压力容器设计技术规定

第1章总则

本规定是结合本公司设计许可范围内化工容器设计的具体情况，对GB150《钢制压力容

器》和NB/T47003.1〜47003.2(JB/T4735)《钢制焊接常压容器》的补充和具体化。

1.1适用范围

本规定适用于设计压力大于等于0.IMpa且小于10.OMpa和小于等于-0.02Mpa且大于

-0.IMpa的GB150容器，并适用于设计压力大于-0.02Mpa且小于0.IMpa的JB/T4735容器。

本规定仅适用于固定式钢制容器。

1.2不适用范围

本规定不适用于设计压力大于等于10.OMpa的高压容器。

本规定不适用范围包括GB150《钢制压力容器》和JB/T4735《钢制焊接常压容器》所同

时规定的不适用范围，以及石油、冶金、轻工等另有专门行业标准管辖的容器。

1.3管辖范围

本规定的管辖范围是容器壳体及与之连为整体的受压零部件；与容器壳体相连的非受压

元件及其连接焊缝，以及直接连接在容器壳体上的安全附件等。

1.4需遵循的规程、规定、标准

《特种设备安全监察条例》

TSGR1001《压力容器压力管道设计许可规则》

TSGR0004《固定式压力容器安全技术监察规程》

GB150《钢制压力容器》

GB151《管壳式换热器》

NB/T47003.1-47003.2(JB/T4735)《钢制焊接常压容器》

JB/T4731《钢制卧式容器》

JB4710《钢制塔式容器》

IIG20580《钢制化工容器设计基础规定》

HG20581《钢制化工容器材料选用规定》

HG20582《钢制化工容器强度计算规定》

HG20583《钢制化工容器结构设计规定》

IIG20584《钢制化工容器制造技术要求》

HG20585《钢制低温压力容器技术规定》

JB/T4712.1-4712.4《容器支座》

JB/T4700-4707《压力容器法兰》

HG/T20592-20635《钢制管法兰、垫片、紧固件》

第2章定义

2.1压力(pressure)

除注明者外，压力均指表压力。

2.1.1工作压力

内压容器：在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。

真空容器：在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最大真空度。

外压容器：在正常工作情况下，容器可能出现的最大内外压力差。

2.1.2设计压力

设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件，其值不低于

工作压力。

2.1.3计算压力

在相应设计温度下，用以确定壳体各部位厚度的压力，其中包括液柱静压力。当壳体各

部位或元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。

2.1.4最大允许工作压力

在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。该压力应是按容器各受压

元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后，计算得到的最大允许工作压力（且减

去元件相应的液柱静压力）中的最小值。

最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆

破片设计爆破压力）的依据。

2.1.4.1当压力容器根据使用条件要求有不同的设计温度时，应分别计算对应于各个设计温

度下的最大允许工作压力。

2.1.4.2当不能通过计算来确定最大允许工作压力时，可用设计压力来代替最大允许工作压

力。

2.1.5安全阀的开启压力

安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。

2.1.6爆破片的标定爆破压力

爆破片名牌上标志的爆破压力。

2.2温度（temperature）

2.2.1金属温度

容器元件沿截面厚度的温度平均值。

2.2.2工作温度

容器在正常工作情况下的介质温度。

2.2.3最高工作温度

容器在正常工作情况下可能出现的介质最高温度。

2.2.4最低工作温度

容器在正常工作情况下可能出现的介质最低温度。

2.2.5设计温度

容器在正常工作情况，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度。

容器的设计温度是指壳体的金属温度。

2.2.6环境温度

极端气温：历年来的最高（最低）气温。

日平均最高（最低）气温：历年来日平均气温的最高（最低）值。

冬季空气调节室外计算温度：历年来平均每年不保证一天的日平均气温。

月平均最低气温：当月各天的最低气温相加后除以当月天数得到的气温值。

2.3（全）容积（volume）

指压力容器的几何容积，由设计图样标注尺寸计算，且不扣除内部附件体积的容积。夹

套容器的夹套容积仅为夹套内部的几何容积。

2.4厚度（thickness）

2.4.1最小厚度

为满足制造工艺要求及运输、安装等过程中刚度要求，根据工程实践经验，对壳体元件

规定的不包含腐蚀裕量的最小厚度。

2.4.2计算厚度

容器受压元件为满足强度及稳定性要求，按规程、规定、标准中有关公式计算得到的不

包括厚度附加量的厚度。

2.4.3厚度附加量

设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢材厚度负偏差和腐蚀裕量。

2.4.4设计厚度

计算厚度与腐蚀裕量之和。

2.4.5名义厚度

设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材标准规格的厚度，即是图样上标注的

厚度。

对于容器壳体，在任何情况下，其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和。

2.4.6有效厚度

名义厚度减去厚度附加量。

2.4.7各项厚度之间的关系

钢材厚度负偏差

腐蚀裕量

--------------------设计厚度—1名义厚度

计算厚度

--------------------有效厚度

圆整值

2.5应力(stress)

2.5.1一次应力

根据压力和其他机械载荷和内力、内力矩的平衡所产生的法向应力或切向应力称为次

应力。他的基本特征是具有非自限性，即当这种应力达到材料的屈服极限以后，即使载荷不

再增加，仍将产生不可抑制的塑性流动，直至破坏。

2.5.2二次应力

在外部载荷作用下，由于相邻部件的约束或结构自身的约束，需要满足变形连续条件所

产生的法向应力或切向应力称为二次应力。他的基本特征是具有自限性，即局部屈服和小量

塑性变形就可使变形连续条件得到部分或全部满足，从而塑性变形不再发展，由此缓解以至

消除产生这种应力的原因。

2.5.3峰值应力

由局部结构不连续或局部热应力引起的，附加于一次加二次应力之上的应力增量称为峰

值应力，它同时具有自限性和局部性，其基本特征是不会引起明显的变形。

2.6许用应力(allowablestress)

在设计计算中，在规定的设计温度下，材料所允许达到的最大应力值，一般以材料的各

项强度数据除以相应的安全系数后，取其中的最小值。

2.7焊缝系数和开孔削弱系数

2.7.1焊缝系数

根据容器受压部分的焊缝型式和无损检测的要求选取的焊接部分母材许用应力的折减

系数。

2.7.2开孔削弱系数

考虑容器开孔后，引起开孔周围应力集中现象，对被开孔材料许用应力削弱的系数。

第3章设计参数选取

3.1设计压力

3.1.1容器设计时，必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和对应的工作温度两者组合

中的各种工况，并以最苛刻工况下的工作压力来确定设计压力。

3.1.2确定初步的设计压力

单台容器初步的设计压力可按下表确定：

类型设计压力

无安全泄放装置1.0〜1.10倍工作压力

不低于（大于或等于）安全阀开启压力

装有安全阀

（安全阀开启压力取1.05〜1.10倍工作压力）

装有爆破片取爆破片设计爆破压力加制造范围上限

不低于安全阀开启压力加上流体从容器流至安全阀处

出口管线上装有安全阀

的压力降

容器位于泵进口侧，且无安取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.IMpa外压进

内

全泄放装置时行校核

压

取下面三者中最大值

容

泵的正常入口压力加L2倍泵的正常工作扬程；

器容器位于泵出口侧，且无安

泵的最大入口压力加泵的正常工作扬程；

全泄放装置时

泵的正常入口压力加关闭扬程（泵出口全关闭时的扬

程）；

容器位于压缩机进口侧，且取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.IMpa外压进

无安全泄放装置时行校核

容器位于压缩机出口侧，且

取压缩机出口压力

无安全泄放装置时

有安全泄放装设计外压力取1.25倍最大内外压力差或0.IMpa两者中

无夹套真置的较小值

空容器无安全泄放装

设计外压力取0.IMpa

置

真夹套内为设计外压力按无夹套真空容器规定选取。计算外压力为

空内压的带容器（真空）设计外压力加上夹套设计内压力，且必须校核在夹套试

容夹套真空验压力（外压）下的稳定性。

器容器夹套（内压）设计内压力按内压容器规定选取

夹套内为设计内压力按内压容器规定选取。计算内压力应为设计

真空的带容器（内压）内压力加0.IMpa,且必须校核在夹套试验压力（外压）

夹套内压下的稳定性。

容器夹套（真空）设计外压力按无夹套真空容器规定选取

设计外压力取不小于在正常工作情况下可能产生的最

外压容器

大内外压力差。

续表

类型设计压力

介质50℃的饱和蒸

在规定的充汽压力低于异丁烷

装系数范围50℃的饱和蒸汽压0.79MPa

内，常温下力时（如丁烷、丁

盛装液化石烯、丁二烯）

油气或混合介质50℃的饱和蒸

液化石油气汽压力高于异丁烷

1.77MPa

的（指丙烯50c的饱和蒸汽压

与丙烷或丙力时（如液态丙烷）

烯、丙烷与介质50℃的饱和蒸

丁烯等的混汽压力高于丙烷50

2.16MPa

合物）容器七的饱和蒸汽压力

时（如液态丙烯）

一般应以两侧的设计压力分别作为该元件的设计压力。

两侧受压的压力容器元件当有可靠措施确保两侧同时受压时，可取两侧最大压力

差作为设计压力。

3.1.3确定最终的设计压力

根据该容器在每一安全系统中与安全泄放装置的相对位置，对初步的设计压力进行调

整，得出单台容器最终的设计压力。

3.1.4密闭的薄壁容器，在运输或存放期间受环境温度影响可能造成负压时，应以

0.0175Mpa外压进行校核。

3.1.5当国家或行业的相关法规、标准对容器的设计压力有规定时，其设计压力应按有关规

定确定。当工程设计中对容器的设计压力有规定时，亦应按工程设计的规定确定设计压力。

3.2设计温度

3.2.1当金属温度不可能通过传热计算或实测结果确定时，设计温度应按以下规定选取：

3.2.1.1容器器壁与介质直接接触且有外保温（或保冷）时，设计温度应按下表选取。当介

质最高（低）工作温度明确时，按表中的I确定，当介质最高（低）工作温度不明确时，按

表中的n确定。

介质工作温度设计温度

T1II

TV-20c介质最低工作温度介质工作温度减0〜10C

-20℃WT<15℃介质最低工作温度介质工作温度减5〜10℃

T>15℃介质最高工作温度介质工作温度加15~30℃

3.2.1.2容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件（如加热盘管、电热元件等）间接加

热时，设计温度取最高工作温度。

3.2.1.3容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而可能出现单一介质接触时,应以较高一侧

的工作温度为基准确定设计温度，当任一介质温度低于-20℃时，则应以该侧的工作温度为

基准确定最低设计温度。

3.2.1.4安装在室外无保温的容器，当最低设计温度受地区环境温度控制时，可按以下规定

选取：（环境温度取容器安装地区历年来“月平均最低气温”的最低值）

3.2.1.4.1盛装压缩气体的储罐，最低设计温度取环境温度减3℃；

3.2.1.4.2盛装液体体积占容器容积1/4以上的储罐，最低设计温度取环境温度。

3.2.1.5对裙座等室外钢结构，应以环境温度（冬季空气调节室外计算温度）作为设计温度。

3.2.2下列情况宜通过传热计算求得容器金属温度作为容器的设计温度：

3.2.2.1容器内壁有可靠的隔热层；

3.2.2.2容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而不会出现单一介质接触时。

3.2.3容器的不同部位在工作情况下可能出现不同温度时,应按不同温度选取元件相应的设

计温度。

3.2.4容器的最高（低）工作温度接近所选材料的允许使用温度界限时，应结合具体情况慎

重选取设计温度，以免增加投资或降低安全性。

3.2.5当工程设计中对容器的设计温度有特殊要求时，其设计温度应按工程设计的规定确

定。

3.3设计载荷

3.3.1容器设计时应考虑的载荷

3.3.1.1压力

3.3.1.1.1内压、外压或最大压差

3.3.1.1.2液柱静压力（当液柱静压力小于5%设计压力时可忽略不计）

3.3.1.1.3试验压力

3.3.1.2重力载荷

3.3.1.2.1容器空重：容器壳体及固定附件（如接管、人孔、法兰、支承圈、支座等）的重量。

3.3.1.2.2可拆内件的重力载荷：容器内部可拆构件（如填料、过滤网、除沫器、催化剂、

可拆塔盘等）的重量。

3.3.1.2.3介质的重力载荷：正常工作容器状态下容器内介质的最大重量。对固体物料，应

按物料的实际堆积密度计算。

3.3.1.2.4隔热材料的重力载荷：如保温（或保冷）层及其支持件、内部隔热材料等的重量。

3.3.1.2.5附件的重力载荷：与容器直接连接的平台、钢梯、工艺配管及管架等附件的重量。

3.3.1.2.6水压试验时容器内水的重力载荷。

3.3.1.2.7检修时检修人员、检修工具及零部件等的重力载荷。若无确切资料时，可取690〜

790N/m2,,

3.3.1.3风载荷和地震载荷

风载荷和地震载荷应根据容器类型按相应标准的专门规定进行计算，当无专门规定时，

则按GBJ9《建筑结构荷载规范》及SH3048《石油化工钢制设备抗震设计规范》进行计算。

基本风压值按《全国基本风压分布图》（HG20580附图1）或按当地气象部门资料确定。

地震基本烈度和设防烈度执行《中国地震烈度区划图（1990）》或按HG20580附录B。

3.3.1.4雪载荷

雪载荷应按GBJ9《建筑结构荷载规范》进行计算。基本雪压值按《全国基本雪压分布

图》（HG20580附图2）或按当地气象部门资料确定。

3.3.1.5偏心载荷：由于内件或外部附件（或设备）的重心偏离容器壳体中心线而引起的载

荷。

3.3.1.6局部载荷：容器壳体局部区域上作用的载荷（如支座、底座圈及其他型式支承件对

壳体的反作用力、管道推力等）。

3.3.1.7冲击载荷：由于容器受工作介质的冲击力或压力急剧波动以及运输、吊装时产生的

附加载荷。

3.3.1.8温度梯度和不同的热膨胀量引起的载荷。

3.3.1.9其他机械载荷。

3.3.2载荷的组合

容器所承受的各项载荷应考虑在安装、水压试验及正常工作状态下可能出现的最不利的

组合，一般情况下，载荷的组合可参照下表：

容器所处状态设计教荷

容器空重、冲击载荷；当采用整体吊装时还应考虑：附件的重力载荷、可

安装

拆内件的重力载荷、隔热材料的重力载荷、局部外载荷（如吊耳的作用力）

容器空重、附件的重力载荷、试验压力、试压液体的重量、风载荷（30酚、

水压试验

局部载荷、偏心载荷

容器空重、附件的重力载荷、隔热材料的重力载荷、介质的重力载荷、可

正常工作拆内件的重力载荷、管道推力、设计压力、局部我荷、偏心载荷、冲击载

荷、雪载荷、风载荷和地震载荷+25%风载荷二者中的较大值

取正常工作时的载荷，加开停车或工作中断时可能产生的某一种类型载荷

不正常工作

的超载。

3.4厚度附加量与最小厚度的选取

3.4.1厚度附加量C按下式计算：

C=C1+C?

式中：3——钢板或钢管的厚度负偏差，mm；

C2——腐蚀裕量，mm。

3.4.2厚度负偏差3

钢板或钢管的厚度负偏差G应按相应钢材标准的规定选取。

3.4.3腐蚀裕量C?

3.4.3.1腐蚀裕量考虑的原则

3.4.3.1.1与工作介质接触的、封头、接管、人（手）孔及内部构件等，均应考虑腐蚀裕量。

3.4.3.1.2下列情况一般不考虑腐蚀裕量：

•介质对不锈钢无腐蚀作用时（不锈钢、不锈钢复合钢板或有不锈钢堆焊层的元件）

・有可靠的耐腐蚀衬里（如衬铅、衬橡胶、衬塑料等）的基体材料

・可经常更换的非受压元件

•法兰的密封表面

•管壳式换热器的换热管

•管壳式换热器的拉杆、定距管、折流板和支持板等非受压元件

・用涂漆可以有效防止环境腐蚀的容器外表面及其外部构件（如支座、底板、托架等,

但不包括裙座）

3.4.3.1.3腐蚀裕量-•般应根据钢材在介质中的腐蚀速率和容器的设计寿命确定。

3.4.3.1.4容器的设计寿命除有特殊要求外，塔、反应器等主要容器一般不应少于15年，

一般容器、换热器等不少于8年。

3.4.3.2腐蚀裕量的选取

3.4.3.2.1容器筒体、封头的腐蚀裕量

•介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制的容器，其腐蚀裕量不得小于

1.Ommo

・除此以外的其他情况可按下表确定简体、封头的腐蚀裕量

腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀

腐蚀速率（mm年）<0.050.05-0.130.13-0.25>0.25

腐蚀裕量（mm）0212223

3.4.3.2.2容器接管（包括人、手孔）的腐蚀裕量，一般情况下应取壳体的腐蚀裕量。

3.4.3.2.3容器内件与壳体材料相同时，容器内件的单面腐蚀裕量按下表选取：

内件

腐蚀裕量

结构形式受力状态

受力取壳体腐蚀裕量

不可拆卸或无法从人孔取出者

不受力取壳体腐蚀裕量的1/2

受力取壳体腐蚀裕量的1/4

可拆卸并可从人孔取出者

不受力0

3.4.3.2.4筒体内侧受力焊缝应取与筒体相同的腐蚀裕量。

3.4.3.2.5容器各部分的介质腐蚀速率不同时，则可取不同的腐蚀裕量。

3.4.3.2.6两侧同时与介质接触的元件，应根据两侧不同的操作介质选取不同的腐蚀裕量，

两者叠加作为总的腐蚀裕量。

3.4.3.2.7容器地脚螺栓小径的腐蚀裕量可取3mm。

3.4.3.2.8碳钢裙座筒体的腐蚀裕量应不小于2.0mm,当其内、外侧均有保温或防火层时可

不考虑腐蚀裕量。

3.4.3.2.9当工程设计中另有规定或有特殊要求时,可根据工程设计的具体规定确定腐蚀裕

量。

3.4.4最小厚度（不包括现场制作的大型储罐）

3.4.4.1容器壳体加工成形后，不包括腐蚀裕量的最小厚度应符合以下规定：

・对碳钢和低合金钢制容器，不小于3mm；

・对高合金钢制容器，不小于2mm；

•碳素钢和低合金钢制塔式容器的最小厚度为2/1000的塔器内直径，且不小于4mm；

对不锈钢制塔式容器的最小厚度不小于3mm；

•管壳式换热器壳体的最小厚度应符合GB151《管壳式换热器》的如下规定：

碳素钢和低合金钢圆筒的最小厚度

公称直径400〜<700>700-4000>1000^^1500>1500〜<2000>2000〜2600

浮头式，U形管式810121416

固定管板68101214

注：表中数据包括厚度附加量C?（按1mm考虑）

高合金钢圆筒白勺最小厚度

公称直径400〜<500>500〜<700>700〜<1000>1000^^1500>1500〜《2000>2000〜2600

最小厚度3.54.5681012

3.4.4.2对于名义厚度取决于最小厚度且公称直径较大、厚度较薄的容器，为防止在制造、

运输或安装时产生过大的变形，应根据具体情况采取临时的加固措施（如在容器的内部设置

临时支撑元件等）。

3.4.4.3复合钢板复层的最小厚度

•为保证工作介质干净（不被铁离子污染）而采用的复合钢板，其复层厚度不应小于

2mm；

・为了防止工作介质的腐蚀而采用的复合钢板，其复层厚度不应小于3mm；

3.4.4.4不锈钢堆焊层在加工后的最小厚度为3mm；

3.4.4.5对有防腐蚀衬里的碳钢或低合金钢制容器，其钢壳的最小厚度为5mm。

3.5许用应力

3.5.1钢材和螺栓在不同设计温度下的许用应力按GB150第4章选取。

3.5.2当设计温度低于度。时,取20℃时的许用应力。

3.5.3选用未列入GB150第4章，但符合GB150附录A的要求的材料，其许用应力应以材料

各项规定的最低力学性能（抗拉强度、屈服强度、持久强度及蠕变极限）除以相应的安全系

数，并取其中的最小值。

3.5.4对于内压容器，当需要计算接管、加强圈与壳体的连接焊缝强度时，其焊缝的许用应

力可按下表选取：

对接焊缝

应力消除与否接管壁受剪填角焊缝受剪

受拉受剪

进行应力消除0.70[。]0.74[o]0.60[o]0.49[。]

不进行应力消除0.70[。]0.70[o]0.56[o]0.46[o]

表中［。］为焊缝力•算截面处母材的许用应力（MPa）

3.5.5关于复合钢板的许用应力，考虑到国内复合钢板的质量现状，一般情况下，设计计算

时不计入复层厚度，其许用应力取设计温度下基层材料的许用应力。

3.5.6对于地震载荷或风载荷与其他载荷（如内压）组合时，容器及裙座的应力控制值为许

用应力的1.2倍。

3.6焊接接头系数

3.6.1GB150容器的焊接接头系数应按GB150第3章的如下规定选取。

双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头：

100%无损检测巾=1局部无损检测e=0.85

单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：

100%无损检测6=0.9局部无损检测e=0.8

3.6.2JB/T4735容器的焊接接头系数应按NB/T47003.1第4章的如下规定选取。

双面焊和相当于双面焊的全焊透对接接头：

全部无损检测6=1局部无损检测@=0.85不做无损检测4>=0,7

单面焊对接接头，且沿其根部全长有紧贴基本金属的垫板：

全部无损检测4>=0,9局部无损检测6=0.8不做无损检测<t>=0.65

单面焊无垫板对接接头：

局部无损检测=0.7不做无损检测6=0.6

3.6.3无法进行无损检测的单面焊环向对接焊缝，无垫板，焊接接头系数①=0.60,此系数

仅适用于厚度不超过16mm、直径不超过600mm的JB/T4735容器壳体的环向焊缝。

3.7开孔削弱系数

在筒体轴向上两个开孔中心线间的距离大于或等于3（5+&）；在球壳椭圆形封头或者筒

体环向上两个开孔中心的内径弧长大于或等于2（di+d。，可不考虑开孔削弱的影响。否则，

应按下列公式计算开孔削弱系数。

3.7.1轴向相邻两孔（见下图）的开孔削弱系数Y按下式计算：

3.7.2环向相邻两孔（见下图）的开孔削弱系数Y'按下式计算:

,d\+d2

sc-----

3.7.4对于圆筒体横截面上的非径向孔，计算开孔削弱系数时，当量直径dd按卜述原则确定:

轴向孔桥：dd=d

环向孔桥：%

cosa

斜向孔桥：4=d(-)2+——1------式中a为孔的轴线偏离筒体径向的角度

「('+cos2a

在计算孔桥削弱系数时，对于圆筒体横截面上的非径向孔，直径dl、d2应以当量直径

心代入。

3.7.5对于椭圆孔，计算开孔削弱系数时，孔径d按该孔沿相应节距方向的尺寸确定。

3.7.6当开孔间距小于两孔直径之和的两倍,且两孔直径均小于不另行补强的最大开孔直径

时，可按3.7.1条〜3.7.5条的规定，计算开孔削弱系数，并代入GB150中式(5T)中的焊

缝系数④对圆筒进行厚度校核，其中环向开孔削弱系数的两倍大于焊缝系数时，可不进行此

项校核。

若相邻两孔中一个孔直径大于不另行补强的最大开孔直径，首先应采用全焊透结构，以

提高开孔削弱系数。也可将该孔按规定进行加强，加强后，该孔按无孔处理。

3.8压力试验

3.8.1容器制成后必须进行耐压试验，耐压试验的项目和要求应在图样上注明。

耐压试验一般采用液压试验，对于不适宜做液压试验的容器，可采用气压试验。

3.8.2下列情况的容器还应在耐压试验合格后，进行气密性试验。

•介质是毒性程度为极度、高度危害的介质。

•介质为易燃易爆的压缩气体或液化气体。

・设计要求不允许有微量泄露的压力容器。

•对真空度有较严格的要求时。

3.8.3对设计图样要求作气压试验的容器，是否需再作气密性试验，应在设计图样上规定。

3.8.4试验压力按下表规定。

耐压试验压力PTMPa气密性试

容器种类

液压气压验压力MPa

L25P号1」明

内压容器1.Op

当内筒设计压力为正值时

l.lOp更

1.25/7—

何可

外

带夹套容器

当内筒设计压力为负值时

（应在图样上

压内筒按内压容器内筒按内压容器

分别注明内筒

进行试验进行试验1.Op

和夹套内的试

容1.25p1.10p

验压力）

夹套的试验压力夹套的试验压力

器

］”回

1.25p---1.10/7—

阿阿

不带夹套容器按内压容器进行试验按内压容器进行试验

真空容器1.25p1.10p1.Op

表中：p——容器的设计压力，对内压容器为设计内压力，对外压容器为设计外压力MPa

PT----耐压试验压力MPa

［。］——试验温度下材料的许用应力MPa

［。了—设计温度下材料的许用应力MPa

夹套内的试验压力确定后，必须校核内筒在试验外压下的稳定性，如果不能满足稳定性

要求，则在做夹套的耐压试验时，须在内筒内保持一定的压力，以使整个试验过程（包括升

压、保压和卸压）中的任一时间内夹套和内筒的压力差不超过设计压差。图样上应注明这一

要求，以及试验压力和允许压差。

3.8.5对直立容器卧置进行液压试验时、试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力。

_6,

PT=1.25p—+Px//xgxlOM/a

［昨

式中：P——试验液体密度Kg/m3

H——直立试验时液柱高度m

G——重力加速度9.81m/s2

3.8.6试验液体一般采用洁净水，也可采用不会导致发生危险的其他液体，试验时液体的温

度应低于其闪点或沸点。

奥氏体不锈钢制容器用水进行液压试验后应将水渍去除干净，当无法达到这一要求时，

应控制水中的氯离子含量不超过25ppm。

3.8.7碳素钢、Q345R钢制容器液压试验时，液体温度不得低于5℃；其他低合金钢制容器，

液体温度不得低于15C,如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

试验液体温度。

3.8.8气压试验时所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体。碳素钢和低合金

钢制容器，气压试验时介质温度不得低于15℃。

3.8.9碳素钢和低合金钢制容器，气密性试验用气体温度应不低于5℃。气密性试验时，安

全附件应安装齐全。

3.8.10在试验压力下壳体平均一次总体薄膜应力值应符合下列要求：

液压试验时不得超过试验温度下材料屈服强度的90%,（校核时还应计入液柱静压力）；

气压试验时此应力不得超过试验温度下材料屈服强度的80虬

第4章材料

4.1引言

本章对本公司设计的钢制容器用钢材和焊材的选用、技术要求、使用限制和范围，钢材

代用等进行了规定。

本章适用于碳素钢、低合金高强度钢、珠光体耐热钢、不锈钢和不锈复合钢板的焊制容

器材料设计。材料的品种包括轧材、锻件、铸件以及焊接材料。

当设计对材料有更高或特殊要求时，应在图样或相应的文件上注明。

4.1.1定义

碳素钢——含镒量小于等于1.20%,含碳量小于等于2.0%,且无有意添加其他合金元素

的铁碳合金（可为脱氧目的而加入硅、铝等元素）。低碳钢一般系指含碳量小于等于0.25%

的碳素钢。

低合金高强度钢——以提高钢材强度和改善综合性能为主要目的，合金总含量在3%以

下的合金钢。

珠光体耐热钢——以改善钢材耐热及抗氧性能为主要目的，加入铭（W10%）、钳等合金

元素的低碳珠光体耐热钢。

低合金钢——低合金高强度钢和珠光体耐热钢的总称。

不锈钢——公称含铝量大于等于13%,在大气中不锈的合金钢。根据钢在常温下的金相

组织，又可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢等。

奥氏体不锈钢——常温下金相组织大部分为奥氏体的不锈钢。

铁素体不锈钢——常温下金相组织为铁素体的不锈钢。

铁素体钢——碳素钢、低合金高强度钢、珠光体耐热钢、铁素体不锈钢的总称。

压力容器及受压元件——低压、中压、高压容器及其受压元件的总称。主要受压元件系

指压力容器的壳体及成型封头之类主要承受总体•次薄膜应力的元件。

非受压元件——常压容器及压力容器中的非受压元件的总称。

4.1.2一般规定

4.1.2.1钢材的质量及规格应符合相应材料的现行国家标准、行业标准或有关技术条件，

4.1.2.2压力容器用钢材应符合GB150的要求，钢材的选用应接受TSGR0004的监察。

4.1.2.3受压元件以及直接与受压元件焊接的非受压元件用钢材，必须附有钢厂的钢材质量

证明书，质量证明书必须符合TSGR0004的要求。

4.2钢材的选用、技术要求及使用范围

4.2.1选材的一般原则

4.2.1.1选择容器用钢材必须考虑设备的操作条件（如设计压力、设计温度、介质特性等）、

材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构等。

4.2.1.2选择容器用钢材必须在满足4.2.1.1条的前提下，考虑经济合理性，一般情况下，

按下述规定：

・所需钢板厚度小于8mm时一，应尽量采用碳素钢钢板。

•在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应

根据压力、温度、介质等使用限制,依次选用Q235A、Q235B、Q245R、Q345R、Q370R等钢板。

•碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器（仅Q235C）,

锻件、承压钢管以及其他山刚性或结构因素决定壁厚的场合。

・低合金高强度钢•般用于介质腐蚀性不强，壁厚》8mm的受压容器。

•珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度350〜650℃的压力容器用耐

热钢。

・不锈钢一般用于介质腐蚀性较高（电化学腐蚀、化学腐蚀），防铁离子污染或设计温

度＞500℃或设计温度VT00℃的耐热或低温用钢。

・不含稳定化元素，且含碳量＞0.03%的奥氏体不锈钢，需经焊接或400℃以上热加工

时，不可用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。

・所需不锈钢厚度大于12mm时;应尽量采用复合板、衬里、堆焊等结构形式。

・不锈钢应尽量不用作设计温度W500℃的耐热用钢。

•珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度W350C的耐热用钢。

4.2.1.3用作设备法兰、管法兰、管件、人手孔、液面计等化工设备标准零部件的钢材，应

符合有关零部件的国家标准、行业标准对钢材的技术要求。

4.2.2钢材的技术要求

4.2.2.1通用的技术要求

4.2.2.1.1压力容器及受压元件用钢（板、管、型材、锻件、铸件）应采用平炉、电炉或氧

气转炉冶炼。

4.2.2.1.2同时符合下列条件的高温压力容器主要受压元件用钢应按炉罐号复验设计温度

下的屈服强度值，其值不得低于相应许用应力值的1.6倍（奥氏体钢为1.5倍）：

・设计温度大于300℃；

・设计压力大于等于1.6Mpa；

・钢材厚度大于等于20mm；

・钢材主要截面以承受一次薄膜应力为主，且其厚度取决于强度计算的结果。

4.2.2.1.3奥氏体不锈钢使用于可能引起晶间腐蚀的环境时，应按GB4334.1-4334.5《不

锈钢晶间腐蚀试验方法》进行晶间腐蚀倾向性试验。可能引起晶间腐蚀的环境是指存在电解

质的电化学腐蚀环境，可能引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质，如硫酸、

亚硫酸、磷酸、盐酸、硝酸、甲酸、工业醋酸、铭酸、乳酸、草酸、氨基甲酸钱等，而一般

的醇、醛、酮、酸、苯、酚、烷、汽油等溶液以及气相介质对奥氏体不锈钢不会产生晶间腐

蚀。晶间腐蚀倾向性试验的具体方法和合格要求详见HG20581《钢制化工容器材料选用规定》

第5章的规定。

4.2.2.2钢板

4.2.2.2.1原按GB6654供货的钢板，均保证钢板厚度负偏差为0.25mm,设计计算中可不计

钢板的厚度负偏差3。但现行的GB713《锅炉压力容器用钢板》规定厚度允许偏差按GB/T709

的B类偏差，即厚度负偏差为0.30mm,这样在设计计算中就必须计入钢板的厚度负偏差G。

4.2.2.2.2钢板的力学性能、弯曲性能、冲击韧性要求要符合相应标准和技术条件。

4.2.2.2.3一般钢板的无损探伤

压力容器主要受压元件用钢板，凡符合下列条件之一者，应逐张按JB/T4730进行超声

波探伤检查：

・厚度大于30mm的Q245R、Q345R及强度级别、化学成分相近且不高于Q345R的其他低

碳钢、碳锦钢钢板，合格级别为HI级；

・厚度大于25mm的其他低合金钢钢板，厚度大于20mm的低温压力容器用低合金钢钢板，

合格级别为HI级；

•使用介质的毒性为极度或高度危害，或使用于湿硫化氢腐蚀环境且厚度大于等于

20mm的铁素体钢钢板，合格级别为H级。

4.2.2.2.4复合钢板的无损探伤

设计压力大于等于1.6Mpa的压力容器主要受压元件用不锈钢复合钢板以及换热器管板

用不锈钢复合钢板，应按GB7734《复合钢板超声波探伤方法》进行超声波探伤。

壳体、封头用复合板应沿200mm间距的格子线、折边的50mm区域以及预定开孔边缘外

侧的25mm区域内进行探伤。

热压封头用复合板应符合GB7734的II级要求，•般筒体用复合板应符合III级要求。

管板用复合板应作100%的超声波探伤，并符合GB7734的I级要求。

4.2.2.2.5热处理

•压力容器主要受压元件用厚度大于30mm的Q245R、Q345R,厚度大于16mm的15MnVR

钢板应在正火状态下使用。用于制造其他受压元件（如法兰、管板、平盖）的厚度大于50mm

的Q245R、Q345R钢板也应作正火处理。

•珠光体耐热钢钢板应在退火或正火加回火状态下使用。经热加工的珠光体耐热钢钢板

应根据热加工工艺评定情况，考虑是否需要重新热处理。

•奥氏体不锈钢应在固溶状态或稳定化处理（仅对加有稳定化元素如Ti、Nb的奥氏体

不锈钢）状态下使用。经600C以上热加工的奥氏体不锈钢钢板，当使用于晶间腐蚀环境时

应重新进行固溶处理或稳定化处理。

•同时符合下列各项的压力容器主要受压元件用低合金高强度钢钢板，应检验钢板模拟

焊后消除应力热处理状态的机械性能，并且满足设计要求：①设计压力大于等于4.OMpa；

②板厚大于等于40mm；③焊后进行消除应力热处理。

4.2.2.3钢管

4.2.2.3.1用作容器圆筒的低碳钢和低合金钢钢管，应按下列要求复验力学性能：

・壁厚小于或等于16mm的钢管，每批复验一根。

•壁厚大于16mm的钢管，每批复验的数量不少于10%,且不少于一根。

4.2.2.3.2用作II、III类压力容器壳体的钢管，应逐根按设备液压试验压力进行水压试验复

试，I类压力容器壳体使用的钢管，如钢厂已做水压试验者，可不再复试。

4.2.2.3.3管壳式换热器用换热管对外径、壁厚有尺寸精度要求，应符合下表要求：

钢管尺寸（mm）精度

W30±0.20mm

夕卜径

>30、<51±0.30mm

W3+12%、―10%

壁厚

>3±10%

符合尺寸精度要求的钢管标准如下表:

标准号标准规定的精度等级备注

GB8163较高级精度订货时应注明

GB3087高级精度订货时应注明

GB6479较高级精度订货时应注明

GB9948一般级订货时不需注明

GB5310普通级精度订货时不需注明

GB13296高级精度订货时应注明

HG20537.2I［级订货时不需注明

4.2.2.4锻件

压力容器用碳素钢、低合金钢和高合金钢锻件，锻件级别按JB4726《压力容器用碳素

钢和低合金钢锻件》、JB4727《低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》、JB4728《压力容器

用不锈钢锻件》的规定选用，并在图样和相应技术文件中注明。

4.2.2.4.1设计压力＜10.OMPa的法兰和几何尺寸类似的其他环形锻件应不低于II级要求。

4.2.2.4.2设计压力21.6Mpa的锻件应不低于II级要求。

4.2.2.4.3对截面尺寸大于300mm的碳素钢或低合金钢锻件、使用介质的毒性为极度或高度

危害且截面尺寸250nmi的锻件应不低于HI级要求。

4.2.2.4.4除了JB4726、JB4727、JB4728及GB150附录A所列的锻件材质外,所采用的其

他钢种锻件应符合IV级要求。

4.2.2.4.5当设计温度低于或等于-20°C时，锻件的热处理状态及最低冲击试验温度应符合

下表

钢号热处理状态截面尺寸mm最低冲击试验温度℃

20N+T或Q+T<100-20

16MnDN+T或Q+TW300-40

09Mn2VDN+T或Q+T<300-70

CF-62Q+TW300-40

注：热处理状态字样标记为：N-正火、T-回火、Q-淬火、Q+T-调质

4.2.3钢材的使用限制和范围

4.2.3.1化学成分

焊接的受压元件用钢的化学成分（熔炼分析）应符合下列要求：

•用于焊接的碳素钢和低合金钢钢材,，CW0.25%、P^O.035%,S^O.035%,

•压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材，P^O.030%,SW0.020%。

・标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，PW0.025%、SW0.015%。

・用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材，PW0.025乐S

W0.012%,

•用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，PW

0.020%、S^O.010%,

4.2.3.2常压容器和非受压元件用钢应符合HG20581《钢制化工容器材料选用规定》中第6.3

条的要求。

4.2.3.3压力容器用钢除压力容器专用钢外，碳素结构钢和低合金结构钢应遵守以下限制：

•Q235B的使用限制：

①设计压力小于等于1.6MPa；

②使用温度。〜350℃；

③用于壳体时，钢板厚度小于等于20硒；

④不得用于毒性程度为极度、高度危害介质的容器。

•Q235C的使用限制：

①设计压力小于等于2.5MPa；

②使用温度0〜400℃；

③用于壳体时，钢板厚度小于等于30mm；

4.2.3.4使用介质的限制：

对于介质为NaOH、湿H2s环境、氢腐蚀环境、液氨应力腐蚀环境的容器，用材须符合

HG20581《钢制化工容器材料选用规定》中第6.7条的要求。

4.2.4本公司典型产品的选材规定

4.2.4.1•般地区使用的液氨、液化石油气储槽

•简体、封头、人孔选用Q345R。

・接管选用20。

・接管法兰选用16Mn锻件。

4.2.4.2高寒地区使用的液氨、液化石油气储槽

•筒体、封头、人孔选用16MnDRo

・接管选用10。

・接管法兰选用16Mn锻件。

4.2.4.3硫酸设备

•焙烧炉、转化器、换热器、干吸塔的筒体、封头、人孔均采用Q235A,接管选用20,

接管法兰选用Q235A。

•硫酸储罐的筒体、底板、盖板均选用Q235A。

•输送硫酸的管道•般选用HT150。输送SO?、SO3气体的管道一般选用Q235A。

4.2.4.4磷铁设备

•介质为未经中和的磷酸，设备本体、接管、法兰均选用00Crl7Nil4M02。

•介质为已经中和的磷镂料浆，设备本体、接管、法兰均选用0Crl8Ni9。

•介质为磷矿粉、浆的设备均选用Q235A。

4.2.4.5合成氨设备

•变换炉、甲烷化炉等中温设备的筒体、封头、人孔选用15CrMoR«

•吸附器等设备的筒体、封头、人孔选用Q345R。

4.2.4.6尿素设备

・介质为尿素溶液或甲铉溶液的设备，当P<0.3MPa,温度<160℃,可选用0Crl8Ni9；

・介质为尿素溶液或甲镀溶液的设备，当0.3MPa<P<2MPa,温度V165C,应选用

00Crl7Nil4Mo2必要时应选用尿素级不锈钢。

•介质为氨、二氧化碳、尿素溶液或甲镂溶液的二氧化碳气提塔列管，当P<16MPa,

温度<200℃,应选用00Cr25Ni22Mo2或TAI、Zr«

•普通不锈钢与尿素级不锈钢的化学成分差别（见卜一表）

00Crl7Nil4Mo2CSiMnPSNiCrMoN

GB/T3280WwwW12.00〜16.00〜