量； C) 介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金 钢制容器，腐蚀裕量不小于钢制容器，腐蚀裕量不小于1 mm， (2)钢材厚度负偏差钢材厚度负偏差 在选取钢板或钢管的厚度负偏差时，应按相应钢材标在选取钢板或钢管的厚度负偏差时，应按相应钢材标 准的规定选取。当钢材的厚度负偏差不大于准的规定选取。当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且，且 不超过名义厚度的不超过名义厚度的6时，钢材厚度负偏差可忽略不计。时，钢材厚度负偏差可忽略不计。 (3)加工裕量；加工裕量； GB150.1压力容器压力容

41、器 通用要求通用要求 36知识书苑 3.2.9 焊接接头型式和焊接接头系数焊接接头型式和焊接接头系数 3.2.9.1 焊接接头分类焊接接头分类 GB150规定容器受压元件之间的焊接接头分为规定容器受压元件之间的焊接接头分为A、B、 C，D四类，如图四类，如图2所示。所示。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 37知识书苑 3.2.9.2 焊接接头系数焊接接头系数 3.2.10 压力试验要求压力试验要求 3.2.10.1 内压容器的耐压试验内压容器的耐压试验 内压容器的耐压试验包括液压试验、气压试验和气内压容器的耐压试验包括液压试验、气压试验和气 液组合试验其试验压力的最小值规定如

42、下：液组合试验其试验压力的最小值规定如下： a) 液压试验：液压试验： b)气压试验或气液组合试验：气压试验或气液组合试验： t T pp 25. 1 t T pp 1 .1 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 38知识书苑 外压容器以内压进行耐压试验，试验压力按如下规定：外压容器以内压进行耐压试验，试验压力按如下规定： a) 液压试验：液压试验： b)气压试验或气液组合试验：气压试验或气液组合试验： 3.2.10.3 多腔压力容器的压力试验多腔压力容器的压力试验 3.2.10.5 耐压试验的免除耐压试验的免除 3.2.10.6 泄漏试验泄漏试验 pp T 25. 1 ppT1

43、. 1 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 39知识书苑 3.3 其他要求其他要求 a) 附录附录C以验证性爆破试验确定容器设计压力，以验证性爆破试验确定容器设计压力， 规定了采用验证性实验分析，如实验应力分析、规定了采用验证性实验分析，如实验应力分析、 验证性液压试验的原则要求：验证性液压试验的原则要求： b) 附录附录D对比经验设汁方法，规定了利用可比对比经验设汁方法，规定了利用可比 的已投入使用的结构进行对比经验设计的原则的已投入使用的结构进行对比经验设计的原则 要要 求；求； c) 附录附录E局部结构应力分析和评定，规定了局局部结构应力分析和评定，规定了局 部结构采用包括

44、有限元法在内的应力分析计算和部结构采用包括有限元法在内的应力分析计算和 评定的原则要求评定的原则要求。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 40知识书苑 4 GB1504 G主要变化的主要变化 相对于相对于GB150一一1998钢制压力容器，钢制压力容器， GB1502011压力容器系列标准有如下主要压力容器系列标准有如下主要 变化：变化： 4.1 增加了标准引言，说明标准的性质和使用方增加了标准引言，说明标准的性质和使用方 法法 4.2 扩大了标准适用范围：扩大了标准适用范围： 1) 通过标准引用方式，将有色金属制压力容通过标准引用方式，将有色金属制压

45、力容 器和特殊结构压力容器纳入标准范围；器和特殊结构压力容器纳入标准范围； 2) 扩大了标准的设计温度适用范围：扩大了标准的设计温度适用范围： GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 41知识书苑 对于对于GB150中的所有材料，在中的所有材料，在-269900设计温设计温 度范围内均可选择到适用材料；度范围内均可选择到适用材料； 对于钢材的低温范围扩展到液氢的设汁温度对于钢材的低温范围扩展到液氢的设汁温度-253。 3) 3) 增大了标准规定的材料选择范围：增大了标准规定的材料选择范围： 增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板 钢号

46、钢号(6个低个低合合金钢钢板、金钢钢板、6个高合金钢板个高合金钢板)； 钢管钢号钢管钢号(2个低合金钢管、个低合金钢管、2个奥氏体型高合金俐无个奥氏体型高合金俐无 缝钢管，缝钢管，4个奥氏体个奥氏体-铁铁素素体型体型高高合金钢无缝钢管、合金钢无缝钢管、5个奥个奥 氏体型高合金钢和氏体型高合金钢和3个奥氏体个奥氏体-铁铁素素体型钢号焊接钢管体型钢号焊接钢管)； 锻件钢号锻件钢号(4个低合金钢钢锻件、个低合金钢钢锻件、4个奥氏体型高合合个奥氏体型高合合 钢钢锻件、钢钢锻件、2个奥氏体个奥氏体-铁素体型高合金钢钢锻件铁素体型高合金钢钢锻件)； 螺柱螺柱(含螺栓含螺栓)(S31008高温用高合金钢螺柱

47、应变强化高温用高合金钢螺柱应变强化 处理的处理的S30408低温用高合金钢螺柱低温用高合金钢螺柱)。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 42知识书苑 4.3 修改了容器建造参与方的资格和职责要求。修改了容器建造参与方的资格和职责要求。 a) 增加了用户或委托方在设计阶段提供书面设计增加了用户或委托方在设计阶段提供书面设计 条件的职责；条件的职责； b) 规定了设计文件的保存时间；规定了设计文件的保存时间； c) 规定了制造单位在建造过程中依据质量计划实规定了制造单位在建造过程中依据质量计划实 施建造的要求；施建造的要求； d) 规定了检验机构的检验人员对验证性爆破试验规定了检验

48、机构的检验人员对验证性爆破试验 见证和报告认可的职责。见证和报告认可的职责。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 43知识书苑 4.4 修订了确定材料许用应力的安全系数：修订了确定材料许用应力的安全系数： 抗拉强度的安全系数由抗拉强度的安全系数由3.0调整为调整为2.7；对碳钢和；对碳钢和 低合金钢屈服强度的安全系数由低合金钢屈服强度的安全系数由1.6调整为调整为1.5； 对奥氏体钢允许采用对奥氏体钢允许采用Rpl.0确定许用应力。确定许用应力。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 44知识书苑 4.5 更新了材料的各项性能，使得材料的应用更加科学化。如：更新了材料

49、的各项性能，使得材料的应用更加科学化。如： 1) 提高了钢材提高了钢材(钢板、钢管和钢锻件钢板、钢管和钢锻件)的冲击功指标；的冲击功指标； 2) 重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力；重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力； 3) 细化钢板的使用温度下限规定；细化钢板的使用温度下限规定； 4) 增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板、钢管、增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板、钢管、 锻件、螺柱；锻件、螺柱； 5) 更新了材料的各项性能，使得材料的应用更加科学化；更新了材料的各项性能，使得材料的应用更加科学化； 6) 增加了增加了4个钢号钢板、个钢号钢板、2个钢号钢管的技术要求

50、；个钢号钢管的技术要求； 7) 列出了新增钢号的相关性能数据参考值。列出了新增钢号的相关性能数据参考值。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 45知识书苑 4.6 增加或优化若干设计方法，如：增加或优化若干设计方法，如： 1) 增加基于分析设计的筒体径向平齐接管的补强设计方法增加基于分析设计的筒体径向平齐接管的补强设计方法 (开孔率适用范围，可达开孔率适用范围，可达0.9)； 2) 增加钢带错绕筒体设计方法；增加钢带错绕筒体设计方法； 3) 增加偏心锥壳；增加偏心锥壳； 4) 低压平封头等元件的设计计算方法；低压平封头等元件的设计计算方法； 5) 增加整体法兰和按整体法兰计算的任

51、意法兰的刚度校核增加整体法兰和按整体法兰计算的任意法兰的刚度校核 计算要求等；计算要求等； 6) 调整丁部分平盖的调整丁部分平盖的K系数；系数； 7) 修订了双锥密封结构的设计计算方法，扩大了结构的适修订了双锥密封结构的设计计算方法，扩大了结构的适 用范围等。用范围等。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 46知识书苑 4.7 首次引入基于风险的设计理念，在标准中增加首次引入基于风险的设计理念，在标准中增加 了在容器设计阶段进行风险评估的要求和实施细则了在容器设计阶段进行风险评估的要求和实施细则 (附录附录F)， 设计阶段进行风险评估的目的如下：设计阶段进行风险评估的目的如下：

52、全面分析压力容器在建造和使用过程中可能出全面分析压力容器在建造和使用过程中可能出 现的失效模式，提出防止这些失效的方法和措施，现的失效模式，提出防止这些失效的方法和措施， 保证压力容器在使用条件下的本质安全；保证压力容器在使用条件下的本质安全； 依据风险工程的理论，系统评价风险的水平，依据风险工程的理论，系统评价风险的水平， 采取必要的措施，将风险控制在可以接受的水平；采取必要的措施，将风险控制在可以接受的水平； GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 47知识书苑 告诉压力容器的最终用户，说明容器可能出告诉压力容器的最终用户，说明容器可能出 现的破坏形式，以及当发生破坏时应该采取的

53、措施，现的破坏形式，以及当发生破坏时应该采取的措施， 便于制定合适的应急预案；便于制定合适的应急预案； 提供足够的信息，保证容器的安全使用。提供足够的信息，保证容器的安全使用。 压力容器的用户分为两种类型：压力容器的用户分为两种类型： (1)成套装置的设备管理者：对工艺流程非常清成套装置的设备管理者：对工艺流程非常清 楚，对装置中的介质危害程度和事故处理有楚，对装置中的介质危害程度和事故处理有 相当的了解；相当的了解； (2)一般的容器使用者：对介质特性和事故处理一般的容器使用者：对介质特性和事故处理 没有经验。没有经验。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 48知识书苑 4.7

54、.1 压力容器设计的可靠性压力容器设计的可靠性 4.7.2 压力容器设计中需要考虑的失效模式压力容器设计中需要考虑的失效模式 我国正在制定的我国正在制定的承压设备损伤模式判别承压设备损伤模式判别标准审查稿中标准审查稿中 列出了承压设备需要考虑的损伤模式和失效机理，将我国承列出了承压设备需要考虑的损伤模式和失效机理，将我国承 压设备的损伤模式和失效机理分为四大类：压设备的损伤模式和失效机理分为四大类： 第第1类：腐蚀减薄；类：腐蚀减薄； 第第2类：环境开裂；类：环境开裂； 第第3类：组织劣化；类：组织劣化； 第第4类：机械损伤。类：机械损伤。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 4

55、9知识书苑 这些技术内容可以为设计者在编制风险评估报告时提供这些技术内容可以为设计者在编制风险评估报告时提供 参考：参考： (1)该损伤模式的定义描述；该损伤模式的定义描述； (2)该损伤模式的机理、表象、形态或者典型图谱；该损伤模式的机理、表象、形态或者典型图谱； (3)容易产生该损伤模式的敏感材料；容易产生该损伤模式的敏感材料； (4)影响该损伤模式的主要因素；影响该损伤模式的主要因素； (5)容易发生该损伤模式的主要装置和典型设备；容易发生该损伤模式的主要装置和典型设备； (6)预防该损伤模式的建议措施；预防该损伤模式的建议措施； (7)该损伤模式的监测、检测方法；该损伤模式的监测、检测

56、方法； (8)与该损伤模式相关或伴随的其他损伤模式。与该损伤模式相关或伴随的其他损伤模式。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 50知识书苑 4.7.3 风险评估报告的内容风险评估报告的内容 在标准中应该给设计者一个规范化的风险评价系统，评在标准中应该给设计者一个规范化的风险评价系统，评 价报告的内容如下：价报告的内容如下： (1)所设计的压力容器的基本设计参数：压力、温度、材所设计的压力容器的基本设计参数：压力、温度、材 料、介质和外载荷等；料、介质和外载荷等； (2)主要操作条件工况的描述；主要操作条件工况的描述； (3)设计者应该列出所有在设计工况条件下有可能发生的设计者应

57、该列出所有在设计工况条件下有可能发生的 危害，如：爆炸、泄漏、破损、变形等；危害，如：爆炸、泄漏、破损、变形等； (4)对于标准已经有规定的失效模式，说明采用标准的条对于标准已经有规定的失效模式，说明采用标准的条 款；款； GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 51知识书苑 (5)对于标准没有规定的失效模式和计算方法，说明设计对于标准没有规定的失效模式和计算方法，说明设计 中关于载荷和相应的安全系数的考虑；中关于载荷和相应的安全系数的考虑； (6)介质的性质，对少量泄漏、大量涌出和爆炸状况下如介质的性质，对少量泄漏、大量涌出和爆炸状况下如 何处置的措施；何处置的措施； (7)根据周

58、围人员的可能伤及情况，规定合适的人员防护根据周围人员的可能伤及情况，规定合适的人员防护 设备；设备； (8)风险控制不仅仅涉及使用中的失效模式，同时也包括风险控制不仅仅涉及使用中的失效模式，同时也包括 在建造过程中的起吊、运愉、安装、在建造过程中的起吊、运愉、安装、 操作、检验以及维修操作、检验以及维修 等。等。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 52知识书苑 4.7.4 其他的信息其他的信息 包括容器的使用说明、维修和改造中的注意事项，风险包括容器的使用说明、维修和改造中的注意事项，风险 评估报告的日期签署、校核方式与设计图纸评估报告的日期签署、校核方式与设计图纸政。政。 目

59、前国际上的技术标准中把设计阶段的风险评估分为三目前国际上的技术标准中把设计阶段的风险评估分为三 个部分：危害识别、风险评估和风险控制，其系统的标准和个部分：危害识别、风险评估和风险控制，其系统的标准和 行业规定的风险可按受准则都已经相当完备，可以支撑设计行业规定的风险可按受准则都已经相当完备，可以支撑设计 阶段风险评估工作的实施。阶段风险评估工作的实施。 我国的设计阶段风险评估主要针对危害识别和风险控制，我国的设计阶段风险评估主要针对危害识别和风险控制， 主要的目的就是提高设计工作的可靠主要的目的就是提高设计工作的可靠 性。性。 GB150.1压力容器压力容器 通用要求通用要求 53知识书苑

60、4.8 通过对通过对1992年至年至2008年间国内外数千起压力容器事年间国内外数千起压力容器事 故的统计、调研和原因分析，确定了影响压力容器本故的统计、调研和原因分析，确定了影响压力容器本 质安全的若干因素，提出了以失效模式为基础的压力质安全的若干因素，提出了以失效模式为基础的压力 容器设计理念。容器设计理念。 4.9 增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则。增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则。 a) 增加附录增加附录C，以验证性爆破试验确定容器设计压力；，以验证性爆破试验确定容器设计压力； b) 增加附录增加附录D，对比经验设计方法；，对比经验设计方法； c) 增加附录增加附录