GB1503压力容器设计xiezg
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(平均环向拉应力和平均经向压应力)
18
注： 1. 曲线系按最大应力强度 ( 主要为轴向弯曲应力)绘制， 控制值为3[]t；
小端Q2为 图5-13 和图5-14
图5-12 锥壳大端连接处的Q1 值图
加强段厚度：r = Q1
相邻筒体的计算厚度
19
新增内容（5.6.4.3条）：
当pc/[]t < 0.002时(相当于2 /Di < 0.002) r = 0.001Q1DiL r = 0.001Q2Dis 式中，Q1 和Q2分别按 pc/[]t = 0.002查图5-12和
图5-14得到。
20
2）内压加轴向力QL共同作用下，为满足大端连接边缘的力平衡和变形协调
所产生的应力，进行加强面积校核。 (GB150-2011中5.6.4.4新增的计算校核内容)
校核连接边缘的环向应力：
判断条件：Δ 值(查表5-5)应不小于锥壳半顶角α；
21
当不满足该条件时，应增加的面积为：
ArL
定
两条特殊的B值曲线
注：包括Q370R、15CrMoR、09MnD、09MnNiD等材料，且设计温度不超过 150℃
注：包括07MnMoVR、12MnNiVR、06Ni9DR等Rm大于540MPa的材料，且设 计温度不超过200℃
各种封头的设计计算方法
球形封头、椭圆封头和碟形封头都给出了以内径和外径为基准的壁厚计 算公式
2）轴向力QL作用下，为满足连接边缘的力平衡和变形协调所产生的应力校
核 (GB150-2011新增的计算校核内容)
1）压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核 (GB150-1998包括的计算内容) 控制应力为最大等效应力，强度条件为：
大端：最大等效应力不大于3[]t (主要为轴向弯曲) 小端：最大等效应力不大于1.1[]t
4
pc Do
4 t pc
pc Di
4 t pc
半球形封头壁厚计算公式与圆筒壁厚计算公式对应
受外压圆筒和外压计算曲线
在GB150-2011中对外压壳体计算用的B值曲线作了 扩充，所有GB150给出的材料都对应有相应的B值曲线
（见表4-1）
注: 对于受外压的容器，各种材料的使用温度上限将由相应的B值曲线确
球冠形封头
筒体的计算厚度
受内压的锥形封头 包括：锥壳部分和连接处（加强段）
16
锥形封头的壁厚设计
对于承受外压的锥形封头应首先满足该设计条件下的强度要求(GB1502011新增的要求)
受内压无折边锥壳大端与筒体连接处的应力校核 （包括两部分）
1）压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核 (GB150-1998包括的计算内容)
- 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
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， 开孔率适用范围可达0.9 - 修改了平盖上开孔接管的补强设计方法 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
附录D “焊接接头结构” - 按多年来我国压力容器行业的实践经验以及国外相关 标准规范的内容对GB150-1998附录J所列的各种焊接接 头结构形式作了调整,并增加了若干E类焊接接头的结构 形式
附录E “关于低温压力容器的基本设计要求” - 按材料和制造技术要求，对低温压力容器的界定作了 修改 - 更加严格了适用“低温低应力工况”的条件
平盖设计
a) 平盖厚度计算公式同GB150-1998，但结构形式和计算系数K 有所不同
b) 在GB150-2011中新增了结构13、14、16、17
23
当不满足该条件时，应增加的面积为：
Ars
kQS Dis tan
2
t s
1
要求满足
Aes Ars
式中: Aes为有效加强面积
24
5.6.4.4条 内压加轴向力QL共同作用下的加强设计
仅适用于QL、Qs为拉伸载荷的情况（为正值）； 同时f1和f2为轴向拉伸时取正值,反之取负值。
QL=PcDL/4 + f1 Qs=PcDs/4 + f2 超出范围时，应采用其它设计方法。
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 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
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
kQL DiL tan
2
t s
1
要求满足
AeL ArL
式中: AeL为有效加强面积
22
3）内压加轴向力QS作用下，为满足小端连接边缘的力平衡和变形协调所
产生的应力，进行加强面积校核。 (GB150-2011新增的计算校核内容)
校核连接边缘的经向应力：
判断条件：Δ 值(查表5-5)应不小于锥壳半顶角α
25
为便于使用，GB150-2011增加了锥壳与圆筒连接处外压计算 框图（GB150.3中图5-18)。
调整了外压下计算无折边锥壳与圆筒连接处有效加强面积时应 计入的圆筒有效厚度。
偏心锥壳的厚度计算
α1
α2
1）受内压偏心锥壳，取1和2中大值，按正锥壳计算； 2）受外压偏心锥壳，分别取1和2，按正锥壳计算。
GB150.3《压力容器-设计》-2011
目录
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）
Байду номын сангаас
受内压壳体的强度设计
中径公式得到的筒体的环向应力（最大主应力）：
pc D 2
pc pc
Do
2
Di
2
pc Do
2 t pc
以外径为基准
pc Di
2 t
pc
以内径为基准
球壳的壁厚设计
中径公式：
D D2 p
4
pD 4
p Do
4
p Di
18
注： 1. 曲线系按最大应力强度 ( 主要为轴向弯曲应力)绘制， 控制值为3[]t；
小端Q2为 图5-13 和图5-14
图5-12 锥壳大端连接处的Q1 值图
加强段厚度：r = Q1
相邻筒体的计算厚度
19
新增内容（5.6.4.3条）：
当pc/[]t < 0.002时(相当于2 /Di < 0.002) r = 0.001Q1DiL r = 0.001Q2Dis 式中，Q1 和Q2分别按 pc/[]t = 0.002查图5-12和
图5-14得到。
20
2）内压加轴向力QL共同作用下，为满足大端连接边缘的力平衡和变形协调
所产生的应力，进行加强面积校核。 (GB150-2011中5.6.4.4新增的计算校核内容)
校核连接边缘的环向应力：
判断条件：Δ 值(查表5-5)应不小于锥壳半顶角α；
21
当不满足该条件时，应增加的面积为：
ArL
定
两条特殊的B值曲线
注：包括Q370R、15CrMoR、09MnD、09MnNiD等材料，且设计温度不超过 150℃
注：包括07MnMoVR、12MnNiVR、06Ni9DR等Rm大于540MPa的材料，且设 计温度不超过200℃
各种封头的设计计算方法
球形封头、椭圆封头和碟形封头都给出了以内径和外径为基准的壁厚计 算公式
2）轴向力QL作用下，为满足连接边缘的力平衡和变形协调所产生的应力校
核 (GB150-2011新增的计算校核内容)
1）压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核 (GB150-1998包括的计算内容) 控制应力为最大等效应力，强度条件为：
大端：最大等效应力不大于3[]t (主要为轴向弯曲) 小端：最大等效应力不大于1.1[]t
4
pc Do
4 t pc
pc Di
4 t pc
半球形封头壁厚计算公式与圆筒壁厚计算公式对应
受外压圆筒和外压计算曲线
在GB150-2011中对外压壳体计算用的B值曲线作了 扩充，所有GB150给出的材料都对应有相应的B值曲线
（见表4-1）
注: 对于受外压的容器，各种材料的使用温度上限将由相应的B值曲线确
球冠形封头
筒体的计算厚度
受内压的锥形封头 包括：锥壳部分和连接处（加强段）
16
锥形封头的壁厚设计
对于承受外压的锥形封头应首先满足该设计条件下的强度要求(GB1502011新增的要求)
受内压无折边锥壳大端与筒体连接处的应力校核 （包括两部分）
1）压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核 (GB150-1998包括的计算内容)
- 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
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， 开孔率适用范围可达0.9 - 修改了平盖上开孔接管的补强设计方法 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
附录D “焊接接头结构” - 按多年来我国压力容器行业的实践经验以及国外相关 标准规范的内容对GB150-1998附录J所列的各种焊接接 头结构形式作了调整,并增加了若干E类焊接接头的结构 形式
附录E “关于低温压力容器的基本设计要求” - 按材料和制造技术要求，对低温压力容器的界定作了 修改 - 更加严格了适用“低温低应力工况”的条件
平盖设计
a) 平盖厚度计算公式同GB150-1998，但结构形式和计算系数K 有所不同
b) 在GB150-2011中新增了结构13、14、16、17
23
当不满足该条件时，应增加的面积为：
Ars
kQS Dis tan
2
t s
1
要求满足
Aes Ars
式中: Aes为有效加强面积
24
5.6.4.4条 内压加轴向力QL共同作用下的加强设计
仅适用于QL、Qs为拉伸载荷的情况（为正值）； 同时f1和f2为轴向拉伸时取正值,反之取负值。
QL=PcDL/4 + f1 Qs=PcDs/4 + f2 超出范围时，应采用其它设计方法。
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 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
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
kQL DiL tan
2
t s
1
要求满足
AeL ArL
式中: AeL为有效加强面积
22
3）内压加轴向力QS作用下，为满足小端连接边缘的力平衡和变形协调所
产生的应力，进行加强面积校核。 (GB150-2011新增的计算校核内容)
校核连接边缘的经向应力：
判断条件：Δ 值(查表5-5)应不小于锥壳半顶角α
25
为便于使用，GB150-2011增加了锥壳与圆筒连接处外压计算 框图（GB150.3中图5-18)。
调整了外压下计算无折边锥壳与圆筒连接处有效加强面积时应 计入的圆筒有效厚度。
偏心锥壳的厚度计算
α1
α2
1）受内压偏心锥壳，取1和2中大值，按正锥壳计算； 2）受外压偏心锥壳，分别取1和2，按正锥壳计算。
GB150.3《压力容器-设计》-2011
目录
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）
Байду номын сангаас
受内压壳体的强度设计
中径公式得到的筒体的环向应力（最大主应力）：
pc D 2
pc pc
Do
2
Di
2
pc Do
2 t pc
以外径为基准
pc Di
2 t
pc
以内径为基准
球壳的壁厚设计
中径公式：
D D2 p
4
pD 4
p Do
4
p Di