ASME中国制造-GB150.1-讲稿,寿比南

GB150.1-2011

《压力容器-通用要求》

全国锅炉压力容器标准化技术委员会寿比南2012年2月8日第一部分：GB150编制说明

一、前言

二、修订过程和原则

三、标准的结构与内容

四、主要技术内容的变化

五、未来标准的发展方向

第二部分：GB150.1条文释义

第一部分：GB150压力容器

编制说明

一、前言

1、现代压力容器建造技术标准的发展趋势具有如下特点：

（1）采用基于失效模式的设计方法，保证容器在完整寿命周期内的功能性、安全性和经济性；

（2）在设计、制造、检验等环节广泛采用计算机技术、信息技术，实现以可靠性为基础的质量控制技术；

（3）更广的标准适用范围，实现技术标准和安全法规的协调一致，包容其他国家的技术要求，体现综合建造能力；

（4）谋求提高本国产品在国际贸易中的国家竞争力。

2、发展历史

我国于上世纪60～70年代就着手编制中国自己的压力容器建造标准，其发展大致经历了3个时期：

第一时期：解放初期；

第二时期：改革开放初期；

第三时期：从进口国转型为国际贸易平衡的国家。首发GB150-1989，其后－1998《钢制压力容器》。

目前，GB150已成为中国钢制压力容器设计、制造、检验的核心基础标准，应用最广泛的标准，也是我国特种设备行业在国际上知名度最高的标准。

GB150是强制性国家标准，是必须遵循的，在这套标准体系的引领和控制下，我国的压力容器建造产业取得了令世人瞩目的成就。

近十年来，以欧盟和美国为代表的发达国家综合了国际最新的压力容器设计、制造技术，提出了许多新概念、新观点和新方法，先后推出或更新了压力容器设计建造标准，极大增强了国际竞争力。

适应压力容器建造技术发展和国际化潮流，有必要对GB150进行修订，建立完整的技术标准体系，实现安全法规和技术标准的协调统一，实现标准技术指标的国际接轨，提高中国产品的国际竞争力。

为此，根据国家标准化管理委员会的标准制修订计划，与2009年7月在兰州组织相关专家召开了修订工作启动会议”，正式修订GB150。2009年7月25日，兰州，“GB150-1998《钢制压力容器》标准修订工作启动会议”。2009年8月31日，北京，

“GB150.3设计部分修订工作讨论会”会议纪要。2009年9月17日，北京，形成“GB150.4制造部分编制大纲”。2009年10月12日，北京，GB150修订工作讨论会议。2009年12月11日，北京，GB150.3设计部分修订工作讨论会议。二、修订过程与修订原则（一）修订过程2010年1月6日，海口，GB150标准修订初稿工作讨论会议。2010年3月6日，常州，GB150.2材料部分修订工作讨论会议。2010年3月13日，北京，形成了GB150.3设计部分征求意见稿。2010年4月11日，网上发布了“关于发送国家标准《固定式压力容器》征求意见稿的通知”。2010年6月～8月，分别组织各标准起草小组，对征求意见进行处理；2010年9月15日，完成对征求意见的处理，形成送审稿并向全体委员提交送审。2011年1月31日，完成对审查意见的处理，形成报批稿稿提交国家标准化管理委员会，并同时提交WTO通报。2011年11月21日，WTO通报意见处理完毕，经国家标准化管理委员会批准。2012年3月1日，GB150《压力容器》-2011正式实施(二)修订原则在国际压力容器标准技术领域中，发展趋势有以下特点：

趋同性区域性相容性贸易性经济性本次标准修订的原则如下：安全技术法规和技术标准协调一致原则建立GB150压力容器基础标准原则标准技术采用成熟科技成果原则标准技术指标国际接轨原则扩大标准适用性原则保持中国标准特色原则便于修订原则标准的各方参与原则三、标准的结构和内容GB150-2011《压力容器》是系列标准的组合，分为4个部分：1）GB150.1《压力容器》第1部分：通用要求；2）GB150.2《压力容器》第2部分：材料；3）GB150.3《压力容器》第3部分：设计；

4）GB150.4《压力容器》第4部分：制造、检验和验收。四、标准主要技术内容的变化GB150-2011采纳成熟先进技术；解决我国的设计理念、基础数据、产品经济性等方面与我国产业实际发展现状不匹配的突出问题；充分考虑标准与法规的协调性及与国际接轨；GB150-2011已经被《固容规》所引用相对于GB150-1998《钢制压力容器》，GB150-2011《压力容器》系列标准有如下主要变化：（**）修订了确定材料许用应力的安全系数影响压力容器安全的基本要素:考察我国压力容器用150余种板材、管材和锻件的技术水平和供应稳定状况；强度设计准则和设计计算方法的可靠性；建造的技术能力、建造的质量管理方式和水平使用管理水平；认为：我国压力容器安全系数降低是可行的对先进工业国家技术标准的研究对比（主要是欧盟、美国），结合我国实际情况；通过对安全系数的定量分析及将其与压力容器工作载荷相关联的分析；提出基于强度失效准则的确定许用应力的安全系数降低方案：a)抗拉强度的安全系数由3.0调整为2.7；b)对碳钢和低合金钢屈服强度的安全系数由1.6调整为1.5；c)对奥氏体钢允许采用Rp1.0确定许用应力。（**）增加了标准规定之外的设计方法的要求增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则：a)附录C以验证性爆破试验确定容器设计压力；b)附录D对比经验设计方法；c)附录E局部结构应力分析和评定。

（**）提出了以失效模式为基础的设计理念（**）要求在容器设计阶段进行风险评估设计的可靠性失效模式的识别

第1类：腐蚀减薄

第2类：环境开裂

第3类：组织劣化

第4类：机械损伤出现事故的处理方案防止失效的方法和准则五、未来标准的技术发展方向1、充分考虑与国际接轨的要求，逐步实现材料的互认、焊接工艺评定和焊工资格的互认以及无损检测人员资格和工艺的互认，满足产品国际流通的要求；2、在科学研究和对国外标准各项技术指标充分比对的基础上，汲取我国近十年来在冶金材料、制造技术、无损检测等方面取得的科技成果，不断完善标准的技术内容；3、目前安全系数的调整只限于钢材部分的局部调整，今后的研究将针对有色金属、铸铁、按断裂失效模式设计的超高压容器以及复合材料压力容器；4、研究不同失效模式的设计准则：（1）经验型的脆性断裂向断裂力学评价转化；（2）以泄漏率为基础的法兰结构设计方法；（3）更为精确可靠的外压设计方法等等。

第二部分：GB150.1通用要求标准释义载荷类型中国ASMEⅧJISB8265PD5500CODAPADEN13445GB150JB4732DIV1DIV2第1种第2种内、外压√√√√√√√√√√工作介质静压√√√√√√√√√√容器和介质重量√√√√√√√√√√水压试验下的水重√√√√√√√√√√风载荷√√√√√√√√√√雪载荷√√√√√地震载荷√√√√√√√√√√附加载荷√√√√√√√局部支撑、内件或工件错位引起局部应力√√√√√√冲击载荷√√√√√√√偏心弯矩√√稳态或瞬态温差应力√√√√√√√压力和温度波动√√√√√√爆燃引起的异常压力√冰载荷√不稳定流体的分解√

标准所考虑的失效模式表1各国载荷标准所规定的载荷条件《教程》P47ISO16528BoilersandPressureVessels三大类\14种失效模式第一大类：短期失效模式（Shorttermfailuremodes）：第二大类：长期失效模式（Longtermfailuremodes）第三大类：循环失效模式（Cyclicfailuremodes）：GB150对于基于失效模式设计的考虑——GB150标准中直接和间接考虑了如下失效模式，并针对所考虑的失效模式确定了相应的设计准则和强度理论：脆性断裂（Brittlefracture）韧性断裂（Ductilerupture）接头泄露（Leakageatjoints）弹性或塑性失稳（Elasticorplasticinstability）蠕变断裂（Creeprupture）疲劳（fatigue）腐蚀（corrosion）失效准则

金属强度失效准则主要包含：弹性失效准则塑性失效准则弹塑性失效准则爆破失效准则

断裂失效准则等等强度理论----------《教程》P121

在实际工程应用中强度理论主要有:

第一强度理论（最大主应力理论）σ1≤[σ]。

第二强度理论（最大拉应变理论）第三强度理论（最大剪应力理论）