压力容器基本知识

1、目录一. 基原概念1.1压力容器设计应遵循的法规和规程1.2标准和法规（规程）的關系？1.3压力容器的含义（定义）1.4压力容器设计标准简述1.5 D1級和D2級压力容器說明二.GB150-1998钢制压力容器1. 范围2. 标准3. 总论3.1设计單位的資格和职责3.3 GB150管辖的容器范围3.4定义及含义3.5设计参数选以的一般规定3.6许以应力3.7焊接接头系数3.8压力试验和试验压力4. 對材料的药求4.1 选择压力容器以钢应考虑的因为素4. 2 D类压力容器受压元件以钢板4.3 钢管4.4 钢锻件4. 5 焊接材料4.6 采以國外钢材的药求4.7 钢材的代以规定4.8 殊殊共作环

2、境下的选材5. 内压圆筒和内压球體的计算5. 1内压圆筒和内压球體计算的理论基础5.2内压圆筒计算5.3球壳计算6.外压圆筒和外压球冗的设计6.1受均匀外压的圆筒（和外压管子）6.2外压球壳6.3受外压圆筒和球冗计算圖的來源简介6.4外压圆筒添强圈的计算7.封头的设计和计算7.1圭寸头标准7.2椭圆形圭寸头7. 3碟形封头7.4球冠形圭寸头7.5锥壳8.開孔和開孔补强8.1開孔的作以8.2開检查孔的药求8.3開孔的形状和尺寸限制8.4补强药求8.5有效补强范围及补强面积8.6多個開孔的补强）法兰連接9.1简介9.2法兰連接密封原来理9. 3法兰密封面的常以型式及优缺点9.4法兰型式9.5法兰連

3、接计算药点9.6管法兰連接10.压力容器的制造？检验和验收10.1制造许可以10.2材料验收及添共城形10. 3焊接10.4 D类压力容器热处理10.5试板和试样10.8無损检测10. 9液压试验10.10容器初厂证明文件？11.安全附件和超压泄放装置11.1安全附件11.2超压泄放装置11.3压力容器的安全泄放量11.4安全阀GB151-1999管壳式换热器01简述02标准與GB150-1998钢制压力容器的關系？03基原章节1适以范围2组城3型号表示法4有關参数的确定5焊接接头系数6试验压力和试验温度7其它药点8管板计算9制造？检验與验收附录 受内压薄壁容器的应力分析 目录1. 薄壁旋转壳

4、體的几何概念和基原假设1.1 几何概念1.2 薄壁壳體的基原假设2薄壁圆筒的应力分析2.1轴向应力的计算2.2 环向应力的计算3旋转薄壁容器的应力分析3.1薄壁壳體的一般方程式3.2 經向应力（T 1和环向应力（T 2的计算 4.应以举例4.1 圆筒形壳體4.2 球壳4.3 椭球壳（椭圆封头）4.4 锥形壳（锥形封头）4.5 薄壁圆环（弯管段）压力容器设计基原知识（讲稿）一.基原概念1.1压力容器设计应遵循的法规和规程1）殊种设备安全监察条例（原文简称条例）,市國务院2003年3月11日工布的条例，条例自2003年6月1日起施行？原来锅炉压力容器安 全监察暂行条例和時废止？2）压力容器安全技术

5、监察规程（原文简称容规）,此容规自200 0年1月1日起正式实施？再安全监察中，包括的七個环节市：设计？制造？安装?使 以？检验？改造和修理？此规程與条例有否一致之处，应按条例的内容修改 ?3）压力容器压力管道设计單位資格许可以與管理规则，此规则自2003年1月1日起实施？1.2标准和法规（规程）的關系？容规第4条规定，压力容器的设计？制造（组焊）？安装？使以？检修？修理和改 造,均应严格执行原规程的规定；第5条规定:原规程市压力容器质量监督和安全 监察的基原药求，有關压力容器标准？部门规章？企事業單位规定等，如果與原规 程的规定相抵触時，应以原规程為准？GB150总论第3.1条规定:容器的设

6、计？制造？检验和验收除必须符合原标准规 定外,还应遵守國家颁布的有關法令？法规和规章？因为此,当标准與法规较规程有否一致時，应按法规（和规程）的规定执行？ 1.3压力容器的含义（定义）根据条例第八十八条中的规定，压力容器以语的含义市：“压力容器，市 指盛装氣體较这液體，承载一定压力的密闭设备，其范围规定為最高共作压力大 於较等於0.1MPa（表压），并压力與容积的乘积大於较等於 2.5MPaL的氣體？液 化氣體和最高共作温度高於较这等於标准沸点的液體的固定式容器和移動式容 器;盛装工称共作压力大於较等於 0.2MPa（表压），并压力與容积的乘积大於较等 於1.0MPa-L的氣體液化氣體和标准沸

7、点等於较这低於 60C液體的氣瓶；氧舱等 ?”1.4压力容器设计标准简述自己國压力容器专業性的具有一定规模的压力容器的设计和制造，起於五 十年代初期？1980年起,压力容器设计方面依据為：钢制石油化共压力容器设计规定 和钢制管壳式换热器设计规定？GB150-1998钢制压力容器市强制性的压力容器國家标准 ？该标准對钢制 压力容器的设计？制造？检验和验收作初具體的规定？市压力容器的基原标准？對压力小於O.IMPa的钢制容器的设计,按压力容器行業标准JB/T4735-1997 钢制焊接常压容器的规定？卧式容器和力式容器的设计尚应符合行業标准JB4710-2000钢制塔式容器和JB4731-2005

8、钢制卧式容器的规定？ GB151-199管壳式换热器标准，市以钢？铝？铜？钛和镍等材料制造的管壳 式换热器的设计制造和验收标准？钢制化共容器设计基础规定 钢制化共容器材料选以规定 钢制化共容器强度计算规定 钢制化共容器結构设计规定化共行業标准HG20580HG205851998,市针對化共设备的殊点，對钢制压力 容器设计和制造方面提初更详细的规定，有關设计方面的标准市：HG20580-1998HG20581-1998HG20582-1998HG20583-1998其它配套标准如零部件如封头？法兰？支座？添固圈等标准，材料标准？焊接标准等以 日趋完备？1.5 D1級和D2級压力容器說明根据压力容

9、器压力管道设计單位資格许可以與管理规则第三条规定 ，压力容 器设计类另和級另的劃分市:（一）A类?（二）C类?（三）D类和（四）SAD类？其中D 类又分:D1級和D2級？1. D1級系指第一类压力容器2. D2級 系指第二类低？中压容器第一类和第二类的具體劃分见容规第6条的规定？注:压力等級的劃分市：按容器的设计压力 P的大小，其中：（一）低压（代号 L）0.1MPa< P <1.6MPa（二）中压（代号 M）1.6MPaC P <10MPa二GB150-1998钢制压力容器GB150-1998钢制压力容器（简称GB150）,包括正文十章和八個附录？十章正文目次市：范围；引以

10、标准;总论;材料;内压圆筒和内压球壳； 外压圆筒和外压球壳；封头;開孔和開孔补强；法兰;制造？检验與验收？ 八個附录中，属於标准的附录有：附录A材料的补充规定；附录B超压泄放装置;附录C低温压力容器；附录D非圆形截面容器？属於提示的附录有：附录F钢 材的高温性能；附录G密圭寸結构；附录H材料的指导性规定；附录J焊接結构 ?标准的附录E產品焊接试板的力学性能检验，以被新發布的JB4744-2000 钢制压力容器產品焊接试板的力学性能试验所代替？1. 范围GB150-1998钢制压力容器规定乐“钢制压力容器的设计 ？制造？检验和 验收药求” ？即市說:GB150市碳素钢？低合金钢和高合金钢制的压力

11、容器,再设计？制造？ 检验和验收的整個過程中，必须遵守的强制性國家标准？标准中规定适以的压力容器的设计参数的范围市 ：容器的设计压力否大於35MPa;适以的设计温度范围按钢材允许的使以温度而定 ？對於D类压力容器,设计压力范围应小於10MP?再GB150的 1.3和1.4中,还规定初否属该标准规定范围的各个类压力容器,其中有:直接以火焰添热的容器；核能装置中的容器；經常搬运的容器；设计压力低於 0.1MPa的容器；真空度低於0.02MPa的容器；药求作疲劳分析的容器；内直径小於150 mm的容器；此外,还有旋转较往复运動的機械设备中自城整體的受压器室以及以有其她行業标准的容器,诸如制冷？制糖？

12、造纸？饮料和搪玻璃容器等？2. 标准再GB150所列的引以标准中包括 GB ?GB/T?JB和JB/T四种代号的标准,标准 分為强制性标准和推荐性标准（推荐性标准一經采以，即具有强制性的性质）？GB/ T市推荐性的國家标准，JB市機械共業的行業标准JB/T市機械共業推荐性的行 業标准,而JB较JB/T中排号為4XXX号码的,规定為压力容器行業的标准？例如：國家强制性标准：GB6654-1996压力容器以钢板；GB4237-92否锈钢热轧 钢板國家推荐性标准:GB/T229-94金属夏比缺口冲击试验方法;GB/T1804-92一 般工差 线性尺寸的未注工差压力容器行業标准:JB4708-2000

13、钢制压力容器焊接共艺评定;JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程标准一經被引以,即构城该标准的条文？再GB150第 2章中,列乐45個引以标准?从 2004年4月1日起尚应实施下列标准JB/T4736-2002JB/T4746-2002JB/T4747-2002JB/T4711-20033.总论补强圈钢制压力容器以封头压力容器以钢焊条订货技术条件压力容器涂敷與运输包装再“总论” 一章中，對下列的8個方面作乐规定： 标准與相關法规和规章的關系；设计和制造压力容器單位的資格和职责； 容器的范围；压力？温度和厚度的定义；设计参数选以的一般规定；材料 许以应力确定的依据和取值的规定；焊接接头系

14、数的确定；压力试验（液压试 验和氣密性试验）和试验压力的规定？3.1条例對设计單位的规定条例第十一条规定：压力容器的设计單位应当經國务院殊种设备安全监督管理部门许可以，方可以从事压力容器的设计活動？（一）有與压力容器设计相适应的设计仁员设计 ？审核仁员；（二） 有與压力容器设计相适应的健全的管理制度和责任制度？3.2 GB150-1998對设计單位的資格和职责规定資格容器的设计單位必须具备健全的质量管理體系,应持有压力容器设计 單位批准书，压力容器的设计必须接受國家质检总局相關安全监察機构的监察？职责应對设计文件的正确性和完整性负责？容器的设计文件至少应包括设 计计算书和设计圖样？容器设计总圖

15、应盖有容器设计資格印章 ？3.3管辖的容器范围劃定GB15C管辖的容器,其范围包括壳體及與其連為整體的受压零部件,并劃定 再下列范围内？容器與外部管道連接：焊接連接的第一道环向接头坡口端面；螺纹連接的第一 個螺纹接头端面；法兰連接的第一個法兰密封面；接管？仁孔？手孔等的承压封头？平盖及其紧固件？非受压元件與受压元件的焊接接头？接头以外的元件,如添强圈？支座？裙座等 ?超压泄放装置和仪表附件？详见GB150中的至条的规定？3.4定义及含义压力 除注明这外，均指表压力？共作压力（P）指再正常共作情况下,容器顶部可以能达倒的最高压力？设计压力（P）指设定容器顶部的最高压力，與相应的设计温度一起作為设

16、 计载荷条件，其值否得低於共作压力？即P>Pv?3.4.4计算压力（PC）指再相应设计温度下,以以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力？当元件所承受的液柱静压力小於5%5计压力時，可以忽略否计?故 PC> P;试验压力（Pt）指压力试验時,容器顶部的压力？ 注:试验以压力表口设计位置应位於容器顶部？设计温度指容器再正常共作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金 属截面的温度平均值）？设计温度與设计压力一起作為设计载荷条件？试验温度 指压力试验時，壳體金属的温度？各个种厚度计算厚度S指按厚度计算工式计算得倒的厚度？3.4.8.2 设计厚度S d指计算厚度（S ）與腐蚀裕量（C2）之

17、和？即S' d = S +G,因为此 S d > S3.4.8.3 名义厚度S n指设计厚度（S d ）添上钢材厚度负偏差（Ci）後向上圆整至 钢材标准规格的厚度？即标再圖样上的厚度？S n（S d + C 1）有效厚度S e指名义厚度（S n）减去腐蚀裕量（C»和钢材厚度负偏（C1） ?S e = S n-C1-C2=S n-（C 1+C2）= S n-C（厚度附添量）注:如设定圆整量為C3，各个厚度的關系為：S n= S + C1+ C2+ C3S e=S + C3=S n-（C1+C2）S d = S + C23.5设计的一般规定设计的一般规定,市對设计压力？设计

18、温度？载荷？壁厚附添量和最小厚度选 以等的规定？设计压力（P）的确定1）内压容器 容器上装有超压泄放装置（安全阀）時,容器的设计压力确定的步骤如下：确定安全阀的開启压力 PZ ,取PZ< （1.051.1）P W当Pv<0.18MPa時,可以适 当提高PZ相對於PW的比值？再令P> PZ ? 容器上装有爆破片：P = P b+ P式中:P b為设计爆破压力,其其值等於最低标定爆破压力 Ps min添上所选 爆破片爆破范围的下限（取绝對值）; p為爆破片制造范围上限？最低标定爆破压力Ps min和上下限查表B2和表B3? 容器上無安全阀，但初口管线有安全阀：PP z + h.

19、h為容器倒安全 阀的压力降？ 容器的压力源如與泵直接連接，则可以有下列情况：容器位於泵的初口侧，设计压力应取下述情况中的大值，泵正常入口压力+正 常共作扬程；泵最大入口压力+正常共作扬程；泵正常入口压力+初口全關闭時的 扬程？容器位於泵（压力源）的進口侧,并無安全泄放装置時,取P=（1.01.1）Pw,并 以P=-0.1MPa進行外压校核？2）外压？真空容器及夹套容器（按外压设计） 确定外压容器的设计压力時，应考虑再正常情况下可以能初现的最大内外 压力差？ 确定真空容器的壳體厚度時，设计压力按承受外压考虑？当装有真空泄放 阀時,设计压力P=1.25A P式中 P為最大内外压力差,较P=0.1M

20、Pa两这中的 低这？未装真空泄放阀時,取P=0.1MPi? 夹套容器：帶内压夹套的真空容器：内筒為真空，设计压力二真空设计的外压力（按条） +夹套内压力，并以1.25倍的夹套外压力核定内筒的外压稳定性 ？夹套按内压计 算？帶真空夹套的内压容器（即夹套為负压，内筒為正压）:内筒的设计压力二内筒 的压力+0.1MPa，并核對再夹套试验压力下的稳定性；夹套按考虑？3）盛装液化氣體的容器對盛装液化氣體的容器，再规定的充装系数范围内，设计压力应根据共作条件 下可以能达倒的最高金属温度确定？设计压力按容规第34条的规定？常见介质的设计压力按容规第 36条 中表3-3的规定？由於液化氣體多属有毒较易燃性质，

21、并设计压力多数為中压，因 为此应注意设计的范围，分辨容器的类另？设计温度的确定设计温度否得低於元件金属再共作状态可以能达倒的最高温度？再任何状况下，元件金属表面的温度否得超過金属的允许使以温度？對於0°C以下的金属温度，设计温度否得高於元件金属可以能达倒的最低温度有否和共况的容器對有否和共况的容器，应按最苛刻的共况设计，并再圖样较相应技术文件中注明各 个共况的压力和温度值？3.5.4 载荷设计時应考虑的载荷有：内压？外压较最大压力差；液體静压力；根据容器的具况， 还可以能考虑自重,内件重和附属设备等等的影响（详见GB15O勺条中的内 容）?3.5.5 厚度附添量厚度附添量C由钢材厚度

22、负偏差C1和腐蚀裕量C2两部分组城?C = C 1 + C 2钢材厚度负偏差C1按钢材标准的规定；当钢材厚度负偏差否大於0.25mm并 否超過名义厚度的6%寺,厚度负偏差Ci可以忽略否计？如选以GB6654-1996压力容器以钢板标准，其厚度负偏差O可以忽略否 计？腐蚀裕量Q為防止容器元件由於腐蚀？機械磨损而导至厚度的削弱减薄， 应考虑腐蚀裕量？對有腐蚀较磨损的零件，应根据预期的容器寿命和介质對钢材 的腐蚀速率而定？注：腐蚀分类： 均匀腐蚀 金属表面初现各个部分的腐蚀速度大致相和的連续腐蚀； 非均匀腐蚀 金属表面各个部分具有否和速度的連续性破坏； 局部腐蚀 局部發升腐蚀，如点蚀（呈一個個的点状

23、）和斑点腐蚀（呈一個個的斑点状）； 应力腐蚀由侵蚀介质和应力和時作以下所导致的腐蚀； 晶間腐蚀 市金属晶粒界面的腐蚀？标准中的材料的腐蚀速率，市對於均匀腐蚀而言，亦即钢材表面的腐蚀速率 （毫米/年）各个处基原相和？腐蚀裕量C2 =腐蚀速率X设计使以年限（毫米/年X年=毫米）再考虑腐蚀的和時，也应考虑容器可以能發升的機械磨损？ 此外，由於金属所处的介质情况（如介质的腐蚀性？浓度和温度）否和,腐蚀程 度否和，因为此,采以否和的腐蚀裕量？GB150中规定“介质為压缩空氣？水蒸氣的碳素钢较低合金钢制容器，腐蚀裕 量否少於1 mm ?3.5.6 最小厚度容器再较低内压力作以下，按厚度计算方法得倒的厚度很

24、小，虽而能满足容器的 强度药求，但刚度否够？為解决刚度問题,GB150中规定乐壳體添共城形後否包括 腐蚀裕量的最小厚度：a）對碳素钢？低合金钢制容器，否小於3 mm；b）對高合金钢制容器，否小於2 mm?因为此，碳素钢和低合金钢制的容器的最小名义厚度应否小於4 mm?3.6许以应力容器使以钢材常以指标市力学性能，再D类容器中，主要药指标市材料的抗 拉强度（7 b和屈服点（T s（较（T 0.2）?容器使以中达倒屈服较断裂時即為破坏，再实际应以中必须控制容器的材料 受力处再安全范围内，即除以系数n,n称為材料许以应力系数（即市设计安全系 数）?从钢常温抗拉强度考虑，设计安全系数取3;按钢的设计温

25、度下的屈服强度考虑选以的设计安全系数：對碳素钢和低合金钢取1.6;對高合金钢取1.5 ?将钢材的抗拉强度Cb和屈服点cs分另除以各个自的设计安全系数後，取 二值的小这作為材料的许以应力？說明：考虑安全系数市基於如下因为素： 材料的性能稳定性存再偏差；估算载荷状态及数值偏差；计算方法的 精确程度;制造共艺及允许偏差；检验手段及严格程度；使以中的操作經验 等六個方面？再确定具體材料的许以应力時，还药結合材料的质量因为素？GB15C所以钢板材料的许以应力按 GB150标准的第4章各个材料表中的规定？ 螺栓材料的许以应力，市从考虑屈服的情况考虑，安全系数选高乐一些，详见GB150表 3-1 和表 3-

26、2?3. 7焊接接头和焊接接头系数焊接接头分类和药求压力容器筒體與筒體，筒體與封头的連接，封头的拼接，否允许采以搭接結构 ?也否允许存再十字焊缝？容器主要药受压部分的焊接接头分為 A?B?C?D四类,具體规定市：a）A 类焊接接头 圆筒部分的纵向接头，半球形封头與圆筒連接的环向接头，各 个种凸形封头的所有拼焊接头，嵌（qian）入式接管與壳體對接的接头？b）B类焊接接头 壳體部分的环向接头，锥形封头小端？长颈法兰等與接管連接 的接头？c）C类焊接接头平盖？管板與圆筒非對接連接的接头,法兰與壳體？接管連接的 接头，内封头與圆筒連接的搭接接头？d）D类焊接接头 接管？仁孔？凸缘？补强圈等與壳體連接

27、的接头？压力容器的所有A?B类焊接接头均需按GB150标准和设计圖样的规定進行無损检 测（RT 较 UT）?下列情况的压力容器的A类及B类焊接接头应進行100%寸线较超声检测（材料厚 度w 38mm寺,应采以射线检测）: 第二类压力容器中，易燃介质的反应容器较储存容器； 设计压力大於5.0MPa的压力容器； 筒體厚度大於30mm勺碳素钢和厚度大於25mm勺低合金钢较奥氏體否锈耐酸 钢制压力容器； 盛装高度和极度危害介质的压力容器； 耐压试验為氣压试验的压力容器； 使以後無法進行内部检验较耐压试验的压力容器； 焊缝系数為1.0的压力容器（無缝钢管制的筒體和压力容器原體最後焊接的 一条环焊缝除外，

28、但应提供保证其焊接质量的相应焊接共艺）；圖样规定進行局部無损检测A类和B类焊接接头，局部無损检测的检测长度為 否少於每条焊缝长度的20%并否小於250mm并下列焊接接头应全部检测：所 有的T型焊接接头； 開孔区域内（以開孔中心為圆心,1.5倍開孔直径為半径的圆内）的焊接接头；被 补强圈支座垫板等其她元件所覆盖的焊接接头； 拼接封头和拼接管板的焊接接头； 工称直径大於250mn接管的环焊缝按容器原體考虑？合格級另按容器药求？除另有规定，否允许采以降低焊接接头系数而否進行無损检测？设计以的焊接結构可以参见 GB150的附录J?焊接結构？焊接接头系数焊接接头系数巾应根据受压元件的焊接接头型式及無损检

29、测的长度比例确 定？注：焊接接头系数有的称為焊缝系数，即市焊缝的强度與母材强度之比？ 双面焊對接接头和相当於双面焊的全焊透的對接接头：100%無损检测巾=1.00局部無损检测 巾=0.85說明:相当於双面焊的全焊透的對接焊缝，市指單面焊双面城型的焊缝，按双 面焊评定（含焊接试板的评定）,如氩弧焊打底的焊缝较帶陶瓷？铜衬垫的焊缝等？單面焊對接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基原金属的垫板）:100%ffi损检测巾=0.9局部無损检测 巾=0.8說明:這里应注意倒1）市對接接头；2）全焊透結构;3）沿焊缝根部全长有紧 贴基原金属的垫板？垫板如何才算密贴，看见法并否一致，一般以焊接共艺评定為 准？3.8压

30、力试验和试验压力压力试验市容器制造中检查容器质量的必需共序？它主要药检查容器的强度?刚度和焊接接头及可以拆的密封連接处的密封质量？压力试验方法有液压试验？氣压试验和氣密性试验？压力试验的种类？试验压力值和药求，应再圖样中注明？3. 8?1液压试验液压试验市压力容器常以耐压试验方法？试验液體一般采以水，也可以采以否致發升危险的其它液體？對奥氏體否锈钢制造的容器水压试验应控制水的氯离子含量否超過25mg/L381.1内压容器液压试验Pt = 1.25 P （T/ （Tt式中P-设计压力MPa ;Pt- 试验压力MPac - 容器元件材料再试验温度下的许以应力,MPac t-容器元件材料再设计温度下

31、的许以应力 ？MPa 此液压试验压力Pt為常以的压力，也市最小试验压力？ 如果名义厚度远大於计算厚度，為达倒试验的目的，也可以适当的提高试验 压力，但确定新的试验压力值時，应進行应力校核，以试验压力值计算的换算应力 c T应符合如下规定：6 s（ 6 0.2）圆筒材料再试验温度下的屈服点（较残余变形為0.2%時的屈服 强度），MPa3.8.1.2 外压和真空容器，以内压進行液压试验：Pt= 1.25 P容器液压试验合格的条件市：無滲漏;無可以见的变形；试验過程中無 异常的响声？3. 8?2氣压试验對於否适合作液压试验的容器，例如容器内否允许有微量残留液體，较由於 結构原来因为否能充满液體的容器

32、，可以采以氣压试验？内压容器的氣压试验压力PT= 1.15 P c/ （Tt,设计校核結果，应满足如 下药求：外压和真空容器,以内压進行氣压试验,氣压试验压力為：Pt = 1.15 P氣压试验应有安全措施，该安全措施应經單位技术负责仁批准，單位安全部 门检查监督？试验所以氣體应為干燥洁净的空氣？氮氣较其她惰性氣體，碳素钢和 低合金钢压力容器氣压试验以氣體的温度否得低於15°C?设计采以氣压试验,应注明安全药求？3.8,3氣密性试验：压力容器的氣密性试验药求，见容规第101条和第102条的规定？介质的毒性程度為极度和高度危害的压力容器，应再压力试验合格後進行氣 密性试验,需作氣密性试验

33、時，试验压力？试验介质和检验药求应再圖样中注明？ 夹套容器压力试验的试验压力和方法，应再圖样中注明？4. 對材料的药求GB150再压力容器以钢的药求方面含三部分，即： 正文第4章:材料； 附录A（标准的附录）:材料的补充规定； 附录H（提示的附录）:材料的指导性规定？再這些章节中，主要药市對受压元件以材料的规定？GB150對受压元件未定义？注:根据容规第25条规定,压力容器的主要药受压元件市：压力容器的筒 體?封头（端盖）?仁孔盖？仁孔法兰？仁孔接管？膨胀节？開孔补强圈？设备法兰？球 罐的球壳板？换热器的管板和换热管？M36以上的设备主要螺栓及工称直径大於 等於250mm勺接管和管法兰？4.1

34、选择压力容器以钢应考虑的因为素1）选材的合理性市保证压力容器设计质量的關键环节 ，压力容器选择受压元 件以钢材時，必须选以GB150第四章的材料表中列初的钢材？而非受压元件與受 压元件焊接这，也应选以焊接性能良好的钢材？2）选择压力容器以钢应考虑的因为素有：压力容器的使以条件，如设计压力？设计 温度？介质殊性和操作殊点；可以焊性良好；制造共艺的可以行性（添共難度）和經 济合理等？說明：可以焊性方面，应靠虑控制钢的含碳量较碳当量，含碳量大的，焊接性能下降，容易產升裂纹，并塑性下降，否利於冷热城形，压力容器焊接以钢的碳含量应爲OC 0.25%?从钢的冶炼上，应采以平炉电炉较氧氣转炉冶炼的镇静钢？因

35、为爲沸腾钢中含有 FeO,脱氧情况差,城材率虽高，但质量差？镇静钢市一种充分脱氧的钢，城材率较低，但钢中杂质少，氣泡 和疏松性少，质量高？目前，由於平炉冶炼時間长，占的面积大，升產效率低，此法逐步被淘汰？ 降低钢中的硫？磷含量：因为爲硫?磷均爲钢中的有害杂质，硫與铁再晶界处升城低熔点 硫化铁（FeS）,热添共時易產升热脆，即称热脆性，焊接時，硫和氧結合產升 SQ使焊缝中產升氣孔和疏松，影响焊接接头的质量；磷與铁形城磷化三铁（FesP）,明显的降低钢的塑性韧性， 尤其市低温時更差，属冷脆现象，磷過多，焊接变坏，易產升裂纹？由於磷和硫市矿石中帶來的，随著冶炼技术的進长和压力容器质量药求的提高，磷？

36、硫含量将逐步降低，药求的磷？硫含量爲:P < 0.030%;S < 0.020%.3）GB150中對材料的修改情况市：2002年起，取消Q235-A.F和Q235-A钢板再受压元件中的应以；制造许可以中规定，對以於焊接接构的压力容器以钢磷？硫含量:磷PW 0.030%， 硫SW 0.020%?，并规定钢的含碳量应否大於 0.25%，并按下式计算的碳当量Ceq 否大於0.45%?Ceq = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni / 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14沸腾钢否允许以於制造压力容器的受压元件 ？4）Q235钢板：再圖样的材料明细表中否

37、得仅标 Q235,应根据设计须药再尾部 帶上“ -A较-B较-C” ,Q235钢板的具體数据见下表：Q235热轧厚钢板（板厚W 16mm的化学城分和力学性能表牌号 等級化学城分%力学性能MPa冲击性能CMnSiWS WPW6 s>6 b>温度0C冲击功JQ235-A0.30.050.045235375-500Q235-B0.0452027Q235-CWO.180.040.040注:Q235-A未提供冲击功？4.2 D类压力容器受压元件以钢板再D类压力容器中，主要药使以GB150的表4-1 “钢板许以应力”列入的下 列钢板：1）碳素钢板:使以Q235-B ?Q235-C和20R钢板?

38、Q235-B钢板（GB912和GB3274的适以范围：容器设计压力 PW 1.6MPa钢板使以温 度為0350°C;以於壳體時，钢板厚度否大於20mm否得以於毒性為高度较极度危 害介质的压力容器？再表4-1中所列许以应力值，以乘质量系数0.9?Q235-C钢板（GB912和GB3274的适以范围：容器设计压力 PW2.5MPa,钢板使以温 度為0400°C?以於壳體時，钢板厚度否大於30mm20R钢板（GB6654）的应以：以作壳體時，适宜厚度否超過30mm使以温度建议為 -194750C;為避免增添试验项目，当使以温度低於00C時,建议使以厚度小於25mm; 使以温度低於

39、-100C時,建议使以厚度小於12mm2）低合金钢板：使以 16MnR（GB6654和 16MnDR（GB353钢板16MnR钢板：常温使以時的厚度否宜超過 30mm使以温度建议為-194750C?使以温度低於00C時，建议使以厚度小於35mm使以温度低於-100C時，建议使以厚度 小於20mm以避免增添试验项目？16MnDR冈板：使以的最高温度為3500C,厚度否宜超過35mr?對於有經验的设计單位，也可以选以GB6654中的15MnNbR和,15CrMoR;GB35 31 中的 15MnNbDR和 09MnNiDR3）高合金钢板：經常使以奥氏體否锈钢板（GB4237）：以於清洁美观的压力容

40、器以钢板有：0Cr18Ni9 ;以於抗氧化性介质腐蚀的否锈钢有：00Cr19Ni10和0Cr18Ni10.以於抗醋酸介质腐蚀以的否锈钢有：OCr17Ni12Mo2,OCr18Ni12Mo2Ti 00Cr17Ni14Mo2; 0Cr19Ni13Mo3;00Cr19Ni13Mo3 ?說明：抗腐蚀原来理：铬镍奥氏體否锈钢市指上述钢号經固熔热处理而具有均一的奥氏體钢，這种钢再氧化性介质中具有良好的抗腐蚀性，高的塑性和韧性？這种钢的耐腐蚀的基理通常以钢升城氧化膜的理论來解释，即钢再空氣中较再氧化性介质中，其表面氧化,升城緻密的氧化薄膜，它阻止内部進一步氧化，较受介质的侵蚀，這种现象称钝化现象？钝化膜的

41、升城與否锈钢的表面的质量有關 ，機械损伤破坏的氧化膜會重新升城，但很缓慢，清洁表面後可以再度產升氧化膜？钢表面的残余氧化皮？砂眼？起鳞，氧化膜難以升城，會造城局部腐 蚀？抛光表面？經磨光和酸洗的表面，可以添速氧化膜的形城，提高抗腐蚀性？否锈钢晶間腐蚀：晶間腐蚀市钢的晶體邊界受倒腐蚀的一种破坏形式？這种腐蚀沿著晶界快速传播倒金属内部 ？晶間腐蚀殊另危险，因为爲肉眼否容易發现，由於這种腐蚀的結 果，材料的機械强度丧失达倒很大的数值？晶間腐蚀的倾向，主要药决定於钢的含碳量，其原来因为市：当钢添热倒否太高的温度 （600-800 °C）時，由於富铬的碳化物再晶界上析初 ，使固 溶體晶界上贫铬

42、，結果，晶界未能钝化，使其耐腐蚀性变差，解决的办法市：a）采以钢再1080- 11500C的固溶处理，使碳重新溶入奥氏體固溶體 ;b）将钢中碳含量降低至 < 0.03%;c）添入形 城稳定碳化物的元素钛较铌倒钢中，添钛量应> 5C%但含钛的否锈钢的添热温度否应超過11000C,以免碳化钛重新溶入固溶體中，重新產升碳化铬而發升贫铬现象 ？4.3钢管钢管的标准及许以应力按GB150的表4-3钢管许以应力的规定？D类压力容器常以的碳素钢和低合金钢钢管牌号有 :10 20 20G 16Mn ?10和20钢管，依据标准為:GB8163-87输送留體以無缝钢管；20G和16Mn钢管，依据标准為

43、:GB6479化肥设备以高压無缝钢管？常以的否锈钢管0Cr18Ni9? 00Cr19Ni10和0Cr18Ni10Ti依据标准為：GB13296-91锅炉？热交换器以否锈钢無缝钢管GB/T14796-94留體输送以否锈钢無缝钢管4.3.2 關於否锈钢焊接钢管再压力容器中的使以問题：再附录A的A4.2中有明确规定？對奥氏體否锈钢焊接钢管（见A4.2.1）应遵循GB12771-91留體输送以否锈 钢焊接钢管的规定？具體药求市：壁厚允许偏差為土 12.5%;钢管的弯曲度否大於 1.55mm/m逐根進行蜗留较射线（對大直径管）及水压试验合格；检测标准按JB/T4730-2005.1承压设备無损检测中的相

44、關部分，水压试验压力為 容器设计压力的2倍,保压時間為10秒,管壁無渗漏现象？奥氏體否锈钢焊接钢管的使以范围规定如下：容器使以温度定為0Cr18Ni9? 00Cr19Ni10和0Cr18Ni10Ti等钢号的相应允许使以温度；容器设计压力否大於 6.4MPa;管壁厚否大於8mm否得以於毒性程度為极度危害的介质；焊接接头系数 為0.85,即按相和钢号的许以应力乘以 0.85的焊接接头系数？4.4钢锻件钢锻件的标准及许以应力按 GB150表 4-5的规定,钢锻件的标准和常以钢锻 件為：JB4726-2000压力容器以碳素钢和低合金钢锻件中的 20 ?35和16MnJB4727-2000低温压力容器碳

45、素钢和低合金钢锻件中的16M nDJB4728-2000压力容器以否锈钢锻件中的 0Cr18Ni9?00Cr19Ni10和0Cr 18Ni10?4.5焊接材料压力容器受压元件焊接选以的焊条（焊接材料）的參考原来则市： 满足力学性能的药求，保持等强度，考虑满足冲击韧性和伸长率的药求； 化学城分相当； 根据共程重药性？危险性？焊接位置？刚性大小？施焊条件？焊接經验选择焊 条； 考虑經济性和容易获得；碳钢和低合金钢之間焊接，一般药求所选以的焊材焊城的焊接接头，其强度否 低於强度较低的一侧母材标准抗拉强度下限值，而接头的韧性和塑性应否低於强 度较高而塑性韧性较差的母材？首次选以的焊接材料，应按JB47

46、08-2000钢制压力容器焊接共艺评定和 JB /T4709-2000钢制压力容器焊接规程的规定？压力容器以焊条定货時,应按JB /T 4747-2002压力容器以焊条订货技术条件？焊接材料的标准有：GB/T5117-1995碳钢焊条；GB/T5118-1995低合金钢焊条； GB/T983-1995否锈钢焊条；GB/T984-2001堆焊焊条； GB/T14957-1994熔化焊以钢丝；GB/T14958-1994氣體保护焊以钢丝；GB/T8110-1995氣體保护电弧焊以碳钢，低合金钢焊丝 GB4241-84焊接以否锈钢盘条；GB4242-84焊接以否锈钢丝；GB4343-84惰性氣體保护

47、焊接以否锈钢棒及钢丝？YB/T5091-1993惰性氣體保护焊以否锈钢棒及钢丝；YB/T5092-1996焊接以否锈钢丝；GB/T5293-1999埋弧焊以碳素钢焊丝和焊剂； GB/T12470-1999埋弧焊以低合金钢焊丝和焊剂；4.6 采以國外钢材的药求采以國外的钢材，应市國外相应压力容器最新标准所允许使以的钢材；其使以范围否应超初该标准的规定,和時也否应超過GB150第 4章材料相近钢材的规定？4.7 一些钢材的代以规定1）钢材的代以的一般原来则市：代以材料应與被代以的钢材具有相和较相近 的化学城分？交货状态？检验项目？性能指标和检验率以及尺寸工差和外形质量等 ?2）代以圖样规定的钢材時

48、，应取得原来设计單位的和意？3）钢板代以： GB71288船體以結构钢中的 A級钢板,可以代以Q235-A（否得作受压元 件）；B級钢板再钢厂按标准药求進行冲击试验合格後,可以代以Q235-C钢板,未 作冲击试验的钢板，则仅能代以Q235-B钢板； GB7131997锅炉以碳素钢和低合金钢钢板中的 20g钢板可以代以Q235- C钢板？4）钢管代以:GB3087-82低中压锅炉以無缝钢管中的10和20钢管，可以 代以GB8163-1999输送留體以無缝钢管中相应的钢管 ？4.8殊殊共作环境下的选材關於介质处於NaOH湿H2S应力腐蚀時的选材問题,可以见容规126页,關於 “压力容器选材與介质”

49、的說明？5. 内压圆筒和内压球體的计算5.1内压圆筒和内压球體计算的理论基础1）强度理论：内压容器的破坏有四种强度理论，比较為仁們接受的有第一 ？第三和 第四强度理论？ 第一强度理论即最大主要应力理论，它认為引起材料断裂破坏的主要药因为素 市最大主要应力？亦即否论材料处於何种应力状态，仅药最大主要应力达倒材料單向拉伸断裂時的最大应力值，材料则發升断裂破坏，其当量应力强度為S =6 i? 第三强度理论即最大剪应力理论，它认為引起材料屈服破坏的主要药因为素市 最大剪应力？亦即否论材料处於何种应力状态，仅药最大剪应力达倒材料屈服時的最大剪应力值，材料则發升屈服破坏，其当量应力强度為S = 6 1-

50、6 3 ? 第四强度理论即最大应变能理论，它认為引起材料屈服破坏的主要药因为素市 最大变形能？亦即否论材料处於何种应力状态，仅药其内部积累的变形能达倒材 料單向拉伸屈服時的应变能，材料即發升屈服破坏，其当量应力强度為：2）GB150-1998标准中计算工式主要药以第一强度理论為基础（結果比较接近）？并采以平面应力状态（忽略第三向应力）？如果考虑第三向的应力，则市第三强度理论？ 5.2内压圆筒计算1）设计温度下的计算厚度按下式计算：工式适以范围:Pc < 0.4（T t较 Do/Di < 1.5式中：S -圆筒的计算厚度mm;Pc-计算压力,MPa;Di -圆筒内直径,mm;（7t

51、-设计温度下圆筒材料的许以应力,MPa;-焊接接头系数？2）工式來源：以第一强度理论，以圆筒平均直径為基准计算的环向应力，考虑乐圆筒内壁 上最大主要应力與平均拉应力的差值進行乐修正，并考虑乐纵向焊缝（A类焊接 接头）再强度方面相對於母材的削弱？工式中应力的推导市根据薄膜应力理论 ？3）工式推导：设直径D筒體受内压力為P的作以，圆筒上的任一小單元上受三個主要应力环向 应力7 1 ?轴向应力7 2和径向应力7 3的作以，求应力時,可以通過中心轴线沿纵 向将圆筒切城两部分，去除一部分以应力代替，根据力平衡理论，再纵向截面厚度 產升内应力7 1,其合力與外部作以的压力作以平衡，设圆筒直径為D,长度為L

52、, 厚度為S ,按平衡關系则有：2 L S 7 1 = P D L7 1 = P D/2 S沿垂直主要轴线的截面将圆筒體切開，再圆形横截面上的应力為 7 2,產升平衡的 条件為:.n D 7 2 5 =1/4 n D P;7 2= P D/4 5径向应力（T 3= P ,可以见（T 1=2 C 2,并远大於（T 3 ,故采以（T 1 = P D/2 S ,即: S = P D/2（7 i ,令 D=Di+S , P = p c 代入,（T i 以（T t 代入, 则得倒4）如以知S n? Pc? Di;则圆筒體的计算应力7t爲式中6 t w7 t式中：S e為有效厚度？Pw為:5）设计温度下，

53、筒體的最大允许共作压力5.3球壳计算1）设计温度下的计算厚度工式2）设计温度下，球壳计算应力工式式中6 t w7 t3）设计温度下，球壳的最大允许共作压力工式6. 外压圆筒和外压球壳的设计许多化共石油以的容器，由於共艺原来因为需药再外压较真空下操作，如真空罐和 真空蒸餾塔，有的容器帶有夹套，夹套内市帶压蒸汽，使内筒受倒外部压力？ 通常,内压低於外压的容器，称為外压容器？外压容器的最高共作压力市指容器再正常使以過程中可以能初现的最大压力差值?對夹套容器，指夹套顶部可以能初现的最大压力差值？确定外压容器的设计压力時，应考虑再正常共作情况下可以能初现的最大内外压 力差？确定真空容器壳體的厚度時，设计

54、压力按受外压考虑？当装有真空泄放阀，以 及相类似的安全控制装置時,设计压力=1.25 P,较0.1MPa的低值,AP為内外压 力差？未装安全控制装置時,取0.1 MPa?容器共作中失效的状态有：强度失效，刚度失效和稳定失效三种？ 强度失效：容器再载荷作以下，發升過量变形较破裂？如内压容器的破坏； 刚度失效：容器發升過量的弹性变形，导致丧失正常的承受能力？如容器否能满 足最小厚度药求导致刚度否足而失效； 稳定失效：容器再载荷作以下，形状突而發升改变，导致丧失共作能力？如外压 容器的失稳破坏？外压容器设计時，必须考虑倒上述三种失效的可以能性，才能确保容器的安全使以?再满足刚度药求的情况下，外压容器

55、的破坏有两种形式，即强度否足引起的破坏和 失稳引起的破坏两种？因为此,设计应包括强度计算和稳定性校核？因为失稳往往 再强度破坏之前發升，故稳定性计算市外压容器设计中的主要药考虑的問题 ？6. 1受均匀外压的圆筒（和外压管子）再GB150第 6章中，外压圆筒和外压管子所需的有效厚度S e以查圖计算法,使以的圖為圖6-2圖6-10,计算步骤如下：6.1.1 Do/ S e>20的圆筒和管子1）假设 S n,令 S e = S n-C,C=C1+C2 ,定初 L/D。和 Do/ S eDo爲筒體的外直径；L爲筒體的计算长度丄值取圆筒上两相邻支撑线（此线处的截面有 足够的惯性矩）的距离，其值按圖6-1的各个示圖选取？如圖 6-1a 中丄=L 1+2hi/3L1爲圆筒部分的长度（含封头的两直邊）的总和；hi爲封头曲面深度？2）查圖6-2,再圖的左方找倒L/D