ASME与GB150的对照课件

ASMEⅧ-1(2013)

（和设计有关的问题)

(并联系GB150的异同点）

2014.4.2-4，杭州0各国压力容器标准体系主要是三大体系，ASME，EN13445和гост。ASME系统:亚太、北美地区，GB150、JB4732和JIS标准主要参照ASME规范。EN13445系统:欧洲大陆地区，主要参照BS5500(现改为PD5500)，CODAP和AD规范。гост系统:俄罗斯及原东欧国家，现国内很少关心。20世纪末欧共体提出PED(承压设备指令)并统一成EN13445后，形成欧美体系的竞争，所以ASME(特别是Ⅷ-2)和EN有相互靠近的趋势。1

ASME规范体系是美国机械工程师学会(ASME)的行业标准，只有在地方政府的安全监察部门以法律形式认可情况下才能成为法定控制产品质量的技术法规。未提及容器分类。ASME规范的卷、版本、增补、条款解释、规范案例。ASME锅炉及压力容器规范共12卷，包括锅炉、压力容器(移动式和固定式)、核容器、各种材料、无损检测、焊接和钎接评定等，一切锅炉和压力容器的建造(包括材料、设计、制造、检验、试验、检查、认证和泄压等)工作，都可以在ASME规范范围内解决。本世纪起陆续补充了建造后的指导性规则，如PCC-1、2和3等（PostConstructionCommittee，PCC），即不仅要符合建造规则，还要遵守装配、修复等规则，以保证安全使用。2ASMEⅧ压力容器规范体系(2)ASMEⅧ-1适用于所设计容器的压力不超过20MPa的固定式压力容器，但符合规范相应要求的任何压力容器，可以打ASMEU钢印。ASMEⅧ-2也适用于固定式压力容器，其規则没有規定的压力范围(但一般为70MPa)，但并不包括所有的结构型式。对极高的压力，可能需要作出某些补充，容器仍能满足规范一切要求后，可以打规范钢印。ASMEⅧ-3适用于通常超过70MPa的金属固定式压力容器。但既不旨在規定Ⅷ-1或Ⅷ-2的压力上限，也不旨在規定Ⅷ-3的压力下限。规范案例2695对Ⅷ-1的元件如采用Ⅷ-2第4篇设计时的各有关要求作了规定。各册都适用于疲劳分析容器，但未涉及达到蠕变温度的疲劳分析容器。4ASMEⅧ压力容器规范体系(3)用户、制造厂、AI三方，用户提交用户设计说明书给制造厂(responsibilities，责任)13年版增加了非强制性附录NN：对用户及其指定代理人责任的指导。制造厂(或委讬其它单位)提出设计计算书，施工图，制造完成后提出制造厂数据报告、制造厂建造记录和竣工图并在容器上盖钢印等，对容器因质量而可能引起的后果承担责任(responsibilities，责任)。由保险公司聘用的AI跟踪各环节，对用户设计说明书、制造厂设计报告、制造厂数据报告等予以证明，并在各制造环节中实施检验。对容器因质量而可能引起的后果不承担任何法律责任(duties，任务)。设计不需取证。见U-2节，Ⅷ-2的2.1节规定得更详细、具体。

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ASME

Ⅷ压力容器规范体系(4)前言：强制性要求必须不折不扣地执行，特殊禁用规定必须不折不扣地禁用(如禁用的角接接头)，规范没有提及建造工作的所有方面，对于没有提及的方面，不宜认为它是被禁用的。非强制性指南则仅供参考。

当规范公式是强制性时，应按规范公式计算，规范既不要求、也不禁止使用计算机对按规范建造的部件进行分析或设计。但设计师要对程序中固有的一切技术上的假定负责，且要对设计上使用这些程序负责。规范的规则不能理解为对任何一种专利或特定设计的批准、推荐或认可，也不能理解为以任何形式限制制造厂自行选择符合规范规则的任何设计方法或任何结构型式(新GB150基本上增加了这一前言内容)。6

GB150的体系(1)

含GB151，JB4732等以《压力容器安全技术监察规程》为框架的具体执行标准(现改为《简单压力容器安全技术监察规程》、《固定式压力容器安全技术监察规程》)，按容器的潛在危险程度分为三类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类)。还涉及一系列其它标准:GB151，JB4732，GB16749，JB/T4710，JB/T4731，JB/T4735和铝制、钛制、铜制、镍和镍合金制容器等，并和钢制压力容器焊接工艺评定、钢制压力容器焊接规程、承压设备无损检测等标准配套使用。2009年8月31日公布的新容规于2010年11月5日公布了28处修改。7

GB150的体系(3)

含GB151，JB4732等第二组介质的容器分类9

ASMEⅧ概况建造规范(包括材料、设计、制造、检验、试验、认证和泄压在内的全面考虑)(GB150在引言中基本上增加了前言的这一内容，但未列入材料)，现包括英制和公制。Ⅷ-11914～2013压力容器建造规则ASMEU证Ⅷ-21968～2013压力容器建造另一规则ASMEU2证Ⅷ-31997～2013高压容器建造另一规则ASMEU3证2013年起，2年一个版本，同时出版至该年有效的规范案例，半年一个条款解释(1月和7月)，在PTB-4-2013“ASMESectionVIII-Division1ExampleProblemManual”中列出了实例。11

ASMEⅧ-1特点和主要内容

(2)●B分卷与制造方法有关的要求UW，UF，UB●C分卷与各类材料有关的要求UCS，UNF，UHA，UCI，UCL，UCD，UHT，ULW，ULT，UHX，UIG

多少年来，各版修改时其章节号从不改变，内容上也只是增加，少有修改，更无反复。和国内标准的编写习惯略有不同。一个主题要涉及多个章节，使用规范时，应查阅和该主题相关的全部条款。如低温防脆断、焊接接头系数、开孔和焊缝的相遇或相邻、对焊接钢管许用应力规定和相关内容、不需补强开孔直径的规定、带折边锥壳折边段的厚度计算等，执行中如稍有疏忽，会引起问题。13

ASMEⅧ-1特点和主要内容

(3)强制性附录38个(13版增加到42个)，以数字排序●非强制性附录25个(13版增加到26个)，以字母排序●和压力容器设计相关的卷Ⅱ卷材料A篇铁基材料，B篇非铁基材料，C篇焊条、焊丝及填充金属材料，D篇性能(英制、公制) Ⅴ卷无损检测Ⅸ卷焊接和钎焊评定14我国标准的主要特点和主要内容新版GB150《压力容器》在编排格式上参照EN13445和ASMEⅧ-2，划分为通用要求，材料，设计，制造、检验和验收等4个部分，虽取消了“钢制”二字，实际上还是钢制。本版编排格式和章节都大变，很难对照本版相对于旧版的修改内容，且修改内容往往有反复，在标准释义中也难以查找，个别修改在释义中却表示为并无修改。15ASMEⅧ-1(～2013版)主要修改

(和设计有关的内容)(1)设计方面总体上无多大改变，仅一些具体内容有修改。删除所有计算举例，所有例子都列在ASMEPTB-4(ASMEⅧ-1,ExampleProblemManual中[UG-16(f)节]。将所有脚注都统一编号，全部列在规范的最后部分。标题的编码分得更清晰，如原写UW-11(a)(5)(b)，现改为UW-11(a)(5)(-b)。16ASMEⅧ-1(～2013版)主要修改

(和设计有关的内容)(2)对焊缝热影响区的冲击试验的取样和要求规定得更详细(图UG-84.5，表UG-84.6)。对内压和外压无折边锥壳大、小端和圆筒连接处的加强设计根据和锥壳相连圆筒的长度大小作了修改。对各类换热器设计所用的载荷情况，按设计载荷情况和操作载荷情况分别列表表示，并根据用户规定是否可用压差设计然后由设计人员选定。增加4个强制性附录，为：沉浸式电加热器元件的支承板，扩散法连接，压力容器及元件规范版本和案例的制定和管理，奧氏体不锈钢压力容器的冷态强化。钢印标志由原来的相应U改为ASME，并带有相应U。17设计参数和有关的问题(1)所考虑的失效准则和强度理论弹性，弹-塑性，塑性，安定性，稳定性(线性弹性，非线性弹性，塑性)，膨胀节部分也包括疲劳，Ⅷ-1采用最大主应力理论，Ⅷ-2则为第三和第四强度理论。●

设计压力(独立容器各元件，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-99，UG-19,附录3-2。●设计温度(最高、最低MDMT)UG-20，UCS-66。●

腐蚀裕量，材料壁厚负偏差及制造减薄量UG-25，UG-16，UG-32注18。19设计参数和有关的问题(2)●压力试验UG-99，100，气压试验时的注意点(UW-50)。

目的：选材正确、结构合理、计算可靠、按规范要求检验合格(包括无损检测和形状允差检验)的容器，按理说在正常运行中能够保证安全，但检验合格只说明不再存在不合格的缺陷，但可能存在规范认为合格的缺陷，在正常运行中、特别是在交变载荷作用下会引起事故。实践已说明，在压力试验时爆裂事故偶有发生，所以在运行前对完工容器各元件的超压(超过设计应力水平的应力)试验是检验容器宏观强度、焊缝的致密性、密封件密封性的极为有效的必不可少的手段。如果有可能爆裂，也尽可能让它发生在压力试验时而予报废。且能改善其防脆断性能[UG-20(f)]。(由GB150相应问题集的1-26，对压力试验目的可能否有不同理解)20设计参数和有关的问题(4)独立容器:内压PT=1.3PS/ST(不包括螺栓及原理分析)真空PT=1.3P(原理分析)(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组合容器举例设P2＞P122设计参数和有关的问题(5)试验温度：高温容器不便在高温、而只能在常温时试压(按高温设计所得厚度必较按常温设计为厚)。为使常温试压时各元件的超应力倍数能达到规定值(1.3倍)，所以就提高常温试压时的试验压力，其值和S/ST成正比。各元件材料的S/ST值不同，如取S/ST值为元件中之最大者，该元件在常温试压时刚好达到1.3倍，其它元件则超过1.3倍;如取S/ST值为元件中之最小者，则该元件在常温试压时刚好达到1.3倍，其它元件则不到1.3倍。材料在设计温度时的许用应力ST是由强度极限、屈服强度、持久强度、蠕变极限等4个强度参数并引入相应的安全系数后并取各值的最小者作为最终的许用应力，并非仅由屈服强度一者确定。螺栓以屈服强度为基准的安全系数大于钢材，但二者以持久强度为基准安全系数则相同。23设计参数和有关的问题(8)组合容器(不按独立容器设计时)的公用元件：ΔP＜max(P1，P2)，即P1、P2同号时[UG-99(e)(2)]:如P1＞P2，或虽然P2＞P1，但并未达2倍以上，则先内筒PT=1.3︱(P1-P2)︱S/ST焊夹套后再两侧同时P1侧:PT=1.3P1S/STP2侧:PT=1.3P2S/ST如P2较P1大2倍以上，可在内筒先按PT=1.3P1S/ST试验，合格后再焊夹套,并按上述步骤和试验压力对夹套进行试验，合格后再两容器同时试验。此时要控制两室压差不超过内筒或夹套的试验压力值。

25设计参数和有关的问题(9)ΔP＞max(P1，P2)，即P1、P2异号时[UG-99(e)(1)]:先内筒PT=1.3P1(按真空容器，内压方式)焊夹套后再夹套PT=max[1.3P2S/ST，(P2-P1)S/ST]比值S/ST为构成该容器各元件(10版:一般情况下不包括螺栓，Ⅷ-2和EN13445都明确不包括)中的最小值。如在试压时密封件的泄漏，可再拧紧螺栓，如在操作时泄漏，一般是再拧紧螺栓，有时拧一次或在长时间间隔内拧几次，就足以消除泄漏。螺栓应力可以在设计应力值以上相当大的范围内变化，其设计应力值是一个考虑了防止屈服因素的保守值(可见附录S、ASMEPCC-1，螺栓连接法兰的安装指南)(PostConstructionCommittee，PCC）[13版对承压焊缝在试验前油漆或涂层有详细规定，UG-99(k)节]26设计参数和有关的问题(10)除了以屈服强度确定螺栓许用应力的安全系数小于1.44以外(经換算而得)，在构成容器材料的最小应力比值中不包括螺栓，也就是绝大多数情况下不包括螺栓。上述压力试验的规定是规范要求的最小值，可协商后由计算得的试验压力试验(即由不扣除腐蚀裕量、常温的许用应力、不包括压力以外的其它载荷计算所得的MAWP)。规范不规定液压试验的试验压力上限，但当超过规定值使容器出现明显的塑性变形(permanentdistortion)时，检验师有权拒收(ASMEⅧ-2为另一规则，安全系数低，考虑失效模式更多更细，应理解为按Ⅷ-2册设计者在压力试验时要限制各元件应力水平)。试验温度至少应保持在MDMT以上17℃，但无需超过48℃。27设计系数和有关的问题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。ASMEⅧ-1在二次大战时将nb由5调为4以后对试验压力由2调为1.5，至1999年nb又由4调为3.5后对试验压力又由1.5调为1.3;对低应力水平免做冲击试验温度的可予降低，1999年nb由4调为3.5后，低应力水平由0.4降为0.35;但因允许的超压额度都在试验压力以下，所以都不调整，二者都取最大许用工作压力的10%、16%和21%。ASMEⅧ-2新版由nb=3.0调为nb=2.4，其试验压力、试验压力的上限、无损检测要求以及防脆断措施都相应调整。29

GB150的相关内容内压容器，外压容器和真空容器，压力容器设计工程师培训教程P.169明确带夹套容器即为外压容器(新版已改:外压容器，例如液下容器，埋地容器和真空容器)。容规提及设计图纸上和铭牌上的2种MAWP，前者指用于超压泄放装置的动作压力，后者指打在铭牌上的压力，似并无必要。明确-20℃以下(不再包括-20℃了)操作的碳钢和低合金钢容器是低温容器，-196℃以下操作的奥氏体不锈钢容器是低温容器。新GB150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进行调整，但对允许的超压额度(原GB150出自误解所致，取为10%、12%和16%，现改正为10%、16%和21%)和冲击功合格要求作了调整(但低于GB713标准-2008和2012修改单规定的值)。30

GB150压力试验(1)内压、外压、真空容器，外压容器和真空容器以内压进行试验，多腔容器未规定各室的试验压力值(新版补充每个压力室的试验压力按其设计压力确定，因标准规定试验压力按设计压力而不是按计算压力确定，导致未考虑按压差设计公用元件的超压试验考验)。内压容器:PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t，其中，〔σ〕/〔σ〕t应取各元件材料的比值中最小者(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等)，新版对〔σ〕t更规定了注3，并用粗线标出(新容规不包括紧固件，但GB150仍保留)。外压容器和真空容器:PT=1.25P。新版改为:如试验压力超过规定值，则要求试验前校核各受压元件应力，例如对壳体元件为Pm，以不超过0.9倍屈服强度为满足。31

GB150压力试验(2)内容器常压，夹套(0.8MPa)，原GB150把内容器视为外压容器，按PT=1.25P2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P2(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。如内容器为真空，夹套为0.2MPa，则内容器带夹套部分设计外压为0.3MPa。内容器按真空(或多腔)容器PT=1.25P1试内压，为0.125MPa，夹套按内压容器试压，为0.25MPa，试压结果尚达不到0.3MPa的设计压力。原GB150称为外压容器或多腔容器32333435

GB150压力试验(3)PT=1.25P[σ]/[σ]t中的[σ]/[σ]t包括螺栓、且应取粗线左侧的最小值所引起的问题:某容器t=400℃(都在粗线以左)，圆筒和封头δ=62mm，材料Q345R，[σ]=181MPa，[σ]t=110MPa;螺栓直径24mm，材料35CrMoA，[σ]=228MPa，[σ]t=170MPa。应按螺栓确定试验压力。PT=1.25P[σ]/[σ]t=1.25P×228/170=1.68P，对螺栓，试验时应力水平为1.68×170/228=1.25倍;对圆筒，则仅为1.68×110/181=1.02倍，未达到要求提高25%考验之目的，压力试验形同虚设。如按ASMEⅧ-1不包括螺栓，则PT=1.25P×181/110=2.06P，圆筒应力水平为2.06×110/181=1.25倍，刚好达考验目的。螺栓为2.06×170/228=1.54倍，因螺栓ns可达2.7～3.5(但可能引起泄漏，可上紧螺栓)，故不会屈服。36

GB150压力试验(4)某容器t=475℃(温度更高，都在粗线以右)，圆筒和封头δ=62mm，材料Q345R，[σ]=181MPa，[σ]t1=43MPa，[σ]t2=110MPa;螺栓直径24mm，材料35CrMoA，[σ]=228MPa，[σ]t1=111MPa[σ]t2=162MPa。应按螺栓确定试验压力。PT=1.25P[σ]/[σ]t2=1.25P×228/162=1.76P，此时螺栓试验时应力水平为1.76×111/228=0.86倍，并未达到规定的考验目的;对圆筒，试验时应力水平为1.76×43/181=0.42倍，未达到设计应力水平，更未达到1.25倍设计应力水平考验之目的，压力试验形同虚设。如按ASMEⅧ-1，比值[σ]/[σ]t1不包括螺栓，则PT=1.25P×181/43=5.26P，对圆筒，试验时应力水平5.26×43/181=1.25倍，对螺栓，5.26×111/228=2.56倍，但其ns=2.7～3.5，无问题。新GB150的这一修改，不仅因包括螺栓在内而引起问题，更由于对[σ]t改为应取粗线左侧的最小值而引起问题。37

GB150压力试验(5)

GB150在这些内容上主要参考ASMEⅧ-1，但可能存在误解而未全面考虑。主管领导一直担心在压力试验时因超压而使螺栓应力过高导致密封面泄漏，全未考虑确定螺栓许用应力时已配套考虑了这一超应力因素而将螺栓的安全系数远高于其它元件的对应值(可见附录S、ASMEPCC-1)。此外，对法兰设计中的刚度校核要求未配套引进，也许是对某些法兰在超压试验时导致泄漏的可能原因。38焊接接头分类(1)分类目的:确定焊缝结构型式，探伤程度，焊接接头系数。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)。焊接接头类别(A、B、C、D类)。按连接处能否由板壳理论简单地求出应力而划为A、B类(承受第一主应力者为A类，第二主应力者为B类)和C、D类(凡两连接件都为壳者为D类，有一件为板者为C类，但非圆形截面容器各侧板视为壳体)。焊缝结构型式(1～8型，包括搭接接头)(表UW-12)。39焊接接头分类(2)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α是否小于30°而属对接或角接接头，但都属B类)。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类:连接接管与壳体或矩形截面容器侧板的接头，可以是对接或角接(都是壳体或矩形截面容器侧板时)。40焊接接头分类

(3)41焊接接头分类

(4)A、B类除个别者外(如锥壳对圆筒的连接)都是对接或搭接。C、D类可以是对接（搭接）或角接，所以对C、D类应写明是对接还是角接。封闭旋压孔的对接焊缝不分类，也不计及接头系数(UW-34)。附录5膨胀节上的角接接头、附录9夹套封闭件至壳体的焊缝以及附录26膨胀节对壳体的连接焊缝并未按分类标识予以规定(2011a)。42

GB150焊接接头分类(1)

参照A、B、C、D名词，但不同(实际上按对接或角接、即RT、UT或MT、PT划分，并经调整，未引用ASME的“接头在容器上的位置而不是接头型式”，在其释义中却表示考虑了接头在容器上的位置和受力特点、以及接头型式和结构特点。

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GB150焊接接头分类(2)以下系解读得出：RT、UT者为A、B类，A为受第一主应力，B为第二主应力。MT、PT者(即角接者)为C、D类，C为二连接件中有板者，D为二连接件都为壳者。但:嵌入式接管与壳体的对接因要RT、UT检测，所以不划为D类而改划为A类;多层包扎容器层板的纵向接头因不能RT、UT，所以不划为A类而改划为C类。旧版对平板或管板的拼接接头，平板或管板对圆筒的对接接头，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)。44

GB150焊接接头分类(3)GB150未加注，并未视半顶角α是否大于30°而看为角接，一律划为B类，也就是已是角接也还是用射线或超声检测。图中板和壳的连接都划为C类但在条文中却对对接划为B类，对角接划为C类新版增加E类接头，未提及倾角错绕板容器的接头分类。45焊接接头使用限制举例

(UW-2)充装致死物料时，除換热管等外，所有A类应为(1)型，所有B类或C类对接应为(1)型或(2)型。当UCS篇材料容器在UCS-68指定的温度下运行、且应力比大于0.35(即要求作冲击试验时)或UHA篇材料要求作冲击试验时，所有A类应为(1)型，所有B类应为(1)型或(2)型，所有C类、D类应为贯穿整个接头截面的全焊透(对接或角接)46焊接接头的检测要求举例(1)

全部射线检测:UW-11(a)：储存致死物料容器的所有对接焊缝，公称厚度超过38mm的所有对接焊缝，按表UW-12中(a)栏(即全部检测)选用焊接接头系数的A类和D类对接焊缝，气压试验容器围绕开孔的全部焊缝，所有连接焊缝(应理解为包括对接和角接)，包括非受压件与受压件的连接焊缝，其角焊缝厚度大于6mm时，其全长应予检测(当为角焊缝时则为全部磁粉或液体渗透检测)(UW-50)。抽样射线检测:除UW-11(a)(5)(b)要求者外，按表UW-12中(b)栏(即抽样检测)选用焊接接头系数的A类和D类对接焊缝(每一容器中每15m或其余不足15m者作一处检测)，由AI选定(UW-52)，是有助于焊接质量控制的手段。不作射线检测:仅按外压设计或按表UW-12中(c)栏(即不作检测)选用焊接接头系数的A类和D类对接焊缝。47焊接接头检测要求举例(2)射线或超声波检测:某些方法焊接的焊缝[UW-11(d)、(e)、(f)]按超声波检测，容器使最终封闭焊缝无法进行射线检测时，可以超声波检测代替，缺少适当的射线检测设备而用超声波检测是不允许的[UW-11(a)(7)]。CodeCase2235规定了允许用UT代替RT的条件，也可见ASMEⅧ-2，7.5.5节。规范标志：全部射线检测者，标志为RT1；如A类接头拟取为1.0，因而对和A类相交的B类或C类对接接头作抽样检测者，标志为RT2；抽样射线检测者，标志为RT3；只有容器的部分接头满足规范要求的检测规定，或标志RT1、RT2、RT3都不合适时，标志为RT4[UG-116(e)]。48焊接接头检测要求举例

GB150(1)全部射线或超声检测(指A、B类):钢材厚度超过一定值者，气压试验者，焊接接头系数为1.0的容器，盛装极度或高度危害介质者，多层包扎容器内筒的纵缝，套合容器各层的纵缝等(不包括多层包扎容器各层板的纵缝)。局部射线或超声检测(指A、B类):除规定全部检测外的接头，但以下部位应全部检测：焊缝交叉部位，先拼板后成形凸形封头上的所有接头，被补强圈、支座、垫板、内件等覆盖的接头，以开孔中心为圆心，1.5倍(新标准改为对不另行补强的开孔，1倍)开孔直径为半径的圆中所包容的接头，嵌入式接管与圆筒或封头的对接接头等。检测长度不少于各接头长度的20%，且不小于250mm。除个别者外不允许不作检测。49焊接接头检测要求举例

GB150(2)磁粉或渗透检测(指C、D类):基本同要求100%射线和超声检测，但对材料强度较高多层包扎容器各层板的纵缝、堆焊表面、复合钢板复合层的接头等也要求100%检测，未提及气压试验容器中角接接头的检测要求。未提及射线或超声检测的规定，但《原容规》第86条有规定，倾向性意见是，尽量采用射线检测(因新增了可记录的超声检测TOFD—延射时差法，新容规4.5.3.1条取消了99版容规中关于“壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测”的规定，不再重射线轻超声)。《原容规》第85条(新容规4.5.3.2.2条)还补充了要求全部射线或超声检测的对接接头。50

焊接接头系数的选用(1)用于设计公式中的(承受最大主应力的对接、搭接)接头，由接头结构型式、探伤程度按表UW-12查取。当为铸件时要引入质量系数(UG-24)。对按表UW-12(a)栏(即100%检测者)查取E值的A类和D类对接接头[包括无缝管，相当于带(1)型焊缝并100%检测者，UW-12(d)]，要求:连接容器筒节或封头的A类和B类焊缝应是(1)型或(2)型;与容器A类焊缝相交的B类或C类对接焊缝至少要抽样检测(注意:此抽样检测不能用来满足任何其它焊缝递增量的抽样检测规则)[还包括UW-9(d)和UW-14(b)的抽样也不能用来满足任何其它焊缝递增量的抽样检测规则]，如不满足，则只能按表UW-12(b)栏查取[UW-11(a)(5)][是指拟用a栏查取E值者，不包括在许用应力中已引入0.85的焊接管。此类焊管按无缝管完全同样的方法确定接头系数，UW-12(e)]，所以无缝管的系数要取1.0、焊接管的系数要取0.85是有条件的。承受压缩应力时，取E=1.0。51此处“C类焊缝”系“C类对接焊缝”之误译52焊接接头系数的选用(2)此处无缝段包括有缝(1型)并100%检测者53

焊接接头系数的选用

GB150双面焊对接、或相当于双面焊的全焊透对接(指用氩弧焊打底的单面焊)接头。100%检测:1.0，局部检测:0.85单面焊对接接头(有金属垫板)100%检测:0.9，局部检测:0.8局部检测是指每条焊缝长度的20%，且不少于250mm。未提及受压缩应力时的取值。对焊接接头系数为1.0容器的所有A和B类接头(新标准按容规4.5.3.2.2新增)，应100%射线或超声检测(B类应视是否承受最大主应力，否则似无必要100%检测，局部检测即可，此外，φ=0.9者恐也应包括)(.4,10.3.1)54角接接头结构和强度校核开孔接管的角接接头结构以图形及详细尺寸的方式规定，凡全焊透者不必作强度校核，非全焊透者应对各强度途径进行校核(图UW-16.1起，UG-41)。凡不符合图形及规定尺寸者(包括接管处或其它受压件处)，其填角焊缝强度需予校核[UW-18(d)]。规定对某些角接接头(如低温操作，气压试验等容器)应作MT或PT检测[UCS-68(b)(2),UW-50]。55角接接头结构和强度校核

GB150在.3附录D中参照ASMEⅧ-1列出了焊接结构，但未提及如未按这些结构尺寸时要否校核，如何校核。对气压试验容器的对接接头，都求100%检测，对角接接头(即C、D类)，未规定作任何检测。《原容规》第52条仅规定在对角焊缝进行强度验算后，应将强度验算结果列入技术文件，但未提及如何验算(新容规未列入此内容)。56材料（1）适用范围UG-4，碳钢和低合金钢：UG-23(c)，UCS-5受压元件材料应是各分册相应规定者。因包括铸铁，故在涉及塑性失效准则时应予注意(例如法兰等)。含碳量超过0.35%的碳钢和低合金钢不得用于焊接结构或采用氧气切割下料。安全系数和许用应力Ⅱ卷D篇nb=3.5，ns=1.5，,螺栓:ns≥2.5,，焊管许用应力中已引入焊接接头系数0.85（UG-53i)，在内压壁厚设计、排孔削弱系数设计以及焊接管上开孔设计时应予注意。57材料（2）关于16MnR(Q345R):规范案例2506、2642允许在同时满足下列条件时采用我国GB665416MnR(Q345R)制造ASMEⅧ-1的容器：(1)许用应力仅为我国规定值的85%(按新GB150仅72%-77%)，并降低高温的上限。（2）只能用于内压元件，不只能用于外压元件[CodeCase2642已规定能用，按No.CS-2的线算图(即Sy＞207MPa的材料，而不是GB150的Q345R材料)]。(3)应进行单独的焊接工艺和焊工技能评定。(4)考虑焊后热处理时，应视作为P-No.1材料。(5)考虑低温冲击试验要求时，应视为曲线A的材料。58材料（3）(6)按板厚40mm划界，超过者要求以正火状态供货。(7)应满足ASMEⅧ-1中UCS篇的其它一切要求。(8)应在制造厂数据报告中列出本案例号。59低温操作和防脆断措施(1)进展及总体思想:除各材料标准为防止脆性断裂而规定了(由钢厂所作)CVN值外，对低温操作(由容器制造厂所作)还另有要求[UG-84(d)(1)，(d)(2)]。89年前根据使用经验定义统一划定-30℃为低温容器，凡不低于-30℃时，满足材料标准所规定夏比V冲击功后由实际经验证实不致发生低温脆断，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MDMT下的冲击试验并满足其评定要求。经验法的不合理处:夏比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温脆断相联系，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。60低温操作和防脆断措施(2)冲击功的示意61低温操作和防脆断措施(3)

文献列举了在1954至1984年间容器在4℃～25℃进行液压试验时发生十多起脆性断裂的典型事故。89年起采用断裂力学原理判断，以元件所受应力水平σ(取为材料的许用应力)、裂纹尺寸a(以元件厚度t表示)、设计条件给定的MDMT和不同的材料类别进行是否有可能发生断裂(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(Ⅷ-2在1968年第一版就列入)，需要时采取防脆断措施，形式上仍作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)。规范系指对容器各个元件逐一判别并采取防脆断措施，而不是泛指整个容器。62低温操作和防脆断措施

(4)采取防脆断措施的界定(MDMT)UCS-66，UCS-67由设计条件的MDMT，材料类别，元件控制厚度，应力水平，由进行判别，已作成判别图形，如MDMT、控制厚度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CVN值在低温下仍有可能脆断而必须采取防脆断措施(图UCS-66)。可见，对碳钢和低合金钢，有些厚材在48℃已有可能发生脆断，有些薄材在-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)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)。63低温操作和防脆断措施

(5)焊接工艺评定中焊缝金属和热影响区的冲击试验[UCS-67(a)～(d)](1)对于采用填充金属制造的焊缝，当有以下情况时应采用按照UG-84作冲击试验的经评定的焊接工艺进行焊接:连接母材之一按规范规定要求作冲击试验者;当任何单个焊道厚度＞大于13mm、且MDMT低于21℃时，等等。(2)无填充金属的焊缝，在下列情况下焊缝应做冲击试验：连接母材之一按规范规定要求作冲击试验者;焊缝处的厚度＞13mm时;或焊缝处的厚度＞8mm，且当MDMT＜10℃时，等等。64低温操作和防脆断措施

(6)所有材料划分为A、B、C、D四根曲线，13版材料标准号小有修改65低温操作和防脆断措施

(7)防脆断措施和冲击试验温度，如经判别需冲击，则在该MDMT下冲击，如不需冲击，则不存在冲击试验温度。KⅠC值和CVN值的数量关系(可见ASMEⅧ-3附录D-600)，形式上仍用在MDMT时的CVN值。判别温度的调整(1)低应力状态的调低(图UCS-66.1)，(2)(13版)对承压焊缝，P-No.1材料采用了规范规定以外的焊后热处理的调低UCS-68(c)，(3)某些中低強度钢在一定条件下按经验法的免除UG-20(f)。MDMT低于-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MDMT不低于-105℃，且应力比为0.35及以下者，无须作冲击试验。66低温操作和防脆断措施

(8)除非按判别图判别明确可予免除，否则，最小屈服强度大于450MPa的材料必须作冲击试验[UCS-66(f)]。按材料技术条件由材料制造厂做过冲击试验的材料[指列于图UG-84.1注(c)的材料]，只要MDMT不低于材料技术条件规定的温度、或低于材料技术条件规定的温度不超过5F（3C），容器或部件制造厂不必再进行冲击试验[UCS-66(g)]。冲击试验温度的调整(1)可以做标准尺寸试样而因故做了小尺寸试样时冲击试验温度的调低（表UG-84.2)，(2)静载荷和动载荷对低强度钢因KⅠC值区别，使用时为慢加载而却用快加载试验，导致不能体现慢加载所表现的较好抗脆断性能，为补偿而将冲击试验温度的调高(表UG-84.4)。67低温操作和防脆断措施

(9)试样厚度(mm)10

9

87.5

76.7

6

5

43.3

3

2.5温度降低(℃)

0

0

0

3

4

6

81117

1922

28最低规定屈服强度(MPa)温度调高(℃)≤280

6≤380

3＞380

0故意作小试样时冲击试验温度的调低(表UG-84.2)某些中低强度钢冲击试验温度的调高(表UG-84.3)68低温操作和防脆断措施

(10)低应力状态判别温度的调低69低温操作和防脆断措施

(11)应力水平的表示方法：(1)元件所需要的厚度对有效厚度之比trE/（tn-c）。(2)如确定元件厚度的最大一次总体薄膜应力能直接求得者，如内压圆筒，为该元件的最大一次总体薄膜应力与其材料在设计温度下许用应力之比。(3)如法兰等，用设计条件的MDMT时元件最大设计压力对标志在铭牌上MDMT时元件最大许用压力MAP之比表示。(4)不承受总体一次薄膜应力的元件，例如平封头、管板等，和法兰相同，也用元件最大设计压力对MAP之比表示，此时其MAP的定义是：以该元件的有效厚度并取在铭牌上许用温度时的许用应力代入设计公式所求得的压力。70低温操作和防脆断措施

(12)控制厚度(UCS-66)，为判别要否作冲击试验以及验收CVN合格与否的厚度，对于壳体的对接接头，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1/4(图UCS-66.3)。冲击功(CVN)的合格值(标准尺寸试样)(图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因故做了小试样时)其合格值都按尺寸比例缩减。对高强度UCS和UHT材料，虽然CVN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-6进行试验，其合格指标并非CVN而为缺口对面的侧向膨胀值。且当为非标尺寸的小试样时不按截面积比例缩减。(图UHT-6.1)。UHA材料如需要冲击时也按此值。71低温操作和防脆断措施

(13)对各MDMT有不同含义(1)设计条件给定的即使用的MDMT(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整),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MDMT的温度下冲击，但允许使用温度可按调整值予以降低;如调整判别后不需冲击，则允许使用温度可按调整值降低;如调整前经判别不需作冲击试验，经调整后当然不需冲击，其允许使用温度也可按调整值降低。(2)冲击试验的MDMT[指对上述(1)给定的经判别要求作冲击试验的，以及故意作小试样的调低和低强度钢的调高]，如经判别或调整判别不需冲击，也就不存在冲击试验的MDMT。(3)各元件上述(1)允许使用的MDMT(经调整或未调整的)的最高值，为打在容器铭牌上和MAWP共存的MDMT，此值一般低于(1)由设计条件给定的MDMT，但不可能高于它。72低温操作和防脆断措施

(14)UCS-66(b)(1)(-b)：TheratiousedinStep3ofFigureUCS-66.2shallbetheratioofmaximumdesignpressureattheMDMTtothemaximumallowablepressure(MAP)ofthecomponentattheMDMT.译文为：图UCS-66.2中步骤3所用此值应当是在MDMT下最大设计压力对该元件在MDMT下最大许用压力(MAP)之比。译文似无翻译问题，但使用户无法理解此处两个MDMT表示何意而导致执行困难甚至出错。前面的MDMT实为设计条件给定的，后面的MDMT实为打在容器铭牌上的。73低温操作和防脆断措施

(15)控制厚度[UCS-66(a)](-a)forbuttjointsexceptthoseinflatheadsandtubesheets,thenominalthicknessofthethickestweldedjoint[seeFigureUCS-66.3sketch(a)];译文把“最厚焊接接头”误译为“最厚件”而出错。74低温操作和防脆断措施

(16)UCS材料的CVN合格值(和厚度、材料有关)，小尺寸试样时按截面积比例缩减。75低温操作和防脆断措施

(17)高强度UCS材料和UHT材料缺口对面的侧向膨胀量合格值，UHA材料需要冲击试验时也用此值，小尺寸试样时也用此值，不按比例缩。76低温操作和防脆断措施

(18)高强度钢的侧向膨胀值77低温操作和防脆断措施

原GB150(1)

引自ASMEⅧ-1上世纪中期的经验判断法，-20℃及以下的容器为低温容器，材料CVN值(另作冲击试验)和结构要满足附录C的要求。低温低应力工况的免除:元件虽低于-20℃但其环向应力≤屈服强度的1/6，且不大于50MPa，其MDMT+50℃后高于-20℃者，和材料厚度无关，不属低温容器，不必另作冲击试验。但Rm值大于540MPa者不适用此免除条件。采用10×10×55mm的标准试样，无法制备时，也可用厚为7.5mm或5mm的小试样，一般应不小于钢材厚度的80%（未提及可以制备时是否可作小试样及相应措施），其CVN合格值按规定值的比例缩减。在元件的MDMT下冲击，但满足低应力工况条件，而MDMT+50℃后仍低于-20℃者，则在该温度冲击。78低温操作和防脆断措施

原GB150(2)

新GB150对低温操作全部修改，但GB151和JB4732则未相应协调，导致脱节。压力试验温度，如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高，则需相应提高试验温度，难以操作，。是上世纪中期、也就是早期ASMEⅧ-1的水平，虽有瑕疵，但在原理上尚可理解，也可操作。79低温操作和防脆断措施

新版GB150(1)

新版GB150将原低温容器的材料要求并入第2篇的材料中，删除原GB150中关于“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”以及“低温容器钢材的冲击试验温度应低于等于壳体或受压元件的最低设计温度”的规定，并把界定温度由≤-20℃修改为＜-20℃，如在低应力工况，则允许使用温度可再下降50℃，或按提高50℃选用材料，低应力工况不再限制只对Rm≤540MPa的材料。80低温操作和防脆断措施

新版GB150(2)

对低温容器的压力试验温度增加:不得低于壳体材料和焊接接头的冲击试验温度(取其高者)加20℃。因材料篇和低温容器压力试验篇的脱节，未提及低温容器和一般容器用材冲击试验的异同，也未提及焊接接头的冲击试验，更无整个容器允许的MDMT的概念，导致脱节。低温容器仅指在结构和制造上尽量避免应力集中源，并规定了无损检测要求，在材料选用上都按材料篇对所规定的最低使用温度下限选用，如最低设计金属温度低于碳钢和低合金钢的最低使用温度下限，则只能选用低温钢或奧氏体高合金钢，确是方便，但似有点不计成本。818283低温操作和防脆断措施

新版GB150(3)

由于将低温容器材料要求合併在材料篇的通用要求中，不清楚在材料篇中的冲击试验要求应由钢厂所作还是应由容器制造厂所作，如属后者，容器制造厂工作量很大，如属前者，则对低温容器，容器制造厂只要正确选用材料，之外似别无要求。例:按ASMEⅧ-1(按其苛刻要求)，经细晶化正火处理的10mm以下的Q345R(B曲线材料)可用至-28℃而不需另作冲击，至12mm者则可用至-21℃而不需另作冲击，如另作冲击且满足规定的CVN值，则还可用至更低。即使未经细晶化和正火处理，只要在最低设计金属温度下另作冲击试验并满足20J，不大于35mm厚的板材即可用至该最低设计金属温度。而新GB150则都不能用至低于-20℃。84低温操作和防脆断措施

新版GB150(4)对于壁厚较大的Q345R制容器，在GB150规定的不低于5℃作液压试验时，要注意可能脆断(WRC435公报—1998列举了从1954到1984年间在5℃以上作液压试验时发生的十余起脆断事故)。恐是和国外标准差距最大的内容，也是在短期内难以赶上的内容(不是对国外标准一抄就能了事的，必须要做大量的冲击甚至是KIC试验)。包括总体思想(经验法还是断裂力学评定法—综合考虑材料、温度、裂纹尺寸和应力水平)，低应力的调整，冲击试验和合格值基本上与厚度无关，统一划定低温容器(也就是脆断只和温度相关，和各元件材料种类、厚度、应力水平等都无关)。85低温操作和防脆断措施

新版GB150(5)对奧氏体不锈钢，则从未提及冲击试验要求，更未提及以哪项为合格指标(释义规定按设计文件，使设计人员为难)。86

内压圆筒、锥壳和封头(1)

圆筒、球壳和锥壳[注意UG-53(i)]经调整的中径公式。成型封头一般由转角区最大应力确定壁厚，薄壁封头(ts/L＜0.002)还应由转角区弹性失稳和屈服压力确定封头最大许用压力。碟形封头(系数M)和椭圆形封头(系数K)的当量替代(冷旋压封头)。87碟形封头在内、外壁的两向应力88

内压圆筒、锥壳和封头

(2)椭圆形封头:决定于转角区的最大应力(引入系数K)，开孔补强时要考虑开孔所在地区，和碟形封头相同，薄壁时(ts/L＜0.002)也要按附录1-4（f）计及转角区的屈服和失稳(Ⅷ-2还提及两种封头在此处如有接管最易疲劳)。碟形和椭圆形封头的当量使用:r=0.17D，L=0.9D的碟形封头，可相当于2:1的椭圆形封头(旋压封头的使用)。锥壳无折边时连接处的加强设计:仅无折边时才有需要，大、小端连接处所要求的加强截面积和能起加强作用的截面积计算(注意加强件材料和圆筒或锥壳材料不同时的调整)[附录1-5，f1和f2中包括了附加轴向载荷，但如出现净压缩，应另按附录1-5(g)节设计，注意P内压取正值、f1和f2拉伸为正，压缩为负]。带折边时按规范公式确定折边和与之相连锥壳的厚度[1-4(d)式(3)，L由锥壳，按UG-32，即碟形封头原理]。89内压圆筒、锥壳和封头

(3)2013版规定最小长度为2.0(RLtS)0.5的大端圆筒、或最小长度为1.4(RStS)0.5的小端圆筒和无折边锥壳连接、需要加强时其截面积按旧版的公式计算。当锥壳和平封头、法兰或其它长度小于2.0(RLtS)0.5的大端圆筒、长度小于1.4(RStS)0.5的小端圆筒和无折边锥壳连接时(例如和平盖、法兰等连接时)，则大端或小端连接处所需的加强截面积和实际元件多余厚度能起加强作用的截面积都由另外公式计算。90无折边锥壳在连接处的横推力内压无折边锥壳在连接处的不连续力H，受外压时方向与此相反91内压圆筒、锥壳和封头

(4)≤30°(带或不带折边是任意的)＞30°～(并未限制)(但必须带折边)锥壳折边锥壳折边大小端带折边按锥形封头计算式按碟形封头原理计算式按锥形封头计算式按碟形封头原理计算式大小端无折边锥壳按锥形封头原理，并按附录1-5对连接处作由强度要求的加强计算

———

[规定按附录1-5(g)计算]ASMEⅧ-1对内压锥壳的规定92

内压圆筒、锥壳和封头

(5)内压球形封头设计中的E值要取其拼接接头和对壳体相连接头中的较小者(即A类接头)。内压斜锥壳设计:包括带折边和无折边，都取α1、α2中之较大值和正锥壳同样设计[UG-36(g)]。内、外压平封头设计，区分和筒体用焊接还是螺栓法兰连接，前者不区分内压或外压，后者因涉及螺栓力矩而要区分。碟形封头材料的抗拉强度大于485MPa时，常温时的许用应力应采用138MPa，使用温度时的许用应力按该材料在使用温度时许用应力降低的比例降低[UG-32(e)]。93圆形平板的应力分析94内压圆筒、锥壳和封头(6)平封头应力分析：不分内、外压，应力分布(方向和最大值所在位置)和周边支承条件有关(绝对固支，绝对简支)，径向和周向两向应力，有附加弯矩时另加(如法兰螺栓力矩，此时要区分内、外压)，弹性基础板(管板)。平封头设计:用系数C表示周边支承条件的影响，将最大主应力(方向和位置都和支承条件有关)限于1.5SE以下得出厚度(焊接连接时，其系数C已考虑了这点，意指用法兰连接时限于S)，由UG-34和相应的图形可确定系数C值，开孔时整体加厚平盖的设计(把系数C值加大)[UG-39(d)]。95

内压圆筒和封头

GB150(1)圆筒、球壳和锥壳中径公式。涉及的接头系数都未具体说明，致对有附加轴向载荷时轴向应力起控制作用时也按纵向接头系数设计的问题，球形封头未计及和壳体的连接接头系数。无折边锥壳和圆筒连接处的加强设计按照原ASMEⅧ-2的方法(新版Ⅷ-2已不用)，并删去了横坐标=0.001～0.002的部分(新版对此范围内的补充，并增加了Ⅷ-1的方法，二者在同等条件下结果可能不一致),内压时如α＞60°也按平盖设计。对成型封头，未定量计算过渡转角区的失稳和屈服，仅定出封头有效厚度，据计算，较ASME大很多。并未明确一定结构的碟形封头可以当量代替标准椭圆形封头的规定，但在GB/T25198(2010)中已列入可当量替代标准椭圆形封头的结构尺寸。96

内压圆筒和封头

GB150(2)内压和外压锥壳都用此表，即外压时也按半顶角大小规定是否带折边，且内压时如α＞60°也按平盖设计并误解了原ASMEⅧ-2而把小端无折边时的加强设计无前提地扩大到45°97

内压圆筒和封头

GB150(3)并无斜锥壳设计(新版已补充无折边偏轴线斜锥壳设计)。未对平板或管板上的拼接接头分类(新版已补充)，在平封头厚度设计公式中虽引入焊接接头系数，但未说明是平板或管板上的拼接接头还是平板或管板对圆筒连接接头的系数。98

内压圆筒和封头

GB150(4)GB150:在p/[σ]tΦ=δ/RL≤0.002时，Q值取δ/RL

=0.002时的值，并修改其加厚壳体计算式ASMEⅧ-2的判别图和加厚系数图99

内压圆筒和封头

GB150(5)新GB150已引入焊接管，并参考ASMEⅧ-1，其许用应力中已引入焊接接头系数0.85。89年版未引入焊接管，却照引了ASMEⅧ-1UG-53(i)的应力调整，提意见后98版已取消此调整。新GB150却未引入这一调整，理由是偏于安全总是可以的。100外压元件设计（1）仅包括圆筒受横向压缩、横向和轴向受相同压缩(真空容器)，圆筒受轴向压缩，球壳受外压这三种情况，未包括圆筒受横向推力、受轴向弯矩等的各种组合。ASMEⅧ-2则包括了各种载荷的组合，而且在圆筒上可设置大或小加强圈，以及它们的组合。失稳失效和强度失效，厚壁和薄壁的分界。线性弹性失稳（比例限以下）、非线性弹性失稳（比例限至屈服点），非弹性失效(超过屈服点)（实为压缩强度失效）。长圆筒和短圆筒：据理论结果并为统一而用图算法查A，为解决非线性弹性的弹性模量E值，再由图算法据A查B(已引入安全系数先4后3)，由B算得[P](不采用A～B关系图是无法求解的)球壳：由理论算得Pcr，由Pcr定义符号A，由A查B，由B算得[P]。圆筒的轴向许用压缩应力，也由理论算得Pcr，由Pcr定义符号A，由A查B，B即Scr。101外压元件设计（2）明确材料算图的右端点即为屈服点，所以在厚壁筒设计时所用旳Sy值可取该点B值的2倍。区分失稳和压缩强度失效的薄壁和厚壁划分即根据该点的A值确定，即Do/t=10。由压缩应力达材料屈服强度可得:由压缩应力达材料压缩许用应力:其中要求P≤[P]=min([P]1，[P]2)102外压元件设计（3）ASME和GB150的几何关系算图EN13445的几何关系算图103外压元件设计（4）104外压元件设计（5）受外压圆筒形容器设计中支撑线的示意图(GB150)外压圆筒的计算长度105外压元件设计（6）注1:当锥壳与圆筒或折边与圆筒的连接处不是支撑线时，锥壳、折边段或带折边锥壳的公称厚度(13改为所需要厚度)不能小于相连接圆筒的最小需要厚度。当连接处为无折边时，应满足附录1-8的(強度)加强要求。注2:应采用图示尺寸L，连接处各筒节直径和相应的厚度，变径段的厚度按注1确定。注3:当连接处(包括无折边或带折边)是支撑线时，其惯性矩(刚度)应按附录1-8计算，且当为无折边时，还应满足附录1-8的(强度)加强要求。注意：当锥壳对圆筒的连接处任一端或两端都不属支撑线时，应按此处的注设计锥壳壁厚。106外压元件设计（7）两端都属支撑线时当量长度Le的确定，据此设计锥壳壁厚带折边后Le缩短，Di减小，提高了承压能力，所以可由设计人员任选是否要带折边。107外压元件设计（8）锥壳：当两端都为支撑线时，由理论结果換算成当量长度Le和等效厚度te的圆筒。当有一端不属支撑线时，按前面注1注2。半顶角大于60°时，按平盖设计。成型封头：按球壳，，还要计及过渡转角区的强度[UG-33(a)(1)(-a)]。轴向压缩圆筒：，即为许用轴向压缩载荷。锥壳和圆筒连接处的加强：附录1-8，如为支撑线，带折边时，仅需考虑刚度，无折边时，应考虑强度和刚度二者。如不作为支撑线，无折边时，仅考虑强度，带折边时，刚度和强度都不必考虑。是否带折边由设计人员自定，和半顶角大小无关。注意外压P为正，f1和f2压缩为正，拉伸为负，强度设计仅适用于净载荷为压缩，为拉伸时按1-5(g)节设计。108外压元件设计（9）2013版修改：当为无折边锥壳考虑从强度出发的加强时，和内压相同，也要根据和锥壳相连圆筒的长度区别计算;当连接处作为支撑线而考虑从刚度出发的加强时，也要根据和锥壳相连圆筒的长度区别计算，当长度不足时(如和平盖或法兰相连)，在刚度设计的有关公式中取长度为0。圆筒上的加强圈：UG-29，由受周向压缩圆环的稳定性原理确定加强圈(包括加强圈和圆筒在内的当量圆环)所需惯性矩，和周向应变A值有关;再按受压缩圆筒周向失稳原理确定B值，由材料线算图查得A值，当加强圈和圆筒材料不同时应取两材料A值中的较大者，将此A值代入加强圈惯性矩Is式即得。加强圈允许割断(无支撑)的弧长，图UG-29.2，为失穩时波长的1/4，注意防止侧向失穏，二者材料不同时应查A值较大的线算图(包括外压锥壳和圆筒连接处作为支撑线时的刚度设计)。斜锥壳：UG-33(f)(3)，取斜锥壳两个α中的较大值。109外压元件设计（10）

锥壳部分(并和内压对照)内压锥壳:按α＞30°划界、确定是否必须带折边，如要带，则r≥3t且不小于6%D，厚度按碟形封头原理。半顶角α无限制，不必按平盖设计。如不带，应按1-5进行强度出发的加强设计。外压锥壳：区分连接处是否支撑线(支撑线处要满足1-8的刚度要求)而分别按图UG-28.1和图UG-33.1设计，并无根据α大小是否要带折边的规定，由设计人员自定。因在支撑线处带折边、r(rL或rS)增大会使DL(或DS)和LC减小，提高承压能力，但当α＞60°时应按平盖设计。如带折边，不论连接处是否属支撑线，折边段都取和锥壳等厚，不另行计算。如不带，应按1-8进行强度出发的加强设计。从强度和刚度出发的加强最终都落实在同一加强件上，不必用不同的加强件。110外压元件设计

GB

150

(1)

GB150主要引自ASMEⅧ-1，但二者A～B关系算图纵坐标的标尺不同，所用计算式和算图要匹配，不能混用。(1)未明确A～B关系算图右端点即为材料屈服点，致把厚薄壁分界由Do/t=10改为20，且在厚壁设计时所用的屈服强度值无法由线算图查取，由材料表查取时引起不协调，和各国外标准都不一致，国内相当多人误认为直线终点即为屈服点。(2)圆筒的周向失稳：ASME和GB150都取m=3;圆筒的轴向失稳：二者都相当于取m=4，所以二者的设计结果都相同(但因A值的表达不同，所以在非线性弹性时的结果不相同)。球壳的失稳：ASME取m=4，GB150相当于取m=3，所以二者的设计结果不同。(3)成型封头仅考虑球冠区稳定性，未计及过渡区强度。111外压元件设计

GB

150

(2)

圆筒的轴向失稳，ASME取A=0.125(t/R)，考虑到二者曲线纵坐标的标尺不同，GB150并非取同样A值然后由4:3即不同的线算图调整B值;而是先对A值调小，取A=0.094(t/R)，即二者之比也是4:3，在线性弹性情况时，二者所得结果相同，但当GB150在线性弹性、而ASME已进入非线性弹性时，二者结果不一致。GB150似应取和ASME同样A值，由A查得B值后再乘以3/4即可许用轴向压缩载荷112外压元件设计

GB

150

(3)

(4)原GB150(以下各节同)锥壳与圆筒连接处从强度出发的加强未指明仅无折边才需要，且对f1和f2的说明有误，也未指明是单位圆周长的载荷(新版已改)。(5)锥壳(大端或小端)与圆筒连接处不作为支撑线时，仅规定锥壳或折边段的厚度应不小于相连圆筒的厚度，未按ASME规定圆筒厚度应如何设计(即漏引注2，新版已改，但会使用户误解，GB150.3，4.3.1和5.6.6节)。(6)未对加强圈和壳体材料不同时的查表明确规定，却在锥壳与圆筒连接处的加强设计中作了错误规定(5.6.6.3)。(7)有锥壳上设置加强圈时的设计，但规定按圆筒设计，可商榷(锥壳上设设置加强圈怎会和锥壳半顶角α无关。(EN13445和ASMEⅧ-2都列有，都和α有关)(新版已改)。113宜针对对带折边或无折边分别说明114

外压圆筒周向失稳示意小加强圈间的壳体失稳大加强圈间的总体失稳小加强圈(8)无斜锥壳设计(新标准已补充无折边的斜锥壳)(9)锥壳是否带折边和内压相同，由半顶角大小确定。(10)对外压圆简形容器支撑线的示意图引了ASME规范旧版的图(GB150P.96)，且标为外压圆筒的计算长度，在支撑线处也未标明应有足够的惯性矩材料。，115外压圆筒轴向失稳示意轴向失稳示意116

开孔及其补强设计(1)●开孔接管所引起的问题:(1)垂直于最大主应力方向受载截面积的削弱，在补強计算中应是该截面承载能力(受载截面积对该截面所受应力、即材料许用应力乘以E的乘积)的削弱，(2)开孔应力集中，(3)附加接管引起的边缘应力。●开孔补强方法:等面积法，压力面积法，压力面积应力法，极限设计法。●对开孔形状和尺寸的限制原因及尺寸UG-36●不需补强的最大开孔直径UG-36(c)(3)，在ULW-76，UG-25(e)中所述的透气、指示孔不属于开孔补强范围。●应力校正系数，开孔直径UG-37(a)，附录L-7.7●壳体和接管的补强有效范围原因及尺寸UG-40●开孔和焊缝的相遇或相邻UG-37(a)，UW-14117

开孔及其补强设计(2)应力集中的衰减削弱截面的考虑118开孔及其补强设计(3)ρ[表示开孔直径对壳体上边缘应力衰减长度之比，