钢制压力容器

钢制压力容器GB150—1998引言随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASMEW-1卷、日本JISB8370〜8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。在制订GB150-98标准时，遵循了以下几条原则。撤消了部分单元设备和自成体系的受压元件设计内容，另行制订产品标准，使GB150成为压力容器的基础标准。将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准JB4731-98《钢制卧式容器》，现已报批。将第9章“直立容器”和相关的附录F“直立容器高振型计算”从标准中分离出来，这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中，成为塔式容器的产品标准。撤消附录E"U型膨胀节”，独立出新标准GB16749-97《压力容器波形膨胀节》，已于1997年8月1日实施。撤消附录H"钢制压力容器渗透探伤”和附录L例题，前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单，后者尚未编制出来。充分体现近年来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步，使标准能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。例如新增加撤消了一些钢材的牌号，严格了钢板超声检测的要求。以实施中取得的经验为依据，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。1998年3月国家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》标准，并要求从1998年10月1日起执行。学习和贯彻新GB150标准是提高压力容器质量，保证压力容器安全使用的前提。为了更好地了解、学习和贯彻新GB150,本文将新、旧GB150标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，为了做到准确，读者便于查阅，尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。1压力容器标准体系详见表1。表1压力容器标准体系序号《压力容器安全技术监察规程》版《钢制压力容器》《管壳式换热器》《钢制管壳式换热器》

9压力容器波形膨胀节》附录E"U型膨胀节”7钢制球形储罐》《钢制压力容器一分析设计标准》《钢制卧式容器》中第章“卧式容器”《钢制塔式容器》第章“直立容器”和附录F“直立容器高振型计算”《钢制焊接常压容器》《钢制焊接常压容器》《压力容器无损检测》《高压无缝钢管的超声波探伤技术条件》《锅炉、压力容器对接焊缝的超声波探伤》只代替容器部分，锅炉部分还用 。《压力容器锻件超声波探伤》《钢制压力容器磁粉探伤》《压力容器锻件的磁粉检验》《压力容器用钢板超声波探伤技术条件》《钢熔化焊对接接头射线照相和质量等级》只代替容器部分，锅炉部分还用《钢制压力容器焊接工艺评定》《钢制压力容器焊接规程》《压力容器用钢板》，《低温压力容器用低合金钢板》，代替 及修改单《低温压力容器用碳素钢和低合金锻件》《压力容器锻件技术条件》《低温压力容器用碳素钢和低合金锻件》《压力容器用不锈钢锻件》《压力容器用爆炸不锈钢复合钢板》《压力容器法兰分类与技术条件》压力容器标准的对比我国的钢制容器标准已完备了从常压至 体系，为便于选择，表列出了- 3以及 个标准之间适用范围及其主要的技术要求的区别及比较。表2压力容器标准对比项目《钢制压力容器一分析设计标准》《钢制压力容器》《钢制焊接常压容器》设计压力小于<〜小于<

范围设计温度范围低于以钢材蠕变（105蠕变率为1控制其许用应力强度的相应温度（其温度范围约在475℃以下）按钢材允许的使用温度确定（196℃~700℃）大于20℃至350℃（奥氏体钢不受此限制）项目47329515019947251997许用应力或许用应力强度的基准（即安全系数的取值）碳素钢或低合金钢：n三2.6,n三1.5奥氏体钢：n三1.5对特殊要求的低合金高强度钢将取n三2.4碳素钢或低合金钢：n三3.0;n三1.6n三1.5;n三1.0奥氏体钢：n三1.5;n三1.5；,三1.0（O取最小值时，其nN1.25）碳素钢或16nn三2.5;n三1.5奥氏体钢：n三1.5对盛装物料（介质）的限制不限不限不得用于盛装毒性为极度或高度危害的介质是否需要应力分析或疲劳分析需要，但有免除条件，见标准的3.9条和3.10条一般不需要，当超出本标准规定，由其是无法用常规确定结构尺寸，允许用应力分析为基础的设计，见标准中1.4条不需要容器壳体的无损检测要求所有焊接接头均须100无损检测；对需逐张进行超声波检测的钢板，见标准的6.2.5条按钢种及厚度条件确定无损检测的要求见标准的10..2.卜10..2.涤。局部无损检测不得少于各条接头长度的20。对需逐张进行超声波检测的钢板，见标准的4.2.9条按容器的公称容积、壁厚、设计温度、盛装的物料，以及高合金钢制容器，确定是否无损检测，检测的长度不少于各类焊接接头长度的10。见标准的第15.1.3.条和15.2.4强度理论用第m强度理论：以结构的最大剪应力作为构件判断依据，并引入了当量应力强度概念。采用当量应力强度“S”为最大剪应力第I强度理论：一点是最大主应力作为构件的判断依据。当构件的主应力O超过许用应力即为失效，基于第I强度理论，但特点是：绝大多数以最小厚度决定壳壁厚度

的两倍作为控制值，将其限制在设计应力强度极限以下，即：T<。4［。］失效准则基于塑性失产准则，用结构进入塑性后的极限承载能力、安定性，以及疲劳寿命评定结构是否失效。允许结构局部进入塑性区，允许峰值应力部位作有限寿命设计弹性失效准则，认为结构一旦失去弹性一点的最大主应力点变形进入塑性即失效，如一点的主应力到达。后，即认为失效一般为弹性失效准则，但对储罐、料仓多为制造焊接工艺所需之最小厚度为壳壁的厚度，且多以稳定失效为安全界限计算方法用实用的详细应力分析包括：载荷分析、结构分析、应力分析、强度评定，做出应力分析报告以材料力学或板壳薄膜理论公式，计入带有经验的修正系数的简化公式与 类同强度控制将应力分类，依据各种应力导致结构破坏的性质及危险程度，按照等安全裕度准则给予不同的许用值不区分应力性质及危险程度统统采用同一许用应力，但区分载荷和结构给出不同的系数与 类同资格要求a设计单位需取得应力分析资格证书；设计文件包括；计算分析报告、图样，以及质量检验的证明文件等必须由具有资格证书的分析设计人员三人签署。b制造单位必须具有三类容器的制造许可证c焊接必须持有相应类别资格的焊工担任无损检测须由I或II级探伤人员担任a设计单位和制造单位有相应类别的设计批准书或制造许可证。b焊接必须持有相应类别资格的焊工担任c无损检测须持有无损探伤资格的人员担任、设计或制造单位均无资格要求。b标准的第 条规定的容器必须持有考试合格证的焊工担任。c需进行无损检测的容器见标准的第 条规定）应有无损探伤资格的人员担任结果可较精确地计算出容器的实际应力，对各种应力按其性质进行分类与评定，这样既可保证容器的安全又可设计出体轻质优的容器，包括容面较宽，能计算较复杂的结构和计算多种载荷。设计及制造费用较高，但节省钢材。多用于高参数的容器或承受特殊载荷的容器计算简单，使用方便，但粗确度较差，且往往偏于保守，而有些情况下又可能不安全，如有疲劳要求的容器等，较复杂的结构不能包容在相应范围内，较经济3新老标准材料的变化3.1增加的钢号钢板： 。奥氏体双相钢钢板：调质板和调质板

钢板：调质板和调质板钢管：锻件：及奥氏体焊管，撤消了钢管：锻件：及奥氏体焊管，撤消了列于附录3.2撤消的钢号锻件：、、在本标准附录或撤消了我国在引进装置中常用的国外钢材，例如在 版中列入的5 , 1日本 标准中的 4V德国 标准中的 3等。对于使用国外钢材仍可遵照本 标准中附录 条的规定。增加附录H增加附录H“材料的指导性规定”（提示的附录。其中列入了 钢板及 无缝钢管。钢板相当于 、 ，在版附录中作为“补充件”现已列入，其化学成分和力学性能均等同美国标准耐硫酸露点腐蚀用无缝钢管3.4标准内容对比详见表3。表3标准内容对比序号容器用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书，容器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收，必要时尚应进行复验。如无钢材生产单位的钢材质量证明书，则应按《容规》的规定。容器用钢应附有钢厂钢材质量证明书（或其复印件容器制造单位应按证明书对钢材进行验收，必要时应进行复验。对容器制造过程中需进行热处理的碳素钢和低合金钢钢板，钢厂的交货状态可不用表表的使用状态，钢厂检验和制造厂复验钢板性能时，应从热处理的样坯上取样。未规定下列碳素钢和低合金钢钢板，应在正火状态下使用：用于壳体厚度大于 的和用于其它受压元件（法兰、管板、平盖等的厚度大于的 和 M厚度大于 的 n压力容器用碳素钢和低合金钢钢板，凡符合下列条件者，应在正火状态下使用；壳体厚度大于 的和壳体厚度大于 的其它受压元件（法兰、管板、平盖等厚度大于 的和 M厚度大于 的 。下列碳素钢和低合金钢钢板，应逐张进行拉伸和夏比（型缺口冲击（常温或低温试验：调质状态供货的钢板；多层包扎压力容器的内筒钢板；凡符合下列条件的碳素钢和低合金钢钢板应逐张进行拉力试验和夏比（型缺口常温或低温冲击试验：调质状态供货的钢板；

用于壳体厚度大于0的钢板。以上、两项系提原轧制钢板逐张进行试验。原轧制钢板系指由一块板坯或直接由一支钢锭轧制而成的一张钢板，如该钢板随后被剪切成几张钢板，在确定取样部位和数量时，仍按一张钢板考虑。多层包扎容器的内筒钢板；2用于壳体的下列钢板，当使用温度和钢板厚度符合下述情况时，应每批取一张钢板或按 2规定逐张钢板进行夏比悭缺口低温冲击试验。试验温度为钢板的使用温度即相应受压元件的最低设计温度或按图样规定，试样取样方向为横向。使用温度低于0℃时，厚度大于2 的20r厚度大于8的1 、1 和1 V任何厚度的18 1和 钢板。使用温度低于10℃时，厚度大于12的20r厚度大于20的1 1和1VV低温冲击功的指标根据钢板标准抗拉强度下限值按附录标准的附录确定。用于容器壳体的下述钢板，当使用温度低于0℃时，应每批取两张钢板进行夏比悭缺口低温冲击试验，试验温度为钢板的使用温度或按图样规定。试样取样方向为横向：厚度大于2 的20；厚度大于8的1 1和 V1 V任何厚度的18 1低温冲击功的指标为：20AKVN18J1 1 VAKVN20J1 V18 o1AKVN27J2碳素钢和低合金钢钢板使用温度低于或等于20℃时其使用状态及最低冲击试验温度按表 的规定。碳素钢和低合金钢板使用温度低于或等于20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合表22的规定。表2表22钢使用状态厚度最低冲击试验温度℃钢号使用状态厚度最低冲击试验温度℃1热轧正火〜2〜1202020热轧正火〜1〜2202007 V调质1〜0201热轧〜2201正火> 1000 01正火正火〜0〜2007调质1〜00〜001正火正火回火〜00 2V正火〜2700 2V正火正火回火00正火调质〜1〜17000正火〜070

正火回火42用于壳体的下列碳素钢和低合金钢钢板应逐张进行超声检测。钢板的超声检测方法和质量标准按4的规定厚度大于0的20和16n质量等级应不低于III级;厚度大于2 1、1 V1 o1 和 钢板，质量等级应不低于I级；厚度大于20的16D1 、0 2和0 、质量等级应不低于ni级；多层包扎压力容器的内筒钢板，质量等级不低于n级；调质状态供货的钢板，质量等级应不低于n级。用于容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，凡符合下列条件者，应逐张进行超声波探伤检查。钢板的超声波探伤检查方法和质量标准按 4003压力容器用钢板超声波探伤》的规定。厚度大于 的20r质量等级应符合IV级要求；厚度大于0的16,质量等级应符合ni级要求；厚度大于2的其它低合金钢钢板，质量等级应符合n级要求；多层包扎压力容器的内筒钢板，质量等级应符合n级要求。4212不锈钢复合钢板应符合以下规定：复合界面的结合剪切强度应不小于200P复合界面的结合率指标及超声检测范围，应在图样或相应的技术文件中注明；基材为本标准中所列的碳素钢和低合金钢或锻件。复材为本标准中所列的高合金钢钢板；复合钢板应在热处理后供货，基层的状态应符合本章有关规定；复合钢板的使用范围应同时符合基材和复材使用范围的规定。复合钢板的技术要求除符合上述有关规定外，尚应按 1或4的相应规定。未规定未规定2 用于容器园筒的碳素钢和低合金钢钢管，容器制造单位应按下列取样数量复验力学性能：壁厚小于或等于16的钢管，每批复验一根；壁厚大于16的钢管，每批复验的数量不少于10且不少于一根。104 碳素钢和低合金风钢管使用温度低于或等于20℃时其使用状态及最低冲击试验温度按表44勺规定。碳素钢和低合金钢钢管，当使用温度低于或等于20℃时，使用状态及最低冲击试验温度应符合表24的规定。表44表24钢号使用状态厚度最低冲击试验温度℃钢号使用状态厚度最低冲击试验温度℃1020正火正火W16W1602010热轧或退火W20W40200

正火160正火正火W20W16405020热轧或退火正火W10W16202020160 2正火正火正火W40W40W162040011443碳素钢和低合金钢段件使用温度低于或等于20℃时其热处理状态及最低冲击试验温度按表46的规定。碳素钢和低合金钢锻件，当使用温度低于或等于20℃时，其热处理状态及最低冲击试验温度应符合表26的规定。表46表26钢号使用状态厚度最低冲击试验温度℃钢号使用状态厚度最低冲击试验温度℃16正火回火调质W200>200300403020正火回火或调质W100200 2正火回火调质W2005016正火回火或调质W300400调质W300020调质W3004016调质W3004020调质2020调质W500>500 030200 2正火回火或调质W30000调质W3004010 3调质W300504制造、检验与验收方面的变化详见表4。表4制造、检验和验收方面的变化序号150115011011本章适用于单层焊接、多层包扎、热套及锻焊压力容器。对于设计温度低于或等于20℃的容器还应符合附录标准的附录的规定。本章适用于温度高于20℃的钢制焊接单层压力容器，多层包扎压力容器及热套压力容器。2101凡制造受压元件的材料应有确认的标记在制造过程中，如原有确认标记被裁掉或材料分割几块。应于材料切割前完成标记的移植。未规定

310.2.1根据制造工艺确定加工裕量，以确保凸形封头和热卷筒节成形后的厚度不小于该部件的名义厚度减去钢板负偏差。冷卷筒节投料的钢板厚度6不得小于其名义厚度减钢板负偏差。制造中应避免钢板表面的机械损伤。对于尖锐伤痕以及不锈钢容器防腐蚀表面的局部伤痕，刻槽等缺陷应予修磨，修磨范围的斜度至少为1：3。修磨深度应不大于该部位钢材厚度6的5%且不大于2mm,否则应予焊补。对于复合钢板的成形件，其修磨深度不得大于复层厚度的30%且不大于1mm,否则应予焊补。未规定410.2.4.1a类焊接接头对口错边量见图104应符合表10—1的规定。锻焊容器类焊接接头对口错边量应不大于对口处钢板厚度6的1/且不大于5mma类焊缝对口错边量见图一4应符合表10—1的规定。510.2.4.4除图样另有规定外壳体直线度应不大于壳体长度的1。当直立容器的壳体长度超过30m时，其壳体直线度允差应符合 471的规定。除图样另有规定外，壳体直线度允差△1应符合表10—2的规定。表10—2壳体长度Hm壳体直线度允差△1mmW20W2H/100且W2020VHW30WH/100030VHW50W3550VHW70W4570VHW90W55>90W65610.3.3.1a类接头焊缝的余高12按表10—3和图10—12的规定。a类焊缝的余高见图10—12按表10—4的规定。表10-3 mm表104mm标准抗拉强度下限值。〉540的钢材以及 低合金钢钢板其它钢材焊缝深度661焊缝余高1手工焊自动焊单面坡口双面坡口单面坡口双面坡口W1201.5041212121212<6W2502.5040106且W3W1.501061且W31062且W30156且W4W1.501561且W401562且W425<6W50>5003040404710.4.1容器及其受压元件符合下列条件之一者，应进行焊后热处理：容器及其受压元件符合下列条件之一者，应进行热处理：10.4.1.1钢材厚度6符合以下条件者：碳素钢、07 厚度大于32mm如焊刖预热100℃以a类焊缝处的母材名义厚度6符合下列条件者：

上时，厚度大于 ；16及R厚度大于0如焊前预热100℃以上时，厚度大于4m15及15厚度大于2 如焊前预热100℃以上时厚度大于2m任意厚度的15、1 、1 、15 、14 1、12 2、20 、20 、15 、12 1、12 2和1 5钢；除图样另有规定外，奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行热处理。碳素钢厚度6大于4如焊前预热100℃以上时，厚度6大于16厚度6大于0如焊前预热100℃以上时厚度大于4m15厚度大于2 如焊前预热100℃以上时，厚度大于2；任意厚度的其它低合金钢。1045焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其操作应符合如下规定焊件进炉时炉内温度不得高于400℃；焊件升至400℃后加热区升温速度不得超过5000/G℃/h,且不超过200℃/h,最小可为50℃/h；升温时，加热区内任意5000长度内的温差不大于120℃；保温时，加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃；升温及保温时应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化；升温高于400℃时，加热区降温速度不得超过6500/6℃/h且不得超过260℃/h,最小可为50℃/h；焊件出炉时，炉温不得高于400℃,出炉后应在静止空气中继续冷却。未规定101051凡符合以下条件之一者 类的圆筒纵向焊接接头应按每台容器制备产品焊接试板。钢材厚度6>20的15v钢材标准抗拉强度下限值。>540p低合金钢；当设计温度小于10℃时，钢材厚度6>12的20；钢材厚度6>20的16n当设计温度小于0℃，大于等于10℃时，钢材厚度6>25的20；钢材厚度6> 的16 ；制作容器的钢板凡需经热处理以达到设计要求的材料力学性能指标者；图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器。凡符合下列条件之一者，应按每台容器制备产品焊接试板。钢材厚度不小于20的15钢制容器；钢材标准抗拉强度下限值。>540p低合金钢/当设计温度小于0℃时，钢材厚度6>25的20，钢材厚度6>的16 ；制作容器的钢板凡需经热处理以达到设计要求的材料力学性能指标者图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器。111052除非图样规定制作签证环试样外，类焊接接头含球形封头与圆筒连接的类焊接接头免做产品试板。未规定12105除1051的规定外，其它容器应按《压力容器安全技术监察规程》的规定制备产品焊接试板。采用同一钢号，同样焊接工艺制造的前0台产品，应按台制备焊接工艺纪律检查试板，其中只要有1台的试

验不合格，则此后的哈产品，仍应按台焊接工艺纪律检查试板，直到哈全部合格后，方允许以批代台焊接工艺纪律检查试板。采用同一钢号，同样焊接工艺其任意台产品投料时间间隔不超过半年的1台产品为1个产品批量。由检查部门任抽台焊接工艺纪律检查试板。在工艺纪律检查试板中只要有1块试板的检查结果不合格，则应按上述要求重新按台焊接工艺纪律检查试板。110 当设计温度小于10℃时，钢材厚度6>1的Or钢材厚度6>0的1 、1 、1 除按10 进行检验与评定外，尚需按10 10的要求进行低温夏比型缺口冲击试验。未规定110 111类焊接接头是否需要制备鉴定环按图样规定。未规定11011鉴定环的材料必须是合格的，且与容器用材具有相同的钢号、相同热处理状态，如系钢锻件则其级别也应相同。未规定110 11鉴定环试样的种类，尺寸、数量、截取、试验方法与结果评定按图样要求。未规定110 11有热处理要求的容器，鉴定环应进行同样的热处理。未规定110 凡符合下列条件之一的容器及受压元件，需采用图样规定的方