过程设备设计第一章(1.3)

第一章压力容器导言CHAPTERⅠINTRODUCTIONOFPRESSUREVESSELS1过程设备设计●1.1压力容器总体结构1.1.1压力基本组成1.1.2压力容器零部件间的焊接●1.2压力容器分类1.2.1介质危害性1.2.2压力容器分类●1.3压力容器规范标准1.3.1国外主要规范标准简介1.3.2国内主要规范标准简介本章主要内容1.3.3国内规范标准与国外规范标准比较21.3压力容器规范标准目的：确保压力容器在设计寿命内安全运行内容：材料、设计、制造、检验等性质：法规，必须遵守特点：定期补充、修改，用新规范3过程设备设计1.3压力容器规范标准1.3.1国外主要规范标准简介1、美国ASME规范2、日本压力容器标准3、欧盟压力容器标准4过程设备设计1、美国ASME规范规范增补（Addenda）AmericanSocietyofMechanicalEngineers目前ASME规范共有十二卷ASME规范每三年出版一个新的版本，每年有两次增补。在形式上，ASME规范分为4个层次规范（Code）规范案例（CodeCase）条款解释（Interpretation）◆◆◆包括锅炉、压力容器、核动力装置、焊接、材料、无损检测等内容。5过程设备设计

简称ASMEⅧ-1、ASMEⅧ-2和ASMEⅧ-3ASME规范中与压力容器设计有关的主要是第Ⅷ篇《压力容器》、第Ⅶ篇《移动式容器建造和连续使用规则》和第Ⅹ篇《玻璃纤维增强塑料压力容器》。第Ⅷ篇分为3个册第1册《压力容器》第2册《压力容器—另一规则》第3册《高压容器另一规则》◆◆6过程设备设计ASMEⅧ-1

ASMEⅧ-1为常规设计标准，适用压力小于等于20MPa；

它以弹性失效设计准则为依据，根据经验确定材料的许用应力，并对零部件尺寸作出一些具体规定。由于它具有较强的经验性，故许用应力较低。

ASMEⅧ-1不包括疲劳设计，但包括静载下进入高温蠕变范围的容器设计。◆7过程设备设计

ASMEⅧ-2包括了疲劳设计，但设计温度限制在蠕变温度以内。ASMEⅧ-2

ASMEⅧ-2为分析设计标准

它要求对压力容器各区域的应力进行详细地分析，并根据应力对容器失效的危害程度进行应力分类，再按不同的安全准则分别予以限制。

跟ASMEⅧ-1相比，ASMEⅧ-2对结构的规定更细，对材料、设计、制造、检验和验收的要求更高，允许采用较高的许用应力，所设计出的容器壁厚较薄。◆8过程设备设计ASMEⅧ-3

ASMEⅧ-3主要适用于设计压力不小于70MPa的高压容器。

它不仅要求对压力容器各区域的应力进行详细地分析和分类评定，而且要做疲劳分析或断裂力学评定，是目前为止要求最高的压力容器规范。◆9过程设备设计2、日本压力容器标准1993年以前1993年以后JISB8243《压力容器构造》ASMEⅧ-1JISB8250《压力容器构造—另一标准》ASMEⅧ-2JISB8270《压力容器（基础标准）》

JISB8271~8285《压力容器（单项标准）》10过程设备设计3、欧盟压力容器标准◆87/404/EEC《简单压力容器指令》

仅适用于介质为空气或氮气、压力（表压）超过0.05MPa的简单压力容器◆76/767/EEC《压力容器一般指令》

压力容器及其检验的一般规定◆97/23/EC《承压设备指令》适用于最高工作压力大于0.05MPa的承压设备的设计、制造和合格评定11过程设备设计1.3压力容器规范标准1.3.2国内主要规范标准简介中国对特种设备的安全监察分四个层次法规行政规章安全技术规范标准121.3.2.1法规

《锅炉压力容器安全监察暂行条例》—1982年国务院颁布。

《特种设备安全监察条例》—2003年3月国务院颁布,6月起实施适用于同时具备下列条件的压力容器:a.最高工作压力大于等于0.1MPa(表压）b.压力与容积的乘积大于等于2.5MPa·Lc.盛装介质为气体、液化气体或者最高工作温度高于等于标准沸点的液体。13过程设备设计1.3.2.2行政规章国家质量监督检验检疫总局局长“令”形式颁布的、行政管理性内容较突出的文件。14过程设备设计1.3.2.3安全技术规范

《压力容器安全技术监察规程》--1981年国家劳动总局颁布《压力容器安全监察规程》，1990年改名为《压力容器安全技术监察规程》。1999年由国家质量技术监督局进行修订。

《超高压容器安全技术监察规程》--1993年12月原劳动部颁布《超高压容器安全监察规程》。2004年由国家质量监察检疫总局进行修订，于2005年改名为《超高压容器安全技术监察规程》。15过程设备设计◆《容规》对压力容器的材料、设计、制造、使用、检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出了基本规定。◆

压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据；

《容规》是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据，属技术法规范畴，二者的适用范围并不相同161.3.2.4标准过程设备设计◆我国制订压力容器标准历史，见20页

“全国压力容器标准化技术委员会”——1984年7月成立

GB150-89《钢制压力容器》——第一版的国家标准，于1989颁布

GB150-1998《钢制压力容器》——第一次全面修订后的新版的国家标准，1998颁布。17过程设备设计GB151《管壳式换热器》GB12337《钢制球形储罐》JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》JB4710《钢制塔式容器》等一系列国家标准和行业标准。◆容标委在GB150的基础上，又先后制订了：18过程设备设计(1)GB150《钢制压力容器》◆适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定，从-196℃到钢材的蠕变限用温度。◆这是中国的第一部压力容器国家标准，其基本思路与ASMEⅧ—1相同，属常规设计标准。◆该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验及验收。19过程设备设计◆GB150只适用于固定的承受恒定载荷的压力容器◆不适用于以下8种压力容器：

直接用火焰加热的容器

核能装置中的容器

旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室

经常搬运的容器

设计压力低于0.1MPa的容器

真空度低于0.02MPa的容器

内直径小于150mm的容器

要求作疲劳分析的容器等20过程设备设计

◆GB150管辖的范围除壳体本体外，还包括：

容器与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。

其它如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件，以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上的超压泄放装置均应符合GB150的有关规定。21过程设备设计GB150的技术内容圆柱形筒体和球壳的设计计算零部件结构和尺寸的具体规定密封设计超压泄放装置的设置容器的制造、检验与验收要求等在中国具有法律效用，是强制性的压力容器标准。◆22过程设备设计(2)JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》◆这是中国的第一部压力容器分析设计的行业标准，其基本思路与ASMEⅧ—2相同。◆该标准与GB150同时实施，在满足各自要求的前提下，可选择其中之一使用，但不能混用。◆该标准与GB150相比，允许采用较高的设计应力强度，相同设计条件下,容器的厚度可以减薄、重量可以减轻；但由于设计计算工作量大，选材、制造、检验及验收等要求较严，有时综合经济效益不一定高。所以，此法一般用于重量大、结构复杂、操作参数较大的压力容器。需做疲劳分析的压力容器，必须用分析设计。23过程设备设计1.3.3国内规范标准与国外规范标准的比较以ASME为例比较标准的适用范围材料设计系数24过程设备设计思考题1．压力容器主要由哪