各國(guó)壓力容器規(guī)范(科技標(biāo)委)介紹課件

ASME和各有關(guān)國(guó)家壓力容器規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))的簡(jiǎn)要介紹

（和設(shè)計(jì)有關(guān)的問(wèn)題）華東理工大學(xué)

丁伯民全國(guó)高科技教工標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)委員會(huì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化繼續(xù)教育網(wǎng)2010.10.15～17，無(wú)錫ASME和各有關(guān)國(guó)家壓力容器規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))的簡(jiǎn)要介紹

（和設(shè)計(jì)1各國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系主要是三大體系，ASME，EN13445和гостASME系統(tǒng):亞太、北美地區(qū)，GB150、JB4732和JIS標(biāo)準(zhǔn)主要參照ASME規(guī)范EN13445系統(tǒng):歐洲大陸地區(qū)，主要參照BS5500(現(xiàn)改為PD5500)，CODAP和AD規(guī)范гост系統(tǒng):俄羅斯及原東歐國(guó)家，現(xiàn)國(guó)內(nèi)很少關(guān)心20世紀(jì)末歐共體提出PED(承壓設(shè)備指令)并統(tǒng)一成EN13445后，形成歐美體系的競(jìng)爭(zhēng)，所以ASME(特別是Ⅷ-2)和EN有相互靠近的趨勢(shì)各國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系主要是三大體系，ASME，EN2ASME規(guī)范體系是美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(ASME)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只有在地方政府的安全監(jiān)察部門以法律形式認(rèn)可情況下才能成為法定控制產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)法規(guī)。未提及容器分類ASME規(guī)范的卷、版本、增補(bǔ)、條款解釋、規(guī)范案例、例題ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范共12卷，包括鍋爐、壓力容器(移動(dòng)式和固定式)核容器、各種材料、無(wú)損檢測(cè)、焊接和釬接評(píng)定等，一切鍋爐和壓力容器的建造(包括材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、檢查、認(rèn)證和泄壓等)工作，都可以在ASME規(guī)范范圍內(nèi)解決和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的編寫習(xí)慣略有不同ASME規(guī)范體系是美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(ASME)3ASMEⅧ壓力容器規(guī)范體系(1)ASME壓力容器規(guī)范是壓力容器的建造規(guī)則規(guī)范制定了強(qiáng)制性要求、特殊禁用規(guī)定以及非強(qiáng)制性指南是包括多種制造方法、多種材料容器的建造規(guī)則ASMEⅧ-1、Ⅷ-2是包括立式或臥式容器、換熱器、膨脹節(jié)等在內(nèi)各種壓力容器的建造規(guī)則Ⅷ-1、Ⅷ-2、Ⅷ-3共三冊(cè)各適用于不同的對(duì)象關(guān)于計(jì)算機(jī)和有限元的使用，設(shè)計(jì)用線算圖和曲線擬合公式GB150、JB4732實(shí)際上主要引自ASMEⅧ-1和Ⅷ-2，但由于各種原因(國(guó)內(nèi)具體情況，技術(shù)政策，也包括某些誤引和漏引)而造成某些區(qū)別ASMEⅧ壓力容器規(guī)范體系(1)ASME壓力容器規(guī)范是壓4

ASMEⅧ壓力容器規(guī)范體系(2)用戶、制造廠、AI三方，設(shè)計(jì)不作為獨(dú)立一方，由制造廠負(fù)責(zé)完成，所以只有制造廠才能取證用戶提交用戶設(shè)計(jì)說(shuō)明書給制造廠制造廠(或委讬其它單位)提出設(shè)計(jì)計(jì)算書，施工圖，制造完成后提出制造廠數(shù)據(jù)報(bào)告、制造廠建造記錄和竣工圖并在容器上蓋鋼印等，對(duì)容器因質(zhì)量而可能引起的后果承擔(dān)責(zé)任由保險(xiǎn)公司聘用的AI跟蹤各環(huán)節(jié)，對(duì)用戶設(shè)計(jì)說(shuō)明書、制造廠設(shè)計(jì)報(bào)告、制造廠數(shù)據(jù)報(bào)告等予以證明，并在各制造環(huán)節(jié)中實(shí)施檢驗(yàn)。對(duì)容器因質(zhì)量而可能引起的后果不承擔(dān)任何責(zé)任ASMEⅧ壓力容器規(guī)范體系(2)用戶、制造廠、AI三5ASMEⅧ-1前言規(guī)范制定了強(qiáng)制性要求、特殊禁用規(guī)定以及非強(qiáng)制性指南。規(guī)范沒(méi)有提及建造工作的所有方面，對(duì)于沒(méi)有特別提及的方面不宜認(rèn)為它是被禁用的。當(dāng)規(guī)范公式是強(qiáng)制性時(shí)，應(yīng)按照規(guī)范公式進(jìn)行計(jì)算。規(guī)范既不要求，也不禁止使用計(jì)算機(jī)對(duì)按規(guī)范建造的部件進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)。但是，提請(qǐng)采用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析的設(shè)計(jì)師們注意的是，他們要對(duì)所采用的程序中固有的一切技術(shù)上的假定負(fù)責(zé)，且要對(duì)設(shè)計(jì)上使用這些程序負(fù)責(zé)。所制定的規(guī)則不能理解為以任何形式限制制造廠自行選擇符合規(guī)范規(guī)則的任何設(shè)計(jì)方法或任何結(jié)構(gòu)型式某一特定部件是否符合規(guī)范規(guī)則的問(wèn)題或爭(zhēng)議應(yīng)提交給ASME的持證人(制造廠)ASMEⅧ-1前言規(guī)范制定了強(qiáng)制性要求、特殊6

GB150的體系(1)

含GB151，JB4732等以《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》為框架的具體執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(現(xiàn)改為《簡(jiǎn)單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《固定式容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》)，按容器的潛在危險(xiǎn)程度分為三類(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類)還涉及一系列其它標(biāo)準(zhǔn):GB151，JB4732，GB16749，JB/T4710，JB/T4731，JB/T4735和鋁制、鈦制、銅制、鎳和鎳合金制容器等，并和鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定、鋼制壓力容器焊接規(guī)程、承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)等標(biāo)準(zhǔn)配套使用GB150的體系(1)

7GB150的體系(2)

含GB151，JB4732等不定期出版和修改(GB150已在修改，雖擬改為固定式壓力容器，但實(shí)際上涉及鋼制以外的容器還要按照其它引用標(biāo)準(zhǔn))設(shè)計(jì)、制造都作為獨(dú)立方，應(yīng)分別取證，都應(yīng)接受特種設(shè)備安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的監(jiān)察用戶或設(shè)計(jì)委讬方向設(shè)計(jì)單位提出設(shè)計(jì)條件GB150明確要求疲勞分析的容器不屬于該標(biāo)準(zhǔn)的范圍，JB4732則明確為分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB150的體系(2)

8EN13445標(biāo)準(zhǔn)的體系(1)是為貫徹97/23/EC《承壓設(shè)備指令》(PED)而制訂的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)因另有和無(wú)縫焊接氣瓶、簡(jiǎn)單壓力容器指令等相配套的各種氣瓶、簡(jiǎn)單壓力容器標(biāo)準(zhǔn)，所以EN13445就不包括各種氣瓶、簡(jiǎn)單壓力容器適用于碳鋼、低合金鋼和奧氏體不銹鋼，在第6篇中包括了球墨鑄鐵壓力容器及其元件的補(bǔ)充要求，在第8篇中包括了鋁和鋁合金壓力容器及其元件的補(bǔ)充要求除常用元件外，還包括了各類管殼式換熱器和膨脹節(jié)以及臥式容器、塔式容器的設(shè)計(jì)內(nèi)容EN13445標(biāo)準(zhǔn)的體系(1)是為貫徹97/23/9EN13445標(biāo)準(zhǔn)的體系(2)PED將壓力容器分根據(jù)流體組別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類(或稱風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別)EN13445僅一冊(cè)，對(duì)于常用元件，在設(shè)計(jì)部分的正文中采用了按公式設(shè)計(jì)的方法，如有需要，可進(jìn)行簡(jiǎn)化或詳細(xì)的疲勞分析;對(duì)于結(jié)構(gòu)、載荷復(fù)雜或形狀允差超標(biāo)的元件，在其附錄B和C中列出了直接法和基于應(yīng)力分類的分析設(shè)計(jì)方法(和ASMEⅧ-2體系相同)EN13445標(biāo)準(zhǔn)的體系(2)PED將壓力容器分根10ASMEⅧ概況建造規(guī)范(包括材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、認(rèn)證和泄壓在內(nèi)的全面考慮)，現(xiàn)包括英制和公制Ⅷ-11914～2010容器建造規(guī)則U證Ⅷ-21968～2010壓力容器建造另一規(guī)則U2證Ⅷ-31997～2010高壓容器建造規(guī)則U3證三年一個(gè)版本，每年一個(gè)增補(bǔ)，規(guī)范案例（每年4次），半年一個(gè)條款解釋ASMEⅧ概況建造規(guī)范(包括材料、設(shè)計(jì)、制造、11ASMEⅧ-1特點(diǎn)和主要內(nèi)容

(1)引言U適用范圍和總則●A分卷通用要求，是適用于全冊(cè)的要求

UG●B分卷與制造方法有關(guān)的要求UW，UF，UB●C分卷與各類材料有關(guān)的要求UCS，UNF，UHA，UCI，UCL，UCD，UHT，ULW，ULT，UHX，UIG(2009A新增，不透性石墨建造壓力容器的要求)ASMEⅧ-1特點(diǎn)和主要內(nèi)容(1)引言U適用12ASMEⅧ-1特點(diǎn)和主要內(nèi)容

(2)強(qiáng)制性附錄37(08A增加35)(09A增加36-40)●非強(qiáng)制性附錄25(08A增加KK和LL)(09A增加MM)●相關(guān)的卷Ⅱ卷材料A篇鐵基材料， B篇非鐵基材料C篇焊條、焊絲及填充金屬材料D篇性能(英制、公制)Ⅴ卷無(wú)損檢測(cè)Ⅸ卷焊接和釬焊評(píng)定ASMEⅧ-1特點(diǎn)和主要內(nèi)容(2)強(qiáng)制性附錄37(013我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)和主要內(nèi)容GB150實(shí)際上是鋼制壓力容器有關(guān)元件的設(shè)計(jì)內(nèi)容，涉及到其它材料(如鋁制、銅制、鈦制、鎳制等)，其它容器(如換熱器、立式容器、臥式容器、球形儲(chǔ)罐等)還有其它相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，雖然也列有制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收的有關(guān)規(guī)定，但實(shí)際上還需要鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定、鋼制壓力容器焊接規(guī)程、承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)等配套標(biāo)準(zhǔn)才具有可操作性，在材料方面，更需要和有關(guān)的板材、管材、棒材、鍛件、鑄件等，以及優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等標(biāo)準(zhǔn)配合另有JB4732—分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)配套我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)和主要內(nèi)容GB150實(shí)際上是鋼制壓力容器14EN13445的主要特點(diǎn)和主要內(nèi)容僅一冊(cè)，包括總論，材料，設(shè)計(jì)，制造，檢驗(yàn)和試驗(yàn)，由球墨鑄鐵壓力容器及承壓元件的設(shè)計(jì)和制造要求等6篇，每篇在必要時(shí)都列有詳細(xì)附錄2007版起的ASMEⅧ-2以及修訂中的GB150《固定式壓力容器》和EN13445在形式上有逐漸靠近的趨向(ASMEⅧ-2按總的要求，責(zé)任和任務(wù)，材料要求，按規(guī)則設(shè)計(jì)要求，按分析設(shè)計(jì)要求，制造要求，檢驗(yàn)與檢測(cè)要求，壓力試驗(yàn)要求，壓力容器超壓保護(hù)等九部分劃分。GB150按通用要求，材料，設(shè)計(jì)，制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收要求四部分劃分)EN13445的主要特點(diǎn)和主要內(nèi)容僅一冊(cè)，包括總論，材料，15設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(1)所考慮的失效準(zhǔn)則和強(qiáng)度理論彈性，彈-塑性，塑性，安定性，穩(wěn)定性(線性彈性，非線性彈性，塑性)，膨脹節(jié)部分也包括疲勞，最大主應(yīng)力理論●設(shè)計(jì)壓力(獨(dú)立容器，組合容器—獨(dú)用元件、公用元件，按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)，按壓差設(shè)計(jì))UG-21，UG-99，UG-19,附錄3-2設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(1)所考慮的失效準(zhǔn)則和強(qiáng)度理論16設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(2)最大許用工作壓力，由計(jì)算求得的試驗(yàn)壓力UG-99，UG-98，附錄3-2，附錄KK(二者都指成品容器，區(qū)別僅在于腐蝕裕量、所用許用應(yīng)力的對(duì)應(yīng)溫度以及所涉及的載荷)●

設(shè)計(jì)溫度(最高、最低MDMT)UG-20，UCS-66●

腐蝕裕量，材料壁厚負(fù)偏差及制造減薄量UG-25，UG-16，UG-32注18●

壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力（最大許用工作壓力，設(shè)計(jì)壓力，計(jì)算得的試驗(yàn)壓力），試驗(yàn)溫度，試驗(yàn)壓力上限(內(nèi)壓容器，真空容器，獨(dú)立容器，組合容器—其公用元件按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)、按壓差設(shè)計(jì))UG-99，UG-100，氣壓試驗(yàn)時(shí)的注意點(diǎn)(UW-50)設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(2)最大許用工作壓力，由計(jì)算求得的試17設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(3)獨(dú)立容器:內(nèi)壓PT=1.3PS/ST(原理分析)真空PT=1.3P(原理分析)組合容器:組合容器的獨(dú)用元件或組合容器按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)時(shí)：和獨(dú)立容器壓力試驗(yàn)相同組合容器舉例設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(3)獨(dú)立容器:內(nèi)壓PT=18設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(4)組合容器(不按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)時(shí))的公用元件：ΔP<max(P1，P2)，即P1、P2同號(hào)時(shí)[UG-99(e)(2)]:先內(nèi)筒PT=1.3(P2-P1)S/ST再兩側(cè)同時(shí)P1側(cè):PT=1.3P1S/ST

P2側(cè):PT=1.3P2S/ST此時(shí)要控制兩室壓差不超過(guò)內(nèi)筒的試驗(yàn)壓力值

ΔP>max(P1，P2)，即P1、P2異號(hào)時(shí)[UG-99(e)(1)]:先內(nèi)筒PT=1.3P1(按真空容器，內(nèi)壓方式)再夾套PT=max[1.3P2S/ST，(P2-P1)S/ST]其中比值S/ST為構(gòu)成該容器各元件(10:一般情況下不包括螺栓)中的最小值設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(4)組合容器(不按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)19設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(5)上述壓力試驗(yàn)的規(guī)定是規(guī)范要求的最小值，也可協(xié)商后由計(jì)算得的試驗(yàn)壓力試驗(yàn)規(guī)范不規(guī)定液壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力上限，但當(dāng)超過(guò)規(guī)定值使容器出現(xiàn)明顯的塑性變形(permanentdistortion)時(shí)，檢驗(yàn)師有權(quán)拒收設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問(wèn)題(5)上述壓力試驗(yàn)的規(guī)定是規(guī)范要求20GB150壓力試驗(yàn)(1)內(nèi)壓、外壓、真空容器，外壓容器和真空容器以內(nèi)壓進(jìn)行試驗(yàn)內(nèi)壓容器:PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t，其中，〔σ〕/〔σ〕t應(yīng)取各元件材料的比值中最小者(圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件等)(新容規(guī)已不包括緊固件)外壓容器和真空容器:PT=1.25P要求試驗(yàn)前校核圓筒應(yīng)力，以不超過(guò)0.9倍屈服強(qiáng)度為滿足GB150壓力試驗(yàn)(1)內(nèi)壓、外壓、真空容器，21

GB150壓力試驗(yàn)(2)如內(nèi)容器為常壓或低壓，夾套有壓力(0.8MPa)，則把內(nèi)容器視為外壓容器，按PT==1.25P2〔σ〕/〔σ〕t

試驗(yàn)，則按常壓設(shè)計(jì)的封頭和法蘭承受不了，如封頭和法蘭按P2(0.8MPa)設(shè)計(jì)，則大大增加了成本如內(nèi)容器為真空，夾套為0.2MPa，則內(nèi)容器帶夾套部分設(shè)計(jì)壓力為0.3MPa。內(nèi)容器如按真空容器PT=1.25P1試內(nèi)壓，為0.125MPa，夾套按內(nèi)壓容器試壓，為0.25MPa，試壓結(jié)果尚達(dá)不到0.3MPa的設(shè)計(jì)壓力(GB150稱為外壓容器)GB150壓力試驗(yàn)(2)如內(nèi)容器為常壓或低壓22GB150壓力試驗(yàn)(3)PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t中的P也可用最大許用工作壓力，但該壓力是根據(jù)容器各部分殼體的有效厚度計(jì)算所得，且取最小值(未提及受壓范圍內(nèi)的任何零件，也未提及除壓力外的其它各種載荷)GB150壓力試驗(yàn)(3)PT=1.25P〔σ〕23

EN13445壓力試驗(yàn)對(duì)檢測(cè)組別1、2和3的內(nèi)壓容器，液壓和氣壓試驗(yàn)壓力都取，其中Pd、Td為最大載荷時(shí)的設(shè)計(jì)壓力和溫度，Ps為最大許用壓力，由制造廠確定。為不包括螺栓在內(nèi)各元件的最小比值規(guī)定。在氣壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)采取嚴(yán)格的安全措施或?qū)λ薪宇^采取100%無(wú)損檢測(cè)，但在其許用應(yīng)力的規(guī)定中，區(qū)分操作狀態(tài)和壓力試驗(yàn)狀態(tài)各取不同的值。當(dāng)帶夾套的內(nèi)容器為真空或部分容器時(shí)，取項(xiàng)代替對(duì)于組合容器，其試壓規(guī)定和ASMEⅧ-1基本相同(系數(shù)不同)EN13445壓力試驗(yàn)對(duì)檢測(cè)組別1、2和3的內(nèi)24焊接接頭分類(1)分類目的:確定焊縫結(jié)構(gòu)型式，探傷程度，焊接接頭系數(shù)分類的出發(fā)點(diǎn):按接頭所在位置，即接頭所承受的最大應(yīng)力，不是按接頭結(jié)構(gòu)型式(UW-3)焊接接頭類別(A、B、C、D類)。按連接處能否由板殼理論簡(jiǎn)單地求出應(yīng)力而劃為A、B和C、D類焊縫結(jié)構(gòu)型式(1～8型)(表UW-12)焊接接頭分類(1)分類目的:確定焊縫結(jié)構(gòu)型式，探25焊接接頭分類(2)A類:圓筒、錐殼的縱向和螺旋形接頭，球殼、成型封頭或平板上任意方向的拼接接頭，連接球殼和圓筒等殼體的環(huán)向接頭（即承受最大主應(yīng)力的接頭）B類:殼體或變徑段上的環(huán)向接頭，連接各成型封頭(球殼除外)至殼體的環(huán)向接頭(即承受第二主應(yīng)力的接頭C類:連接法蘭、管板或平蓋至殼體的接頭，連接矩形截面容器各側(cè)板的接頭，可以是對(duì)接或角接（有一件涉及平板時(shí)）D類:連接接管與殼體或矩形截面容器的接頭，可以是對(duì)接或角接(都是殼體或矩形截面容器時(shí))焊接接頭分類(2)A類:圓筒、錐殼的縱向和螺旋形26焊接接頭分類

(3)焊接接頭分類(3)27焊接接頭分類

(4)A、B類除個(gè)別者外(如錐殼對(duì)圓筒的連接)都是對(duì)接或搭接C、D類可以是對(duì)接（搭接）或角接，所以對(duì)C、D類應(yīng)寫明是對(duì)接還是角接封閉旋壓孔的對(duì)接焊縫不分類，也不計(jì)及接頭系數(shù)焊接接頭分類(4)A、B類除個(gè)別者外(如28GB150焊接接頭分類(1)參照ASMEⅧ-1的A、B、C、D名詞，但不同(實(shí)際上仍按對(duì)接或角接劃分)RT、UT者(即對(duì)接者)為A、B類，A為受第一主應(yīng)力，B為受第二主應(yīng)力MT、PT者(即角接者)為C、D類，C為二連接件中有板者，D為二連接件都為殼者但:嵌入式接管與殼體的對(duì)接因要RT、UT檢測(cè)，所以不劃為D類而改劃為A類;多層包扎容器層板的縱向接頭因不能RT、UT，所以不劃為A類而改劃為C類對(duì)平板或管板的拼接接頭，平板或管板對(duì)圓筒的對(duì)接接頭，矩形截面容器側(cè)板的拼接等接頭漏劃修改后擬參照Ⅷ-2增加E類接頭(非受壓件對(duì)受壓件的連接接頭)GB150焊接接頭分類(1)參照ASMEⅧ-1的A、29GB150焊接接頭分類(2)GB150焊接接頭分類(2)30EN13445焊接接頭分類劃分為9個(gè)組別M圓筒和錐殼的縱縫，球殼和成型封頭的拼縫C圓筒和錐殼的環(huán)縫，成型封頭對(duì)殼體的接縫E平封頭對(duì)殼體的接縫TS管板對(duì)殼體的焊接接頭T管子對(duì)管板的焊接接頭S插入式連接件的焊接接頭F法蘭對(duì)接管的焊接接頭N各種接管對(duì)元件的焊接接頭B波紋管的環(huán)向焊縫EN13445焊接接頭分類劃分為9個(gè)組別31焊接接頭使用限制舉例充裝致死物料時(shí)，除換熱管等外，所有A類應(yīng)為(1)型，所有B類或C類對(duì)接應(yīng)為(1)型或(2)型當(dāng)UCS篇材料容器在UCS-68指定的溫度下運(yùn)行或UHA篇材料要求作沖擊試驗(yàn)時(shí)，所有A類應(yīng)為(1)型，所有B類應(yīng)為(1)型或(2)型，所有C類、D類應(yīng)為貫穿整個(gè)接頭截面的全焊透(對(duì)接或角接)(UW-2)焊接接頭使用限制舉例充裝致死物料時(shí)，除換熱管等外，所有32焊接接頭的檢測(cè)要求舉例(1)全部射線檢測(cè):儲(chǔ)存致死物料容器的所有對(duì)接焊縫，公稱厚度超過(guò)38mm的所有對(duì)接焊縫，按表UW-12中(a)欄(即全部檢測(cè))選用焊接接頭系數(shù)的A類和D類對(duì)接焊縫，氣壓試驗(yàn)容器的所有對(duì)接焊縫(角焊縫厚度大干6mm時(shí)全部磁粉或液體滲透檢測(cè))(UW-50)抽樣射線檢測(cè):除UW-11(a)(5)(b)要求者外，按表UW-12中(b)欄(即抽樣檢測(cè))選用焊接接頭系數(shù)的A類和D類對(duì)接焊縫(每一容器中每15m或其余不足15m者作一處檢測(cè))不作射線檢測(cè):僅按外壓設(shè)計(jì)或按表UW-12中(c)欄(即不作檢測(cè))選用焊接接頭系數(shù)的A類和D類對(duì)接焊縫焊接接頭的檢測(cè)要求舉例(1)全部射線檢測(cè):儲(chǔ)存致死物料容33焊接接頭檢測(cè)要求舉例(2)射線或超聲波檢測(cè):某些方法焊接的焊縫[UW-11(d)、(e)、(f)]按超聲波檢測(cè)，容器使最終封閉焊縫無(wú)法進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí)，可以超聲波檢測(cè)代替，缺少適當(dāng)?shù)纳渚€檢測(cè)設(shè)備而用超聲波檢測(cè)是不允許的[UW-11(a)(7)]規(guī)范標(biāo)志：全部射線檢測(cè)者，標(biāo)志為RT1；如A類接頭擬取為1.0，因而對(duì)和A類相交的B類和C類對(duì)接接頭作抽樣檢測(cè)者，標(biāo)志為RT2；抽樣射線檢測(cè)者，標(biāo)志為RT3；只有容器的部分接頭滿足規(guī)范要求的檢測(cè)規(guī)定，或標(biāo)志RT1、RT2、RT3都不合適時(shí)，標(biāo)志為RT4[UG-116(e)]焊接接頭檢測(cè)要求舉例(2)射線或超聲波檢測(cè):某些方法34焊接接頭檢測(cè)要求舉例

GB150(1)全部射線或超聲檢測(cè):鋼材厚度超過(guò)一定值者，氣壓試驗(yàn)者，盛裝極度或高度危害介質(zhì)者，多層包扎容器內(nèi)筒的縱縫，套合容器各層的縱縫等局部射線或超聲檢測(cè):除規(guī)定全部檢測(cè)外的接頭，但以下部位應(yīng)全部檢測(cè)：焊縫交叉部位，先拼板后成形凸形封頭上的所有接頭，被補(bǔ)強(qiáng)圈、支座、墊板、內(nèi)件等覆蓋的接頭，以開(kāi)孔中心為圓心，1.5倍開(kāi)孔直徑為半徑的圓中所包容的接頭，嵌入式接管與圓筒或封頭的對(duì)接接頭等。檢測(cè)長(zhǎng)度不少于各接頭長(zhǎng)度的20%，且不小于250mm除個(gè)別者外不允許不作檢測(cè)焊接接頭檢測(cè)要求舉例

35焊接接頭檢測(cè)要求舉例

GB150(2)磁粉或滲透檢測(cè)基本同要求100%射線和超聲檢測(cè)的角接接頭，但對(duì)材料強(qiáng)度較高多層包扎容器各層板的縱縫、堆焊表面、復(fù)合鋼板復(fù)合層的接頭等也要求100%檢測(cè)，未提及氣壓試驗(yàn)容器中角接接頭的檢測(cè)要求未提及射線或超聲檢測(cè)的規(guī)定，但《容規(guī)》第86條有規(guī)定，傾向性意見(jiàn)是，盡量采用射線檢測(cè)(新容規(guī)4.5.3.1條取消了99版容規(guī)中關(guān)于“壁厚小于等于38mm時(shí)，其對(duì)接接頭應(yīng)采用射線檢測(cè)”的規(guī)定，不再重射線輕超聲)《容規(guī)》第85條(新容規(guī)4.5.3.2.2條)還補(bǔ)充了要求全部射線或超聲檢測(cè)的對(duì)接接頭焊接接頭檢測(cè)要求舉例

36EN13445對(duì)焊接接頭的檢測(cè)要求根據(jù)材料組別、接頭所在處元件厚度、容器的操作條件、焊接方法等對(duì)無(wú)損檢測(cè)規(guī)定為100%，25%，10%和0%四種級(jí)別，并由所規(guī)定的檢測(cè)程度，規(guī)定了相應(yīng)的檢測(cè)方法(RT，UT，MT或PT)，用詳細(xì)的列表表示了焊接接頭系數(shù)(1.0，0.85，0.7)EN13445-5表6.6.1-1，表6.6.2-1)EN13445對(duì)焊接接頭的檢測(cè)要求根據(jù)材料組別、接頭所在處37

焊接接頭系數(shù)的選用(1)指用于設(shè)計(jì)公式中的(即承受最大主應(yīng)力的對(duì)接，搭接)接頭由接頭結(jié)構(gòu)型式、探傷程度按表UW-12查取對(duì)按表UW-12(a)欄(即100%檢測(cè)者)查取E值的A類和D類對(duì)接接頭[包括無(wú)縫管，相當(dāng)于帶(1)型焊縫并100%檢測(cè)者]，要求:連接容器筒節(jié)或封頭的A類和B類焊縫應(yīng)是(1)型或(2)型;與容器A類焊縫相交的B類或C類對(duì)接焊縫至少要抽樣檢測(cè)，如不滿足，則只能按表UW-12(b)欄查取[UW-11(a)(5)]承受壓縮應(yīng)力時(shí)，取E=1.0焊接接頭系數(shù)的選用(1)指用于設(shè)計(jì)公式中的(即承受最38焊接接頭系數(shù)的選用(2)此處無(wú)縫段包括有縫(1型)并100%檢測(cè)者焊接接頭系數(shù)的選用(2)此處無(wú)縫段包括有縫(1型39

焊接接頭系數(shù)的選用

GB150雙面焊對(duì)接、或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接(指用氬弧焊打底的單面焊)接頭100%檢測(cè):1.0，局部檢測(cè):0.85單面焊對(duì)接接頭(有金屬墊板)100%檢測(cè):0.9，局部檢測(cè):0.8未提及受壓縮應(yīng)力時(shí)的取值焊接接頭系數(shù)的選用

40角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核開(kāi)孔接管的角接接頭結(jié)構(gòu)以圖形及詳細(xì)尺寸的方式規(guī)定，凡全焊透者不必作強(qiáng)度校核，非全焊透者應(yīng)對(duì)各強(qiáng)度途徑進(jìn)行校核(圖UW-16.1起，UG-41)凡不符合圖形及規(guī)定尺寸者，其填角焊縫強(qiáng)度需予校核[UW-18(d)]角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核開(kāi)孔接管的角接接頭結(jié)構(gòu)以圖形及詳細(xì)41角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核

GB150在附錄J中參照ASMEⅧ-1列出了焊接結(jié)構(gòu)，但未提及如未按這些結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)要否校核，如何校核《容規(guī)》第52條僅規(guī)定在對(duì)角焊縫進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算后，應(yīng)將強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果列入技術(shù)文件，但未提及如何驗(yàn)算(新容規(guī)未列入此內(nèi)容)角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核

42角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核

EN13445在設(shè)計(jì)篇的規(guī)定性附錄A中對(duì)各類接頭都規(guī)定了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)尺寸和適用的無(wú)損檢測(cè)級(jí)別角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核

43材料（1）適用范圍UG-4，UG-23(c)，UCS-5受壓元件材料應(yīng)是各分冊(cè)相應(yīng)規(guī)定者因包括鑄鐵，故在涉及塑性失效準(zhǔn)則時(shí)應(yīng)予注意(例如法蘭，換熱器等)含碳量超過(guò)0.35%的碳鋼和低合金鋼不得用于焊接結(jié)構(gòu)或采用氧氣切割下料

安全系數(shù)和許用應(yīng)力Ⅱ卷D篇

nb=3.5，ns=1.5，螺栓:ns≥2.5焊管許用應(yīng)力中已引入焊接接頭系數(shù)0.85（UG-53i)材料（1）適用范圍UG-444材料（2）關(guān)于16MnR:規(guī)范案例2506允許在同時(shí)滿足下列條件時(shí)采用我國(guó)GB665416MnR制造ASMEⅧ-1的容器：(1)許用應(yīng)力僅為我國(guó)規(guī)定值的85%，并降低高溫的上限（2）只能用于內(nèi)壓元件，不只能用于外壓元件(3)應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)的焊接工藝和焊工技能評(píng)定(4)考慮焊后熱處理時(shí)，應(yīng)視作為P-No.1材料(5)考慮沖擊試驗(yàn)要求時(shí)，應(yīng)視為曲線A的材料材料（2）關(guān)于16MnR:45材料（3）(6)應(yīng)滿足ASMEⅧ-1中UCS篇的其它一切要求(7)應(yīng)在制造廠數(shù)據(jù)報(bào)告中列出本案例號(hào)08A:在表UCS-23中已補(bǔ)充了SA/GB6654標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，型號(hào)16MnR，但我國(guó)GB6654已被GB713取代，16MnR已被Q345R取代，且擬修改的容規(guī)取nb=2.7，ns=1.5近日在網(wǎng)上見(jiàn)到CodeCase2642已接納了GB713的Q345R，但未見(jiàn)具體內(nèi)容材料（3）(6)應(yīng)滿足AS46低溫操作和防脆斷措施(1)進(jìn)展及總體思想除各材料標(biāo)準(zhǔn)為防止脆性斷裂而規(guī)定了CVN值外，對(duì)低溫操作還另有要求89年前根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)定義-30℃下為低溫容器，以夏比V沖擊功作為判別指標(biāo)，不盡合理89年起采用斷裂力學(xué)原理判斷，(Ⅷ-2在1968年第一版就列入)需要時(shí)采取防脆斷措施，形式上仍作V夏比沖擊試驗(yàn)并作為判別指標(biāo)(以下主要介紹碳鋼和低合金鋼)低溫操作和防脆斷措施(1)進(jìn)展及總體思想47低溫操作和防脆斷措施(2)沖擊功的示意低溫操作和防脆斷措施(2)沖擊功的示意48低溫操作和防脆斷措施

(3)采取防脆斷措施的界定(MDMT)UCS-66，UCS-67由設(shè)計(jì)條件的MDMT，材料類別，元件控制厚度，應(yīng)力水平，進(jìn)行判別，已作成判別圖形，如MDMT、控制厚度t的組合位于相應(yīng)材料線下方，說(shuō)明有可能脆斷而必須采取防脆斷措施(圖UCS-66)，可見(jiàn)，對(duì)碳鋼和低合金鋼，有些厚材在48℃已有可能發(fā)生脆斷，有些薄材在-48℃還不致發(fā)生脆斷螺柱和螺母直接由材料和直徑列出免除沖擊試驗(yàn)的溫度UG-20(f)節(jié)的免除(低強(qiáng)度鋼對(duì)經(jīng)驗(yàn)法的部分保留)焊縫和熱影響區(qū)的判別要求較元件為嚴(yán)低溫操作和防脆斷措施(3)采取防脆斷措施的界定(MD49低溫操作和防脆斷措施

(4)穿透性Ⅰ型(張開(kāi))示意低溫操作和防脆斷措施(4)穿透性Ⅰ型(張開(kāi))示意50低溫操作和防脆斷措施

(5)低溫操作和防脆斷措施(5)51低溫操作和防脆斷措施

(6)防脆斷措施和沖擊試驗(yàn)溫度，如經(jīng)判別需沖擊，則在該MDMT下沖擊KⅠC值和CVN值的數(shù)量關(guān)系(可見(jiàn)ASMEⅧ-3附錄D-600)，形式上仍用在MDMT時(shí)的CVN值判別溫度的調(diào)整[低應(yīng)力狀態(tài)(圖UCS-66.1)，規(guī)范規(guī)定以外的焊后熱處理UCS-68(c)，某些中低強(qiáng)度鋼在一定條件下按經(jīng)驗(yàn)法的免除UG-20(f)]沖擊試驗(yàn)溫度的調(diào)整[可以做標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣而做了小尺寸試樣時(shí)溫度的調(diào)低（表UG-84.2)，靜載荷和動(dòng)載荷對(duì)低強(qiáng)度鋼因KⅠC值區(qū)別，溫度的調(diào)高(表UG-84.4)]低溫操作和防脆斷措施(6)防脆斷措施和沖擊試驗(yàn)溫52低溫操作和防脆斷措施

(7)低應(yīng)力狀態(tài)判別溫度的調(diào)低低溫操作和防脆斷措施(7)低應(yīng)力狀態(tài)判別溫度的調(diào)低53低溫操作和防脆斷措施

(8)判別和沖擊試驗(yàn)溫度調(diào)整的示意低溫操作和防脆斷措施(8)判別和沖擊試驗(yàn)溫度調(diào)整的示54低溫操作和防脆斷措施

(9)控制厚度(UCS-66)，為判別要否作沖擊試驗(yàn)以及驗(yàn)收CVN合格與否的厚度，對(duì)于殼體的對(duì)接接頭，為最厚焊接接頭的公稱厚度，對(duì)于角接接頭，為相焊件中的較薄者，對(duì)于非焊接連接的平板或管板，為板厚的1/4(圖UCS-66.3)沖擊功(CVN)的合格值(標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣)(圖UG-84.1)，元件厚度只允許用小試樣時(shí)(包括元件厚度足夠制作標(biāo)準(zhǔn)試樣而做了小試樣時(shí))其合格值按比例增加對(duì)高強(qiáng)度UCS和UHT材料，應(yīng)按UHT-6進(jìn)行試驗(yàn)，其合格指標(biāo)為缺口對(duì)面的側(cè)向膨脹值(圖UHT-6.1)低溫操作和防脆斷措施(9)控制厚度(UCS-66)，55低溫操作和防脆斷措施

(10)對(duì)各MDMT有不同含義(1)設(shè)計(jì)條件給定的MDMT(包括低應(yīng)力和經(jīng)額外焊后熱處理時(shí)的調(diào)整，即供判別要否沖擊用試驗(yàn)的)如經(jīng)調(diào)整或未調(diào)整的判別要求作沖擊試驗(yàn)，則在該調(diào)整或未調(diào)整的溫度下沖擊(2)沖擊試驗(yàn)的MDMT[指對(duì)上述(1)的調(diào)整，包括因小試樣調(diào)低或低強(qiáng)度鋼調(diào)高了的]，如不需沖擊，也就不存在沖擊試驗(yàn)的MDMT(3)各元件上述(1)MDMT中的最高值，為打在容器銘牌上和MAWP共存的MDMT，此值一般低于(1)的MDMT，但不可能高于它低溫操作和防脆斷措施(10)對(duì)各MDMT有不同含義56低溫操作和防脆斷措施

(11)控制厚度[UCS-66(a)]低溫操作和防脆斷措施(11)控制厚度[UCS-66(57低溫操作和防脆斷措施

(12)UCS材料的CVN合格值(和厚度、材料有關(guān))低溫操作和防脆斷措施(12)UCS材料的CVN合格值58低溫操作和防脆斷措施

(13)高強(qiáng)度UCS材料和UHT材料缺口對(duì)面的側(cè)向膨脹量合格值低溫操作和防脆斷措施(13)高強(qiáng)度UCS材料和UH59低溫操作和防脆斷措施

(14)高強(qiáng)度鋼的側(cè)向膨脹值低溫操作和防脆斷措施(14)高強(qiáng)度鋼的側(cè)向膨脹值60低溫操作和防脆斷措施

GB150(1)上世紀(jì)中期的經(jīng)驗(yàn)判斷法，-20℃以下為低溫容器，材料V夏比沖擊功和結(jié)構(gòu)要滿足附錄C要求低溫低應(yīng)力工況的免除:元件雖低于-20℃但其環(huán)向應(yīng)力≤標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度的1/6，且不大于50MPa，其MDMT+50℃后高于-20℃者，不屬低溫容器。但Rm值大于540MPa者不適用此免除條件采用10×10×55mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣，無(wú)法制備時(shí)，也可用厚為7.5mm或5mm的小試樣，一般應(yīng)不小于鋼材厚度的80%（未提及可以制備時(shí)是否可作小試樣及相應(yīng)措施），其CVN合格值按規(guī)定值的比例縮減在元件的MDMT下沖擊，但滿足低應(yīng)力工況條件，而MDMT+50℃后仍低于-20℃者，則在該溫度沖擊低溫操作和防脆斷措施

61

低溫操作和防脆斷措施

GB150(2)恐是和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)差距最大的內(nèi)容，也是難以在短期內(nèi)難以趕上的內(nèi)容(不是對(duì)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一抄就能了事的，必須要做大量的沖擊試驗(yàn))包括總體思想(經(jīng)驗(yàn)法還是斷裂力學(xué)評(píng)定法—綜合考慮材料、溫度、裂紋尺寸和應(yīng)力水平)，低應(yīng)力的調(diào)整，沖擊試驗(yàn)和合格值基本上與厚度無(wú)關(guān)，統(tǒng)一劃定低溫容器(也就是脆斷只和溫度相關(guān)，和材料種類、厚度無(wú)關(guān))。修改后的內(nèi)容(網(wǎng)上征求意見(jiàn)稿)更引起新的問(wèn)題低溫操作和防脆斷措施

62低溫操作和防脆斷措施(1)

EN13445總體思想和ASMEⅧ-1、Ⅷ-2相同，不是劃定低溫容器界限，而是由材料類別、元件厚度、操作溫度、應(yīng)力水平等判別材料會(huì)否發(fā)生脆斷，并相應(yīng)采取沖擊試驗(yàn)列出了三種方法:(1)

以操作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的方法，適用于所有材料，但材料厚度僅限于現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)可覆蓋的范圍(2)

以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)并結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的方法，但僅適用于屈服強(qiáng)度不超過(guò)460MPa的碳鋼和低合金鋼(3)

斷裂力學(xué)分析的方法，當(dāng)上述兩種方法都不適用時(shí)低溫操作和防脆斷措施(1)

63低溫操作和防脆斷措施(2)

EN13445低溫操作和防脆斷措施(2)

64

內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭(1)

圓筒、球殼和錐殼經(jīng)調(diào)整的中徑公式成型封頭一般由轉(zhuǎn)角區(qū)最大應(yīng)力確定壁厚，薄壁封頭還應(yīng)由轉(zhuǎn)角區(qū)彈性失穩(wěn)和屈服壓力確定封頭最大許用壓力碟形封頭和橢圓形封頭的當(dāng)量替代(冷旋壓封頭)內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭(1)

圓筒、球殼65

內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭

(2)橢圓形封頭:決定于過(guò)渡轉(zhuǎn)角區(qū)的最大應(yīng)力(引入系數(shù)K)，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)時(shí)要考慮開(kāi)孔所在地區(qū)，和碟形封頭相同，薄壁時(shí)(ts/L＜0.002)也要按附錄1-4（f）計(jì)及轉(zhuǎn)角區(qū)的屈服和失穩(wěn)(Ⅷ-2還提及兩種封頭在此處如有接管最易疲勞破壞)碟形和橢圓形封頭的當(dāng)量使用:r=0.17D，L=0.9D的碟形封頭，可相當(dāng)于2:1的橢圓形封頭(旋壓封頭的使用)錐殼無(wú)折邊時(shí)連接處的加強(qiáng)設(shè)計(jì):僅無(wú)折邊時(shí)才有需要，大、小端連接處所要求的加強(qiáng)截面積和能起加強(qiáng)作用的截面積計(jì)算(附錄1-5，f1和f2中包括了附加軸向載荷，但不適用于出現(xiàn)凈壓縮)內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭(2)橢圓形封頭:決定于過(guò)渡轉(zhuǎn)角區(qū)的66

內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭

(3)內(nèi)壓斜錐殼設(shè)計(jì):取α1、α2中之較大值和正錐殼同樣設(shè)計(jì)[UG-36(g)]內(nèi)、外壓平封頭設(shè)計(jì)(UG-34)內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭(3)內(nèi)壓斜錐殼設(shè)計(jì):取α1、α267圓形平板的應(yīng)力分析圓形平板的應(yīng)力分析68內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭(5)平封頭應(yīng)力分析：不分內(nèi)、外壓，應(yīng)力分布和周邊支承條件有關(guān)(絕對(duì)固支，絕對(duì)簡(jiǎn)支)，徑向和周向兩向應(yīng)力，有附加彎矩時(shí)另加(如法蘭螺栓力矩)，彈性基礎(chǔ)板(管板)平封頭設(shè)計(jì):用系數(shù)C表示周邊支承條件的影響，將最大主應(yīng)力(方向和位置都和支承條件有關(guān))限于1.5SE以下得出厚度(焊接連接時(shí))，由UG-34和相應(yīng)的圖形可確定系數(shù)C值，開(kāi)孔時(shí)整體加厚平蓋的設(shè)計(jì)[UG-39(d)]內(nèi)壓圓筒、錐殼和封頭(5)平封頭應(yīng)力分析：不分內(nèi)、外69

內(nèi)壓圓筒和封頭

GB150圓筒、球殼和錐殼中徑公式無(wú)折邊錐殼和圓筒連接處的加強(qiáng)設(shè)計(jì)按照原ASMEⅧ-2的方法，且刪去了橫坐標(biāo)pc/[σ]tΦ=0.001～0.002的部分(征求意見(jiàn)稿對(duì)此的補(bǔ)充)對(duì)成型封頭，未定量計(jì)算過(guò)渡轉(zhuǎn)角區(qū)的失穩(wěn)和屈服，僅定出封頭有效厚度，據(jù)計(jì)算，較ASME大很多并無(wú)一定結(jié)構(gòu)的碟形封頭可以當(dāng)量代替標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的規(guī)定并無(wú)斜錐殼設(shè)計(jì)內(nèi)容(新版擬補(bǔ)充無(wú)折邊的斜錐殼)內(nèi)壓圓筒和封頭

GB70

內(nèi)壓圓筒和封頭

EN13445圓筒、球殼和錐殼中徑公式成型封頭和ASMEⅧ-1基本相同，因球冠區(qū)應(yīng)力較過(guò)渡轉(zhuǎn)角區(qū)小，所以有不同厚度構(gòu)成的封頭碟形封頭和橢圓形封頭的當(dāng)量替代(冷旋壓封頭)無(wú)折邊錐殼和圓筒連接處的加強(qiáng)設(shè)計(jì)，原理和ASMEⅧ-1相同，僅表示方式不同內(nèi)壓斜錐殼設(shè)計(jì)，同ASMEⅧ-1內(nèi)壓圓筒和封頭

EN171外壓元件設(shè)計(jì)（1）失穩(wěn)失效和強(qiáng)度失效，厚壁和薄壁的分界線性彈性失穩(wěn)（比例限以下）、非線性彈性失穩(wěn)（比例限至屈服點(diǎn)），非彈性失效(超過(guò)屈服點(diǎn))（實(shí)為壓縮強(qiáng)度失效）長(zhǎng)圓筒和短圓筒：據(jù)理論結(jié)果并為統(tǒng)一而用圖算法查A，為解決非線性彈性的彈性模量E值，再由圖算法據(jù)A查B，由B算得[P]球殼：由理論算得Pcr，由Pcr定義符號(hào)B，據(jù)B由材料算圖得系數(shù)A，由A查B，由B算得[P]外壓元件設(shè)計(jì)（1）失穩(wěn)失效和強(qiáng)度失效，厚壁和72外壓元件設(shè)計(jì)（2）外壓元件設(shè)計(jì)（2）73外壓元件設(shè)計(jì)（3）EN13445對(duì)徑厚比僅作到大于10外壓元件設(shè)計(jì)（3）EN13445對(duì)徑厚比僅作74外壓元件設(shè)計(jì)（4）外壓元件設(shè)計(jì)（4）75外壓元件設(shè)計(jì)（5）錐殼：由理論結(jié)果換算成當(dāng)量長(zhǎng)度和厚度的圓筒成型封頭：按球殼許用軸向壓縮應(yīng)力：同球殼的思路錐殼和圓筒連接處的加強(qiáng)：附錄1-8，如為支撐線，帶折邊時(shí)，僅需剛度，無(wú)折邊時(shí)，應(yīng)考慮強(qiáng)度和剛度二者。如不作為支撐線，無(wú)折邊時(shí)，僅考慮強(qiáng)度，帶折邊時(shí)，剛度和強(qiáng)度都不必考慮圓筒上的加強(qiáng)圈：UG-29，加強(qiáng)圈允許割斷的弧長(zhǎng)，圖UG-29.2，注意防止側(cè)向失穏斜錐殼：UG-33(f)(3)ASMEⅧ-2對(duì)此已全部改寫外壓元件設(shè)計(jì)（5）錐殼：由理論結(jié)果換算成當(dāng)量76外壓元件設(shè)計(jì)

GB150

GB150主要引自ASMEⅧ-1，但二者A～B

關(guān)系算圖縱坐標(biāo)的標(biāo)尺不同，所用計(jì)算式和算圖要匹配，不能混用(1)未明確A～B

關(guān)系算圖右端點(diǎn)即為材料屈服點(diǎn)，致把厚薄壁分界由10改為20(2)列入了外壓容器，外壓容器設(shè)計(jì)壓力，外壓容器和真空容器以內(nèi)壓進(jìn)行壓力試驗(yàn)等，但無(wú)組合容器的上述內(nèi)容(3)成型封頭僅考慮球冠區(qū)的穩(wěn)定性，未計(jì)及過(guò)渡區(qū)的強(qiáng)度(4)錐殼與圓筒連接處的加強(qiáng)未指明僅無(wú)折邊才需要(5)有錐殼上設(shè)置加強(qiáng)圈時(shí)的設(shè)計(jì)，但可商榷(6)無(wú)斜錐殼設(shè)計(jì)(新版擬補(bǔ)充無(wú)折邊的斜錐殼)外壓元件設(shè)計(jì)

77EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(1)參照了原BS5500，和ASMEⅧ-2基本相同，可以在等厚度或不同厚度的錐殼上設(shè)置加強(qiáng)圈都采用彈性穩(wěn)定理論求解，但在考慮非線彈性范圍內(nèi)的具體處理方法不同。由圖查得失穩(wěn)時(shí)的周向應(yīng)變(即

A值)后，按材料在線彈性范圍內(nèi)的彈性模量求取圓筒的線彈性失穏壓力Pm，再由材料的比例極限求取在線彈性范圍內(nèi)失穏壓力的最高值Py，取比值Pm/Py表示在線彈失穏范圍內(nèi)圓筒失穩(wěn)時(shí)離發(fā)生非線彈性失穏的程度，如＜1說(shuō)明該件處于線性彈性失穏，＞1說(shuō)明處于非線性彈性失穏，超過(guò)一定值后(對(duì)圓筒，此值約為7)該件已達(dá)屈服，而是壓縮的強(qiáng)度失效，其失效壓力僅和屈服強(qiáng)度有關(guān)。在此三個(gè)范圍內(nèi)，規(guī)范已根據(jù)材料的線性彈性、非線性彈性時(shí)的彈性模量值而直接計(jì)算得失穏壓力的下限值Pr，所以并不列出A～B關(guān)系圖EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(1)參照了原BS550078

EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(2)大加強(qiáng)圈和小加強(qiáng)圈

(示意)(此圖引自Ⅷ-2)

79

外壓圓筒失穩(wěn)示意小加強(qiáng)圈間的殼體失穩(wěn)大加強(qiáng)圈間的總體失穩(wěn)

外壓圓筒失穩(wěn)80EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(3)實(shí)線表示圓筒，虛線表示球殼EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(3)實(shí)線表示圓筒，虛線表示球81EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(4)在等厚度或(分段)不等厚度錐殼上的加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)(ASMEⅧ-2列有等厚度錐殼上的加強(qiáng)圈設(shè)計(jì))，都和半頂角α有關(guān)等厚度錐殼上設(shè)置加強(qiáng)圈的計(jì)算EN13445的外壓殼體設(shè)計(jì)(4)在等厚度或(分段)不等厚82

半管式夾套容器設(shè)計(jì)（1）沿革：首次公布于1992年版，后于1995年版加了補(bǔ)充直至目前。Ⅷ-2于2007年版首次列入分析模型半管式夾套容器設(shè)計(jì)（1）沿革：首次公布于1992年版83

半管式夾套容器設(shè)計(jì)（2）問(wèn)題所在：1995年版起加了“僅適用于殼體或封頭內(nèi)均為正壓，半管夾套內(nèi)為正壓兩種情況共存時(shí)”，使原有的長(zhǎng)處不再存在，對(duì)此國(guó)內(nèi)提出疑問(wèn)設(shè)計(jì)原理：由夾套壓力P1在內(nèi)筒上引起的經(jīng)(軸)向彎曲應(yīng)力F

，由內(nèi)筒壓力P和其它軸向力在內(nèi)筒上引起的經(jīng)(軸)向應(yīng)力S’，要求F+S’＜1.5S為滿足，F(xiàn)=KP’，K由夾套和內(nèi)筒尺寸確定結(jié)構(gòu)尺寸限定:僅限于規(guī)范所列K線圖者半管式夾套容器設(shè)計(jì)（2）問(wèn)題所在：1995年版起加了84半管式夾套容器設(shè)計(jì)（3）由夾套和內(nèi)筒尺寸確定的系數(shù)K半管式夾套容器設(shè)計(jì)（3）由夾套和內(nèi)筒尺寸確定的系數(shù)K85

半管式夾套容器設(shè)計(jì)（4）1995版起的補(bǔ)充：規(guī)范(不用F+S’=1.5S)而是表示為F=1.5S-S’，S’為內(nèi)容器在內(nèi)壓和其它軸向力作用下的實(shí)際縱向拉伸應(yīng)力，S’為負(fù)值時(shí)，S’應(yīng)取為零對(duì)此的分析:限制內(nèi)容器為內(nèi)壓，其目的為避免因表示為F=1.5S+S’，當(dāng)S’為負(fù)值時(shí)導(dǎo)致F＞1.5S。所以如用|F|+|S’|＜1.5S表示，則不論S’為正或負(fù)，都不必?fù)?dān)心出現(xiàn)F＞1.5S。再者，既已規(guī)定了S’為負(fù)值時(shí)，S’應(yīng)取為零，也就不必規(guī)定“僅適用于殼體或封頭內(nèi)均為正壓，半管夾套內(nèi)為正壓兩種情況共存時(shí)”2007版Ⅷ-2的說(shuō)法:規(guī)定半管式夾套為內(nèi)壓，未提及內(nèi)容器壓力的正負(fù)，且規(guī)定為F=min[(1.5S-S’)，1.5S]半管式夾套容器設(shè)計(jì)（4）1995版起的補(bǔ)充：規(guī)范(不用86

半管式夾套容器設(shè)計(jì)(5）設(shè)計(jì)思路：由內(nèi)容器的半徑R、設(shè)計(jì)壓力P，初定厚度t，求得在內(nèi)筒上引起的經(jīng)(軸)向應(yīng)力S’，由校核條件F+S’=1.5S，求得殼體許用的軸向彎曲應(yīng)力F

由半管式夾套容器結(jié)構(gòu)查取系數(shù)K，由F=KP’求取半管式夾套許用壓力P’，如許用壓力大于等于半管式夾套的設(shè)計(jì)壓力P1，則初定內(nèi)容器厚度t足夠由半管式夾套的設(shè)計(jì)壓力P1和內(nèi)半徑r確定半管式夾套的厚度T半管式夾套容器設(shè)計(jì)(5）設(shè)計(jì)思路：87

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

(1)●開(kāi)孔接管所引起的問(wèn)題：垂直于最大主應(yīng)力方向受載截面積的削弱，實(shí)際是該截面承載能力(受載截面積對(duì)該截面所受應(yīng)力的乘積)的削弱，開(kāi)孔應(yīng)力集中，附加接管引起的邊緣應(yīng)力●開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)方法:等面積法，壓力面積法，壓力面積應(yīng)力法，極限設(shè)計(jì)法●對(duì)開(kāi)孔形狀和尺寸的限制UG-36●不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑

UG-36（c）（3）●應(yīng)力校正系數(shù)，開(kāi)孔直徑UG-37(a)，附錄L-7.7●殼體和接管的補(bǔ)強(qiáng)有效范圍

UG-40●

開(kāi)孔和焊縫的相遇或相鄰UG-37(a)，UW-14開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)(1)●開(kāi)孔接管所引起的問(wèn)題：垂直88

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

(2)應(yīng)力集中的衰減削弱截面的考慮開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)(2)應(yīng)力集中的衰減削弱截面的考慮89

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(3)應(yīng)力校正系數(shù)F周向斜開(kāi)孔分析(09A略有修改)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(3)應(yīng)力校正系數(shù)F周向斜開(kāi)孔90

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(4)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(4)91

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(5)●

開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的等面積法設(shè)計(jì)UG-40，UG-37

▲內(nèi)壓殼體

UG-37(a)，UW-16(c)殼體上的補(bǔ)強(qiáng)有效范圍取僅取和d有關(guān)因開(kāi)孔而引起削弱的截面積，在補(bǔ)強(qiáng)有效范圍內(nèi)各件除承受內(nèi)壓所需之外的多余截面積，對(duì)tr值的討論

▲外壓殼體UG-37(d)按慣性矩補(bǔ)強(qiáng)，換算為用面積表示時(shí)僅為內(nèi)壓所需的一半

▲平封頭UG-39，同外壓殼體開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(5)●開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的等面積法設(shè)計(jì)92

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

(6)●

開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的等面積法設(shè)計(jì)UG-37

A=dtrF+2tntrF(1-fr1)

A1=d(E1t-Ftr)-2tn(E1t-Ftr)(1-fr1)

▲圓筒上的大開(kāi)孔附錄1-7，1-9（08-A)，1-10●

接管頸部的厚度UG-45●

補(bǔ)強(qiáng)件的強(qiáng)度及焊縫校核途徑

要求各途徑焊縫和承載件的強(qiáng)度大于等于能起補(bǔ)強(qiáng)作用件的強(qiáng)度UG-41，UW-15，UW-16，附錄L-7●接管與殼體間連接焊縫的要求UW-15，UW-16開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)(6)●開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的等面積法設(shè)計(jì)93

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(7)●

開(kāi)孔和焊縫的相遇或相鄰UG-37(a)，UW-14，符合補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的開(kāi)孔，均可位于焊接接頭上，如在A類接頭上，則在殼體補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算中計(jì)入接頭系數(shù)E1，不需補(bǔ)強(qiáng)的小開(kāi)孔，不允許位在A類接頭上，當(dāng)位在A類附近或B類或C類對(duì)接接頭上時(shí)，應(yīng)在3d范圍內(nèi)射線檢測(cè)小開(kāi)孔和焊縫相鄰時(shí)的檢測(cè)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(7)●開(kāi)孔和焊縫的相遇或相鄰94

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

(8)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)(8)95

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(9)分塊式補(bǔ)強(qiáng)圈的焊縫布置開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(9)分塊式補(bǔ)強(qiáng)圈的焊縫布置96

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(10)要引入應(yīng)力校正系數(shù)F了開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(10)要引入應(yīng)力校正系數(shù)F了97開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(11)兩孔中心距大于該兩孔平均直徑的4/3倍但補(bǔ)強(qiáng)范圍重疊時(shí)，采用聯(lián)合補(bǔ)強(qiáng)，重疊部分的面積按兩孔直徑比例分?jǐn)?，多個(gè)開(kāi)孔各按兩孔逐次配對(duì)處理(會(huì)涉及到兩孔中心連線和殼體軸線存在夾角)任意兩孔中心距小于該兩孔平均直徑的4/3倍時(shí)，作一假想能包容各孔的圓作為單個(gè)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)，但這些開(kāi)孔間的任何材料(包括接管壁)都不應(yīng)作為能起補(bǔ)強(qiáng)作用的材料。該假想孔的直徑也應(yīng)滿足規(guī)范對(duì)開(kāi)孔尺寸的限定開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(11)兩孔中心距大于該兩孔平均98

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

GB150

(1)未引入系數(shù)F，對(duì)某些斜接管或多個(gè)開(kāi)孔無(wú)法計(jì)算(2)列入不另行補(bǔ)強(qiáng)的規(guī)定，對(duì)某些設(shè)計(jì)會(huì)引起問(wèn)題(3)未提及開(kāi)孔是否可以通過(guò)焊縫、哪類焊縫、如通過(guò)應(yīng)采取何種補(bǔ)償措施，補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算中的殼體δ值都按引入焊接接頭系數(shù)計(jì)算所得(4)未提及殼體上的大開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)(新版擬補(bǔ)充整體連接徑向平齊接管的大開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng))(5)除引入附錄J外，未提及角接接頭的強(qiáng)度校核要求(6)未提及鄰近連接元件處接管頸的厚度要求(7)新版提及凸形封頭或球殼上開(kāi)孔不宜在0.8Di以外(8)容規(guī)取消補(bǔ)強(qiáng)圈為主要受壓元件，并說(shuō)明理由開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

GB1599開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

EN13445(1)等面積補(bǔ)強(qiáng)法和壓力面積補(bǔ)強(qiáng)法的聯(lián)系和區(qū)別在殼體上局部高應(yīng)力的存在范圍[補(bǔ)強(qiáng)的有效范圍d和(Dt)0.5]，小開(kāi)孔時(shí)等面積法保守，大開(kāi)孔時(shí)等面積法冒進(jìn)，壓力面積法則剛好相反，所以在大開(kāi)孔時(shí)引入壓力面積法(附錄1-7)EN13445的壓力面積法對(duì)各種接管都用圖形表示ASMEⅧ-2的壓力面積應(yīng)力法，補(bǔ)強(qiáng)有效范圍同時(shí)組合了d和(Dt)0.5，認(rèn)為在此范圍內(nèi)元件應(yīng)力不均布，以計(jì)算并校核其最大一次局部薄膜應(yīng)力為滿足，所以并無(wú)不需補(bǔ)強(qiáng)開(kāi)孔直徑和最大開(kāi)孔直徑的限制(附錄1-10)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

100開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

EN13445(2)壓力面積法原理開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

101開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

EN13445(3)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

102開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

EN13445(4)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

103開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

EN13445(5)開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

104開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

EN13445(6)開(kāi)孔接管直徑開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)

105

開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(12)

大開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的壓力面積法開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(12)

106開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(13)

大開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的壓力面積法附錄1-7的公式還要計(jì)算并校核彎曲應(yīng)力和壓力面積法的公式等同開(kāi)孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)(13)

大開(kāi)孔107法蘭及相關(guān)元件（1）

●法蘭設(shè)計(jì)附錄2，(鑄鐵)UG-23(c)按傳統(tǒng)的華脫斯法，05A補(bǔ)充法蘭剛度計(jì)算(08A又有補(bǔ)充說(shuō)明)，補(bǔ)充法蘭螺栓間距要求(10修改)●

反向法蘭附錄2-13和平板大開(kāi)孔的聯(lián)系●

平板大開(kāi)孔附錄14，UG-39(c)(2)●

用螺栓連接的凸形蓋附錄1-6注意類型（d）●

法蘭和公稱管配件標(biāo)準(zhǔn)UG-44

法蘭及相關(guān)元件（1）108法蘭及相關(guān)元件（2）法蘭受載模型整體帶頸、活套帶頸、活套法蘭應(yīng)力法蘭及相關(guān)元件（2）法蘭受載模型整體帶頸109法蘭及相關(guān)元件（3）

(反向法蘭)帶頸反向法蘭不帶頸反向法蘭法蘭及相關(guān)元件（3）

110法蘭及相關(guān)元件（4）

(平板大開(kāi)孔)左側(cè)外周三項(xiàng)應(yīng)力內(nèi)周三項(xiàng)應(yīng)力右側(cè)外周三項(xiàng)應(yīng)力內(nèi)周一項(xiàng)應(yīng)力法蘭及相關(guān)元件（4）

111法蘭及相關(guān)元件（5）

(帶法蘭的凸形封頭)注意Hrhr項(xiàng)可正可負(fù)法蘭及相關(guān)元件（5）

112法蘭及相關(guān)元件

GB150僅當(dāng)選用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備法蘭時(shí)可免除法蘭計(jì)算并未及時(shí)補(bǔ)充對(duì)法蘭剛度的校核(下一版會(huì)列入)反向法蘭尺寸和力矩難以操作，會(huì)有問(wèn)題平板大開(kāi)孔提及:其平蓋厚度需滿足要求法蘭及相關(guān)元件

GB113法蘭及相關(guān)元件

EN13445正文中所列法蘭設(shè)計(jì)和ASMEⅧ-1、GB150所列相同，但未提及剛度校核要求在附錄G中列出了法蘭設(shè)計(jì)的另一種方法，適用于溫差循環(huán)較為重要時(shí)，由規(guī)定的預(yù)緊方法控制螺栓應(yīng)力時(shí)，存在顯著的附加載荷時(shí)，或?qū)γ芊馓岢鎏厥庖髸r(shí)，計(jì)算甚為繁復(fù)平蓋上開(kāi)孔采用加厚平蓋方法，所以無(wú)平蓋大開(kāi)孔設(shè)計(jì)法蘭及相關(guān)元件

114換熱器

(1)

(U形管式之一)●

發(fā)展過(guò)程，Ⅷ-1、Ⅷ-2、EN13445基本相同，和TEMA的關(guān)系(CodeCase2429)●

U形管式(均布載荷時(shí)圓平板的應(yīng)力分析)

▲結(jié)構(gòu)類型，各類結(jié)構(gòu)對(duì)管板計(jì)算影響的分析UHX-12.1

▲計(jì)算思路

受均布載荷的開(kāi)孔圓平板

開(kāi)孔的影響UHX-11.5.1,UHX-11.5.2

管、殼程壓力以及布管和不布管區(qū)相互協(xié)調(diào)的影響UHX-12.5.2

和管板整體相連的殼體或管箱的約束影響UHX-12.5.4

換熱器(1)

115換熱器(2)

(U形管式之二)

兼作法蘭時(shí)對(duì)管板構(gòu)成的附加彎矩UHX-12.5.6

管板最大彎矩UHX-12.5.7

用迭代法計(jì)算管板最大彎曲應(yīng)力σ（給出了板厚估算值公式），布管區(qū)外周邊的剪切應(yīng)力τUHX-12.5.8，UHX-12.5.9，

σ≤2S,τ≤0.8S

計(jì)算和管板整體相連的殼體或管箱的薄膜、彎曲和總應(yīng)力UHX-12.5.10σS≤1.5SS,σC≤1.5SC

如不予滿足，可增加厚度或在必要時(shí)作彈塑性計(jì)算UHX-12.5.11

計(jì)算實(shí)例4個(gè)UHX-20.1

換熱器(2)

(U形管式之二)兼作法蘭時(shí)對(duì)管板構(gòu)成116

U型管式結(jié)構(gòu)類型U型管式結(jié)構(gòu)類型117換熱器(3)

(固定管板式之一)

●

固定管板式

▲結(jié)構(gòu)類型，各類結(jié)構(gòu)對(duì)管板、管束、殼體計(jì)算的影響分析UHX-13.1

▲計(jì)算思路

受軸對(duì)稱不均布載荷的開(kāi)孔圓平板(彈性基礎(chǔ)板)

開(kāi)孔的影響UHX-11.5.1，UHX-11.5.2

當(dāng)量壓力Pe的計(jì)算UHX-13.5.6

★殼體在壓力作用下變形的支承PS’和布管情況xS(UHX-13.5.1),管、殼剛度Ks,t,J(UHX-13.5.2)、殼程壓力Ps有關(guān)

換熱器(3)

(固定管板式之一)

●固定管板式118換熱器(4)

(固定管板式之二)

換熱器(4)

119

換熱器

(5)

(固定管板式之三)★管束在壓力作用下變形的支承Pt’和布管情況xt(UHX-13.5.1),管、殼剛度Ks,t,J(UHX-13.5.2)、管程壓力Pt有關(guān)

★管、殼軸向膨脹差的支承Pγ和溫度差γ、管束剛度Kt有關(guān)UHX-13.5.5，UHX-13.5.2

★布管區(qū)和不布管區(qū)協(xié)調(diào)所引起Prim和管殼結(jié)構(gòu)U、管殼程壓力Pt、Ps有關(guān)，UHX-13.5.4

★附加螺栓預(yù)緊力PW和螺栓力W、兩側(cè)受壓面大小γb、管殼結(jié)構(gòu)U有關(guān)，UHX-13.5.5(c)，UHX-13.5.4 換熱器(5)

120

換熱器(6)

(固定管板式之四)假設(shè)管板厚度h，由Pe并計(jì)及彈性基礎(chǔ)板、即非均布載荷時(shí)的影響(Fm)計(jì)算管板最大彎曲應(yīng)力σ，按迭代進(jìn)行，σ≤1.5S,3SUHX-13.5.7布管區(qū)外周邊剪切應(yīng)力τ，τ≤0.8SUHX-13.5.8管子應(yīng)力σt1，σt2，拉伸最大應(yīng)力≤St，2St，壓縮最大應(yīng)力≤

StbUHX-13.5.9（08A)殼體上軸向應(yīng)力σs,m，并視其正負(fù)而用強(qiáng)度或穩(wěn)定性條件限制UHX-13.5.10（08A)鄰近管板處殼體上軸向薄膜、彎曲應(yīng)力σs,m，σs,b，σs,m≤Ss，Ss，b，σs≤1.5Ss，3SsUHX-13.5.10

換熱器(6121

換熱器

(7)

(固定管板式之五)

鄰近管板處管箱上軸向薄膜、彎曲應(yīng)力σc,m，σc,b，σc≤1.5Sc，3ScUHX-13.5.10

如不予滿足，管子設(shè)計(jì)應(yīng)重新考慮，管板、殼體或管箱或增加厚度，或在必要時(shí)作彈塑性計(jì)算UHX-13.5.11，UHX-13.7

▲

另一種結(jié)構(gòu)鄰近管板處加厚的殼體UHX-13.6

▲當(dāng)管板和管箱或殼體整體連接時(shí)，計(jì)及鄰近管板處徑向熱膨脹差的影響上述各有關(guān)內(nèi)容另行計(jì)算UHX-13.8換熱器(7)

122換熱器(8)

(固定管板式之六)說(shuō)明：(1)7種可能的危險(xiǎn)工況UHX-13.4

(2)按扣除和不扣除腐蝕裕量計(jì)算UHX-13.4(c)

(3)膨脹節(jié)剛度Kj用附錄26膨脹節(jié)的Kb

(4)用了應(yīng)力分類的概念和彈塑性分析

(5)必要時(shí)要考慮管板撓度的影響，殼體的軸向失穩(wěn)(08A已列入)，管子對(duì)管板連接的完整性UHX-13.4(e)，UW-20

(6)列出了2個(gè)計(jì)算實(shí)例UHX-20.2(7)管子最大應(yīng)力所在位置不確定換熱器(8)

123固定管板式結(jié)構(gòu)類型固定管板式結(jié)構(gòu)類型124固定管板式另一種結(jié)構(gòu)増加了周邊的約束，可降低管板應(yīng)力固定管板式另一種結(jié)構(gòu)増加了周邊的約束，可降低管板應(yīng)125

換熱器

(9)

(浮頭式之一)●

浮頭式

▲結(jié)構(gòu)類型，各類結(jié)構(gòu)對(duì)管板、管束、殼體計(jì)算的影響分析UHX-14.1 ▲計(jì)算思路除管殼間不約束外，同固定管板式，但為徑向熱膨脹差

當(dāng)量壓力Pe的計(jì)算UHX-14.5.6

假設(shè)管板厚度，按在計(jì)及、不計(jì)及螺栓預(yù)緊力情況并計(jì)及彈性基礎(chǔ)板的影響(Fm)下計(jì)算管板最大彎曲應(yīng)力σ，σ≤1.5S，3SUHX-14.5.7

換熱126換熱器

(10)

(浮頭式之二)布管區(qū)外周邊剪切應(yīng)力τ，τ≤0.8SUHX-14.5.8管子軸向應(yīng)力σt1，σt2，拉伸最大應(yīng)力≤St，2St，壓縮最大應(yīng)力≤

StbUHX-14.5.9)(08A)鄰近管板處殼體上軸向薄膜、彎曲應(yīng)力σs,m，σs,b，σs≤1.5Ss，3SsUHX-14.5.10鄰近管板處管箱上軸向薄膜、彎曲應(yīng)力σc,m，σc,b，σc≤1.5Sc，3ScUHX-14.5.10如不予滿足，考慮各自或同時(shí)增加厚度UHX-14.5.11換熱器(10)

127換熱器(11)

(浮頭式之三)

▲當(dāng)管子和殼體或管箱為整體連接時(shí)，需要時(shí)可計(jì)及管板處徑向熱膨脹差的影響，上述各有關(guān)內(nèi)容另行計(jì)算UHX-14.6

說(shuō)明：(1)7種可能的危險(xiǎn)工況UHX-14.4(b)

(2)列出了3個(gè)計(jì)算實(shí)例UHX-20.3

(3)要用迭代法求解(4)管子最大應(yīng)力所在位置不確定

換熱器(11)

128