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1、1前前 言言l压力容器需要满足的基本要求：总体要求满足使用条件,保证安全可靠，尽量做到经济合理。实现功能性，保证安全性，改善经济性具体要求1.对设备的操作条件和载荷进行正确的估计；2.对容器元件的的总体应力、局部应力和温差应力，以及可能产生的失效形式等进行全面分析和评估,并采用不同的设计方法；3.根据容器的操作条件和作用，正确选择材料和合理的结构设计；4.必须遵守我国的有关标准、规范和制造技术条件；对于重要容器，还应进行全面的技术经济分析。第1页/共147页2前前 言言压力容器设计要考虑一、有足够的强度 容器壳体及附件必须具有足够的强度来承受工作载荷。设计时要尽可能地使零部件达到等强度。二、有
2、足够的刚度三、有合理的设计使用寿命四、有合理的结构 压力容器的结构，要在满足工艺要求的同时，满足制造、检验、运输、安装、操作和检修的要求。p 为此国家制定了GB150GB150压力容器压力容器，对设计、制造、检验和验收作了规定要求，使我们这些与此有关的责任人的产品达到设计数据和设计计算正确；结构设计和技术要求合理。第2页/共147页3一.压力容器设计主要特点1.1.压力容器设计一般包括结构设计(选择)、设计计算与材料选择。其中结构是设计计算的基础，即根据各类承压零部件不同的结构、形状,分别进行设计计算。第3页/共147页4一.压力容器设计主要特点2.2.压力容器设计计算一般要解决如下三类问题:
3、2.1 2.1 强度-在外界压力作用下不允许产生塑性(永久)变形,是涉及安全的主要问题,如筒体、封头等；2.2 2.2 刚性-在外力作用（制造、运输、安装与使用）下产生不允许的弹性变形，如法兰（密封）、管板等；2.3 2.3 稳定性-在外力作用下防止突然失去原有形状的稳 定性，如外压及真空容器。第4页/共147页5二.压力容器制造的主要特点 1.1.依各类承压零部件不同的结构、形状,采用不同加工方法分别制造,然后通过多种方法(焊接、法兰螺栓、螺纹)连接在一起,构成一台完整的容器,其中焊接是主要方法。第5页/共147页6二.压力容器制造的主要特点 2.2.在制造的全过程中要采用多种冷、热加工方法
4、,其中热加工(焊接、热处理、热成形)以其技术的复杂性、质量要求的多样性以及质量检验的难度，成为影响产品安全运行的关键。第6页/共147页7三.压力容器产品质量的主要特点 压力容器产品的质量主要是安全要求，而非性能要求，因此采取严格的市场准入(单位、人员)制度，以及全过程 (设计、制造、使用)质量控制区。第7页/共147页8四.特种设备安全监察条例v按特种设备安全监察条例中华人民共和国国务院令第549号第九十九条：（一）锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（
5、表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。（二）压力容器（含气瓶），是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱等。（三）压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa
6、（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。（四）电梯，是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。（五）起重机械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备，其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机；额定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。（六）客运索道，是指动力驱动，利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备，
7、包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。（七）大型游乐设施，是指用于经营目的，承载乘客游乐的设施，其范围规定为设计最大运行线速度大于或者等于2ms，或者运行高度距地面高于或者等于2m的载人大型游乐设施。（八）场（厂）内专用机动车辆，是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。特种设备包括其所用的材料、附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。第8页/共147页9四.压力容器压力管道设计许可规则附件附件A 压力容器设计许可级别压力容器设计许可级别n nA1A级级(1)A1级，指超高压容器、高压容器（注明单层级，指超高压容器、高压容器
8、（注明单层、多层、多层）；）；(2)A2级，指第三类低、中压容器；级，指第三类低、中压容器；(3)A3级，指球形储罐级，指球形储罐；(4)A4级，指非金属压力容器。级，指非金属压力容器。n nA2 C级级(1)C1级，指铁路罐车；级，指铁路罐车；(2)C2级，指汽车罐车、长管拖车；级，指汽车罐车、长管拖车；(3)C3级，指罐式集装箱。级，指罐式集装箱。n nA3D级级(1)D1级，指第一类压力容器；级，指第一类压力容器；(2)D2级，指第二类压力容器级，指第二类压力容器。n nA4 SAD级级指压力容器应力分析设计。指压力容器应力分析设计。注：不属于压力容器安全技术监察规程、超高压容器安全技术
9、监察注：不属于压力容器安全技术监察规程、超高压容器安全技术监察规程范围的压力容器，其设计单位至少应当取得压力容器规程范围的压力容器，其设计单位至少应当取得压力容器A级、级、C级或级或D级中任一级别的许可。级中任一级别的许可。第9页/共147页10四.固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0004-2009容规附件容规附件A *记忆诀窍 压力容器的设计压力划分为四个等级:低压(L)(L):0.1MPaP 1.6MPa；中压(M)(M):1.6MPaP10MPa；高压(H)(H):10MPaP100MPa；超高压(U)(U):P100MPa。第10页/共147页11五.GB150.GB150与
10、容规的适用范围的差异GB150GB150与容规的适用范围关于压力限定的差异 容规的适用范围对压力的限定是：最高工作压力大于等于0.1MPa，而小于100MPa；GB150的适用范围对压力的限定是：设计压力大于等于0.1MPa，而小于等于35MPa，以及设计压力小于等于0.02MPa。TSG R0004-2009TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0002-2005TSG R0002-2005 低压 中压 高压 超高压 0.1 0.1 1.6 1.6 10 10 100100MPa -。-。-。-*-*-。-*-0.1 0.1 -0.02-0.02 0.10.1
11、 3535MPa 100100MPa外压容器 真空容器 常压容器 压力容器 分析设计标准 GB150 JB4735 GB150 JB4732 基于第强度理论 第强度理论 第强度理论 第11页/共147页12五.GB150GB150与容规的适用范围的差异 GB150GB150与 容规的适用范围关于介质限定的差异的适用范围对介质的限定是：气体、液化气体、介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体；GB150 GB150的适用范围对介质没有限定。第12页/共147页13五.GB150GB150与容规的适用范围的差异 GB150GB150与容规的适用形式上的差异的适用形式的限定是：固定式压力容器 T
12、SG R0004TSG R0004 TSG R0001 TSG R0001 非金属压力容器安全技术监察规程TSG R0002 TSG R0002 超高压容器安全技术监察规程TSG R0003 TSG R0003 简单压力容器安全技术监察规程TSG R0005 TSG R0005 移动式压力容器安全技术监察规程 GB150 GB150的适用范围对形式没有限定。第13页/共147页14六.GB150压力容器GB150是一本人手一册的工具书，我们每个人要熟练运用！下面请各位打开书打开书：GB150.1GB150.4-2011压力容器作为我国压力容器建造的基础标准替代了原GB150-1998钢制压力容
13、器。实施第14页/共147页15六.GB150压力容器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；(设计理念的变更设计理念的变更）2.在设计、制造、检验等环节广泛采用以计算机技术应用为代表的信息技术，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.谋求要求本国产品在国际贸易中的国家竞争力。第15页/共147页16六.GB150压力容器（一）标准的结构第1部分：通用要求第2部分：材料第3部分：设计第4部分：制造、检验和验收
14、第16页/共147页17六.GB150压力容器这种编排方式在组合使用（包括GB150以外的）时对设计人员提出了更高的要求。如：GB150.1的钢制容器不得超过按GB150.2中列入材料的允许使用温度范围；GB150.1的本标准适用钢制容器的结构形式按本部分以及GB150.2-GB150.4的相应规定；GB150.1的固定式压力容器安全技术监察规程管辖范围内的压力容器设计应接受特种设备安全监察机构的监察；GB150.1的对不能按GB150.3确定结构尺寸的容器或受压元件，可以采用以下方法进行设计：附录C、D、E（而这些都要按容规1.9不符合本规程时的特殊处理规定报国家质量监督检疫总局（简称国家质
15、检总局），由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审）第17页/共147页18六.GB150压力容器（二）标准的内容1）GB150.1压力容器第1部分：通用要求本标准的第1部分由四章正文和六个规范性附录构成。四章正文的内容分别是：范围、规范性引用文件、名词术语与符号和通用要求：六个规范性附录分别是：附录A标准的符合性声明及修订、附录B超压泄放装置、附录C以验证性爆破试验确定容器设计压力、附录D对比经验设计方法、附录E局部结构应力分析和评定和附录F风险评估报告。第18页/共147页19六.GB150压力容器GB150.1压力容器-通用要求代替GB150-1998钢制压力容器中的部分
16、内容（第1章-第3章、附录B、附录C），主要技术变化如下：扩大了标准的使用范围，使用各种金属材料制压力容器；修订了确定许用应力的安全系数；增加了满足特种设备安全技术规范所规定的基本安全要求的符合性声明；增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则；增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则。第19页/共147页20六.GB150压力容器2）GB150.2压力容器第2部分：材料第2部分由七章正文、二个规范性附录和二个资料性附录构成。七章正文的内容分别是：范围、规范性引用文件、总则、钢板、钢管、钢锻件、螺柱（含螺栓）和螺母用钢棒；二个规范性附录分别是：附录A材料的补充规定和附录DQ235系列钢板
17、的使用规定；二个资料附录分别是：附录B钢材高温性能参考值和附录C高合金钢钢号近似对照。第20页/共147页21六.GB150压力容器GB150.2压力容器-材料代替GB150-1998的材料部分（第4章、附录A、附录F和附录H），主要变动内容如下：引用文件中的钢材标准全部进行了更新；碳素钢和低合金钢钢材的冲击功最低值按TSG R0004的规定提高了指标；按TSG R0004所规定的安全系数重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力。第21页/共147页22六.GB150压力容器3）GB150.3压力容器第3部分：设计本标准的第3部分由由七章正文、三个规范性附录和二个资料性附录构成。七章正文的内容分
18、别是：范围、规范性引用文件、内压圆筒和内压球壳、外压圆筒和外压球壳、封头、开孔与开孔补强、法兰；（圆筒径向接管开孔补强设计的分析法）三个规范性附录分别是：附录A非圆形截面容器、附录B钢带错绕筒体和附录E关于低温压力容器的基本设计要求：二个资料性附件分别是：附录C密封结构和附录D焊接接头结构。第22页/共147页23六.GB150压力容器GB150.3压力容器-设计在GB1501998第5章至第9章、附录C、附录D、附录G和附录J的基础上进行修订编制。主要变化如下：内压圆筒和内压球壳，增加了按外径进行壁厚设计计算的相应公式;修订了外压曲线图；增加了对应于高强度材料的外压曲线，增加了相对的应力系数
19、B曲线图选用表；增加了偏心锥壳、低压折边平封头、带筋平封头和拉撑结构的设计计算方法；调整了部分平盖的结构特征系数K;增加了使用于平封头与筒体全焊透连接结构的塑性分析设计方法；增加了IR0.002时，球冠形封头与锥壳的设计方法。第23页/共147页24六.GB150压力容器 4）GB150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收本标准的第4部分由十三章正文构成。十三章正文的内容分别是：范围、规范性引用文件、名词术语、总则、材料复验与标志移植、加工成型与组装、焊接、热处理、试件、无损检测、耐压试验和泄露试验、多层容器和容器出厂要求。第24页/共147页25六.GB150压力容器GB150.4压力容器
20、-制造、检验和验收代替GB150-1998钢制压力容器中的第10章和附录C的部分内容，主要技术内容变化如下：主要内容与TSG R0004完全协调一致；将容器焊接接头分类的规定移至GB150.1并增加E类接头；增加了多层整体包扎和钢带错绕压力容器的制造、检验与验收要求；修改了容器出厂质量证明文件所包含的内容，增加了应提供的文件。第25页/共147页26六.GB150.1压力容器第1部分：通用要求标准适用参数适用范围1.2设计压力的使用范围钢制容器不大于35MPa；其他金属材料制容器按相应引用标准确定。第26页/共147页27六.GB150.1压力容器1.3设计温度适用范围设计温度范围-269（对
21、应于铝的极限设计温度）900；钢制容器不得超过按GB150.2中列入材料的允许使用温度范围（-253，对应于液氨的设计温度）。其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定。第27页/共147页28六.GB150.1压力容器1.4适用结构形式本标准适用钢制容器的结构形式按本部分以及GB150.2-GB150.4的相应规定第28页/共147页29六.GB150.1压力容器1.5本标准的不适用范围：a)b)移动式压力容器安全监察规程管辖的容器；c)旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）；d)核能装置中存在种子辐射损伤失效
22、风险的容器；e)直接火焰加热的容器；f)内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如：矩形为对角线，椭圆为长轴）小于150mm的容器；g)搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容器。第29页/共147页30六.GB150.1压力容器1.6标准管辖区域适用范围容器与外部管道连接：a）焊接连接的第一道环向接头坡口端面；b）螺纹连接的第一个螺纹接头端面；c）法兰连接的第一个法兰接头端面；d）专用连接件或管件连接的第一个密封面。接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。非受压元件与受压元件的连接焊缝。直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等。容器的超压泄放装置。第30页/共1
23、47页31六.GB150.1压力容器2规范性引用文件3术语与符号参见（b）最大允许工作压力（释义重新进行全面强度校核，所以合同中有明确要求的再给此）第31页/共147页32六.GB150.1压力容器低温容器设计温度低于-20-20 的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，。注意：原来附录C C是低于或等于-20-20，有些单位设计中遇到-20就人为地叫工艺（用户）改变条件到-19.9以避开低温的范围，现在不需要修改设计输入参数。第32页/共147页33六.GB150.1压力容器固定式压力容器接受TSG R0004 TSG R0004 监察附录C C、D D、E E都要按容规1.91
24、.9送交技术评审第33页/共147页34六.GB150.1压力容器对用户或设计委托方提出的书面形式的设计条件（UDS-Users Design Specification）规定了至少应该包含的7 7个要素个要素在这里明确了设计输入设计单位的职责5 5个要素个要素制造单位的职责5 5个要素个要素第34页/共147页35六.GB150.1压力容器4.3设计一般规定载荷设计时应考虑以下载荷：a）内压、外压或最大压差；b）液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5时，可忽略不计；需要时，还应考虑下列载荷；c）容器的自重（包括内件和填料等），以及正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力载荷；d）附属设
25、备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；等考虑原则设计温度工况厚度第35页/共147页36六.GB150.1压力容器壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度：a）对碳素钢、低合金钢制容器，不小于3mm;b）对高合金钢制容器，不小于2mm。第36页/共147页37六.GB150.1压力容器4.4许用应力4.5焊接接头分类和焊接接头系数4.6耐压试验多腔压力容器的压力试验内压容器的耐压试验外压容器的压力试验耐压试验应力校核耐压试验的免除4.7泄漏试验4.8焊接接头结构设计要求4.9超压泄放装置第37页/共147页38六.GB150.1压力容器第38页/共147页39六.GB150.1压力容
26、器附录A附录B附录C附录D附录E第39页/共147页40六.GB150.2压力容器第2部分：材料注意：资料性附录为推荐性规范性附录为强制性第40页/共147页41六.GB150.2压力容器GB150.2-2011第第2部分部分-材料材料GB150-1998 4材料材料前言1.范围2.规范性引用文件3.总则4.1总则4.钢板4.2钢板5.钢管4.3钢管6.钢锻件4.4锻件7.螺柱（含螺栓）和螺母用钢棒4.5螺柱和螺母附录A（规范性附录）材料的补充规定附录A（标准的附录）材料的补充规定附录B（资料性附录）钢材高温性能参考值附录F（提示的附录）钢材高温性能附录C（资料性附录）高合金钢钢号近似对照。附
27、录D（规范性附录）Q235系列钢板的使用规定。相关内容分散各相应章节中C（标准的附录）低温压力容器（材料部分）取消H（提示的附录）材料的指导性规定第41页/共147页42六.GB150.2压力容器1范围GB150的本部分规定了压力容器受压元件用钢材允许使用的钢号及其标准，钢材的附加技术要求，钢材的使用范围（温度和压力）和许用应力。本部分适用于设计温度-253-800、设计压力不大于35MPa的压力容器。本部分不适用的范围为：GB150.1规定的不适用范围：制冷（NB/T47012-2011）、造纸行业的容器，搪玻璃容器和简单压力容器（TSGR0003）；TSGR0004中1.4条所规定的范围。
28、第42页/共147页43六.GB150.2压力容器TSGR0003简单压力容器第二条本规程所称的简单压力容器是指结构简单、危险性较小的压力容器。第三条本规程适用于用时满足一下条件的简单压力容器；（一）容器由简体和平封头、凸形封头（不包括球冠形封头），或者由两个凸形封头组成；（二）简体、封头和接管等主要受压元件的材料为碳素钢、奥氏体不锈钢；（三）设计压力小子或者等于1.6MPa；（四）容器小于或者等于1000L；（五）工作压力与容器的乘积大于或者等于2.5MPa*L,并且小于或者等于1000MPa*L；（六）介质为空气、氮气和医用蒸馏水蒸发而成的水蒸气；（七）设计温度大于或者等于-20，最高工作
29、温度小于或者等于150；（八）非直接火焰的焊接容器。第43页/共147页44六.GB150.2压力容器TSGR0004中1.4条1.4使用范围的特殊规定压力容器使用单位应参照本规程使用管理的有关规定，负责本条范围内压力容器的安全管理。本规程使用范围内，容积大于等于25L的下列压力容器，只需要满足本规程第1、3、4章的规定：容器大于1L并且小于25L，或者内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，例如矩形为对角线，椭圆为长轴）小于150mm的压力容器，只需要满足本规程总则和3.1、4.11的规定，其设计制造按照相关产品标准的要求进行。容积小于或者等于1L的压力容器，只需要满足本规程总则和
30、4.11的规定，其设计制造按相关产品标准的要求进行。第44页/共147页45六.GB150.2压力容器2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。共38项标准，其中新增加19项第45页/共147页46六.GB150.2压力容器3总则3.1本标准对压力容器受压元件所采用的钢板、钢管、钢锻件和螺柱（含螺栓）用钢材做出了相关规定。与受压元件相焊接的非受压元件用钢应是焊接性良好的钢材。3.2采用本标准未列入钢号的钢材时，除奥氏体体型钢材外均应符合附录A的有关规定。允许采用已列
31、入国家标准中的奥氏体型钢材，但其技术要求（如磷、硫含量，强度指标）不应低于本标准所列入相应钢材标准中化学成分相近钢号的规定。第46页/共147页47六.GB150.2压力容器3.3压力容器受压元件用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书原件，容器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收。如无钢材生产单位的钢材质量证明书原件时，则应按TSGR0004中2.1的规定。对符合TSG0004中2.11所规定的情况，压力容器制造单位应对钢材进行复验。3.4选择压力容器受压元件用钢时考虑容器的使用条件（如设计温度，设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能）、容器的制造
32、工艺以及经济合理性。3.5压力容器受压元件用钢应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体-铁素体型不锈钢钢板，以及用于食用温度低于-20的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。第47页/共147页48六.GB150.2压力容器3.6压力容器受压元件用钢材的使用温度上限425温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。525时，钢中含碳量应不小于0.04。第48页/共147页49六.GB150.2压力容器3.7压力容器受压元件用钢材的使用温度下限低于-196-253，由设计文件规定冲击试验要求。第49页/共147页50六.
33、GB150.2压力容器3.8碳素钢和低合金钢钢材的冲击试验要求3.9根据设计文件要求，钢材可按GB/T4334进行晶间腐蚀试验，也可按有关标准进行应力腐蚀试验、点腐蚀试验，具体试验方法和合格指标在设计文件中规定。3.10对钢材有特殊技术要求时（如特殊冶炼方法、严格的化学成分、较高的冲击功指标、附加保证高温屈服强度、提高无损检测合格等级、增加力学性能检验率等），应在设计文件中规定。第50页/共147页51六.GB150.2压力容器3.11对于列入本标准的标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的和用于压力容器设计温度低于-40的低中的合金钢钢板，如钢板制造单位无该钢板在压力容器中的应用业绩，则钢
34、板制造单位仍应按TSGR0004的规定通过技术评审。3.12钢材的高温屈服强度、持久强度极限、模性模量和平均线膨胀系数参考值参见附录B。3.13高合金钢钢号似对照参考见附录C。3.14压力容器制造或现场焊接单位对受压元件用钢材的代用，应事先取得原设计单位的书面批准，并在竣工图上做详细记录。3.15本标准中各钢材的许用应力按GB150.1的原则确定，各钢材许用应力表中中间温度的许用应力可用内插法求得。第51页/共147页52六.GB150.2压力容器4钢板4.1碳素钢和低合金钢钢板a）用于多层容器内筒的Q245R和Q345R；b)用于壳体的厚度大于36mm的Q245R和Q345R；c)用于其他受
35、压元件（法兰、管板、平盖等）的厚度大于50mm的Q245R和Q345R。第52页/共147页53六.GB150.2压力容器a）调质热处理钢板；b）多层容器的内筒钢板；c）壳体厚度大于60mm的钢板。第53页/共147页54六.GB150.2压力容器3的球形储罐，其球壳板厚度不宜大于50mm。a）冲击试验温度按最低设计温度，但冲击功指标高于表1的规定；b）冲击试验温度低于最低设计温度，冲击功指标表1的规定。第54页/共147页55六.GB150.2压力容器4.2高合金钢钢板第55页/共147页56六.GB150.2压力容器a）铁素体型钢板为0；b）奥氏体-铁素体型钢板为-20；P1.0第56页/
36、共147页57六.GB150.2压力容器4.3复合钢板钢复合板钢复合板钢复合板钢复合板第57页/共147页58六.GB150.2压力容器5钢管5.1碳素钢和低合金钢钢管GB/T8163中10、20钢和Q345D钢管的使用规定如下：a)不得用于换热管；b)设计压力不大于4.0MPa；c)10、20和Q345D钢管的使用温度下限相应为-10、0和-20；d)钢管壁厚不大于10mm；e)不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。第58页/共147页59六.GB150.2压力容器GB9948中各钢号钢管的使用规定如下：a)换热管应选用冷拔或冷轧钢管，钢管的尺寸精度应选用搞基精度；10和20钢管的使用温度
37、下限分别是-20和0。第59页/共147页60六.GB150.2压力容器GB6479中各钢号钢管的使用规定如下：a)钢中含硫量应不大于0.020%；b)换热管应选用冷拔或冷轧钢管，钢管尺寸精度应选用高级精度；20和16Mn钢管的使用温度下限分别为0和-20。第60页/共147页61六.GB150.2压力容器5.2高合金钢钢管a）设计压力小于10.0MPa;b)不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。第61页/共147页62六.GB150.2压力容器6钢锻件7螺柱（含螺栓）和螺母用钢棒第62页/共147页63六.GB150.2压力容器附录A(规范性附录)材料的补充规定附录D（规范性附录）Q235
38、系列钢板的使用规定第63页/共147页64六.GB150.3压力容器第3部分：设计受内压圆筒和球壳（第三章）受外压圆筒和球壳以及外压曲线（第四章）各种封头的设计计算方法（第五章）开孔补强的设计方法（第六章）法兰设计计算方法（第七章）非圆形截面容器（附录A-规范性附录）钢带错绕筒体（附录B-规范性附录）密封结构（附录C-资料性附录）焊接接头结构（附录D-资料性附录）关于低温压力容器的基本设计要求(附录E-规范性附录)第64页/共147页65六.GB150.3压力容器第三章中GB150.3对GB150-1998所作的修改和增加的内容内压圆筒和内压球壳-增加了按外径进行壁厚设计计算的相应公式（3-2
39、）（3-4）（3-7）（3-9）（3-11）（3-13）受外压圆筒和球壳以及外压曲线-增加了对应于高强度材料的外压曲线-增加了材料与应力系数B曲线图的对应选用表第65页/共147页66六.GB150.3压力容器第五章中各种封头的设计计算方法-增加了偏心锥壳、低压折边平封头、带筋平封头和拉撑结构的设计计算方法-调整了部分平盖的结构特征系数K-修改了球冠形封头、锥壳与筒体连接的加强设计方法第66页/共147页67六.GB150.3压力容器第六章中开孔补强的设计方法-增加了针对筒体上法向接管开孔补强设计的分析方法，开孔率使用范围可达0.9-修改了平盖上开孔接管的补强设计方法第67页/共147页68六
40、.GB150.3压力容器第七章中法兰设计计算方法-增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意法兰的刚度校核要求-增加了波齿垫片设计选用参数第68页/共147页69六.GB150.3压力容器3 内压圆筒和内压球壳3.3圆筒计算园筒园筒:环向应力是轴向应力环向应力是轴向应力2 2倍，最大主应力为倍，最大主应力为环向应力环向应力，所，所以公式中以公式中焊接接头系数为纵向焊缝接头系数焊接接头系数为纵向焊缝接头系数。适用范围：Pc0.4t计算厚度=pcDi/=pcDi/2 2t t-pc-pc =pcDo/=pcDo/2 2t t-pc-pc3.43.4球壳计算球壳球壳:环向应力和径向应力相等环向应力和径向应
41、力相等。按中径公式可推导出，相。按中径公式可推导出，相当于当于K1.353K1.353，公式中，公式中焊接接头系数为所有拼接焊缝接头系焊接接头系数为所有拼接焊缝接头系数数。适用范围：球壳Pc 0.6t计算厚度=pcDi/=pcDi/4 4t-pct-pc =pcDo/=pcDo/4 4t-pct-pc第69页/共147页70六.GB150.3压力容器关于最大高允许工作压力（MAWP）的确定方法对于需安装安全泄放装置且需进行气密性试验的容器，为使安全泄放装置的整定压力高于气密性试验压力（一般为设计压力），应确定设备的最高允许工作压力（MAWP）。一台设备的最高允许工作压力（MAWP）是客观存在的
42、，在工程设计中一般可不要求得到其精确值。如在图纸上标注了设备的MAWP，则应以该值来确定压力试验的最低值。第70页/共147页71六.GB150.3压力容器确定MAWP的一般条件1)利用关于壳体（包括筒体和封头）的最高允许工作压力计算公式求得该设备壳体的pmax;2)以该pmax对设备上所有其他的受压元件进行校核；3）如所有的校核计算结果都合格，则就取该pmax为设备的MAWP；如有一个或多个受压元件校核不合格，则应适当降低该pmax值后对不合格的元件重新校核，直到所有受压元件都校核合格。第71页/共147页72六.GB150.3压力容器内压承压元件计算小结1.圆筒、球形封头、椭圆封头和碟形封
43、头都给出了以内径和外径为基准的壁厚计算公式2.圆筒和球壳计算仍采用中径公式、第一强度理论，其误差满足工程需要。3.球冠形封头计算分球面部分和连接部分4.锥壳压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核，增加/RL0.002和/Rs0.002情况下，加强段厚度的计算公式5.增加了内压加轴向载荷（风、地震）共同作用下锥壳与圆筒连接处的加强设计6.增加了最高允许工作压力Pw的计算方法第72页/共147页73六.GB150.3压力容器H H、是以是以K=Do/Di1.2K=Do/Di1.2薄壁容器内径公式导出，认为应力是均匀分薄壁容器内径公式导出，认为应力是均匀分布。随壁厚增加布。随壁厚增加K K值增大
44、，应力分布不均匀程度加大，当值增大，应力分布不均匀程度加大，当K=1.5K=1.5时，由薄壁时，由薄壁公式计算应力比拉美公式计算应力要低公式计算应力比拉美公式计算应力要低23%23%，误差较大；当采用（，误差较大；当采用（Di+Di+）替代替代DiDi内径后，则其应力仅相差内径后，则其应力仅相差3.8%3.8%，这样扩大了公式应用范围，这样扩大了公式应用范围（K1.5K1.5），误差在工程允许范围内。），误差在工程允许范围内。第73页/共147页74六.GB150.3压力容器4外压圆筒和外压球壳失稳：外压元件承受的压应力，其破坏形式主要是失稳，失稳可分为周向失稳和轴向失稳。外压元件承受的压应力
45、，其破坏形式主要是失稳，失稳可分为周向失稳和轴向失稳。周向失稳周向失稳 断面由园形变成波形断面由园形变成波形周向压缩应力引起周向压缩应力引起轴向失稳轴向失稳 轴线由直线变成波形线轴线由直线变成波形线轴向压缩应力引起轴向压缩应力引起第74页/共147页75六.GB150.3压力容器外压容器园筒和球壳的设计主要是稳定性计算。外压容器园筒壁厚的计算，主要是为了防止在外压作用下壳体的失稳。为了防止失稳，应使壳体防止失稳的许用压力P大于或等于计算压力Pc.园筒稳定安全系数取3.0，球壳稳定安全系数取14.52。1）周向失稳计算外压容器壳体壁厚计算一般采用图算法，根据壳体直径（或半径），计算长度，假设壁厚
46、(e)和所用材料牌号，利用图表查取系数，然后代入公式得到许用外压力P，使PPc；否则重新计算直至合格为止。2）轴向失稳计算由园筒或管子的半径，壁厚e和所用材料牌号，用图表查取系数，代入公式得B值，使计算压力Pc小于或等于许用轴向压缩应力。许用轴向压缩应力取设计温度下材料许用应力和B值的较小值第75页/共147页76六.GB150.3压力容器外压圆筒和外压球壳 注意*外压计算长度 图*适用范围：Do/e判别20薄壁圆筒和20厚壁圆筒*合格指标：ppc*措施：加强圈第76页/共147页77六.GB150.3压力容器设计压力和计算压力的概念GB150-1998GB150.2-20113.5.1确定外
47、压容器的设计压力时，应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。3.5.1由2个或2个以上压力室组成的容器，确定设计压力时，应考虑各室之间的最大压力差。4.3.3d）对于外压容器，确定计算压力时应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。4.3.3e）由2个或2个以上压力室组成的容器，应分别确定个压力室的设计压力，确定公用元件的计算压力时，应考虑相邻室之间的最大压力差。第77页/共147页78六.GB150.3压力容器4.54.5外压园筒加强圈的设计加强圈的设计防止外压园筒失稳措施1 1）增加园筒壁厚；）增加园筒壁厚；2 2）缩短园筒的计算长度；）缩短园筒的计算长度；3 3）设置加强圈
48、。）设置加强圈。加强圈设置应整圈围绕在园筒上，并要求有加强圈设置应整圈围绕在园筒上，并要求有足够截面积和组合惯性距。加强圈可设置在足够截面积和组合惯性距。加强圈可设置在容器容器内部或外部内部或外部。加强圈和园筒之间连接可。加强圈和园筒之间连接可采用采用连续焊或间断焊连续焊或间断焊。间断焊外部不少于园。间断焊外部不少于园筒周长的筒周长的1/21/2，内部不少于，内部不少于1/31/3。第78页/共147页79六.GB150.3压力容器受外压承压元件的强度设计外压容器的失效形式有两种：发生压缩屈服破坏；当外压达到一定的数值时，壳体的径向挠度随压缩应力的增加急剧增大，直至容器压扁，这种现象称为外压容
49、器的失稳或屈曲。第79页/共147页80六.GB150.3压力容器外压容器的设计参数外压筒体计算长度L：指筒体上两个刚性构件如封头、法兰、加强圈之间的最大距离。对于凸形端盖：L=圆筒长+封头直边段+端盖深度对于法兰：L=两法兰面之间的距离对于加强圈：L=加强圈中心线之间的距离第80页/共147页81六.GB150.3压力容器5 封头5.3椭圆形封头：计算公式:标准椭圆形封头Di/2hi=2（相当于K=1）。其中：表示为封头形状系数，第81页/共147页82六.GB150.3压力容器5.4 5.4 碟形封头：碟形封头：应力分布：碟形封头由球面、应力分布：碟形封头由球面、环壳和园筒组成，应力分布环
50、壳和园筒组成，应力分布与椭圆封头相似。与椭圆封头相似。径向应力径向应力 r r为拉伸应力，为拉伸应力，在球面部分均匀分布，至环在球面部分均匀分布，至环壳应力逐渐减小，到底边应壳应力逐渐减小，到底边应力降至一半。力降至一半。周向应力周向应力 在球面部分为在球面部分为均匀分布拉伸应力，环壳上均匀分布拉伸应力，环壳上为压缩应力，在连接点到底为压缩应力，在连接点到底边逐渐减小，而在球面与环边逐渐减小，而在球面与环壳连接处最大。壳连接处最大。碟形壳的应力与变形碟形壳的应力与变形第82页/共147页83六.GB150.3压力容器球冠形封头：*用途*两侧受压*连接的圆筒第83页/共147页84六.GB150