上海压力容器设计培训班演讲稿

上海市压力容器设计人员

培训班0504121.1 压力容器设计必须遵循哪些主要法规和规程？答：⑴《特种设备安全监察条例》2003年3月11日中华人民共和国国务院令第373号，自2003年6月1日起实施（以下简称《监察条例》）；⑵《特种设备质量监督与安全监察规定》2000年6月29日国家质量监督局第13号令，自2000年10月1日起实施（以下简称《监察规定》）050412⑶《压力容器安全技术监察规程》1999年6月25日质技监局锅发[1999]第154号，自2000年1月1日起实施（以下简称《容规》）；⑷《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》2002年8月14日国质检锅第235号，自2003年1月1日起实施(以下简称《设计管理规则》)；050412⑸《液化气体汽车安全监察规程》1994年6月20日劳动部“劳部发[1994]262号通知”，1995年1月1日起施行；⑹《液化气体铁路槽车安全管理规定》；⑺《气瓶安全监察规定》2003年4月24日国家质量监督检验检疫总局第46号令，自2003年6月1日起实施(以下简称《气规》等。

0504121.2《压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？答：《规程》第2条中规定，本规程适用范围如下：①本规程适用于同时具备下列条件的压力容器：(1)最高工作压力(pw)(注1)≥0.1MPa(不含液体静压力，下同)；(2)内直径(非圆形截面指其最大尺寸)≥0.15m，且容积(V)(注2)≥0.025m3;(3)盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。(注3)[Pw<0.1MPa,P>0.1MPa的容器不属《容规》监察]050412③本规程适用于上述压力容器所用的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等安全附件。0504121.3 压力容器划分为三类，其划分的原则是什么？答：《规程》第6条中规定，将《容规》适用范围内的压力容器划分为三类：①下列情况之一的，为第三类压力容器：(1)高压容器；(2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积≥10MPa·m3)(注2)(4)中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积≥0.5MPa·m3)；050412(5)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积≥0.2MPa·m3)；(6)高压、中压管壳式余热锅炉；(注4)(7)中压搪玻璃压力容器；(8)使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限≥540MPa)材料制造的压力容器；(9)移动式压力容器，包括铁路罐车(介质液化气体、低温液体)、罐式汽车[液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等；[不包括移动式空气储罐](10)球形储罐(容积≥50m3)；[不包括蒸球]

050412②下列情况之一的，为第二类压力容器(本条第1款规定的除外)：(1)中压容器；(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)；(4)低压管壳式余热锅炉；(5)低压搪玻璃压力容器。050412③低压容器为第一类压力容器(本条第1款，第2款规定的除外)。

[设计压力高低、介质性质（毒性危害程度或燃爆）、依作用原理划分的容器品种(反应、储存、换热、分离)、结构特征(移动式、球形、管壳式)、材料(高强度、搪玻璃)等]0504121.6 压力容器的压力等级是如何划分的？答：按《容规》附件一中第一款的规定，压力容器的设计压力(p)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下：(1)低压(代号L)0.1MPa≤p＜1.6MPa(2)中压(代号M)1.6MPa≤p＜10MPa(3)高压(代号H)10MPa≤p＜100MPa(4)超高压(代号U)p≥100Mpa

0504121.7 压力容器的品种是如何划分的？答：按《容规》附件一中第二款的规定，压力容器在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：⑴反应压力容器(代号R)：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器；⑵换热压力容器(代号E)：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器；050412⑶分离压力容器(代号S)：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器；⑷储存压力容器(代号C，其中球罐代号B)：主要是用于储存、盛放气体、液体、液化气体等介质的压力容器。在一台压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中主要作用来划分品种。

0504121.14 《容规》对压力容器设计压力与最高工作压力、安全泄放压力的关系如何？答：《容规》第31条规定，压力容器的设计压力不得低于最高工作压力，装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。[第146条规定“安全阀的密封试验压力应大于压力容器的Pw”，容器设计压力应大于Pw]050412关于设计寿命？答：《容规》第32条中规定“为防止压力容器超寿命运行引发安全问题，设计单位一般应在设计图样上注明压力容器设计使用寿命。”[政府行政主管部门和有关专家意见都要求应注明。设计者根据容器预期的使用条件而给出的估计，提醒最终使用者应采用必要的措施。]0504121.17 盛装液化气体(含液化石油气)的固定式压力容器的装量系数有何规定？答：《容规》第36条规定，装量系数一般取0.9，对容器容积经实际测定者，可取大于0.9，但不得大于0.95。050412罐车防波板？答：《容规》第38条中规定“盛装介质为液化气体或低温液体的移动式压力容器应设置防波板，…”但铁路罐车可按相关规定允许不装防波板，且可不安装导静电装置。050412某些结构特殊的受压元件强度计算方法？答：《容规》第40条规定无法按常规标准计算时，可按JB4732规定局部进行分析设计。应力强度应按GB150中的许用应力。050412角焊缝的强度验算？答：《容规》第52条要求“应将角焊缝的强度验算结果列入设计技术文件中。”因目前尚无统一的计算理论依据，所以不可操作。050412关于管法兰标准？答：《容规》第37、54条中规定“钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592~20635的规定”在解释中又是“必须遵循”。这对GB标准、JB/T标准、SH标准是不公正的，但目前似乎只可如此。第一个法兰密封面是凸面还是凹面，通常容器顶部、侧部为凹面，底部为凸面。对液化石油气应用“突面+带外环的金属缠绕垫”或“凹凸面+带内环的金属缠绕垫”。0504122.1 设计哪些种类压力容器必须遵守《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》？答：《设计管理规则》第三条规定，压力容器设计类别、级别的划分为：（一） A类

1. A1级系指超高压容器、高压容器（结构形式主要包括单层、无缝、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板等）；2. A2级系指第三类低、中压容器；0504123. A3级系指球形储罐；4. A4级系指非金属压力容器。（二） C类1. C1级系指铁路罐车；

2. C2级系指汽车罐车和长管拖车；

3. C3级系指罐式集装箱。050412（三） D类

1. D1级系指第一类压力容器；

2. D2级系指第二类低、中压容器。

（四） SAD类系指压力容器分析设计。

压力容器设计类别、级别、品种范围的划分，按照本规则附件2执行。0504123.1《容规》对压力容器用材的基本要求是什么？答：《容规》第10条中规定：1)材料的质量及规格，应符合相应的国家标准、行业标准的规定。2)材料的生产应经国家安全监察机构认可批准。[材料标准正陆续在修订中]0504123)材料生产单位应按相应标准的规定向用户提供质量证明书（原件），并在材料上的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或其他标志，至少包括材料制造标准的代号、材料牌号及规格、炉（批）号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。材料质量证明书的内容必须齐全、清晰，并加盖材料生产单位质量检验章。[此处仅指钢板和锻件]0504124)压力容器制造单位从非材料生产单位获得压力容器用材时，应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。压力容器制造单位对所获得的压力容器用材料及材料质量证明书的真实性与一致性负责。[如证明书上有复印件无效的字样，则应复验]0504123.2 《容规》对压力容器专用钢板的磷、硫含量作何规定？答：《容规》第11条中规定，压力容器专用钢板的磷含量（熔炼分析、下同）不应大于0.030%，硫含量不应大于0.020%。[符合GB6654-1996和GB3531-1996标准尚可用于压力容器制造，对2000年1月1日以后制(修)订的材料标准必须达到]0504123.3 《容规》对用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢含碳量作何规定？答：《容规》第12条中规定，其含碳量不应大于0.25%。在特殊条件下，如选用含碳量超过0.25%的钢材，应限定碳当量不大于0.45%，由制造单位征得用户同意，并经制造单位压力容器技术总负责人批准，提供材料抗裂性试验报告和焊接工艺评定报告，按《容规》第7条规定办理批准手续。[碳当量的计算公式由制造单位或设计者定]0504123.4 用于容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，什么情况下要逐张做超声波检验？答：《容规》第14条中规定，凡符合下列条件之一的，应逐张进行超声波检测：1.盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器。2.盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器。0504123.最高工作压力大于等于10MPa的压力容器。4.GB150第2章和附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的钢板(详见各标准)。5.移动式压力容器。[超探标准，在GB6654中采用GB/T2970，制造厂复验时可采用JB4730，如有异议时可用GB/T2970]0504123.11 压力容器的主要受压元件有哪些？答：《容规》第25条中规定，压力容器的筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰等。[对其材料复验仅指钢板和锻件，但对管材和棒材可以不复验或按设计要求、标准要求][含M36][第3款中(2)优先于(1)]050412材料代用在“以优代劣”的原则下，还应考虑代用材料：(1)强度级别是否影响容器类别的划分；(2)对工作介质的相容性，如：应力腐蚀、晶间腐蚀等；(3)设计温度下的许用应力是否达到原设计要求；(4)是否会产生诸如改变焊接材料、焊接工艺等问题；(5)是否会产生诸如改变热处理状态、无损检测及焊接试板等要求。0504123.15 碳素钢镇静钢Q235钢号B级、C级的区别是什么？它们的适用范围是什么？答：它们的主要区别为冲击试验温度不同：Q235－B级做常温20℃V型冲击试验；Q235－C级做0℃V型冲击试验。GB150第4.2.3款规定，它们的适用范围是：0504121.Q235－B钢板：容器设计压力≤1.6MPa，钢板使用温为0－350℃，用于容器壳体时，钢板厚度不大于20mm，不得用于毒性为高度或极度危害介质的压力容器。

2.Q235－C钢板：容器设计压力p≤2.5MPa，钢板使用温度为0－400℃，用于容器壳体时，钢板厚度不大于30mm。

050412一、压力容器选材的有关规定（一）钢材

1.GB150-1998（含2002年第1号修改单）

2.JB4732-1995（含1999年第1号修改单）

3.《压力容器安全技术监察规程》1999年版

050412一、压力容器选材的有关规定（二）有色金属材料1.铝及其合金2.钛及其合金3.铜及其合金4.镍及其合金上页下页050412二、GB150-1998（含No.1）材料部分（一）概况（二）碳素钢板（三）低合金高强度钢板（四）低温钢板（五）中温抗氢钢板（六）不锈钢板（七）不锈钢复合钢板（八）钢管（九）锻件（十）螺柱用钢050412二、GB150-1998（含No.1）材料部分

（一）概况1.内容（1）第4章材料a.钢号；b.钢材标准；c.附加技术要求；d.使用范围；e.许用应力。050412

（2）附录A材料的补充规定a.A1.1a)b.A1.1b)C.A1.1c)（3）附录F钢材高温性能10万小时持久强度极限。（4）附录H材料的指导性规定选用时应备案。050412二、GB150-1998（含No.1）材料部分

（二）碳素钢板1.钢号及钢板标准GB/T912-1989(薄）GB/T3274-1988(厚）20RGB6654-1996（含No.2）上页下页0504122.Q235-B和Q235-C镇静钢板

（1）使用范围4.2.3b）和c）

（2）技术条件（主要差距）

a.化学成分（熔炼分析）

钢号 P% S%Q235-B ≤0.045≤0.045Q235-C ≤0.040 ≤0.040

b.冲击试验

钢号试验温℃ 纵向AKVJ(注)Q235-B 20 ≥27Q235-C 0 ≥27050412c．组批规定

Q235-B,用公称容量不大于30t的炼钢炉冶炼的钢，允许6炉组成混合批。

Q235-C,同一炉号。

（3）许用应力

以16mm厚钢板为例，室温下的许用应力050412050412压力容器专用钢板

1.20R

(1)钢板标准050412（2）使用状态

4.2.5壳体厚度大于30mm，其他受压元件（法兰、管板、平盖等）厚度大于50mm，应在正火状态下使用。（3）超声检测

4.2.9壳体厚度大于30mm,不低于Ⅲ级。050412(4）使用温度下限（正常应力水平）

表4-2（No.1）正火状态，6mm～36mm,-20℃。热轧状态及厚度大于36mm正火状态，-19℃。

用于壳体的20R钢板，使用温度低于0℃,厚度大于25mm，使用温度低于-10℃，厚度大于12mm，钢板应进行使用温度下或图样规定的温度下低温冲击试验。（5）生产情况

正火供应，且保证-20℃低温冲击试验：舞阳、重庆、武汉。0504122.16MnR钢板（1）钢板标准050412（2）使用状态4.2.5壳体厚度大于30mm，其他受压元件（法兰、管板、平盖等）厚度大于50mm，应在正火状态下使用。

（3）超声检测

4.2.9壳体厚度大于30mm，不低于Ⅲ级。多层包扎容器的内筒钢板，不低于Ⅱ级。

050412（4）使用温度下限表4-2热轧6mm～25mm,正火6mm～120mm,-20℃。热轧状态厚度大于25mm，-19℃。

用于壳体的16MnR钢板，使用温度低于0℃，厚度大于38mm，使用温度低于-10℃，厚度大于20mm,钢板应进行使用温度下或图样规定的温度下低温冲击试验。050412

（5）许用应力

以16mm厚钢板为例，室温下的许用应力。050412（6）生产情况保证-20℃低温冲击试验：舞阳、武汉、重庆。

0504123.15MnVR钢板现已很少使用

0504124.18MnMoNbR钢板

（1）钢板标准GB6654

050412（2）使用状态表4-1正火加回火

（3）超声检测

4.2.9壳体厚度大于25mm，不低于Ⅲ级。0504125.13MnNiMoNbR钢板（1）钢板标准050412（2）使用状态表4-1正火加回火（3）超声检测4.2.9壳体厚度大于25mm，不低于Ⅲ级。0504126.07MnCrMoVR钢板（1）钢板标准050412化学成分：GB150表A1，力学性能和弯曲试验：GB150表A2其他技术要求：GB6654（2）使用状态

表4-1调质。（3）超声检测4.2.9用于壳体、调质状态供货的钢板，不低于Ⅱ级。

0504127.15MnNbR钢板(1)钢板标准：GB6654（2）使用状态

表4-1（No.1），正火。

（3）超声检测

4.2.9（No.1），壳体厚度大于25mm,不低于Ⅲ级。

（4）使用温度下限

表4-2（No.1），-20℃。

050412

GB6654-1996

第1号修改单

第2号修改单

P.S.含量P(%)≤0.035≤0.030≤0.015（熔炼分析)S(%)≤0.030≤0.025≤0.020a.钢

号

16MnR

15MnNbR

b.

强度指标MPa470～600520～640

（>36mm～60mm）MPa≥305≥350

c.

冲击试验（横向）AKVJ20℃，≥31-20℃,≥34

0℃，≥31050412低温用钢钢号及钢板标准1.钢号及钢板标准GB3531-1996(含No.1)07MnNiCrMoVDR附录A（A2.2）050412216MnDR钢板（1）钢板标准050412（2）使用状态

表4-1，正火.

（3）超声检测

4.2.9壳体厚度大于20mm,不低于Ⅲ级。

0504123.15MnNiDR钢板6mm～60mm-45℃AKV≥27。0504124.09MnNiDR钢板（1）钢板标准（2）使用状态表4-1，正火，正火加回火。（3）超声检测4.2.9壳体厚度大于20mm，不低于Ⅲ级。（4）生产情况（5）第1号修改单表4-1，表4-2。0504125.07MnNiCrMoVDR

附录A（A2.2）

050412（1）技术条件050412（2）使用状态16~50mm调质钢板，表4-1。

（3）超声检测

4.2.9用于壳体、调质状态供货的钢板，不低于Ⅱ级。逐张力学性能和弯曲试验，应考虑应力腐蚀。050412低温压力容器界限？按现行压力容器设计理念，是否属于低温压力容器，应按以下因素确定：(1)材料的低温力学性能；(2)材料的热处理状态；(3)材料的厚度；(4)容器材料中的应力状态(实际应力/许用应力)。(A)使用温度低于0℃时：厚度大于25mm的20R，厚度大于38mm的16MnR、15MnNbR，任意厚度18MnMoNbR、13MnNiMoNbR和Cr-Mo钢；(B)使用温度低于-10℃时：厚度大于12mm的20R，厚度大于20mm的16MnR、15MnNbR。050412二、GB150-1998（含No.1）材料部分（五）中温抗氢钢板1.钢号及钢板标准15CrMoR（1.0Cr-0.5Mo）GB6654-1996（含No.2）

14Cr1MoR（1.25Cr-0.5Mo）附录A（A2.3）

12Cr2Mo1R（2.25Cr-1.0Mo）附录H（H3）

0504122.15CrMoR钢板（1）钢板标准上页下页050412050412（2）使用状态表4-1正火加回火。

（3）超声检测

4.2.9壳体厚度大于25mm,不低于Ⅲ级。

0504123.14Cr1MoR钢板（1）技术条件050412（2）使用状态表4-1正火加回火。（3）超声检测4.2.9壳体厚度大于25mm，不低于Ⅲ级。0504124.12Cr2Mo1R钢板（1）技术条件GB150-1998表H1第1号修改单

S含量（%）≤0.025

改为≤0.015

（2）使用状态

正火加回火。

（3）超声检测

4.2.9壳体厚度大于25mm，不低于Ⅲ级。

050412不锈钢材1.钢板标准

GB/T3280-1992,GB/T4237-1992.

2.板厚负偏差

GB3531-1996,GB6654-1996-0.25mmGB/T3274-1988,GB/T4237-1992GB/T7090504123.钢的类别按GB/T3280-1992和GB/T4237-1992奥氏体型:如0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni10Ti等。铁素体型：如0Cr13Al。奥氏体-铁素体型：如00Cr18Ni5Mo3Si2。050412不锈钢复合板1.钢板标准爆炸复合钢板主要用JB4733-1996

（1）复合界面的结合剪切强度τb

1级,2级≥210MPa,3级≥200MPa。

（2）结合状态

a.超声检测范围

1级、2级全面积范围

3级沿板宽方向、间距为50mm的平行线及钢板周边50mm范围内。

b.结合率

1级100%,2级≥98%,3级≥95%。0504122.GB150的规定

4.2.12τb≥200MPa。

复合钢板的使用范围应同时符合基材和覆材使用范围的规定。[进口复合钢板复层国内没有使用经验的应按新材料处理，除非仅作为耐蚀层]

050412二、GB150-1998（含No.1）材料部分（八）钢管1.09MnD钢管（1）钢号简介-50℃用钢管

（2）技术条件

上页下页0504122.GB/T8163-1999上页下页0504123.GB6479-2000高压化肥设备用无缝钢管（1）P、S含量

050412（2）尺寸偏差φ25mm冷拔管外径

GB6479-1986±0.2mmGB6479-2000普通级高级

±0.20mm±0.15mm

0504124.15MnV钢管

≤150℃〔σ〕MPa16Mn-163;15MnV