按GB150与JB4732编制设备强度计算书
GB150、JB4732和JBT4735的适用范围和主要区别
项 目
GB150
钢制压力容器
JB4732
钢制压力容器—分析设计标准
JB/T4735
钢制焊接常压容器
设计压力
≤pd≤35MPa，真空度不低于
≤pd＜100MPa，真空度不低于
＜pd＜
设计温度
按钢材允许的使用温度确定（最高为700℃,最低为-196℃）
低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度（最高475℃）
大于-20℃至350℃（奥氏体高合金钢制容器和设计温度低于-20℃,但满足低温低应力工况,且调整后的设计温度高于-20℃的容器不受此限制）
基本安全系数
碳素钢、低合金钢：nb≥，ns=nts≥，nD≥,nn≥；高合金钢：nb≥,ns=nts≥，nD≥，nn≥
按容器的公称容积、厚度、设计温度、介质毒性程度和可燃性、耐压试验种类和钢种确定是否需要无损检测,检测长度不小于各条焊缝长度的10%
压力试验
制造完工的容器应按图样规定进行压力试验。试验时压力至规定试验压力的10%时，且不超过时保压5分钟检漏；升压至50%后，按照每级为规定试验压力的10%的极差逐级增至规定的试验压力，保压10分钟后降至规定试验压力的87%，并保持足够长时间后再次进行泄露检查。
是否需要
应力分析
不需要,但超出本标准规定时,需要应力分析
需要,但按本标准设计的球壳、筒体、封头等不需要应力分析
不需要
是否需要
疲劳分析
不适用于需要疲劳分析的容器
需要,但有免除条件（按载荷循环次数或应力幅提供疲劳分析免除条件）
不适用于需要疲劳分析的容器
设计、制造资格要求
设计单位和制造单位应有相应的设计批准书或制造许可证;
GB150、JB4732和JBT4735的适用范围和主要区别知识讲解
奥氏体高合金钢：
ns=nts>1.5
对介质的限 制
不限
不限
不适用于盛装高度毒性或 极度危害介质的容器
设计准则
弹性失效设计准则
塑性失效设计准则和疲劳 失效设计准则，局部应力 用极限分析和安定性分析 结果来评定
一般为弹性失效设计准则 和失稳失效设计准则
应力分析方 法
以材料力学、板壳理论公式为基础，并引入 应力增大系数和形状系数
不需要
是否需要
疲劳分析
不适用于需要疲劳分析的容器
需要,但有免除条件（按 载荷循环次数或应力幅提 供疲劳分析免除条件）
不适用于需要疲劳分析的
容器
设计、制造 资格要求
设计单位和制造单位应有相应的设计批准
书或制造许可证；
设计单位需取得应力分析 设计资格证书，设计文件 必须由三名具有资格证书 的分析设计人员签名；
设计、制造都无资格要
求；
检验资格要
焊接必须由持有相应类别资格的焊工担 任;无损检测必须由有相应类别资格的人 员担任
制造单位必须具有三类容 器的制造许可证；焊接必 须由持有相应类别资格的 焊工担任；无损检测必须
需无损检测的容器，应由 有无损检测资格的人员担 任;有的容器需由有考试 合格证的焊工担任
0.02MPa
-0.02MPa<pd<
0.1MPa
设计温度
按钢材允许的使用温度确定（最高为
700°C,最低为-196 °C）
低于以钢材蠕变控制其设 计应力强度的相应温度
（最高475C）
大于-20C至350C（奥 氏体高合金钢制容器和设
计温度低于-20C,但满 足低温低应力工况，且调 整后的设计温度高于- 20C的容器不受此限 制）
【一言难尽一饮而尽系列】过程装备设计思考题答案
【⼀⾔难尽⼀饮⽽尽系列】过程装备设计思考题答案1.压⼒容器主要由哪⼏部分组成?分别起什么作⽤?答：压⼒容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、⽀座、安全附件六⼤部件组成。
筒体的作⽤：⽤以储存物料或完成化学反应所需要的主要压⼒空间。
封头的作⽤：与筒体直接焊在⼀起，起到构成完整容器压⼒空间的作⽤。
密封装置的作⽤：保证承压容器不泄漏。
开孔接管的作⽤：满⾜⼯艺要求和检修需要。
⽀座的作⽤：⽀承并把压⼒容器固定在基础上。
安全附件的作⽤：保证压⼒容器的使⽤安全和测量、控制⼯作介质的参数，保证压⼒容器的使⽤安全和⼯艺过程的正常进⾏。
2.介质的毒性程度和易燃特性对压⼒容器的设计、制造、使⽤和管理有何影响？答：介质毒性程度越⾼，压⼒容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选⽤、制造、检验和管理的要求愈⾼。
如Q235-A或Q235-B钢板不得⽤于制造毒性程度为极度或⾼度危害介质的压⼒容器；盛装毒性程度为极度或⾼度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合⾦钢板应⼒逐张进⾏超声检测，整体必须进⾏焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进⾏100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进⾏⽓密性试验。
⽽制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。
毒性程度对法兰的选⽤影响也甚⼤，主要体现在法兰的公称压⼒等级上，如内部介质为中度毒性危害，选⽤的管法兰的公称压⼒应不⼩于1.0MPa；内部介质为⾼度或极度毒性危害，选⽤的管法兰的公称压⼒应不⼩于1.6MPa，且还应尽量选⽤带颈对焊法兰等。
易燃介质对压⼒容器的选材、设计、制造和管理等提出了较⾼的要求。
如Q235-A·F不得⽤于易燃介质容器；Q235-A不得⽤于制造液化⽯油⽓容器；易燃介质压⼒容器的所有焊缝（包括⾓焊缝）均应采⽤全焊透结构等。
3.《压⼒容器安全技术监察规程》在确定压⼒容器类别时，为什么不仅要根据压⼒⾼低，还要视压⼒与容积的乘积pV⼤⼩进⾏分类？答：因为pV乘积值越⼤，则容器破裂时爆炸能量愈⼤，危害性也愈⼤，对容器的设计、制造、检验、使⽤和管理的要求愈⾼。
GB150.1-2011《压力容器.通用要求》-新GB150宣贯教材
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.1.2 GB 150.2.《压力容器 第2部分：材料》
本标准的第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。
3.1.3 GB 150.3《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。 3.1.4 GB 150.4《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。
g) 搪玻璃容器和制冷空调行业中另有同家标准或行业标准的
容器，
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.2.2 标准所考虑的失效模式
失效模式与设计规范中所考虑的设计载荷和
使用工况有密切的联系，表1给出了世界各国标
准中所考虑的载荷条件对比分析：
GB150.1《压力容器 通用要求》
(1)以失效模式为依据的设计方法
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.2 标准的设计准则
3.2.1 适用范围
3.2.1.1 标准使用参数适用范围 (1)设计压力的适用范围 (2)设计温度适用范围： 3.2.1.2 结构形式适用范围 3.2.1.3 标准管辖区域适用范围
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.2.1.3 本标准的不适用范围：
新规范在弹塑性分析中明确规定要采用
Mises屈服条件。与此相统一，弹性应力分析的
控制参数也改为米赛斯等效应力，而且弹塑性
分析中的应变参数也选为米赛斯等效应变。
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.2.4 安全系数
压力容器安全系数在我国安全技术规范中指的是“ 确定材料许用应力的系数”，事实上，在标准的制定中
ISO 16528[5]综合世界主要工业国家的技术 标准规定，参照欧洲标准的内容，针对锅炉和 压力容器常见的失效形式，在标准中将其归为 三大类、14种失效模式，明确了针对失效模式的 设计技术应用理念。
压力容器强度计算(20210201112022)
压力容器强度计算第一节设计参数的确定1我国压力容器标准与适用范围我国现执行GB150 - 98钢制压力容器”国家标准。
该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则, 应用解析法进行应力计算，比较简便。
JB4732-1995《钢制压力容器一分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。
其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。
2、容器直径（diameter of vessel考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。
对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。
如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。
表2无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）3、设计压力（design pressure（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。
①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同;②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure ）。
③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。
设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
①对最大工作压力小于0.1Mpa的内压容器，设计压力取为0.1Mpa;②当容器上装有超压泄放装置时，应按超压泄放装置”的计算方法规定。
③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条件下，可能达到的最高金属温度确定。
（详细内容，参考GB150-1998，附录B （标准的附录），超压泄放装置。
）计算压力P C 是GB150-1998新增加的内容，是指在相应设计温度下， 用以确定元件厚度的压力， 其中包括液柱静压力，当静压力值小于5%的设计压力时，可略去静压力。
北美地区GB150和JIS标准主要参照ASME规范EN13445系统
设计参数和有关的问题（5）
安全系数
Ⅷ-1 nT=3.5 ny=1.5 焊管的许用应力中已 引入系数0.85 Ⅷ-2 nT=2.4 ny=1.5 GB 150 nb=3.0 ns=1.6 ( 将 改 为 nb=2.7 ns=1.5 ) JB 4732 nb=2.6 ns=1.5 ( 将 改 为 nb=2.4 ns=1.5)
从对各处应力分析原理的理解asme和en13445其逻辑性较为严密都采用均布载荷时圆平板的应力分析但对管板的具体结构计及各种不同的影响结构类型各类结构对管板计算影响的分析uhx121计算思路受均布载荷的开孔圆平板支承条件随结构而异开孔的影响uhx1151uhx1152管壳程压力以及布管和不布管区相互协调的影响引入附加力矩uhx1252和管板整体相连的壳体或管箱的约束影响uhx1254兼作法兰时对管板构成的附加弯矩uhx1256管板最大弯矩uhx1257ts用迭代法计算管板最大弯曲应力布管区外周边的剪切应力uhx1258uhx12592s08suhx124b09a已删去计算和管板整体相连壳体或管箱的薄膜弯曲和总应力uhx12510uhx12511计算实例4个uhx201和gb1512计及了和管板固定相连的管箱或壳体一定长度范围内附加的弯曲和薄膜应力3除计算管板弯曲应力外还要计算管板剪切应力固定管板式结构类型各类结构对管板管束壳体计算的影响分析uhx131计算思路受轴对称不均布载荷的开孔圆平板弹性基开孔的影响uhx1151uhx1152有效压力p的计算uhx1356布管区和不布管区协调所引起prim和管壳结构u管壳程压力p固定管板式10固定管板式11固定管板式和螺栓力w两侧受压面大小管壳结构u有关uhx1355cuhx1354壳体在压力作用下变形的支承pjuhx1352壳程压力p有关管束在压力作用下变形的支承pjuhx1352管程压力p有关12固定管板式管壳轴向膨胀差的支承p和温度差管束刚度k有关uhx1355uhx1352假设管板厚度h由p并计及弹性基础板即非均布载荷时的影响f按迭代进行15s3suhx135713固定管板式布管区外周边剪切应力08suhx1358管子轴向应力tbuhx135908a壳体上轴向应力并视其正负而用强度或稳定性条件限制uhx1351008a邻近管板处壳体上轴向薄膜弯曲应力uhx13511邻近管板处管箱上轴向薄膜弯曲应力uhx1351114固定管板式如不予满足管子设计应重新考虑管板壳体或管箱或增加厚度或在必要时作弹塑性计算uhx13512uhx137另一种结构邻近管板处加厚的壳体uhx136当管板和管箱或壳体整体连接时计及邻近管板处径向热膨胀差的影响上述各有关内容另行计算uhx13815固定管板式说明
化工设备书后习题
化工设备书后习题第一章化工设备概述习题：1-1什么是化工设备和压力容器？它们有何特点？1-2为什么要对压力容器进行分类？其中，按《容规》分类有何意义？共分为几类？1-310m3的液氨储罐属于那一类容器？1-4什么是薄壁容器、高压容器、反应压力容器和换热压力容器？1-5对化工设备有何基本要求？怎样才能使其安全可靠的运行？1-6压力容器用材有哪些基本要求选材时应遵循什么原则？1-7有普通碳素钢做压力容器用材，应有那些限制条件？为什么？1-8中国GB150-1998《钢制压力容器》和JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》两个标准有何不同？其中，GB150-1998包括那些主要内容？第二章化工设备强度计算基础习题：2-1如习题2-1图所示带折边的锥形封头，是确定其上A、B、C各点处的第一和第二曲率半径，以及相应的曲率中心。
2-2设一圆筒形壳体承受气体内压p，圆筒壳体中间面直径为D，厚度为δ，失球圆筒形壳体中的应力。
若壳体材料有20R（σb=400MPa，σ=245MPa）改为16MnR（σb=510MPa，σ=345MPa）时，圆筒形壳体中的应力姜如何变化？为什么？2-3试分析椭圆行封头长短轴之比分别为2、2、3的受力特点，并求出该封头在这三种情况下出现最大和最小环向应力、经向应力的位置。
2-4如习题2-4图所示，对一标准椭圆形风头进行应力测定。
该封头中间面的长轴D=1000mm，厚度δ=10mm，现测得E点（某=0）处的环向应力为50MPa.cihi压力表A表示为1MPa，压力表B指示为2MPa，试问哪一只压力表不准确，为什么？2-5有一密闭平底平盖圆筒形容器，垂直放置在基础上。
内径Di、厚度为δ、高度为H，内装有密度为ρ的液体，页面高度为0.6H，现测得的液面上的压力为p0。
试求圆筒体1/2深度处器壁上的环向应力和经向应力。
2-6举例说明连接边缘及边缘应力的概念。
2-7边缘应力有何特点？在那些情况下应注意边缘盈利的影响？2-8单层厚壁圆筒应力状况与薄壁通体有何不同？其延壁厚方向的应力分布有什么特征？2-9单层厚壁圆筒同时承受内压pi和外压po作用时，能否用Δp=pi-po带入仅受内压或外压的应力计算式来计算厚壁圆筒的应力，为什么？2-10一单层厚壁圆筒，内径为3100mm，壁厚为165mm，承受的内压力为150MPa，试求该圆筒体内壁和外壁上的三向应力值，并根据计算结果绘制三向应力沿壁厚的分布图。
GB150与JB4732的区别(可编辑修改word版)
压力试验
制造完工的容器应按图 样规定进行压力试验。 试验时压力至规定试验压力的10%时，且不超过0.05MPa时保压5分钟检漏；升压至50%后，按照每级为规定试验压力的10%的极差逐级增至规定的试验压力，保压10分钟后降至规定
容器壳体无损检测要求
按钢种、厚度、介质特性和耐压试验类型确定无损检测要求;局部无损检测要求长度不小于各条焊缝长度的20%,且不小于250mm
所有A类或B类焊接接头;筒体或封头名义厚度大于65mm的C类焊接接头（多层包扎筒体中的C类除外）;开孔直径大于100mm且筒体或封头名义厚度大于65mm的D类焊接接头都要做100%无损检测
容器制造完工后，应按照图样要求进行盛水试验、液压试验、气密性试验或煤油试漏等。液压试验时，压力缓慢上升，达到规定试验压力后应保持30分钟以上检漏。
试验压力的87%，并保持足够长时间后再次进行泄露检查。
综合经济性
一般结构的容器综合经济性好
大型复杂结构的容器综合经济性好
在相应范围内的容器综合经济性好
设计、制造都无资格要求;
检验资格要
焊接必须由持有相应类别资格的焊工担任;无损检测必须由有相应类别资格的人员担任
制造单位必须具有三类容器的制造许可证;焊接必须由持有相应类别资的焊工担任;无损检测必须由Ⅰ级或Ⅱ级人员担任
需无损检测的容器,应由有无损检测资格的人员担任;有的容器需由有考试合格证的焊工担任
,
需要应力分析
定时,需要应力分析
球壳、筒体、封头等不需要应力分析
是否需要疲劳分析
不适用于需要疲劳分析的容器
JB4730.1-2005通用要求介绍
承压设备法规标准体系
培训考核规则类：《特种设备无损检测人员考 核与监督管理规则 》、《锅炉压力容器压力管道及 特种设备检验人员资格考核规则》等。 技术检验规则类：《压力容器定期检验规则》、 《锅炉定期检验规则》、《在用工业管道定期检验 规程》等。 5、相关标准（第五层次） 引用相关标准（技术规定及相关标准） GB150-1998、JB/T4730-2005等
背景介绍
JB 4730-94《压力容器无损检测》标准 是《压力容器安全技术监察规程》及有关的 产品标准和GB150《钢制压力容器》等的配 套标准，由全国压力容器标准化技术委员会 提出，全国压力容器标准化技术委员会制造 分会归口，原机械部、化工部、劳动部和中 国石油化工总公司联合发布的强制性行业标 准。
上述问题有的通过标准修改单和标 准宣贯进行了修改和说明，有的则尚 未解决。 2000 年全国质量技术监督总局锅 炉局及全国锅容标委决定对 JB4730-94 标准进行修订。
承压设备无损检测的特点源自1 、无损检测应与破坏性检测相接合：无损检 测的最大特点是在不损伤材料和工件结构的前 提下检测，具有一般检测所无可比拟的优越性。 但是无损检测不能代替破坏性检测，也就是说 对承压设备进行评价时，应将无损检测结果与 破坏性检测结果（如爆破试验等）进行对比， 才能作出准确的判断。
承压设备无损检测的特点
2 、正确选用无损检测时间：在进行承压设备 无损检测时，应根据检测目的，结合设备的特 点，选择合适检测时间。 3 、正确选用最适当无损检测方法：由于各种 检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果 可靠性，应根据设备材质、制造方法、工作介 质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺 陷种类、形状、部位和取向，选择合适的无损 检测方法。
承压设备标准体系（压力管道）
压力容器远程教育答案
二、压力容器基础知识一、单选题【本题型共50道题】1.氮肥装置中的尿素合成塔属于（）。
A．反应压力容器B．换热压力容器C．分离压力容器D．储存压力容器正确答案：[A]{《压力容器》适用于（）。
A．疲劳压力容器B．超高压压力容器C．核反应堆压力容器D．设计压力不大于35MPa的钢制容器正确答案：[D]3.简单压力容器（）。
A．统一划分为第I类压力容器】B．统一划分为第II类压力容器C．统一划分为第III类压力容器D．按照介质分组、设计压力、容器体积、压力体积的乘积进行类别划分正确答案：[A]4.在设计压力容器时，GB150和JB4732之间的关系为：（）。
A．可以混用，以经济指标为准则B．完全不能混用C．当主体采用GB150进行设计，一些特殊结构没有给出计算方法时，可以采用JB4732进行设计D．当主体采用GB150进行设计，一些特殊结构没有给出计算方法时，可以采用JB4732进行设计，但材料许用应力应当按照JB4732选取>正确答案：[C]5.制造固定式非金属压力容器，需要取得（）制造许可。
A．A级B．B级C．C级D．D级正确答案：[A]6.压力容器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（表压）的气体、液化气体。
这里的“”指的是（）。
、A．容器外侧的压力B．容器的最大允许工作压力C．容器内部的表压力D．容器内部的绝对压力正确答案：[C]7.图示为球冠形封头与筒体连接局部结构示意图。
封头外缘和筒体端部采用较大厚度的目的是（）。
A．降低连接部位的局部应力水平B．防止焊接变形:C．便于运输和吊装D．抵消较大的局部腐蚀正确答案：[A]8.移动式压力容器安全阀的开启压力应为罐体设计压力的（）。
A．倍B．~ 倍C．倍D．倍正确答案：[B]。
9.按照《特种设备目录》（质检总局2014年第114号公告）界定是否属于固定式压力容器，除了要求在固定位置使用外，还需要通过（）加以确认。
GB150与JB4732的区别
GB150、JB4732和JB/T4735的适用范围和主要区别项 目GB150钢制压力容器JB4732钢制压力容器—分析设计标准JB/T4735钢制焊接常压容器设计压力0.1MPa≤pd≤35MPa，真空度不低于0.02MPa0.1MPa≤pd＜100MPa，真空度不低于0.02MPa-0.02MPa＜pd＜0.1MPa设计温度按钢材允许的使用温度确定（最高为700℃,最低为-196℃）低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度（最高475℃）大于-20℃至350℃（奥氏体高合金钢制容器和设计温度低于-20℃,但满足低温低应力工况,且调整后的设计温度高于-20℃的容器不受此限制）基本安全系数碳素钢、低合金钢：nb≥3.0，ns=nts≥1.6，nD≥1.5,nn≥1.0；高合金钢：nb≥3.0,ns=nts≥1.5，nD≥1.5，nn≥1.0碳素钢、低合金钢、铁素体高合金钢：nb≥2.6,ns=nts≥1.5；奥氏体高合金钢：ns=nts≥1.5碳素钢、低合金钢、铁素体高合金钢：nb≥2.5,ns=nts≥1.5；奥氏体高合金钢：ns=nts≥1.5对介质的限制不限不限不适用于盛装高度毒性或极度危害介质的容器设计准则弹性失效设计准则塑性失效设计准则和疲劳失效设计准则,局部应力用极限分析和安定性分析结果来评定一般为弹性失效设计准则和失稳失效设计准则应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数弹性有限元法;塑性分析;塑性理论和板壳理论公式;实验应力分析以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数强度理论最大主应力理论最大切应力理论最大主应力理论,但大多数容器的设计厚度由最小厚度决定是否不需要,但超出本标准规需要,但按本标准设计的不需要需要应力分析定时,需要应力分析球壳、筒体、封头等不需要应力分析是否需要疲劳分析不适用于需要疲劳分析的容器需要,但有免除条件（按载荷循环次数或应力幅提供疲劳分析免除条件）不适用于需要疲劳分析的容器设计、制造资格要求设计单位和制造单位应有相应的设计批准书或制造许可证;设计单位需取得应力分析设计资格证书,设计文件必须由三名具有资格证书的分析设计人员签名;设计、制造都无资格要求;检验资格要焊接必须由持有相应类别资格的焊工担任;无损检测必须由有相应类别资格的人员担任制造单位必须具有三类容器的制造许可证;焊接必须由持有相应类别资格的焊工担任;无损检测必须由Ⅰ级或Ⅱ级人员担任需无损检测的容器,应由有无损检测资格的人员担任;有的容器需由有考试合格证的焊工担任容器壳体无损检测要求按钢种、厚度、介质特性和耐压试验类型确定无损检测要求;局部无损检测要求长度不小于各条焊缝长度的20%,且不小于250mm所有A 类或B 类焊接接头;筒体或封头名义厚度大于65mm 的C 类焊接接头（多层包扎筒体中的C 类除外）;开孔直径大于100mm 且筒体或封头名义厚度大于65mm 的D 类焊接接头都要做100%无损检测按容器的公称容积、厚度、设计温度、介质毒性程度和可燃性、耐压试验种类和钢种确定是否需要无损检测,检测长度不小于各条焊缝长度的10%压力试验制造完工的容器应按图样规定进行压力试验。
具有D1和D2级设计资格的单位进行快开门式压力容器设计的条件和管理的说明
1具有D 1和D2级设计资格的单位级设计资格的单位进行进行进行快开门快开门式式压力容器设计压力容器设计的的条件条件和和管理的说明管理的说明（关于快开门关于快开门式式压力容器设计的压力容器设计的相相关规范关规范、、标准标准的的条款条款））张民良张民良2013.12.12013.12.188目 录录1.如何定义快开门式压力容器及设计时需要考虑的内容 (3)2.考虑快开门式压力容器疲劳载荷的设计方法 (3)3.关于SAD级规定 (4)4.关于压力容器设计许可级别 (4)5.根据使用经验对快开门式压力容器疲劳分析可以免除的条件 (5)6.根据在使用周期的开闭门循环次数对快开门式压力容器可免除疲劳分析的条件 (6)7.快开门式压力容器的设计方法之一《钢制压力容器-分析设计标准》JB4732的设计方法 (7)8.快开门式压力容器的设计方法之二《压力容器》GB150的一般设计规定及管理规定 (8)9.《压力容器》GB150的对比经验设计方法 (8)10.《压力容器》GB150的局部应力分析设计方法及管理规定 (9)11.总结 (10)12.附录：3.20快开门式压力容器条款的释义 (10)2如何定义快开门式压力容器及设计时需要考虑的内容 3.20快开门式压力容器快开门式压力容器，是指进出容器通道的端盖或者封头和主体间带有相互嵌套的快速密封锁紧装置的容器。
用螺栓（例如活结螺栓）连接的不属于快开门式压力容器。
快开门式压力容器的设计应当考虑疲劳载荷的影响。
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004TSGR0004--20092009(P16)(P16)考虑快开门式压力容器疲劳载荷的设计方法 3.5设计方法压力容器设计可以采用规则设计方法或者分析设计方法。
必要时也可以采用试验方法或者可对比的经验设计方法，但是应当按照本章程1.9的规定通过技术评审。
”“1.9不符合本规程时的特殊处理规定采用新材料、新技术、新工艺以及特殊使用要求的压力容器，不符合本规程要求时。
常压容器设备强度计算书 模板
0.84
MpaБайду номын сангаас
盛水试验时应力效核
设计温度下圆筒计算应力
σ=PcDi/2δhe
2.44
Mpa
许用值
σ≤φ[σ]t
110.5
Mpa
σ≤φ[σ]t
可行
5
常压容器设备强度计算书
6
常压容器设备强度计算书
内压平盖 (NB/T47003.1-2009)
设计条件
设计压力 物料密度 重力加速度 液面高度 液注静压力 计算压力 P+ρgh 设计温度 平盖计算直径 封头材料 试验温度下屈服强度 常温下材料许用应力 设计温度下材料许用应力 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 焊接接头系数 结构特征系数
δ = Pc Di / 2 [σ]t φ=
0.13
Di
δ
3 2
取较大值 mm
壁厚附加量 C = C1 + C2 = 设计厚度 δ`n = δ + C =
0.3
mm
2.30
mm
名义厚度取 δn =δ + C2 + C1 +圆整
6
mm
有效厚度 δe = δn - C =
5.7
mm
液压试验时应力效核
液压试验压力（取较大值） PT=1.25 P [σ]/[σ]t=
mm 16.68
mm
mm 0.00
mm
mm
mm
mm
mm
δt=PcDi/2[σ]tφ
9
常压容器设备强度计算书
10
常压容器设备强度计算书
内压筒体开孔补强 (NB/T47003.1-2009)
开孔补强计算
圆筒开孔所需的补强面积
(完整word版)GB150与JB4732的区别
应力分析方法
以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数
弹性有限元法;塑性分析;塑性理论和板壳理论公式;实验应力分析
以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数
强度理论
最大主应力理论
最大切应力理论
最大主应力理论,但大多数容器的设计厚度由最小厚度决定
GB150、JB4732和JB/T4735的适用范围和主要区别
项 目
GB150
钢制压力容器
JB4732
钢制压力容器—分析设计标准
JB/T4735
钢制焊接常压容器
设计压力
0.1MPa≤pd≤35MPa，真空度不低于0.02MPa
0.1MPa≤pd＜100MPa，真空度不低于0.02MPa
-0.02MPa＜pd＜0.1MPa
需无损检测的容器,应由有无损检测资格的人员担任;有的容器需由有考试合格证的焊工担任
容器壳体无损检测要求
按钢种、厚度、介质特性和耐压试验类型确定无损检测要求;局部无损检测要求长度不小于各条焊缝长度的20%,且不小于250mm
所有A类或B类焊接接头;筒体或封头名义厚度大于65mm的C类焊接接头（多层包扎筒体中的C类除外）;开孔直径大于100mm且筒体或封头名义厚度大于65mm的D类焊接接头都要做100%无损检测
设计温度
按钢材允许的使用温度确定（最高为700℃,最低为-196℃）
低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度（最高475℃）
大于-20℃至350℃（奥氏体高合金钢制容器和设计温度低于-20℃,但满足低温低应力工况,且调整后的设计温度高于-20℃的容器不受此限制）
基本安全系数
法兰计算
第 18 页 共 18 页
1200.00 69.00 3.00
第 15 页 共 18 页
垫片外径
d2
垫片内径
d1
垫片压紧力作用中心圆直径
DG
预紧状态下，需要的最小螺 栓载荷
Wa
操作状态下需要的垫片最小 压紧力
FP
流体压力引起的总轴向力
F
求和 FP+F
FP+F
预紧状态下，需要的最小螺 栓总截面积
Aa
操作状态下需要的螺栓总截 面积
mm
bo≥6.4,b= 2.53SQRT(bo)；b=bo
结果 3.40 250.00 16Mn III 25Cr2MoVA 1.00 206.00 245.00 129.00 150.00 30.00 15.00 9.80
法兰内直径 垫片比压力 垫片系数
Di
mm 给定
y
Mpa 查表9-2
m
查表9-2
系数 系数 LOG(K) 系数 系数 系数 系数 系数 系数 系数 参数 参数 法兰有效厚度 系数 系数 系数 参数
FGLG
N.mm
FTLT
N.mm
MP
N.mm
FDLD+FGLG+FTLT
FG
N
FG=W
Ma
N.mm
FGLG
Ma"
N.mm Ma［σ］ft/［σ］f
Mo
N.mm 取MP和Ma"大者
h ho h/ho K δ1/δo LOG(K) T Z Y U F1 V1 f e d1 δf ψ β γ η
塔设备的强度计算
K3 ——笼式扶梯当量宽度，当无确切数据时可取
K3 =400mm K4——操作平台当量宽度，
K4
2 l0
A
mm；
l——操作平台所在计算段长度，mm；
∑A——第i段内平台构件的投影面积（不计入空档的 投影面积），mm2
d0 ——塔顶管线外径， mm ；
ps ——管线保温层厚度， mm。
（2）风弯矩的计算：
下：
M e me • g • le (N • m)
le——偏心质量中心至容器中心线的距离，即偏心距 me——偏心质量
６、最大弯距：容器任意危险截面I-I的最大弯矩按下 式计算：
M max
M M
w
E
Me
0.25M
w
取其中较大的 Me
二、筒体应力校核：
1、筒体轴向应力计算： 圆筒任意计算截面I-I处的轴向应力计算，如下：
H——塔总高 m
mi——塔设备的第i段的质量
Hi——第i段塔高 m
xi——第i段中心到地面的距离m
E——塔体材料的弹性模量 N/m2 m——塔变截面段数
Ji——第i段塔体截面惯性矩 m4 n——塔分段数
Ii 8
Di ei
3 ei
(圆形薄壁容器的惯性矩)
Dei——塔设备计算段的有效直径 m
当笼式扶梯和塔顶进出口管线布置成180º时：
一遇，10分钟时距的平均最大风速作为计算风压，得出
该地区的基本风压q0。
q1 P1
q1
Pn qn
Hn
Pi
qi
Hi H
hi
P3
q3
H3
P2 q2
H2
h1
h1
P1 q1
H1
机械设计及机械制造专业50道压力容器、压力管道设计考试题(填空题二)
⑷ 确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时，设计压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值0.1 MPa；当无安全控制装置时，取0.1 MPa。
⑸ 由两室或两个以上压力室组成的容器，如夹套容器，确定设计压力时，应考虑各室之间的最大压力差。
9、对于盛装易燃、易爆、毒性为中度、高度危害介质的汽车罐车罐体，应设置符合《液化气体汽车罐车安全监察规程》要求的必要的安全附件以及装卸阀门等，且应集中布置，并设防护装置。
10、《液化气体汽车罐车安全监察规程》中规定：
对低温型罐车，用于低温密封的材料与低温液体相容，不发生冷脆且热膨胀系数要小。用于低温密封的非金属材料可选用聚酰氨胺、聚四氟乙烯等，金属材料可选用纯铝、铝丝或热膨胀系数小的合金。
26、《液化气体汽车罐车安全监察规程》中规定：
罐车外表面，均涂银灰色漆，沿罐体水平中心四周涂刷色带，色带宽度为300mm，其中上200mm涂兰色，下100mm按介质的分类涂色，有毒介质色带颜色为黄色；易燃介质色带颜色为红色。
27、《液化气体汽车罐车安全监察规程》中规定：
液氯、液态二氧化硫罐车充装前应用干燥空气进行密封试验，检查合格后需将罐体内气体排净方可充装(干燥空气的标准为含水量小于等于100oppm)。密封试验压力为设计压力的0.9倍。
42、一般来说塔设备应该校核的危险截面是塔底截面、裙座大开孔截面、裙座与塔体的连接截面、不等直径塔变径交界处和等径塔变壁厚交界处。
43、液氨贮槽主要是NH3应力腐蚀破坏；液化石油气(LPG)贮槽主要是H2S应力腐蚀破坏；奥氏体不锈钢容器主要是C1应力腐蚀破坏。
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55.15
mm
δd = δ + C2 =
58.15
mm
名义厚度：
δ'n = δd + C1 =
58.45
mm
取
δn =
80
mm
有效厚度：
δe = δn - C1 - C2
76.7
mm
1.结构设计时应保证锥段的母线长度≥559.1mm.(本锥体的母线长度约为2252mm)
2.与锥壳大端连接处的圆筒加强段长度应≥316.3mm，此段圆筒厚度应≥37.88mm。（不包义厚度：
取
有效厚度：
最小厚度： 检验结论：
C = C1 + C2 = δ'nh = δh + C =
δnh =
1.60 10.80
12
δeh = δnh - C1 C2 =
10.4
δmin=
6
满足最小厚度要求
应力校核
mm mm mm
mm
mm 合格
说明： 1、当Ri/ri≤
无数值 mm 51.40
δ/Ri<0.002 mm
不符合
名义厚度：
δ'n = δd + C1 =
51.70
mm
取
δn =
60
mm
有效厚度：
δe = δn - C1 - C2 =
58
mm
设计
计 算内压 力
计 算外压 力 设计温度 锥壳大端内直径
锥壳小端内直径 锥体切线高度 锥体半顶角 锥壳大端折边半径 （至内壁） 锥壳小端折边半径 （至外壁） 锥壳材料
(适用标准：JB4732-2005)
容器代号： 容器名称： 所属图号： 设 计： 校 对： 审 核： 批 准： 日 期：
TTBZ-8/2000 反应釜
HY.FYF001-00
2017.10.28
内压圆筒体
设计条件
计算压力
Pc
5
设计温度
t
900
单位 MPa ℃
筒体内径
Di
31
mm
筒体材料
15CrMoR
5.5时 δeh≥0.15%Di 2、当Ri/ri＞
5.5时 δeh≥0.3%Di
最大允许工作压力
[ Pw ]
2[ ]t eh MR i 0.5 eh
1.13
MPa
设计温度下计算应力 校核结论：
t Pc (MR i 0.5 eh ) 2 eh
σt≤[σ]t
130.06
MPa
合格
压力容器设计计算书
常温屈服极限
σs
设计
常温
Sm
应力强度 设计温度 Smt
钢板厚度负偏差
C1
腐蚀裕量
C2
载荷组合系数
K
170
MPa
113
MPa
7
MPa
0
mm
0
mm
1
壁厚计算
计算壁厚：
16.16 mm
共 11 页 第 1
页
简
图
公式适用于设计压力 Pc>0.4KSmt的范围。
计算壁厚：
设计厚度： 名义厚度：
取 有效厚度：
液压试验压力
mm
条规 定，查
0.002
合
δ/Ri= 0.028
mm
计算壁厚1：
标准
适用条
r/Di=K298/E289=0.1 JB4732
件
图7-1 Pc/KSmt≤ 中参数 0.08 为0.17
符 合
δ=
50.40
mm
的曲线
计算壁厚2：
无数值 mm Pc/KSmt>0.08
不符合
计算壁厚3： 设计厚度：
δd = δ + C2 =
0.37
MPa
设计温度下计算应力 t Pc ( D i 0 .5 eh )
110.38
MPa
2 eh
校核结论：
σt≤[σ]t
合格
内压球壳
共 页 第1页
设计条件
单位
简
图
计算压力 设计温度
球壳内径 球壳材料 常温屈服强度
常温 许用应力
设计温度 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 焊接接头系数
壳体最小厚度δmin
2640 660 15CrMoR 275 173
109.4
钢板厚度负偏差
C1
0.3
腐蚀裕量
C2
3
载荷组合系数
K
1
单位 MPa ℃ mm mm
MPa MPa MPa mm mm
共 11 页 第 2
页
简
图
封头内压壁厚计算
计算壁厚：
厚度附加量： 名义厚度：
取 有效厚度：
Pc/KSmt 0.037
mm
根据7.6.3条规定，查标准JB4732
0.037 mm
接
按图7-1确定过渡段厚 度
δr1/Ric=
r1/Di= 0.0256
0.11 δr1=
锥壳小端与圆筒的连 接
Pc/KSmt= 查图7-9得：Q=
0.037 mm
查图7-8
1.50
δr2=Q*Pc*Dis/(2KSmtPc)=
37.88 14.80
锥体设计厚度δd：
δ=Max（δ，δr1,δr2)=
Pc D i ( o )
2[ ]t Pc
≥3 mm 说明：
1、当圆筒环焊缝系数小于 ≥2 mm 纵焊缝系数一半时，圆筒厚度
取纵焊缝和环焊缝中较大值。
4.42 mm
2、公式适用于设计压力Pc
≤0.4[σ]tφ的范围。
设计厚度：
δd = δ + C2 =
5.42
mm
名义厚度：
δ'n = δd + C1 =
Pc
1
MPa
t
100
℃
Di
360
mm
Q245R
ReL
245
MPa
[σ]
148
MPa
[σ]t
147
MPa
C1
0.6
mm
C2
1
mm
φ
1
壁厚计算
碳钢、低合金钢
≥3 mm
（不包括腐蚀裕量）
不锈钢
计算壁厚：
Pc D i(o) 4[ ]t Pc
≥2 mm 说明： 以下所有公式适用于设计
0.613 mm 压力Pc≤0.6[σ]tφ的范围。
计算
共 页 第1页
简
图
计算壁厚： 计算壁厚：
垂直于锥壳表面方向 量得的半径
####### mm
Ric=(Di/2-r1(1-Cosα))/Cos α
无数值 mm 55.15 mm
公式适用于设计压力 Pc>0.4KSmt的范围。
公式适用于设计压力Pc≤ 0.4KSmt的范围。
锥壳大端与圆筒的连
Pc/KSmt=
Pc Di 2kS m t Pc
无数值 mm
δd = δ + C2 =
16.16
δ'n = δd + C1 =
16.16
δn =
16
δe = δn - C1 - C2
16
=
液压试验时应力校核
PT
1 .25 P
Sm Smt
100.89
公式适用于设计压力Pc≤ 0.4KSmt的范围。
mm mm mm mm
MPa
设计温度
t
150
℃
筒体内径
Di
2100
mm
筒体材料
Q370R
常温屈服强度
ReL
245
MPa
常 温 [σ]
148
MPa
许用应力
设计温度 [σ]t
140
MPa
钢板厚度负偏差
C1
0.3
mm
腐蚀裕量
C2
1
mm
焊接接头系数
φ
0.85
壁厚计算
壳体最小厚度δmin
碳钢、低合金钢
（不包括腐蚀裕量）
不锈钢
计算壁厚：
（0.5Diδ nh)^0.5=335mm,厚
度应≥δ =52.27mm.
内压球壳
设计条件
单位
计算压力
Pc
4
MPa
设计温度
t
470
℃
球壳内径
Di
2640
mm
球壳材料
15CrMoR
常温屈服极限
σs
设计
常温
Sm
应力强度 设计温度 Smt
钢板厚度负偏差
C1
腐蚀裕量
C2
载荷组合系数
K
275
MPa
173
MPa
30 26.7
公式适用于设计压力Pc≤ 0.4KSmt的范围。 mm mm mm
mm
内压碟形封头
设计条件
计算压力
Pc
4
设计温度
t
470
封头内径
Di
2000
碟形封头球面内半径 Ri
1800
单位 MPa ℃ mm mm
共 页 第2页
简
图
封头材料
15CrMoR
常温屈服极限
σs
设计 常 温 Sm 应力强度 设计温度 Smt
图7-1中参数为0.17的曲线得：
δ/Ri
0.022
mm
δ
52.27
C = C1 + C2 =
3.30
mm
δ'nh = δh + C =