GB150-1998鋼制壓力容器

1、目錄一. 基本概念1. 1壓力容器設(shè)計應(yīng)遵循的法規(guī)和規(guī)程1. 2標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)（規(guī)程）的關(guān)系。1. 3壓力容器的含義（定義）1. 4壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)簡述1. 5 D1級和D2級壓力容器說明二. GB150-1998鋼制壓力容器1. 范圍2. 標(biāo)準(zhǔn)3 .總論3. 1設(shè)計單位的資格和職責(zé)3. 3 GB150管轄的容器范圍3. 4定義及含義3. 5設(shè)計參數(shù)選用的一般規(guī)定3. 6許用應(yīng)力3. 7焊接接頭系數(shù)3. 8壓力試驗和試驗壓力4. 對材料的要求4. 1選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素4. 2 D類壓力容器受壓元件用鋼板4. 3鋼管4. 4鋼鍛件4. 5焊接材料4. 6采用國外鋼材的要求4. 7鋼材的代用

2、規(guī)定4. 8特殊工作環(huán)境下的選材5. 內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體的計算5. 1內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體計算的埋論基礎(chǔ)5. 2內(nèi)壓圓筒計算5. 3球殼計算外壓圓筒和外壓球冗的設(shè)計6. 1受均勻外壓的圓筒（和外壓管子）6. 2外壓球殼6. 3受外壓圓筒和球殼計算圖的來源簡介6. 4外壓圓筒加強(qiáng)圈的計算7.封頭的設(shè)計和計算7. 1圭寸頭標(biāo)準(zhǔn)7. 2橢圓形圭寸頭7. 3碟形封頭7. 4球冠形圭寸頭7. 5錐殼8.開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)8. 1開孔的作用8. 2開檢查孔的要求8. 3開孔的形狀和尺寸限制8. 4補(bǔ)強(qiáng)要求8. 5有效補(bǔ)強(qiáng)范圍及補(bǔ)強(qiáng)面積8. 6多個開孔的補(bǔ)強(qiáng)9法蘭連接9 . 1簡介9.2法蘭連接密封原理9.3法蘭

3、密封面的常用型式及優(yōu)缺點9.4法蘭型式9.5法蘭連接計算要點9.6管法蘭連接10.壓力容器的制造、檢驗和驗收10. 1制造許可10. 2材料驗收及加工成形10. 3焊接10. 4 D類壓力容器熱處理10. 5試板和試樣10. 8無損檢測10. 9液壓試驗10. 10容器出廠證明文件。11. 安全附件和超壓泄放裝置11. 1安全附件11. 2超壓泄放裝置11. 3壓力容器的安全泄放量11. 4安全閥GB151-1999管殼式換熱器01簡述02標(biāo)準(zhǔn)與GB150-1998鋼制壓力容器的關(guān)系03基本章節(jié)1適用范圍2組成3型號表示法4有關(guān)參數(shù)的確定5焊接接頭系數(shù)6試驗壓力和試驗溫度7其它要點8管板計算9

4、制造、檢驗與驗收附錄 受內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析 目錄1 .薄壁旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念和基本假設(shè)1. 1幾何概念1. 2薄壁殼體的基本假設(shè)2薄壁圓筒的應(yīng)力分析2. 1軸向應(yīng)力的計算2. 2環(huán)向應(yīng)力的計算3旋轉(zhuǎn)薄壁容器的應(yīng)力分析3. 1薄壁殼體的一般方程式3. 2經(jīng)向應(yīng)力（T 1和環(huán)向應(yīng)力（T 2的計算4. 應(yīng)用舉例4. 1 圓筒形殼體4. 2球殼4. 3橢球殼（橢圓封頭）4. 4錐形殼（錐形封頭）4, 5薄壁圓環(huán)（彎管段）壓力容器設(shè)計基本知識（講稿）一.基本概念1. 1壓力容器設(shè)計應(yīng)遵循的法規(guī)和規(guī)程1 ）特種設(shè)備安全監(jiān)察條例（本文簡稱條例），是國務(wù)院 2003年3月11日公布的條例，條例自2003年

5、6月1日起施行。原鍋爐壓力容 器安全監(jiān)察暫行條例同時廢止。2）壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（本文簡稱容規(guī)），此容規(guī)自2000年1月1日起正式實施。在安全監(jiān)察中，包括的七個環(huán)節(jié)是：設(shè)計、制造、 安裝、使用、檢驗、改造和修理。此規(guī)程與條例有不一致之處，應(yīng)按條例 的內(nèi)容修改。3 ）壓力容器壓力管道設(shè)計單位資格許可與管理規(guī)則，此規(guī)則自2003年1月1日起實施。1. 2標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)（規(guī)程）的關(guān)系。容規(guī)第4條規(guī)定，壓力容器的設(shè)計、制造（組焊）、安裝、使用、檢修、 修理和改造，均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行本規(guī)程的規(guī)定；第5條規(guī)定：本規(guī)程是壓力容器質(zhì)量 監(jiān)督和安全監(jiān)察的基本要求，有關(guān)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、部門規(guī)章、企事業(yè)單位規(guī)定等， 如果

6、與本規(guī)程的規(guī)定相抵觸時，應(yīng)以本規(guī)程為準(zhǔn)。GB150總論第3.1條規(guī)定：容器的設(shè)計、制造、檢驗和驗收除必須符合本標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定外，還應(yīng)遵守國家頒布的有關(guān)法令、法規(guī)和規(guī)章。因此，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)或規(guī)程有不一致時，應(yīng)按法規(guī)（和規(guī)程）的規(guī)定執(zhí)行。1. 3壓力容器的含義（定義）根據(jù)條例第八十八條中的規(guī)定，壓力容器用語的含義是：“壓力容器， 是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓 力大于或等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或等于 2.5MPa2L的 氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體的固定式容器和 移動式容器；盛裝公稱工作壓力大于或等于 0.2MPa

7、 （表壓），且壓力與容積的 乘積大于或等于1.0MPa2L的氣體液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點等于或者低于60C液體的氣瓶；氧艙等?！?. 4壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)簡述我國壓力容器專業(yè)性的具有一定規(guī)模的壓力容器的設(shè)計和制造，起于五十 年代初期。1980年起，壓力容器設(shè)計方面依據(jù)為：鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定 和鋼制管殼式換熱器設(shè)計規(guī)定。GB150-1998鋼制壓力容器是強(qiáng)制性的壓力容器國家標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)對鋼制 壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗和驗收作出具體的規(guī)定。是壓力容器的基本標(biāo)準(zhǔn)。對壓力小于O.1MPa的鋼制容器的設(shè)計，按壓力容器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4735-199 7鋼制焊接常壓容器的規(guī)定。臥式容器和立式容器的設(shè)

8、計尚應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB4710-2000鋼制塔式容器和JB4731-2005鋼制臥式容器的規(guī)定。GB151-1999管殼式換熱器標(biāo)準(zhǔn)，是用鋼、鋁、銅、鈦和鎳等材料制造的 管殼式換熱器的設(shè)計制造和驗收標(biāo)準(zhǔn)。化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG2058HG2058- 1998, 是針對化工設(shè)備的特點，對鋼制壓 力容器設(shè)計和制造方面提出更詳細(xì)的規(guī)定，有關(guān)設(shè)計方面的標(biāo)準(zhǔn)是：鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定 鋼制化工容器材料選用規(guī)定 鋼制化工容器強(qiáng)度計算規(guī)定 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定HG20580-1998HG20581-1998HG20582-1998HG20583-1998其它配套標(biāo)準(zhǔn)如零部件如封頭、法蘭、支座、加固圈等標(biāo)準(zhǔn)，

9、材料標(biāo)準(zhǔn)、焊接標(biāo)準(zhǔn) 等已日趨完備。1. 5 D1級和D2級壓力容器說明根據(jù)壓力容器壓力管道設(shè)計單位資格許可與管理規(guī)則第三條規(guī)定，壓力容器設(shè)計類別和級別的劃分是：（一）A類、（二）C類、（三）D類和（四）SA D類。其中D類又分：D1級和D2級。1. D1級系指第一類壓力容器注：壓力等級的劃分是：按容器的設(shè)計壓力6條的規(guī)定。P的大小，其中:2. D2級系指第二類低、中壓容器 第一類和第二類的具體劃分見容規(guī)第（一）低壓（代號 L） O.IMPac P v 1.6MPa（二）中壓（代號 M） 1.6MPa< P v 10MPa二GB150-1998鋼制壓力容器GB150-1998鋼制壓力容器（

10、簡稱 GB150，包括正文十章和八個附錄。十章正文目次是：范圍；引用標(biāo)準(zhǔn)；總論；材料；內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球 殼；外壓圓筒和外壓球殼；封頭；開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)；法蘭；制造、檢 驗與驗收。八個附錄中，屬于標(biāo)準(zhǔn)的附錄有：附錄A材料的補(bǔ)充規(guī)定；附錄B超壓泄放裝 置；附錄C低溫壓力容器；附錄D非圓形截面容器。屬于提示的附錄有：附 錄F鋼材的高溫性能；附錄G密圭寸結(jié)構(gòu)；附錄H材料的指導(dǎo)性規(guī)定；附錄J 焊接結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)的附錄E產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗，已被新發(fā)布的 JB4744-2000 鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能試驗所代替。1.范圍GB150-1998鋼制壓力容器規(guī)定了“鋼制壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗 和

11、驗收要求”。即是說：GB150是碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼制的壓力容器，在設(shè)計、制 造、檢驗和驗收的整個過程中，必須遵守的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定適用的壓力容器的設(shè)計參數(shù)的范圍是：容器的設(shè)計壓力不大于35MPa適用的設(shè)計溫度范圍按鋼材允許的使用溫度而定。對于D類壓力容器，設(shè)計壓力范圍應(yīng)小于 10MPa在GB150的1.3和1.4中，還規(guī)定出不屬該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的各類壓力容器， 其中有：直接用火焰加熱的容器；核能裝置中的容器；經(jīng)常搬運的容器；設(shè)計壓力 低于0.1MPa的容器；真空度低于0.02MPa的容器；要求作疲勞分析的容器；內(nèi) 直徑小于150 mm的容器；此外，還有旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動的機(jī)械設(shè)備中

12、自成整體的 受壓器室，以及已有其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的容器，諸如制冷、制糖、造紙、飲料和搪玻 璃容器等。2. 標(biāo)準(zhǔn)在GB150所列的引用標(biāo)準(zhǔn)中包括 GB、GB/T、JB和JB/T四種代號的標(biāo)準(zhǔn)， 標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)（推薦性標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)采用，即具有強(qiáng)制性的性 質(zhì)）。GB/T是推薦性的國家標(biāo)準(zhǔn)，JB是機(jī)械工業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，JB/T是機(jī)械工業(yè) 推薦性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而JB或JB/T中排號為4XXX號碼的，規(guī)定為壓力容器行業(yè) 的標(biāo)準(zhǔn)。例如：國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)：GB6654-1996壓力容器用鋼板；GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)：GB/T229-94金屬夏比缺口沖擊試驗方法；GB/T1804-92一

13、般公差線性尺寸的未注公差壓力容器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定；JB/T4709 -2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)被引用，即構(gòu)成該標(biāo)準(zhǔn)的條文。在GB150第 2章中，列了 45個引用標(biāo)準(zhǔn)。從2004年4月1日起尚應(yīng)實施下列標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4736-2002JB/T4746-2002補(bǔ)強(qiáng)圈鋼制壓力容器用封頭3.JB/T4747-2002JB/T4711-2003 總論壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件壓力容器涂敷與運輸包裝在“總論” 一章中，對下列的8個方面作了規(guī)定: 標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)法規(guī)和規(guī)章的關(guān)系；設(shè)計和制造壓力容器單位的資格和職責(zé)； 容器的范圍；壓力、溫度和厚度的定義；設(shè)

14、計參數(shù)選用的一般規(guī)定； 材 料許用應(yīng)力確定的依據(jù)和取值的規(guī)定；焊接接頭系數(shù)的確定；壓力試驗（液 壓試驗和氣密性試驗）和試驗壓力的規(guī)定。3. 1條例對設(shè)計單位的規(guī)定條例第十一條規(guī)定：壓力容器的設(shè)計單位應(yīng)當(dāng)經(jīng)國務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門許可，方可從事壓力容器的設(shè)計活動。（一）有與壓力容器設(shè)計相適應(yīng)的設(shè)計人員設(shè)計、審核人員；（二）有與壓力容器設(shè)計相適應(yīng)的健全的管理制度和責(zé)任制度。3. 2 GB150-1998對設(shè)計單位的資格和職責(zé)規(guī)定資格容器的設(shè)計單位必須具備健全的質(zhì)量管理體系，應(yīng)持有壓力容器設(shè)計 單位批準(zhǔn)書，壓力容器的設(shè)計必須接受國家質(zhì)檢總局相關(guān)安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的監(jiān)察。職責(zé)應(yīng)對設(shè)計文件的正確性和完整

15、性負(fù)責(zé)。容器的設(shè)計文件至少應(yīng)包括設(shè) 計計算書和設(shè)計圖樣。容器設(shè)計總圖應(yīng)蓋有容器設(shè)計資格印章。3. 3管轄的容器范圍劃定GB150管轄的容器，其范圍包括殼體及與其連為整體的受壓零部件，且劃定 在下列范圍內(nèi)。3. 3. 1容器與外部管道連接：焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面；螺紋連接的 第一個螺紋接頭端面；法蘭連接的第一個法蘭密封面；3. 3. 2接管、人孔、手孔等的承壓封頭、平蓋及其緊固件。3. 3. 3非受壓元件與受壓元件的焊接接頭。接頭以外的元件，如加強(qiáng)圈、支座、 裙座等。3. 3. 4超壓泄放裝置和儀表附件。詳見GB150中的3.3.1至3.3.4條的規(guī)定。3. 4定義及含義3. 4. 1

16、壓力 除注明者外，均指表壓力。3. 4. 2工作壓力（PW 指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。3. 4. 3設(shè)計壓力（P）指設(shè)定容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起作 為設(shè)計載荷條件，其值不得低于工作壓力。即P>Pw3. 4. 4計算壓力（Pc）指在相應(yīng)設(shè)計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其 中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%計壓力時，可忽略不計。故Pc> P;3. 4. 5試驗壓力（Pt）指壓力試驗時，容器頂部的壓力。注：試驗用壓力表口設(shè)計位置應(yīng)位于容器頂部。3.4.6設(shè)計溫度 指容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件 金屬截面的溫度

17、平均值）。設(shè)計溫度與設(shè)計壓力一起作為設(shè)計載荷條件。3. 4. 7試驗溫度 指壓力試驗時，殼體金屬的溫度。3. 4. 8各種厚度3. 4. 8. 1計算厚度S指按厚度計算公式計算得到的厚度。3. 4. 8. 2設(shè)計厚度S d指計算厚度（S）與腐蝕裕量（C2）之和。即S' d = S +Q 因此 S' d > S3. 4. 8. 3名義厚度S n指設(shè)計厚度（S d ）加上鋼材厚度負(fù)偏差（Ci）后向上 圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。即標(biāo)在圖樣上的厚度。S n（S d + C 1）3. 4. 8. 4有效厚度S e指名義厚度（S n）減去腐蝕裕量（O）和鋼材厚度 負(fù)偏（Ci ）。S

18、e = S n-C1-C2=S n- （C1+C2） = S n-C （厚度附加量）注：如設(shè)定圓整量為C3,各厚度的關(guān)系為：S n= S + Ci + C2+ C3S e= S + C3= S n- （C1+C2）S d = S + C23. 5設(shè)計的一般規(guī)定設(shè)計的一般規(guī)定，是對設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、載荷、壁厚附加量和最小厚度 選用等的規(guī)定。3. 5. 1設(shè)計壓力（P）的確定1）內(nèi)壓容器 容器上裝有超壓泄放裝置（安全閥）時，容器的設(shè)計壓力確定的步驟如下： 確定安全閥的開啟壓力 Pz ,取Pz<（ 1.051.1 ） Pw當(dāng)Pw< 0.18MPa時，可適當(dāng)提高PZ相對于PW的比值。再令

19、P> Pz。 容器上裝有爆破片：P = P b + A P式中：P b為設(shè)計爆破壓力，其其值等于最低標(biāo)定爆破壓力 Ps min加上所選 爆破片爆破范圍的下限（取絕對值）；A p為爆破片制造范圍上限。最低標(biāo)定爆破壓力Ps min和上下限查表B2和表B3o 容器上無安全閥，但出口管線有安全閥：P> P z + A h. A h為容器到安全閥的壓力降。 容器的壓力源如與泵直接連接，則可有下列情況：容器位于泵的出口側(cè)，設(shè)計壓力應(yīng)取下述情況中的大值，泵正常入口壓力 + 正常工作揚程；泵最大入口壓力+正常工作揚程；泵正常入口壓力+出口全關(guān)閉時 的揚程。容器位于泵（壓力源）的進(jìn)口側(cè)，且無安全泄放

20、裝置時，取P= （1.01.1）Pw,并以P=-0.1MPa進(jìn)行外壓校核。2）外壓、真空容器及夾套容器（按外壓設(shè)計） 確定外壓容器的設(shè)計壓力時，應(yīng)考慮在正常情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓 力差。 確定真空容器的殼體厚度時，設(shè)計壓力按承受外壓考慮。當(dāng)裝有真空泄放 閥時，設(shè)計壓力P=1.25A P 式中 P為最大內(nèi)外壓力差，或 P=0.1MPa兩者中 的低者。未裝真空泄放閥時，取 P=0.1MPa 夾套容器：帶內(nèi)壓夾套的真空容器：內(nèi)筒為真空，設(shè)計壓力 二真空設(shè)計的外壓力（按 條）+夾套內(nèi)壓力，并以1.25倍的夾套外壓力核定內(nèi)筒的外壓穩(wěn)定性。夾套按內(nèi)壓計算。帶真空夾套的內(nèi)壓容器（即夾套為負(fù)壓，內(nèi)筒為正壓

21、）：內(nèi)筒的設(shè)計壓力=內(nèi)筒的壓力+0.1MPa并核對在夾套試驗壓力下的穩(wěn)定性；夾套按考慮。3）盛裝液化氣體的容器對盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計壓力應(yīng)根據(jù)工作條件 下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。設(shè)計壓力按容規(guī)第34條的規(guī)定。常見介質(zhì)的設(shè)計壓力按容規(guī)第 36 條中表3-3的規(guī)定。由于液化氣體多屬有毒或易燃性質(zhì)，且設(shè)計壓力多數(shù)為中壓， 因此應(yīng)注意設(shè)計的范圍，分辨容器的類別。3. 5. 2設(shè)計溫度的確定 設(shè)計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達(dá)到的最高溫度。在任何狀況下，元件金屬表面的溫度不得超過金屬的允許使用溫度。 對于0°C以下的金屬溫度，設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達(dá)

22、到的最低溫度。3. 5. 3有不同工況的容器對有不同工況的容器，應(yīng)按最苛刻的工況設(shè)計，并在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明各 工況的壓力和溫度值。3. 5. 4載荷設(shè)計時應(yīng)考慮的載荷有：內(nèi)壓、外壓或最大壓力差；液體靜壓力；根據(jù)容器的具 況，還可能考慮自重，內(nèi)件重和附屬設(shè)備等等的影響（詳見 GB15O勺3. 5. 4 條中的內(nèi)容）。3. 5. 5厚度附加量厚度附加量C由鋼材厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量C2兩部分組成。C = C 1 + C 2鋼材厚度負(fù)偏差O按鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；當(dāng)鋼材厚度負(fù)偏差不大于 0.25mm 且不超過名義厚度的6%寸，厚度負(fù)偏差C1可忽略不計。如選用GB6654-199&壓力容器

23、用鋼板標(biāo)準(zhǔn)，其厚度負(fù)偏差C1可忽略不計。 腐蝕裕量C2為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)至厚度的削弱減薄， 應(yīng)考慮腐蝕裕量。對有腐蝕或磨損的零件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對鋼材 的腐蝕速率而定。注：腐蝕分類： 均勻腐蝕 金屬表面出現(xiàn)各部分的腐蝕速度大致相同的連續(xù)腐蝕； 非均勻腐蝕 金屬表面各部分具有不同速度的連續(xù)性破壞； 局部腐蝕 局部發(fā)生腐蝕，如點蝕（呈一個個的點狀）和斑點腐蝕（呈一個個的斑點狀）; 應(yīng)力腐蝕 由侵蝕介質(zhì)和應(yīng)力同時作用下所導(dǎo)致的腐蝕； 晶間腐蝕 是金屬晶粒界面的腐蝕。標(biāo)準(zhǔn)中的材料的腐蝕速率，是對于均勻腐蝕而言，亦即鋼材表面的腐蝕速率 （毫米/年）各處基本相同。腐蝕裕量Q

24、=腐蝕速率X設(shè)計使用年限（毫米/年X年=毫米）在考慮腐蝕的同時，也應(yīng)考慮容器可能發(fā)生的機(jī)械磨損。 此外，由于金屬所處的介質(zhì)情況（如介質(zhì)的腐蝕性、濃度和溫度）不同，腐 蝕程度不同，因此，采用不同的腐蝕裕量。GB150中規(guī)定“介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸氣的碳素鋼或低合金鋼制容器，腐蝕 裕量不少于1 mm 。3. 5. 6最小厚度容器在較低內(nèi)壓力作用下，按厚度計算方法得到的厚度很小，雖然能滿足容器的 強(qiáng)度要求，但剛度不夠。為解決剛度問題， GB150中規(guī)定了殼體加工成形后不包 括腐蝕裕量的最小厚度：a）對碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于 3 mmb）對高合金鋼制容器，不小于2 mm因此，碳素鋼和低合金鋼制的

25、容器的最小名義厚度應(yīng)不小于4mm3. 6許用應(yīng)力容器使用鋼材常用指標(biāo)是力學(xué)性能， 在D類容器中，主要指標(biāo)是材料的抗拉 強(qiáng)度（T b和屈服點（T S （或（T 0.2 ） o容器使用中達(dá)到屈服或斷裂時即為破壞， 在實際應(yīng)用中必須控制容器的材料 受力處在安全范圍內(nèi)，即除以系數(shù) n，n稱為材料許用應(yīng)力系數(shù)（即是設(shè)計安全 系數(shù)）。從鋼常溫抗拉強(qiáng)度考慮，設(shè)計安全系數(shù)取 3;按鋼的設(shè)計溫度下的屈服強(qiáng)度考慮選用的設(shè)計安全系數(shù)：對碳素鋼和低合金 鋼取1.6 ;對高合金鋼取1.5 o將鋼材的抗拉強(qiáng)度tb和屈服點ts分別除以各自的設(shè)計安全系數(shù)后，取二 值的小者作為材料的許用應(yīng)力。說明：考慮安全系數(shù)是基于如下因素：

26、 材料的性能穩(wěn)定性存在偏差；估算載荷狀態(tài)及數(shù)值偏差；計算方法 的精確程度；制造工藝及允許偏差；檢驗手段及嚴(yán)格程度；使用中的操作 經(jīng)驗等六個方面。在確定具體材料的許用應(yīng)力時，還要結(jié)合材料的質(zhì)量因素。GB150所用鋼板材料的許用應(yīng)力按 GB150標(biāo)準(zhǔn)的第4章各材料表中的規(guī)定。 螺栓材料的許用應(yīng)力，是從考慮屈服的情況考慮，安全系數(shù)選高了一些，詳見GB150表 3-1 和表 3-2。3. 7焊接接頭和焊接接頭系數(shù)3. 7. 1焊接接頭分類和要求壓力容器筒體與筒體，筒體與封頭的連接，封頭的拼接，不允許采用搭接結(jié) 構(gòu)。也不允許存在十字焊縫。容器主要受壓部分的焊接接頭分為 A B、C、D四類，具體規(guī)定是：a

27、）A類焊接接頭 圓筒部分的縱向接頭，半球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭， 各種凸形封頭的所有拼焊接頭，嵌（qian）入式接管與殼體對接的接頭。b）B類焊接接頭 殼體部分的環(huán)向接頭，錐形封頭小端、長頸法蘭等與接管連 接的接頭。c）C類焊接接頭 平蓋、管板與圓筒非對接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連 接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒連接的搭接接頭。d ）D類焊接接頭 接管、人孔、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭。壓力容器的所有A、B類焊接接頭均需按GB15晰準(zhǔn)和設(shè)計圖樣的規(guī)定進(jìn)行無損檢 測（RT或UT。下列情況的壓力容器的A類及B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%寸線或超聲檢測（材料 厚度w 38mm寸，應(yīng)采用射線檢測）：

28、第二類壓力容器中，易燃介質(zhì)的反應(yīng)容器或儲存容器； 設(shè)計壓力大于5.0MPa的壓力容器； 筒體厚度大于30mm勺碳素鋼和厚度大于25mm勺低合金鋼或奧氏體不銹耐酸鋼制壓力容器； 盛裝高度和極度危害介質(zhì)的壓力容器； 耐壓試驗為氣壓試驗的壓力容器； 使用后無法進(jìn)行內(nèi)部檢驗或耐壓試驗的壓力容器； 焊縫系數(shù)為1.0的壓力容器（無縫鋼管制的筒體和壓力容器本體最后焊接的一條環(huán)焊縫除外，但應(yīng)提供保證其焊接質(zhì)量的相應(yīng)焊接工藝）；圖樣規(guī)定進(jìn)行局部無損檢測 A類和B類焊接接頭，局部無損檢測的檢測長度 為不少于每條焊縫長度的20%且不小于250mm且下列焊接接頭應(yīng)全部檢測： 所有的T型焊接接頭； 開孔區(qū)域內(nèi)（以開孔中

29、心為圓心，1.5倍開孔直徑為半徑的圓內(nèi)）的焊接接頭； 被補(bǔ)強(qiáng)圈支座墊板等其他元件所覆蓋的焊接接頭； 拼接封頭和拼接管板的焊接接頭； 公稱直徑大于250mn接管的環(huán)焊縫按容器本體考慮。合格級別按容器要求。除另有規(guī)定，不允許采用降低焊接接頭系數(shù)而不進(jìn)行無損檢測。 設(shè)計用的焊接結(jié)構(gòu)可參見 GB150的附錄J。焊接結(jié)構(gòu)。3. 7. 2焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù)巾應(yīng)根據(jù)受壓元件的焊接接頭型式及無損檢測的長度比例確 定。注：焊接接頭系數(shù)有的稱為焊縫系數(shù)，即是焊縫的強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比。 雙面焊對接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對接接頭：100%無損檢測 巾=1.00局部無損檢測 巾=0.85說明：相當(dāng)于雙面焊的

30、全焊透的對接焊縫， 是指單面焊雙面成型的焊縫，按 雙面焊評定（含焊接試板的評定），如氬弧焊打底的焊縫或帶陶瓷、 銅襯墊的焊 縫等。單面焊對接接頭（沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板）：100%6損檢測 巾=0.9局部無損檢測 巾=0.8說明：這里應(yīng)注意到1）是對接接頭；2）全焊透結(jié)構(gòu)；3）沿焊縫根部全長 有緊貼基本金屬的墊板。墊板如何才算密貼，看法并不一致，一般以焊接工藝評 定為準(zhǔn)。3. 8壓力試驗和試驗壓力壓力試驗是容器制造中檢查容器質(zhì)量的必需工序。它主要檢查容器的強(qiáng)度、 剛度和焊接接頭及可拆的密封連接處的密封質(zhì)量。壓力試驗方法有液壓試驗、氣 壓試驗和氣密性試驗。壓力試驗的種類、試驗壓力值和

31、要求，應(yīng)在圖樣中注明。3. & 1液壓試驗液壓試驗是壓力容器常用耐壓試驗方法。試驗液體一般采用水，也可采用不 致發(fā)生危險的其它液體。對奧氏體不銹鋼制造的容器水壓試驗應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg/L3. 8. 1. 1內(nèi)壓容器液壓試驗Pt = 1.25 P （T/ （Tt式中P-設(shè)計壓力MPa ;Pt- 試驗壓力MPac - 容器元件材料在試驗溫度下的許用應(yīng)力，MPac t-容器元件材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力。MPa此液壓試驗壓力Pt為常用的壓力，也是最小試驗壓力。如果名義厚度遠(yuǎn)大于計算厚度，為達(dá)到試驗的目的，也可適當(dāng)?shù)奶岣咴囼瀴?力，但確定新的試驗壓力值時，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力校核，用試驗

32、壓力值計算的換算應(yīng)力 c T應(yīng)符合如下規(guī)定：6 s（ 6 0.2）圓筒材料在試驗溫度下的屈服點（或殘余變形為0.2%時的屈服強(qiáng)度），MPa3. 8. 1. 2外壓和真空容器，以內(nèi)壓進(jìn)行液壓試驗：Pt= 1.25 P容器液壓試驗合格的條件是：無滲漏；無可見的變形；試驗過程中無 異常的響聲。3. & 2氣壓試驗對于不適合作液壓試驗的容器，例如容器內(nèi)不允許有微量殘留液體， 或由于 結(jié)構(gòu)原因不能充滿液體的容器，可米用氣壓試驗。內(nèi)壓容器的氣壓試驗壓力PT= 1.15 P c/ c t，設(shè)計校核結(jié)果，應(yīng)滿足如 下要求：外壓和真空容器，以內(nèi)壓進(jìn)行氣壓試驗，氣壓試驗壓力為：PT = 1.15 P氣壓試

33、驗應(yīng)有安全措施，該安全措施應(yīng)經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)， 單位安全部 門檢查監(jiān)督。試驗所用氣體應(yīng)為干燥潔凈的空氣、 氮氣或其他惰性氣體，碳素鋼和低合金鋼壓力容器氣壓試驗用氣體的溫度不得低于15°C。設(shè)計采用氣壓試驗，應(yīng)注明安全要求。3. 8, 3氣密性試驗：壓力容器的氣密性試驗要求，見容規(guī)第101條和第102條的規(guī)定。介質(zhì)的毒性程度為極度和高度危害的壓力容器，應(yīng)在壓力試驗合格后進(jìn)行氣 密性試驗，需作氣密性試驗時，試驗壓力、試驗介質(zhì)和檢驗要求應(yīng)在圖樣中注明。 夾套容器壓力試驗的試驗壓力和方法，應(yīng)在圖樣中注明。4. 對材料的要求GB150在壓力容器用鋼的要求方面含三部分，即： 正文第4章：材料

34、； 附錄A （標(biāo)準(zhǔn)的附錄）：材料的補(bǔ)充規(guī)定； 附錄H （提示的附錄）：材料的指導(dǎo)性規(guī)定。在這些章節(jié)中，主要是對受壓元件用材料的規(guī)定。GB150對受壓元件未定義。注：根據(jù)容規(guī)第25條規(guī)定，壓力容器的主要受壓元件是：壓力容器的 筒體、封頭（端蓋）、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、膨脹節(jié)、開孔補(bǔ)強(qiáng)圈、設(shè) 備法蘭、球罐的球殼板、換熱器的管板和換熱管、M36以上的設(shè)備主螺栓及公稱直徑大于等于250mm勺接管和管法蘭。4. 1選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素1）選材地合理性是保證壓力容器設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，壓力容器選擇受壓 元件用鋼材時，必須選用GB150第四章的材料表中列出的鋼材。 而非受壓元件與 受壓元件焊接

35、者，也應(yīng)選用焊接性能良好的鋼材。2 ）選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素有：壓力容器的使用條件，如設(shè)計壓力、設(shè) 計溫度、介質(zhì)特性和操作特點；可焊性良好；制造工藝的可行性（加工難度）和 經(jīng)濟(jì)合理等。說明：可焊性方面，應(yīng)靠慮控制鋼的含碳量或碳當(dāng)量，含碳量大的，焊接性能下降，容易產(chǎn)生裂紋，且塑性下降，不利于冷熱成形，壓力容器焊接用鋼的碳含量應(yīng)為CW 0.25%。從鋼的冶煉上，應(yīng)采用平爐電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。因為沸騰鋼中含有 Fe O,脫氧情況差，成材率雖高，但質(zhì)量差。鎮(zhèn)靜鋼是一種充分脫氧的鋼，成材率較低，但鋼中雜質(zhì)少，氣 泡和疏松性少，質(zhì)量高。目前，由于平爐冶煉時間長，占地面積大，生產(chǎn)效率低，此法逐

36、步被淘汰。降低鋼中的硫、磷含量：因為硫、磷均為鋼中的有害雜質(zhì)，硫與鐵在晶界處生成低熔點硫化鐵（FeS），熱加工時易產(chǎn)生熱脆，即稱熱脆性，焊接時，硫和氧結(jié)合產(chǎn)生SO使焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松，影響焊接接頭的質(zhì)量；磷與鐵形成磷化三鐵（F&P），明顯的降低鋼的塑性韌性，尤其是低溫時更差，屬冷脆現(xiàn)象，磷過多，焊接變壞，易產(chǎn)生裂紋。由于磷和硫是礦石中帶來的，隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)長和壓力容器質(zhì)量要求的提高，磷、硫含量將逐步降低，要求的磷、硫含量為：PW 0.030%； SW 0.020%.3 ） GB150中對材料的修改情況是：2002年起，取消Q235-A.F和Q235-A鋼板在受壓元件中的應(yīng)用；制造許

37、可中規(guī)定，對用于焊接接構(gòu)的壓力容器用鋼磷、硫含量：磷PW 0.O30%硫SW 0.020%=，并規(guī)定鋼的含碳量應(yīng)不大于 0.25%,且按下式計算的碳當(dāng)量Ceq 不大于0.45%。Ceq = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni / 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14沸騰鋼不允許用于制造壓力容器的受壓元件。4）Q235鋼板：在圖樣的材料明細(xì)表中不得只標(biāo) Q235應(yīng)根據(jù)設(shè)計須要在尾 部帶上“ -A或-B或-C', Q235鋼板的具體數(shù)據(jù)見下表：Q235熱軋厚鋼板（板厚w 16mm的化學(xué)成分和力學(xué)性能表等級化學(xué)成分可力學(xué)性能MPa沖擊性能CMnSiSP6

38、 s>6 b>溫度0C沖擊功JQ235-A0.14-0.220.3-0.650.30.050.045235375-500Q235-B0.12-0.200.3-0.70.0452027Q235-C<0.180.35-0.60.040.040注：Q235-A未提供沖擊功。4. 2 D類壓力容器受壓元件用鋼板在D類壓力容器中，主要使用GB150的表4-1 “鋼板許用應(yīng)力”列入的下列 鋼板：1 ）碳素鋼板：使用 Q235-B、Q235-C和20R鋼板。Q235-B鋼板（GB912和GB3274的適用范圍：容器設(shè)計壓力 P< 1.6MPa鋼板使 用溫度為03500C;用于殼體時，

39、鋼板厚度不大于 20mm不得用于毒性為高度 或極度危害介質(zhì)的壓力容器。在表 4-1中所列許用應(yīng)力值，已乘質(zhì)量系數(shù) 0.9。Q235-C鋼板（GB912和GB3274的適用范圍：容器設(shè)計壓力 P< 2.5MPa,鋼板使 用溫度為0400°C。用于殼體時，鋼板厚度不大于 30mm20R鋼板（GB6654的應(yīng)用：用作殼體時，適宜厚度不超過 30mm使用溫度建 議為-19475°C;為避免增加試驗項目，當(dāng)使用溫度低于 0°C時，建議使用厚度 小于25mm使用溫度低于-10°C時，建議使用厚度小于12mm2）低合金鋼板：使用16MnR（ GB6654和16M

40、nD（ GB3531鋼板16MnR鋼板：常溫使用時的厚度不宜超過 30mm使用溫度建議為-19475°Co 使用溫度低于00C時，建議使用厚度小于35mm使用溫度低于-100C時，建議使用厚 度小于20mm以避免增加試驗項目。16MnDR岡板：使用的最高溫度為 3500C,厚度不宜超過35mm對于有經(jīng)驗的設(shè)計單位，也可選用 GB6654中的15MnNbR口，15CrMoR GB3 531 中的 15MnNbDR和 09MnNiDR3）高合金鋼板：經(jīng)常使用奧氏體不銹鋼板（GB4237 :用于清潔美觀的壓力容器用鋼板有：0Cr18Ni9 ;用于抗氧化性介質(zhì)腐蝕的不銹鋼有：00Cr19Ni

41、10和0Cr18Ni10.用于抗醋酸介質(zhì)腐蝕用的不銹鋼有：OCr17Ni12Mo2 0Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17Ni14Mo2; 0Cr19Ni13Mo3;00Cr19Ni13Mo3。說明：抗腐蝕原理：鉻鎳奧氏體不銹鋼是指上述鋼號經(jīng)固熔熱處理而具有均一的奧氏體鋼，這種鋼在氧化性介質(zhì)中具有良好的抗腐蝕性，高的塑性和韌性。 這種鋼的耐腐蝕的基理通常用鋼生成氧化膜的理論來解釋，即鋼在空氣中或在氧化性介質(zhì)中，其表面氧化，生成緻密的氧化薄膜，它阻止內(nèi)部進(jìn)一步氧化， 或受介質(zhì)的侵蝕，這種現(xiàn)象稱鈍化現(xiàn)象。 鈍化膜 的生成與不銹鋼的表面的質(zhì)量有關(guān)，機(jī)械損傷破壞的氧化膜會重新生成，但很緩慢，清潔表面

42、后可再度產(chǎn)生氧化膜。鋼表面的殘余氧化皮、砂眼、起鱗，氧化膜難以生成，會造成局部 腐蝕。拋光表面、經(jīng)磨光和酸洗的表面，可加速氧化膜的形成，提高抗腐蝕性。不銹鋼晶間腐蝕：晶間腐蝕是鋼的晶體邊界受到腐蝕的一種破壞形式。這種腐蝕沿著晶界快速傳播到金屬內(nèi)部。晶間腐蝕特別危險，因為肉眼不容易發(fā)現(xiàn)，由于這種腐蝕的結(jié)果，材料的機(jī)械強(qiáng)度喪失達(dá)到很大的數(shù)值。晶間腐蝕的傾向，主要決定于鋼的含碳量，其原因是：當(dāng)鋼加熱到不太高的溫度（600-800 °C）時，由于富鉻的碳化物在晶界上析出，使固溶體晶 界上貧鉻，結(jié)果，晶界未能鈍化，使其耐腐蝕性變差，解決的辦法是：a）采用鋼在1080-11500C的固溶處理，使

43、碳重新溶入奧氏體固溶體；b）將鋼中碳含量降低至w 0.03%; c）加入形成穩(wěn)定碳化物的元素鈦或鈮到鋼中，加鈦量應(yīng)5C%但含鈦的不銹鋼的加熱溫度不應(yīng)超過11000C,以免碳化鈦重新溶入固溶體中，重新產(chǎn)生碳化鉻而發(fā)生貧鉻現(xiàn)象。4. 3鋼管4. 3. 1鋼管的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按 GB150的表4-3鋼管許用應(yīng)力的規(guī)定。D類壓力容器常用的碳素鋼和低合金鋼鋼管牌號有：10 20 20G 16Mn 。10和20鋼管，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB8163-87輸送流體用無縫鋼管； 20G和16Mn鋼管，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB6479化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管。常用的不銹鋼管0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和0Cr18Ni1

44、0Ti依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB13296-91鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管GB/T14796-94流體輸送用不銹鋼無縫鋼管4. 3. 2關(guān)于不銹鋼焊接鋼管在壓力容器中的使用問題：在附錄A的A4.2中有明確規(guī)定。對奧氏體不銹鋼焊接鋼管（見 A4.2.1 ）應(yīng)遵循GB12771-91流體輸送用不 銹鋼焊接鋼管的規(guī)定。具體要求是：壁厚允許偏差為土 12.5%;鋼管的彎曲度 不大于1.55mm/m逐根進(jìn)行蝸流或射線（對大直徑管）及水壓試驗合格；檢測標(biāo)準(zhǔn)按JB/T4730-2005.1承壓設(shè)備無損檢測中的相關(guān)部分，水壓試驗壓力 為容器設(shè)計壓力的2倍，保壓時間為10秒，管壁無滲漏現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接鋼管的使用

45、范圍規(guī)定如下：容器使用溫度定為0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和0Cr18Ni10Ti等鋼號的相應(yīng)允許使用溫度；容器設(shè)計壓力不大于 6.4MPa；管壁厚不大于8mm不得用于毒性程度為極度危害的介質(zhì)；焊接接頭系 數(shù)為0.85，即按相同鋼號的許用應(yīng)力乘以 0.85的焊接接頭系數(shù)。4. 4鋼鍛件鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按 GB150表 4-5的規(guī)定，鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)和常用鋼鍛 件為：JB4726-2000壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件中的 20、35和16MnJB4727-2000低溫壓力容器碳素鋼和低合金鋼鍛件中的 16M nDJB4728-2000壓力容器用不銹鋼鍛件中的 0Cr18Ni9、00

46、Cr19Ni10和0C r18Ni10。4.5焊接材料壓力容器受壓元件焊接選用的焊條（焊接材料）的參考原則是： 滿足力學(xué)性能的要求，保持等強(qiáng)度，考慮滿足沖擊韌性和伸長率的要求； 化學(xué)成分相當(dāng)； 根據(jù)工程重要性、危險性、焊接位置、剛性大小、施焊條件、焊接經(jīng)驗選擇 焊條； 考慮經(jīng)濟(jì)性和容易獲得；碳鋼和低合金鋼之間焊接，一般要求所選用的焊材焊成的焊接接頭，其強(qiáng)度不低于強(qiáng)度較低的一側(cè)母材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，而接頭的韌性和塑性應(yīng)不低于強(qiáng) 度較高而塑性韌性較差的母材。首次選用的焊接材料，應(yīng)按JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定和 J B/T4709-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程的規(guī)定。壓力容器用

47、焊條定貨時，應(yīng)按 JB/T 4747-2002壓力容器用焊條訂貨技術(shù)條件。焊接材料的標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T5117-1995碳鋼焊條；GB/T5118-1995低合金鋼焊條；GB/T983-1995不銹鋼焊條；GB/T984-2001堆焊焊條；GB/T14957-1994熔化焊用鋼絲；GB/T14958-1994氣體保護(hù)焊用鋼絲；GB/T8110-1995氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼，低合金鋼焊絲GB4241-84焊接用不銹鋼盤條；GB4242-84焊接用不銹鋼絲；GB4343-84惰性氣體保護(hù)焊接用不銹鋼棒及鋼絲。YB/T5091-1993惰性氣體保護(hù)焊用不銹鋼棒及鋼絲；YB/T5092-1996焊接用不

48、銹鋼絲；GB/T5293-1999埋弧焊用碳素鋼焊絲和焊劑；GB/T12470-1999埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑；4. 6采用國外鋼材的要求采用國外的鋼材，應(yīng)是國外相應(yīng)壓力容器最新標(biāo)準(zhǔn)所允許使用的鋼材；其使用范圍不應(yīng)超出該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時也不應(yīng)超過GB150第 4章材料相近鋼材的規(guī)定。4. 7 一些鋼材的代用規(guī)定1）鋼材的代用的一般原則是：代用材料應(yīng)與被代用的鋼材具有相同或相近 的化學(xué)成分、交貨狀態(tài)、檢驗項目、性能指標(biāo)和檢驗率以及尺寸公差和外形質(zhì)量 等。2）代用圖樣規(guī)定的鋼材時，應(yīng)取得原設(shè)計單位的同意。3）鋼板代用： GB71288船體用結(jié)構(gòu)鋼中的 A級鋼板，可代用Q235-A （不得作受壓

49、元 件）；B級鋼板在鋼廠按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行沖擊試驗合格后，可代用 Q235-C鋼板， 未作沖擊試驗的鋼板，貝U只能代用 Q235-B鋼板； GB7131997鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板中的 20g鋼板可代用Q235-C 鋼板。4）鋼管代用：GB3087-82低中壓鍋爐用無縫鋼管中的10和20鋼管，可 代用GB8163-1999輸送流體用無縫鋼管中相應(yīng)的鋼管。4. 8特殊工作環(huán)境下的選材關(guān)于介質(zhì)處于NaOH! "S應(yīng)力腐蝕時的選材問題，可見容規(guī)126頁，關(guān)于 “壓力容器選材與介質(zhì)”的說明。5. 內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體的計算5.1內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體計算的理論基礎(chǔ)1）強(qiáng)度理論：內(nèi)壓容器的破壞有四種

50、強(qiáng)度理論，比較為人們接受的有第一、第三 和第四強(qiáng)度理論。 第一強(qiáng)度理論即最大主應(yīng)力理論，它認(rèn)為引起材料斷裂破壞的主要因素是最大 主應(yīng)力。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)， 只要最大主應(yīng)力達(dá)到材料單向拉伸斷 裂時的最大應(yīng)力值，材料則發(fā)生斷裂破壞，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度為 S=61。 第三強(qiáng)度理論即最大剪應(yīng)力理論，它認(rèn)為引起材料屈服破壞的主要因素是最大 剪應(yīng)力。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到材料屈服時的最 大剪應(yīng)力值，材料則發(fā)生屈服破壞，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度為 S = 6 1- 6 3。 第四強(qiáng)度理論即最大應(yīng)變能理論，它認(rèn)為引起材料屈服破壞的主要因素是最大 變形能。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只

51、要其內(nèi)部積累的變形能達(dá)到材料單 向拉伸屈服時的應(yīng)變能，材料即發(fā)生屈服破壞，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度為：2）GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)中計算公式主要以第一強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)（結(jié)果比較接近）。并 采用平面應(yīng)力狀態(tài)（忽略第三向應(yīng)力）。如果考慮第三向的應(yīng)力，則是第三強(qiáng)度 理論。5. 2內(nèi)壓圓筒計算1）設(shè)計溫度下的計算厚度按下式計算：公式適用范圍：Pew 0.4（T t或Do/Di < 1.5式中：S -圓筒的計算厚度mmPe-計算壓力，MPaDi -圓筒內(nèi)直徑，mm（7t -設(shè)計溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力，MPa-焊接接頭系數(shù)。2）公式來源：用第一強(qiáng)度理論，以圓筒平均直徑為基準(zhǔn)計算的環(huán)向應(yīng)力，考慮了圓筒內(nèi)壁 上最

52、大主應(yīng)力與平均拉應(yīng)力的差值進(jìn)行了修正，并考慮了縱向焊縫（A類焊接接頭）在強(qiáng)度方面相對于母材的削弱。公式中應(yīng)力的推導(dǎo)是根據(jù)薄膜應(yīng)力理論。3）公式推導(dǎo)：設(shè)直徑D筒體受內(nèi)壓力為P的作用，圓筒上的任一小單元上受三個主應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力7 1、軸向應(yīng)力7 2和徑向應(yīng)力7 3的作用，求應(yīng)力時，可通過中心軸線沿縱向 將圓筒切成兩部分，去除一部分以應(yīng)力代替，根據(jù)力平衡理論，在縱向截面厚度 產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力7 1，其合力與外部作用的壓力作用平衡，設(shè)圓筒直徑為D,長度為L， 厚度為S，按平衡關(guān)系則有：2 L S 7 1 = P D L7 1 = P D/2 S沿垂直主軸線的截面將圓筒體切開，在圓形橫截面上的應(yīng)力為7 2,產(chǎn)生

53、平衡的2條件為：.n D 7 2§ =1/4 n D P ;7 2= P D/4 s徑向應(yīng)力7 3= P，可見7 1=2 7 2,并遠(yuǎn)大于7 3，故采用7 1 = P D/2 即：S = P D/2 7 1，令 D=Di+S，P = p c 代入，7 1 以7 t 代入， 則得到4）如已知S n、 Pc、Di ;則圓筒體的計算應(yīng)力（Tt為:式中6 t w（T t 式中：S e為有效厚度。5）設(shè)計溫度下，筒體的最大允許工作壓力Pw為:5. 3球殼計算1）設(shè)計溫度下的計算厚度公式:2）設(shè)計溫度下，球殼計算應(yīng)力公式:式中6 t w（T t3）設(shè)計溫度下，球殼的最大允許工作壓力公式:6. 外

54、壓圓筒和外壓球殼的設(shè)計許多化工石油用的容器，由于工藝原因需要在外壓或真空下操作，如真空罐和真 空蒸餾塔，有的容器帶有夾套，夾套內(nèi)是帶壓蒸汽，使內(nèi)筒受到外部壓力。通常，內(nèi)壓低于外壓的容器，稱為外壓容器。外壓容器的最高工作壓力是指容器在正常使用過程中可能出現(xiàn)的最大壓力差值。 對夾套容器，指夾套頂部可能出現(xiàn)的最大壓力差值。確定外壓容器的設(shè)計壓力時，應(yīng)考慮在正常工作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力 差。確定真空容器殼體的厚度時，設(shè)計壓力按受外壓考慮。當(dāng)裝有真空泄放閥， 以及相類似的安全控制裝置時，設(shè)計壓力 =1.25 P,或O.IMPa的低值，AP為 內(nèi)外壓力差。未裝安全控制裝置時，取 0.1 MPa。容

55、器工作中失效的狀態(tài)有：強(qiáng)度失效，剛度失效和穩(wěn)定失效三種。 強(qiáng)度失效：容器在載荷作用下，發(fā)生過量變形或破裂。如內(nèi)壓容器的破壞； 剛度失效：容器發(fā)生過量的彈性變形，導(dǎo)致喪失正常的承受能力。如容器不能 滿足最小厚度要求導(dǎo)致剛度不足而失效； 穩(wěn)定失效：容器在載荷作用下，形狀突然發(fā)生改變，導(dǎo)致喪失工作能力。 如外 壓容器的失穩(wěn)破壞。外壓容器設(shè)計時，必須考慮到上述三種失效的可能性， 才能確保容器的安全使用。在滿足剛度要求的情況下，外壓容器的破壞有兩種形式，即強(qiáng)度不足引起的破壞 和失穩(wěn)引起的破壞兩種。因此，設(shè)計應(yīng)包括強(qiáng)度計算和穩(wěn)定性校核。因失穩(wěn)往往 在強(qiáng)度破壞之前發(fā)生，故穩(wěn)定性計算是外壓容器設(shè)計中的主要考慮的問題。6. 1受均勻外壓的圓筒（和外壓管子）在GB150第 6章中，外壓圓筒和外壓管子所需的有效厚度S e用查圖計算法，使用的圖