化工機械基礎(chǔ)之壓力容器設(shè)計

第四篇壓力容器設(shè)計第七章內(nèi)壓容器7.1概述

7.1.1容器的結(jié)構(gòu)

殼體(筒體)、封頭(端蓋)、法蘭、支座、接口管及人孔等組成。常低壓化工設(shè)備通用零部件標準直接選用。

典型的薄壁殼體結(jié)構(gòu)示例圖如下:7.1.2容器的分類壓力容器分類按容器壁厚按承壓性質(zhì)按管理按工藝過程的作用原理1、按容器壁厚薄壁容器：或厚壁容器：或2、按承壓性質(zhì)

內(nèi)壓：內(nèi)部介質(zhì)壓力大于外界壓力外壓：內(nèi)部介質(zhì)壓力小于外界壓力真空：內(nèi)部壓力小于一個絕對大氣壓的外壓容器表7-1內(nèi)壓容器的分類

容器分類設(shè)計壓力p（MPa）低壓容器0.1≤p＜1.6中壓容器1.6≤p＜10高壓容器10≤p＜100超高壓容器p≥1003、根據(jù)TSGR0004《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》基于設(shè)計壓力、容積和介質(zhì)危害性三個因素對壓力容器進行分類，將所適用范圍內(nèi)的壓力容器劃分為第Ⅰ類壓力容器、第Ⅱ類壓力容器和第Ⅲ類壓力容器。

①介質(zhì)分組

壓力容器的介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體，按其毒性危害程度和爆炸危險程度分為以下兩組：ⅰ.第一組介質(zhì)：毒性危害程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。ⅱ.第二組介質(zhì)：除第一組介質(zhì)以外的介質(zhì)。

其分類方法簡述如下:

介質(zhì)危害性是指壓力容器在生產(chǎn)過程中因事故致使介質(zhì)與人體大量接觸，發(fā)生爆炸或者因經(jīng)常泄漏引起職業(yè)性慢性危害的嚴重程度，用介質(zhì)毒性程度和爆炸危害程度表示。

毒性程度：綜合考慮急性毒性、最高容許濃度和職業(yè)性慢性危害等因素，極度危害最高容許濃度小于0.1mg/m3；高度危害最高容許濃度0.1mg/m3～1.0mg/m3；中度危害最高容許濃度1.0mg/m3～10.0mg/m3；輕度危害最高容許濃度大于或者等于10.0mg/m3。

易爆介質(zhì)：指氣體或者液體的蒸汽、薄霧與空氣混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介質(zhì)。具體介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險程度按照HG20660《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類》確定；HG20660沒有規(guī)定的，由壓力容器設(shè)計單位參照GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》的原則，決定介質(zhì)組別。

②壓力容器類別劃分方法

壓力容器分類的劃分應(yīng)當先按照介質(zhì)特性，按照以下要求選擇類別劃分圖，再根據(jù)設(shè)計壓力p(單位MPa)和容積V(單位L)，標出坐標點，確定壓力容器類別。

ⅰ.對于第一組介質(zhì)，壓力容器類別的劃分見下圖

ⅱ.對于第二組介質(zhì)，壓力容器類別的劃分見下圖

4、按應(yīng)用情況反應(yīng)壓力容器（Ｒ）完成物理、化學(xué)反應(yīng)，如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、聚合釜、變換爐等；換熱壓力容器（Ｅ）熱量交換，如熱交換器、管殼式余熱鍋爐、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等；分離壓力容器（Ｓ）流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離，如分離器、過濾器、緩沖器、吸收塔、干燥塔等；儲存壓力容器：（Ｃ，球罐為Ｂ）儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)，如各種形式的貯罐、貯槽、高位槽、計量槽、槽車等。7.1.2壓力容器的標準簡介

壓力容器標準是全面總結(jié)壓力容器生產(chǎn)、設(shè)計、安全等方面的經(jīng)驗，不斷納入新科技成果而產(chǎn)生的。它是壓力容器設(shè)計、制造、驗收等必須遵循的準則。壓力容器標準涉及設(shè)計方法、選材及制造、檢驗方法等。㈠國內(nèi)標準2011年我國壓力容器標準化技術(shù)委員會修訂了GB150-2011《壓力容器》GB150《壓力容器》內(nèi)容包括：通用要求材料設(shè)計制造、檢驗和驗收㈡國外主要規(guī)范國外的規(guī)范主要有四個：美國ASME規(guī)范，英國壓力容器規(guī)范（BS），日本國家標準（JIS），德國壓力容器規(guī)范（AD）。美國ASME規(guī)范美國機械工程師協(xié)會（ASME）制定的《鍋爐及壓力容器規(guī)范》。美國國家標準該規(guī)范規(guī)模龐大、內(nèi)容完善，僅依靠其本身即可完成選材、設(shè)計、制造、檢驗、試驗、安裝及運行等全部工作環(huán)節(jié)。美國ASME規(guī)范與壓力容器密切相關(guān)有：第Ⅱ卷材料技術(shù)條件、第Ⅴ卷無損檢驗、第Ⅷ卷壓力容器及第Ⅸ卷焊接及釬焊評定。每年增補一次，每三年出一新版，技術(shù)先進，修訂及時，能迅速反映世界壓力容器科技發(fā)展的最新成就，為世界上影響最大的一部規(guī)范。

7.1.4壓力容器的失效形式與

設(shè)計準則1、壓力容器的失效形式（1）強度失效（2）剛度失效（3）失穩(wěn)失效（4）泄漏失效2、壓力容器的設(shè)計準則（1）彈性失效設(shè)計準則（2）塑性失效設(shè)計準則（3）爆破失效設(shè)計準則7.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計的理論基礎(chǔ)下圖為一般回轉(zhuǎn)薄壁殼體的中間面，由于回轉(zhuǎn)薄壁殼體的厚度很小，故通?？捎弥虚g面來代表回轉(zhuǎn)薄壁殼體的幾何特性。

7.2.1回轉(zhuǎn)薄壁殼體的幾何特性坐標系：采用柱坐標，在r-z坐標面上研究回轉(zhuǎn)薄殼的幾何特性

經(jīng)線、平行圓

(1)通過回轉(zhuǎn)軸的平面稱為經(jīng)線平面，經(jīng)線平面與殼體中間面的交線稱為經(jīng)線。

(2)垂直于回轉(zhuǎn)軸的平面與中間面的交線形成的圓稱為平行圓，該圓的半徑稱為平行圓半徑，用r表示。

第一曲率半徑、第二曲率半徑

(1)經(jīng)線上任一點A處的曲率半徑稱為第一曲率半徑，用R1表示。

(2)通過經(jīng)線上任一點A作垂直于經(jīng)線的平面，該平面與中間面相交形成一條平面曲線，如圖(a)中D、A、C三點所在的曲線，該曲線在A點的曲率半徑稱為第二曲率半徑，用R2表示。

(3)第一和第二曲率半徑的曲率中心都位于A點的法線上，且第二曲率半徑的曲率中心必落在對稱軸上。在圖中，R1=AK1，R2=AK2。

(4)由高等數(shù)學(xué)知，只要已知經(jīng)線方程z=z(r)，經(jīng)線上任一點的第一曲率半徑R1可用下式求解：

(5)平行圓半徑r與第二曲率半徑R2之間有如下關(guān)系：

7.2.2回轉(zhuǎn)薄壁殼體的無力矩理論

如果回轉(zhuǎn)薄壁殼體受到軸對稱載荷作用，支承容器的邊界也對稱于軸線，則殼體因外載荷作用而引起的內(nèi)力和變形問題屬于軸對稱問題。軸對稱問題中在殼體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力在同一平行圓上沒有變化，但沿經(jīng)線(如圖中的曲線O1B)一般是變化的。

內(nèi)壓薄壁容器承受的載荷通常為氣體壓力和液體的靜壓力。一般情況下，氣體壓力是主要的載荷，液體的靜壓力相對較小。

一、無力矩理論概述

為了分析薄壁殼體中一點的應(yīng)力狀態(tài)，通常如前面圖示截取微元體。用經(jīng)向平面截殼體形成的截面稱為縱截面或經(jīng)向截面，以第二曲率半徑R2為母線形成的錐面截殼體形成的截面稱為錐截面。一般情況下，經(jīng)向截面兩側(cè)材料在經(jīng)向和殼體法線方向，錐截面兩側(cè)材料在周向，都不會存在相對錯動的剪切變形，因而在經(jīng)向截面上和錐截面的周向都不可能存在剪力。彎矩、是由于周向和經(jīng)向的曲率變化引起的，橫剪力則是由于錐截面兩側(cè)材料在沿殼體法線方向可能存在的剪切變形引起的。和是由于殼體中間面的拉伸或壓縮變形而產(chǎn)生的，稱為薄膜內(nèi)力。

在殼體理論中，如果全部考慮上述內(nèi)力，這種理論稱為“有力矩理論”或“彎曲理論”。

一般只承受氣體壓力和液體靜壓力的情況下，在容器殼體的大部分區(qū)域，其彎矩和橫剪力與薄膜內(nèi)力相比是很小的，如果略去不計，將使殼體的應(yīng)力分析大大簡化而不致引起大的誤差。此時，殼體的應(yīng)力狀態(tài)僅由薄膜內(nèi)力和確定，稱為“無矩應(yīng)力狀態(tài)”，如圖(c)所示?；谶@一近似假設(shè)求解這些薄膜內(nèi)力的理論，稱為“無力矩理論”或“薄膜理論”。

薄壁容器殼體的應(yīng)力分析和強度計算都是以無力矩理論為基礎(chǔ)的。

二、無力矩理論的基本方程式

殼體處于“無矩應(yīng)力狀態(tài)”時，類似于薄膜(如氣球承受內(nèi)部氣壓)僅靠張力承壓，故稱為“薄膜理論”。

假設(shè)該微段柔索上作用的法向總力是一微小的力，在圖7-3中為水平方向，用dP表示。由于柔索具有一定的曲率，截面上的拉伸內(nèi)力(張力)N不是作用在同一條直線上，其合力可以平衡法向總力dP。由圖7-3易知其平衡方程，即

圖7-3柔索承受法向力示意圖由于夾角很微小，則有薄膜或薄壁殼體承受內(nèi)壓與柔索承受法向力是相似的，區(qū)別僅在于薄壁殼體是在經(jīng)向和周向均有曲率，兩個方向的薄膜內(nèi)力都對平衡內(nèi)壓p有貢獻，但每一方向所平衡的內(nèi)壓部分都可應(yīng)用上式進行計算。于是有

式中dP為在殼體微元內(nèi)表面上作用的法向總力，其值為內(nèi)壓p與殼體微元中間面(可視為矩形平面)面積的乘積。

設(shè)殼體微元的厚度為δ，經(jīng)向截面上的薄膜應(yīng)力為

，稱為周向應(yīng)力或環(huán)向應(yīng)力，錐截面上的薄膜應(yīng)力為

，稱為經(jīng)向應(yīng)力，則有上式表示了回轉(zhuǎn)殼體上任一點的兩向薄膜應(yīng)力與內(nèi)壓力p的平衡關(guān)系，稱為微體平衡方程式。

微體平衡方程式(7-1)在軸對稱問題中，殼體中點的應(yīng)力在同一平行圓上是不變的，但沿經(jīng)線一般來說是變化的。由于經(jīng)向應(yīng)力作用在錐截面上，因此，可以按照錐截面把薄壁殼體截開，取其中任一部分，研究所取殼體的軸向平衡條件，就可將經(jīng)向應(yīng)力求出來。如此截取殼體的部分區(qū)域得到的軸向平衡方程稱為區(qū)域平衡方程式。(a)(b)圖7-4回轉(zhuǎn)薄殼的軸向平衡殼體承受均布氣壓時的軸向平衡條件，即區(qū)域平衡方程式為

以上兩式即為承受氣體壓力作用的容器殼體內(nèi)兩向薄膜應(yīng)力的計算公式。

故代入微體平衡方程式，得

(7-2)(7-3)7.2.3無力矩理論在容器應(yīng)力分析中的應(yīng)用

分析幾種工程中典型回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力：承受氣體內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)薄殼球形殼體薄壁圓筒錐形殼體橢球形殼體

1.球形殼體球形殼體上各點的第一曲率半徑與第二曲率半徑相等，即R1=R2=R將曲率半徑代入式（7-2）和式（7-3）得：（7-4）2.薄壁圓筒薄壁圓筒中各點的第一曲率半徑和第二曲率半徑分別為

R1=∞；R2=R將R1、R2代入（7-2）和式（7-3）得：薄壁圓筒中，周向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的2倍（7-5）3.錐形殼體錐形殼體的應(yīng)力（7-6）R1=式（7-2）（7-3）由式（7-6）可知：①周向應(yīng)力和經(jīng)向應(yīng)力與x呈線性關(guān)系，錐頂處應(yīng)力為零，離錐頂越遠應(yīng)力越大，且周向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力的兩倍；②錐殼的半錐角α是確定殼體應(yīng)力的一個重要參量。當α0°時，錐殼的應(yīng)力圓筒的殼體應(yīng)力。當α90°時，錐體變成平板，應(yīng)力無限大。推導(dǎo)思路：式（7-2）（7-3）橢圓曲線方程R1和R2（7-7）

又稱胡金伯格方程4.橢球形殼體工程上常用標準橢圓形封頭，其a/b=2。

的數(shù)值在頂點處和赤道處大小相等但符號相反，即頂點處為，赤道上為-，恒是拉伸應(yīng)力，在頂點處達最大值為。7.2.4無力矩理論的應(yīng)用條件1、殼體的厚度、中面曲率和載荷連續(xù)，材料的物理性能相同。2、殼體的邊界處不受橫向剪力、彎矩和轉(zhuǎn)矩作用。3、殼體的邊界處的約束沿徑向的切線方向，不得限制邊界處的轉(zhuǎn)角與撓度。7.3容器邊緣應(yīng)力及其處理7.3.1邊緣應(yīng)力的產(chǎn)生相鄰兩段性能不同，或所受溫度或壓力不同，導(dǎo)致兩部分變形量不同，但又相互約束，從而產(chǎn)生較大的剪力與彎矩。筒體與封頭聯(lián)接為例，邊緣應(yīng)力數(shù)值很大，有時導(dǎo)致容器失效，應(yīng)重視。無力矩理論忽略了剪力與彎矩的影響，可以滿足工程設(shè)計精度的要求。但對圖中所示的一些情況，就須考慮彎矩的影響。7.3.2邊緣應(yīng)力的特點邊緣應(yīng)力具有局限性和自限性兩個基本特性：1．局限性——大多數(shù)都有明顯的衰減波特性，隨離開邊緣的距離增大，邊緣應(yīng)力迅速衰減。2．自限性——彈性變形相互制約，一旦材料產(chǎn)生塑性變形，彈性變形約束就會緩解，邊緣應(yīng)力自動受到限制，即邊緣應(yīng)力的自限性。塑性好的材料可減少容器發(fā)生破壞。局部性與自限性，設(shè)計中一般不按局部應(yīng)力來確定厚度，而是在結(jié)構(gòu)上作局部處理。但對于脆性材料，必須考慮邊緣應(yīng)力的影響。7.4內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計7.4.1內(nèi)壓筒體設(shè)計（一）內(nèi)壓圓筒的厚度計算筒體內(nèi)較大的環(huán)向應(yīng)力不應(yīng)高于在設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力，即[σ]t-設(shè)計溫度t℃下材料許用應(yīng)力，MPa。實際設(shè)計中須考慮三個因素：（1）焊接接頭系數(shù)（2）容器內(nèi)徑（3）

壁厚

（1）焊接接頭系數(shù)鋼板卷焊。夾渣、氣孔、未焊透等缺陷，導(dǎo)致焊縫及其附近區(qū)域強度可能低于鋼材本體的強度。鋼板[σ]t乘以焊接接頭系數(shù)φ，φ≤1

（2）容器內(nèi)徑工藝設(shè)計確定內(nèi)徑Di，制造測量也是內(nèi)徑，而受力分析中的D卻是中面直徑。解出δ，得到內(nèi)壓圓筒的厚度計算式(二）內(nèi)壓球殼的厚度計算設(shè)計溫度下球殼的計算厚度：對于受均勻內(nèi)壓封頭的設(shè)計，原則上應(yīng)根據(jù)封頭的幾何形狀和尺寸，除了考慮由內(nèi)壓引起的薄膜應(yīng)力之外，還應(yīng)考慮連接邊緣的不連續(xù)應(yīng)力，但實際上由于按照應(yīng)力分析進行設(shè)計甚為復(fù)雜，故封頭設(shè)計中采用了比較簡單的方法。對承受靜載荷的一般封頭，僅以遠離邊緣區(qū)域的薄膜應(yīng)力或彎曲應(yīng)力進行分析并加以限制，對于由各種原因引起的邊緣應(yīng)力，僅在結(jié)構(gòu)形式上定性地加以限制，或在設(shè)計公式中引入形狀系數(shù)或應(yīng)力增強系數(shù)，把按薄膜應(yīng)力或彎曲應(yīng)力求得的厚度適當予以放大。

7.4.2內(nèi)壓封頭設(shè)計(1)半球形封頭與內(nèi)壓球殼的厚度設(shè)計計算相同:受內(nèi)壓時，由于半球形封頭的薄膜應(yīng)力較其它封頭為最小，所以所需壁厚最薄。根據(jù)設(shè)計規(guī)定，封頭中只有半球形封頭的最小厚度可以小于筒體厚度。不過，有時為了焊接方便，也可取與筒體等厚度。

(2)橢圓形封頭橢圓形封頭中最大薄膜應(yīng)力與橢圓的長短軸之比a/b有關(guān)，從橢球形殼體的應(yīng)力分析中可看出，其計算公式較為復(fù)雜。橢圓形封頭上的最大綜合應(yīng)力(薄膜應(yīng)力與邊緣應(yīng)力的合成應(yīng)力)可由下式計算：式中K——橢圓形封頭形狀系數(shù)，由a/b=Di/2hi的比值確定：根據(jù)彈性失效設(shè)計準則，考慮焊接接頭系數(shù)φ，并代入D=Di+δ，則有：

進行適當簡化后，即得一般橢圓形封頭的設(shè)計公式為：

對于標準橢圓形封頭(a/b=Di/2hi=2)，K=1，則上式可寫成

當橢圓形封頭Di≤1500mm時，一般采用整塊鋼板沖壓成型，此時φ=1.0；當Di＞1500mm時，因受鋼板尺寸的限制，需要由幾塊鋼板拼焊成坯料，然后加熱沖壓成型，此時φ值須視焊接結(jié)構(gòu)及其無損檢測情況而定。

(3)碟形封頭碟形封頭又稱帶折邊的球形封頭，它由三部分組成：

第一部分是以Ri≤Di的球面部分；

第二部分是r≥10%Di且r≥3δn的過渡圓弧部分；

第三部分是高度為h0=25mm、40mm的直邊段，如圖所示。為了不使碟形封頭過淺而成為平板狀并降低過渡圓弧與球面部分和柱面部分聯(lián)接處的邊緣應(yīng)力，通常取Ri=0.9Di,r=0.17Di。由于在球面、柱面與過渡環(huán)殼的連接點，都存在曲率半徑的不連續(xù)，因而在這兩點處必須按照有力矩理論求解其邊緣應(yīng)力。但這樣處理，在設(shè)計時又過于復(fù)雜，因而在工程設(shè)計時，在橢圓形封頭設(shè)計公式的基礎(chǔ)上并考慮到碟形封頭的形狀特征，得到碟形封頭的設(shè)計公式為：

式中M——碟形封頭的形狀系數(shù)，由Ri/r的比值確定；Ri——碟形封頭的球面部分內(nèi)半徑，Ri≤Di。(4)其他封頭對于承受內(nèi)壓的球冠形封頭、錐形封頭和平蓋的設(shè)計詳見GB150。

上述容器及其封頭厚度設(shè)計公式中的一些參數(shù)，均應(yīng)按國家標準GB150《壓力容器》的有關(guān)規(guī)定取值，現(xiàn)介紹如下：(1)設(shè)計壓力與計算壓力1)設(shè)計壓力在介紹設(shè)計壓力的概念之前，下面先介紹國家標準GB150有關(guān)壓力的有關(guān)定義。7.2.3壓力容器設(shè)計技術(shù)參數(shù)的確定①壓力除注明者外，壓力系指表壓力。②工作壓力pw工作壓力是指正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。③設(shè)計壓力p設(shè)計壓力是指設(shè)定的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，其值不低于工作壓力。設(shè)計壓力的確定原則是應(yīng)該根據(jù)容器最危險的操作情況而定。

④計算壓力pc計算壓力是指相應(yīng)設(shè)計溫度下，用以確定元件厚度的壓力,包括液柱靜壓力等附加載荷。

設(shè)計壓力的確定一般可以根據(jù)下列原則：

①

對于裝有超壓泄放裝置的壓力容器，其設(shè)計壓力p應(yīng)根據(jù)超壓泄放裝置的不同種類分別進行確定。例如，裝有安全閥的壓力容器，考慮到安全閥開啟動作的滯后而使容器不能及時泄壓，其設(shè)計壓力p不應(yīng)低于安全閥的開啟壓力，通常可取最高工作壓力的1.05～1.10倍；裝有爆破片的壓力容器，其設(shè)計壓力p不得低于爆破片的爆破壓力。

②對于盛裝液化氣體的容器，其設(shè)計壓力取決于正常操作時可能達到的最高介質(zhì)溫度即最高操作溫度下對應(yīng)的飽和蒸汽壓，設(shè)計壓力的具體確定方法可參考TSGR0004確定。

(2)設(shè)計溫度設(shè)計溫度系指容器在正常工作情況下，設(shè)定元件的金屬溫度(沿元件金屬截面的溫度平均值)。設(shè)計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達到的最高溫度。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到的最低溫度。容器各部分在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時，可分別設(shè)定每部分的設(shè)計溫度。

設(shè)計溫度與設(shè)計壓力一起作為設(shè)計載荷條件，對有不同工況的壓力容器，應(yīng)按最苛刻的工況設(shè)計，必要時還需考慮不同工況的組合，并在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明各工況操作條件和設(shè)計條件下的壓力和溫度值。

(3)許用應(yīng)力與安全系數(shù)材料的許用應(yīng)力[σ]t是壓力容器筒體、封頭等受壓元件的材料許用強度，其確定方法與前述第5章介紹的方法相同，即取材料的極限應(yīng)力與材料安全系數(shù)之比而得到，其中材料的極限應(yīng)力有屈服強度ReL(或Rp0.2)、抗拉強度Rm、蠕變極限Rn和持久強度RD等。

為便于設(shè)計，表14-4列出了國家標準GB150規(guī)定的安全系數(shù)，附錄中還列出了國家標準GB150中常用的鋼板和鋼管許用應(yīng)力值。(4)焊接接頭系數(shù)大多數(shù)壓力容器采用焊接結(jié)構(gòu)，而焊縫又是容器上比較薄弱的環(huán)節(jié)，較多事故發(fā)生都是由于焊接接頭金屬部分焊接熱影響區(qū)的破裂引起的。由于焊接過程會使金屬組織成分發(fā)生變化，導(dǎo)致晶粒變粗、韌性下降，同時可能存在夾渣、氣孔及未焊透等缺陷致使焊接接頭本身的強度削弱。因此，在設(shè)計中引入焊接接頭系數(shù)φ，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，其具體數(shù)值按下表選取。焊接接頭型式結(jié)構(gòu)簡圖焊接接頭系數(shù)φ全部無損檢測局部無損檢測雙面焊對接接頭和相當于雙面焊的全焊透對接接頭1.000.85單面焊對接接頭(沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板)

0.90

0.80(5)厚度及厚度附加量1)厚度附加量厚度附加量C按下式確定：

C=C1＋C2

式中C1——鋼板厚度負偏差，mm；C2——腐蝕裕量，mm。鋼板厚度負偏差應(yīng)按相應(yīng)鋼材標準的規(guī)定選取。Q245R、Q345R和16MnDR等鍋爐和壓力容器常用鋼板的厚度負偏差均為0.30mm。GB24511《承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板和鋼帶》中對于熱軋不銹鋼厚鋼板(公稱厚度≥5mm)的負偏差也規(guī)定為0.30mm。

為防止壓力容器受壓元件由于腐蝕、機械磨損而導(dǎo)致厚度削弱減薄，對與腐蝕介質(zhì)直接接觸的筒體、封頭、接管等受壓元件，均應(yīng)考慮腐蝕裕量C2

，具體規(guī)定如下：

ⅰ.對有均勻腐蝕或磨損的元件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器設(shè)計使用年限和介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率(及磨蝕速率)確定腐蝕裕量；ⅱ.容器各元件受到的腐蝕程度不同時，可采取不同的腐蝕裕量；ⅲ.介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸汽或水的碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼制容器，腐蝕裕量不小于1mm。

2)為便于計算以及滿足設(shè)計和制造不同階段厚度的變化，GB150對各種厚度的含義進行了如下的敘述：①計算厚度δ計算厚度是指按相應(yīng)公式計算得到的厚度。需要時，尚應(yīng)計入其他載荷所需厚度。

②設(shè)計厚度δd設(shè)計厚度是指計算厚度與腐蝕裕量之和，即δd=δ+C2。③名義厚度δn名義厚度是指設(shè)計厚度加上鋼板負偏差后向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度，即標注在圖樣上的厚度。④有效厚度δe有效厚度是指名義厚度減去鋼板厚度負偏差和腐蝕裕量，即δe=δn-C1-C2。它也是容器在整個使用期內(nèi)可以依靠用于承受介質(zhì)壓力的厚度。

3)壓力容器的最小厚度在壓力容器設(shè)計中，對于壓力較低(如低壓或常壓)的容器，按強度計算公式得到的厚度很小，往往不能滿足制造、運輸和安裝時的剛度要求，因此，對殼體元件規(guī)定了加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度。

GB150對壓力容器殼體的最小厚度的規(guī)定為：ⅰ.對碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于3mm；ⅱ.對高合金鋼制容器，一般應(yīng)不小于2mm。

4）各種厚度的定義及表示厚度計算厚度δ設(shè)計厚度δd名義厚度δn有效厚度δe成型厚度計算厚度（δ）——由公式采用計算壓力得到的厚度。必要時還應(yīng)計入其它載荷對厚度的影響。設(shè)計厚度（δd）——計算厚度與腐蝕裕量之和。δd＝δ＋C2名義厚度（δn）——設(shè)計厚度加上鋼材厚度負偏差后向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度，即標注在圖樣上的厚度。δn＝δd＋C1＋Δ=δ＋C1＋C2＋Δ有效厚度（δe）——名義厚度減去鋼材負偏差和腐蝕裕量。δe＝δn－C1－C2厚度附加量（C）——由鋼材的厚度負偏差C1和腐蝕裕量C2組成，不包括加工減薄量C3。C=C1+C2加工減薄量——根據(jù)具體制造工藝和板材實際厚度由制造廠而并非由設(shè)計人員確定。計算厚度δ有效厚度δe成型后厚度毛坯厚度名義厚度δn設(shè)計厚度δdC1+C2加工減薄量加工減薄量第一次厚度圓整值厚度負偏差C1腐蝕裕量C2第二次厚度圓整值厚度關(guān)系示意圖7.5壓力試驗為什么要進行壓力試驗?zāi)?？制造加工過程不完善，導(dǎo)致不安全，發(fā)生過大變形或滲漏。最常用的壓力試驗方法是液壓試驗。常溫水。也可用不會發(fā)生危險的其它液體。試驗時液體的溫度應(yīng)低于其閃點或沸點。不適合作液壓試驗，如裝入貴重催化劑要求內(nèi)部烘干，或容器內(nèi)襯耐熱混凝土不易烘干，或由于結(jié)構(gòu)原因不易充滿液體的容器以及容積很大的容器等，可用氣壓試驗代替液壓試驗。對壓力試驗的規(guī)定情況如下表所示：試驗類型試驗壓力強度條件說明

備注液壓試驗

立式容器臥置進行水壓試驗時，試驗壓力應(yīng)取立置試驗壓力加液柱靜壓力。壓力試驗時，由于容器承受的壓力pT高于設(shè)計壓力p，故必要時需進行強度效核。

氣壓試驗

(4-18）

(4-20)pT-試驗壓力，MPa；p-設(shè)計壓力，MPa；

[s]一試驗溫度下的材料許用應(yīng)力，MPa；

[s]T一設(shè)計溫度下的材料許用應(yīng)力，MPa例題7-1：某廠欲設(shè)計一回流罐。已知罐的計算壓力為2.5MPa，溫度為45℃，罐的為內(nèi)徑1.2m；罐體長度為3.2m，腐蝕裕量為2mm，試選擇筒體及封頭的型式和厚度。解：(1)確定筒體厚度材料選用Q345Rpc＝2.5MPa；Di=1200mm；[s]t＝189MPa(附錄2)

j=0.85（表14-5）；C2=2mm

得筒體設(shè)計厚度為：（2）決定封頭的形式和厚度材料選用16MnRa、若采用半球形封頭b、若采用標準橢圓形封頭c、若采用標準碟形封頭封頭形式所需厚度/mm制造難易程度半球形封頭6難橢圓形封頭12較易蝶形封頭12較易作業(yè)：P1872、4《化妝品術(shù)語》起草情況匯報中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標準的立項和下達時間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標委會都要建立自己的術(shù)語標準。1ONE二、標準經(jīng)費標準研制經(jīng)費：3.8萬三、標準的立項意義術(shù)語標準有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標準一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標準體系中的基礎(chǔ)標準，術(shù)語標準在各個領(lǐng)域的標準體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標準體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標準的制定就顯得尤為重要。四、標準的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標準中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對于沒有國標或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實用性在標準體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標準的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標準、文獻并對國外文獻如美國21CFR進行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評價術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標準；3.對于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會會議意見：1.修改能引用國家標準的盡量引用國家標準；對存在歧義的個別用詞進行修改。2.刪除由于本標準中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會所制定的某個標準存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)