确定压力容器安全系数原则
压力容器安全技术监察规程

压力容器安全技术监察规程第一章总则第1条为了加强压力容器的安全监察,保证安全运行,保护人民生命和财产的安全,促进社会主义建设事业的发展,根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定,特制订本规程。
第2条本规程是压力容器安全技术监督的基本要求,压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等单位,必须遵守《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定,并满足本规程的要求。
各级主管部门对本规程负责贯彻执行,各级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构负责监督检查.第3条本规程适用于同时具备下列条件的压力容器(注1):1.最高工作压力(Pw)(注2)大于等于0.1MPa(不含液体静压力,下同);2.内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)(注3)大于等于0.025m3;3.介质为气体、液体气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
上述压力容器所用的安全附件,亦属于本规程管辖范围.本规程不适用于下列压力容器:(1)核能装置中的压力容器、交通工具上的附属压力容器、军事装备用的压力容器、消防用的压力容器、科学研究试验装置用的压力容器、医疗用载人的压力容器、真空下工作的压力容器(不含夹套压力容器);(2)各类气体槽(罐)车和气瓶;(3)非金属材料制压力容器;(4)无壳体的套管换热器、冷却排管等;(5)烟道式余热锅炉和砌(装)在设备内的管式水冷却件;(6)正常运行最高工作压力小于0.1MPa。
但在使用中短时(如进、出物料时)承压的压力容器(如常压发酵罐,硫酸、硝酸、盐酸储罐,水泥罐车及类似的设备等);(7)机器上非独立的承压部件(如压缩机、发电机、泵、柴油机的承压壳或气缸,但不含造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器和移动式空气压缩机储罐等);(8)电力行业专用的封闭式电气设备的电容压力容器(封闭电器);(9)超高压容器。
注1:本规程压力容器范围划定如下:(1)压力容器与外部管道、装置联接的;接管与外部管道焊接连接的第一道环向焊缝,螺纹连接的第一个螺纹接头,法兰连接的第一个法兰密封面,专用连接件、管件连接的第一个密封面;(2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件;(3)非受压元件与压力容器的连接焊缝。
确定压力容器安全系数原则
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确定压力容器安全系数原则发表时间:2014-11-27T14:50:50.000Z 来源:《价值工程》2014年第5月下旬供稿作者:王鹏[导读] 应同时依据抗拉强度和屈服强度去选取材料的许用应力值;随着理论研究和不断的科学实验,在保障压力容器安全的基础上,压力容器安全系数逐步降低王鹏WANG Peng(烟台冰轮压力容器有限公司,烟台265500)(Yantai Moon Pressure Vessel Co.,Ltd.,Yantai 265500,China)摘要院压力容器安全系数直接受材料参数的影响,这就要求在选用材料许用应力值时,要在考虑抗拉强度的基础上,考虑屈服强度;奥氏体不锈钢应变能力、强化能力、韧性都比较强,为了把这些特性充分的发挥出来,应该特别考虑它的许用应力值;伴随着科学技术的成熟,对一次次实验的总结,既能保证压力容器的安全,又能够在此基础上节约材料,降低成本,压力容器安全系数有降低趋势,这是理论与实际相结合的结果。
Abstract: The pressure vessel safety coefficient is directly affected by material parameters, which requires consideration of yieldstrength as well as tensile strength when choosing the material's allowable stress value. Austenitic stainless steel has strong strain capacity,strengthening ability and toughness. In order to put these characteristics fully play out, its allowable stress value should BE especiallyconsidered. With the maturity of science and technology and author's experience, it can not only ensure the safety of pressure vessels, butalso could save material, and reduce costs. Pressure vessel safety coefficient has a lower trend, which is the result of integrating theory withpractice. 关键词院压力容器;安全系数;许用应力值;抗拉强度;屈服强度Key words: pressure vessel;safety coefficient;allowable stress value;tensile strength;yield strength中图分类号院[X933.4] 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)15-0070-02压力容器已经渗透到了工业领域,并和人们的生活息息相关,是不可被破坏的,如果遭受到了破坏,后果将不堪设想。
12压力容器压力管道设计许可规则

12压力容器压力管道设计许可规则压力容器和压力管道是现代工业中广泛应用的装备,其设计许可规则的制定对保障设备安全运行、防止事故发生具有重要意义。
下面将对压力容器和压力管道的设计许可规则进行详细介绍。
1.设计规范:压力容器的设计必须符合相关的设计规范和标准,如国家标准、行业标准以及相关技术规范等。
2.设计资质:从事压力容器设计工作的单位必须具备相应的设计资质,设计人员必须具备专业的设计背景和工程经验。
3.设计计算:压力容器的设计计算必须符合力学原理和相关的设计计算方法,如应力和变形计算、稳定性计算等。
4.材料选择:压力容器的材料选择必须符合相关的材料标准和规范,并经过合理的材料试验和选材分析。
5.安全系数:压力容器的设计必须考虑到使用过程中的不确定因素和意外情况,合理确定安全系数,并进行相应的设计防护措施。
6.容器附件:压力容器的附件设计必须符合相关要求,并能够保证与容器的配合和安装的可靠性。
7.劳动环境:压力容器的设计必须考虑到工作环境和人员的安全性和舒适性,通过合理的布局和装置确保工作人员的安全。
1.设计规范:压力管道的设计必须符合相关的设计规范和标准,如国家标准、行业标准以及相关技术规范等。
2.设计资质:从事压力管道设计工作的单位必须具备相应的设计资质,设计人员必须具备专业的设计背景和工程经验。
3.管道材料选择:压力管道的材料选择必须符合相关的材料标准和规范,并经过合理的材料试验和选材分析。
4.管道设计计算:压力管道的设计计算必须符合流体力学原理和相关的设计计算方法,如流量计算、管道尺寸计算等。
5.安全防护措施:压力管道的设计必须考虑到使用过程中的不确定因素和意外情况,合理确定安全系数,并进行相应的设计防护措施。
6.管道布局和支撑:压力管道的布局必须符合工艺流程和安全要求,并通过合理的支撑和固定措施确保管道的可靠性。
7.管道附属设施:压力管道的附属设施设计必须符合相关要求,并能够保证与管道的配合和安装的可靠性。
GB150.1-2011《压力容器.通用要求》-新GB150宣贯教材
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GB150.1《压力容器 通用要求》
第二大类:长期失效模式(Long term failure modes) ● 蠕变断裂(Creep Rupture); ● 蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传 递(Creep-excessive deformations at mechanical joints or resulting in unacceptable transfer of load): ● 蠕变失稳(Creep instability) ● 冲蚀、腐蚀(Erosion,corrosion); ● 环境助长开裂如:应力腐蚀开裂、氢致开裂
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.2.3 失效准则和强度理论
金属强度失效准则主要包含弹性失效准则、塑性失
效准则和爆破失效准则。
1、弹性失效准则;
2、塑性失效准则;
3、爆破失效准则。
爆破失效准则在超高压容器设计中得到了应用。按
爆破失效准则计算圆筒体爆破压力的计算方法中以福贝
尔公式最为典型,即为:
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 ISO 16528[5]综合世界主要工业国家的技术
(Environmentally assisted cracking e.g. stress corrosion cracking,hydrogen induced cracking,etc)。
GB150.1《压力容器 通用要求》
第三大类:循环失效模式(Cyclic failure modes): ● 扩展性塑性变形 Progressive plastic deformation; ● 交替塑性 Alternating plasticity; ● 弹性应变疲劳(中周和高周疲劳)或弹-塑性应变 疲劳(低周疲劳) Fatigue under elastic strains
压力容器安全系数确定原则
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自动化 技 术 在 机 械 设 计 中的应 用
现代科 技中有限元分析和计算 机技术的发展 日益迅速 ,对 压力容器 的研究也 日益完善 ,压力容器的材料制造水平也逐 步 提 高 ,通过材料性 能的提高 ,检 测技术的发展越来越严谨 ,压 力 容器 防缺陷 的能力大大提高 ,压力容器 的可靠性得到保障。如航 天工业对产 品的重量要求 比较轻 ,所 以安全系数不 能确定 的太 高 ,反之 ,比较重要的核压力容器 ,对安 全性能要求 比较高 。
压力容器在早期 的使用 中,选用 的材料一般能满足室温下 抗拉强度的设 计 ,就能满足当时的使用需求 ,如当时压力容器使 用的材料基本 为低碳钢 ,因为容器 内的温度较低 ,低碳钢的韧性
基本可 以满足要求 。随着压力容器应用 的不 断发展 ,容器 内要求 的温度越来越高 ,各种材料在 高温下 的韧性也不同 ,设计时逐渐 将材料 的屈服强度也列人参考范围 ,在这种情况下 ,各 国逐渐制 定 了关于压力容器屈服强度和抗拉强度的比例 ,但各个 国家之 间制定 的标准也存在一定 的差异 ,欧洲主要考虑压力容器材料 应力值 的选取 ,抗拉强度考虑 的较少 ,但是在抗拉强度和屈服强 度之间要有一定 的比值范 围。美国和中国采用 的压力容器材料 应力值也存在不同 ,利用抗拉强度和屈服强度 除以相应 的安全 系数 ,最后选取最小值为安全 系数 。在压力容器材料 的选择 中 , 奥 氏体不锈钢具有应变能力强 、韧性强等优点 ,但是屈服强度 比 碳钢低 ,按 照碳钢方法确定奥氏体不锈钢的应力值 ,会大大降低 其应力值 ,不能有效发挥承载能力 。因此 当前各国都 在努力寻找 提高奥 氏体不锈钢应力值 的措施 ,以便有效控制压力容器 的安 全 系数 。 3 压 力 容 器 材 料 的 安全 系数
GB15012011《压力容器通用要求》新GB150宣贯教材
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GB150.1《压力容器 通用要求》
2 修订过程和修订原则 2.1 修订过程 2.2 修订原则
目前国际压力容器标准技术领域的综合发展方向: ● 趋同性; ● 区域性; ● 相容性; ● 贸易性; ● 经济性。
GB150.1《压力容器 通用要求》
本次标准修订的原则: 2.2.1 安全技术法规和技术标准协调一致的原则 2.2.2 建立GB150压力容器基础标准原则 2.2.3 标准技术采用成热科技成果原则 2.2.4 标准技术指标国际接轨原则 2.2.5 扩大标准适用性原则 2.2.7 便于修订原则 2.2.8 标准的各方参与原则
本标准的第4部分由十三章正文构成。
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》
(Environmentally assisted cracking e.g. stress corrosion cracking,hydrogen induced cracking,etc)。
GB150.1《压力容器 通用要求》
第三大类:循环失效模式(Cyclic failure modes): ● 扩展性塑性变形 Progressive plastic deformation; ● 交替塑性 Alternating plasticity; ● 弹性应变疲劳(中周和高周疲劳)或弹-塑性应变 疲劳(低周疲劳) Fatigue under elastic strains
GB 150—2011 中所采用的稳定安全系数如下: 1. 对于圆筒的外压稳定计算,取稳定安全系数m=3.0; 2. 对于球壳和成形封头(包括椭圆形、碟形、半球形、球冠 形)封头的外压稳定计算,取稳定安全系数m=15; 3. 对于圆筒加强圈的外压稳定计算,取稳定安全系数m=3.0。
也说压力容器安全系数
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压力容器的安全系数安全系数是历史遗留的产物,反映人们对未知世界的不确定因素,不得已而采用的保险措施。
虽然对安全使用压力容器起到了促进作用,但是,也可能阻碍压力容器的技术进步。
虽然从压力容器使用开始,安全系数一直沿用至今,并且在今后很长时间将继续保留,但是,安全系数存在并不一定合理。
从材料和力学角度考虑,由于材料取值时存在安全系数,导致增加压力容器厚度,压力容器受力状态恶化,并影响焊接质量。
不能依靠安全系数而降低对压力容器技术的要求;相反,应该通过技术进步,降低实用安全系数。
由于力学理论深入,有限元技术和计算机技术发展,测试技术进步,对压力容器力学研究日益完善;材料冶炼水平和制造加工水平进步,材料性能得到保障;无损检测技术发展,发现缺陷的能力和可靠性大大提高;管理和监测水平规范提高等多方面的进步和成果……。
使压力容器安全系数的取值出现逐渐降低可能。
实际使用压力容器时,对核工业容器安全性要求往往更高,但是,核工业的压力容器安全系数反而比民用压力容器的安全系数更低;航天工业努力减轻设备重量,不能容忍高的安全系数,然而,航天工业对设备安全性要求最高。
美国ASME第一版压力容器标准安全系数取为5,二战期间ASME 将材料抗拉强度安全系数降为4;1955年ASME版本,分析设计方法作为ASME压力容器另一标准,分析进一步完善,材料许用应力值包含材料屈服强度等性能参数,材料抗拉强度安全系数降为3.5。
2007年版本ASMEⅧ-1压力容器常规设计标准,材料抗拉强度安全系数降为3.5;ASMEⅧ-2压力容器分析设计标准,采用分安全系数方法,最大安全系数降为2.4。
中国压力容器标准材料许用应力值考虑抗拉强度,常规设计标准GB150—1998材料抗拉强度安全系数降为3,应力分析设计标准JB4732—1994材料抗拉强度安全系数降为2.7。
欧盟EN13445—2002压力容器标准采用分安全系数方法,材料抗拉强度安全系数最大取2.4。
TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程
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TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器在工业生产中扮演着至关重要的角色,它们承载着高温、高压、易燃、易爆等危险物质,一旦发生事故,后果不堪设想。
为了保障固定式压力容器的安全运行,国家制定了 TSG21-2016 固定式压力容器安全技术监察规程(以下简称“规程”)。
这一规程涵盖了固定式压力容器从设计、制造、安装、改造、修理、使用、检验检测到安全附件等各个环节的要求,旨在确保压力容器在全生命周期内的安全可靠。
在设计方面,规程对压力容器的选材、结构强度计算、安全系数的确定等都做出了详细规定。
例如,对于材料的选择,必须考虑容器所承受的压力、温度、介质特性等因素,确保材料具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性。
同时,设计过程中要进行严格的应力分析和强度计算,以保证容器在各种工况下都能安全运行。
制造环节是保证压力容器质量的关键。
规程对制造单位的资质、制造工艺、焊接质量控制、无损检测等方面提出了严格要求。
制造单位必须具备相应的生产条件和技术能力,按照经过批准的设计文件进行制造。
焊接工作必须由具备相应资格的焊工进行,并且要进行严格的焊接工艺评定和焊缝检测。
无损检测技术则用于检测容器内部和表面的缺陷,确保容器的质量符合要求。
安装环节同样不容忽视。
安装单位需要具备相应的资质和能力,按照设计文件和安装规范进行施工。
在安装过程中,要对基础的承载能力、容器的安装位置和垂直度等进行严格检查,确保安装质量。
改造和修理是对压力容器进行升级和维护的重要手段。
规程规定了改造和修理的范围、程序和质量要求。
改造和修理方案必须经过设计单位的同意,并由具备相应资质的单位进行施工。
施工完成后,要进行严格的检验检测,确保容器的安全性能得到恢复和提升。
使用环节是压力容器安全管理的重点。
使用单位要建立健全安全管理制度,对容器进行定期检验、日常维护和安全操作。
操作人员必须经过培训,取得相应的资格证书,严格按照操作规程进行操作。
同时,要对容器的运行参数进行监控,及时发现和处理异常情况。
2024年进出口压力容器安全性能监督检验细则(二篇)
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2024年进出口压力容器安全性能监督检验细则1目的1.1 为了加强进出口压力容器的管理,维护我国经济权益和信誉,确保进、出口压力容器产品检验质量,根据《中华人民共和国进出口商品检验法》、《中华人民共和国进出口商品检验法实施条例》、《特种设备安全监察条例》及《进出口锅炉压力容器监督管理办法(试行)》的规定,特制定本“细则”。
1.2 我院检验人员按照本细则,制定具体产品的检验实施细则和办法时,应符合国家有关规定的要求。
2 适用范围本细则适用于根据对外贸易合同、各种契约、协议等进出口的压力容器,但不适用于船舶、铁路机车、飞行器和军事装备上的压力容器。
本细则用于对列入国家质监总局制定的《锅炉压力容器制造监督管理办法》中压力容器安全性能的监督检验。
本院只对检验项目结果负责,对外出具商检中涉及压力容器安全性能方面的检验报告由省级特种设备安全监察部门审核盖章后提交收用货单位。
3编制依据3.1.1《中华人民共和国进出口商品检验法》3.1.2《特种设备安全监察条例》及其实施细则3.1.3《进出口锅炉压力容器监督管理办法》3.1.4《固定式压力容器安全技术监察规程》3.1.5《锅炉压力容器安全性能监督检验规则》3.1.6《移动式压力容器安全技术监察规程》3.1.7 GB150《压力容器》3.1.8 GB151《管壳式换热器》3.1.9 现行的有关法规、规定和技术标准4检验控制要求4.1凡从事进出口压力容器检验工作的检验人员应经省级或省级以上锅炉压力容器安全监察机构培训考核合格,并取得相应资格证件。
4.2 检验员应熟悉和掌握我国及合约规定的相关国家的压力容器安全监察及检验方面的规定、规范和技术标准,必须坚持公正和实事求是的原则,认真进行检验。
4.3检验前准备工作和安全注意事项不符合本规则及有关规定时,检验员有权拒检。
4.4 根据检验的需要,检验员有权决定增加或减少检验项目。
4.5 为维护国家权益,进口压力容器应在规定的索赔期内及时检验,并出具报告。
国内外压力容器安全检验标准对比
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TSG+R004-2009固定式压力容器安全技术监察规程--最新
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汤晓英
浙江大学
郑津洋
江苏省特种设备安全监督检验研究院 缪春生、袁 彪
中国石化工程建设公司
李世玉、张迎恺
金州重型机器有限公司
刘静
中石化燕山石化公司
王光
中国石油天然气股份有限公司
刘农基
兰州石油机械研究所
张延丰
中国特种设备检验协会
吴绳武
中国寰球工程公司
叶日新
中国天辰工程有限公司
曲建平
原劳动部锅炉压力容器安全监察局
注 1-1:对于为了某一特定用途、仅在装置或者场区内部搬动、使用的压力容器,以及移动 式空气压缩机的储气罐按照固定式压力容器进行监督管理。
1.3 适用范围 本规程适用于同时具备下列条件的压力容器: (1)工作压力大于或者等于 0.1MPa(注 1-2); (2)工作压力与容积的乘积大于或者等于 2.5MPa L(注 1-3); (3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸 点的液体(注 1-4)。 其中,超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定,非金属 压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定,简单压力容器应 当符合《简单压力容器安全技术监察规程》的规定。
(2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件; (3)非受压元件与压力容器的连接焊缝。 压力容器本体中的主要受压元件,包括壳体、封头(端盖)、膨胀节、设备法兰, 球罐的球壳板,换热器的管板和换热管,M36以上(含 M36)的设备主螺柱以及公称 直径大于或者等于 250mm的接管和管法兰。 1.6.2 安全附件 压力容器的安全附件,包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧 急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等。
工作要求,为今后信息化管理打下基础。
压力容器设计参数选择解读
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止在制造、运输或安装时产生过大的变形,应根据具体情况采取临时 的加固措施(如在容器的内部设置临时的支撑元件等)。
25
5、许用应力和安全系数
许用应力是容器壳体等受压元件的材料许用强度,取材料的极限强度 除以相应的安全系数。
介质工作温度T
T<-20℃ -20< T<15℃
T>15℃
设计温度 (注:当最高或最低工作温度不明确时按II确定)
I
II
介质最低工作温度 介质工作温度减0~10℃
介质最低工作温度 介质工作温度减5~10℃
介质最高工作温度 介质工作温度加15~30℃
13
设计温度的选取
1、 设计温度不得低于元件金属在工作状态下可 能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度, 设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温 度。
其他情况可按表3确定筒体、封头的腐蚀裕量。
腐蚀程度
腐蚀速率 (mm/年
腐蚀裕量 (mm)
不腐蚀 <0.05
0
轻微腐蚀 0.05~0.13
≥1
腐蚀 0.13~0.25
≥2
重腐蚀 >0.25
≥3
21
腐蚀裕量C2
B、腐蚀裕量的选取
3、容器接管腐蚀裕量,一般取筒体的腐蚀裕量。 4、容器内件与筒体材料相同时,容器内件的单面腐蚀裕量
20
腐蚀裕量C2
B、腐蚀裕量的选取
1、对有腐蚀或磨损的元件,应根据预期的容器寿命和介质对金 属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量。
对有经验者,可按经验选取。
2、容器筒体、封头腐蚀裕量。
GB1501-2019压力容器通用要求--新GB150宣贯教材
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GB150.1《压力容器 通用要求》
安全系数的确定和国家的综合技术能力以及 压力容器的建造历史有关,一般要考虑如下的 因素:
(1) 压力容器材料的技术水平和供应稳定状 况;
(2) 强度设计准则和设计计算方法的可靠性 ;
(3) 压力容器建造的技术能力和装备能力; (4) 压力容器建造的质量管理方式和管理水
GB 150—2019 中所采用的稳定安全系数如下: 1. 对于圆筒的外压稳定计算,取稳定安全系数m=3.0; 2. 对于球壳和成形封头(包括椭圆形、碟形、半球形、球冠 形)封头的外压稳定计算,取稳定安全系数m=15; 3. 对于圆筒加强圈的外压稳定计算,取稳定安全系数m=3.0 。
GB150.1-2019
《压力容器 第1部分:通用要求》
GB150.1《压力容器 通用要求》
压力容器 第1部分:通用要求
1 前言 现代压力容器建造技术标准的发展趋势具有如下特点:
[) 采用基于失效模式的设计方法.保证容器在完整寿命周 期内的功能性、安全性和经济性; 2) 在设计、制造、检验等环节广泛采用以计箅机技术应用 为代表的信息技术,实现以可靠性为基础的质量控制技术; 3) 更广的标准适用范围,实现技术标准和安个法规的协调 一致,包容其他国家的技术要求,体现综合建造能力; 4) 谋求提高本国产在国际贸易中的国家竞争力。
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.2.4.1 确定材料基本许用应力的系数 在世界各国的压力容器标准中,确定材料基本许用应力
的系数一般主要针对材料的抗拉强度、屈服强度、高温持久 断裂强度和高温蠕变强度设定相应的设计裕度,以防止由于 前述原因等引起的失效。 3.2.4.2 针对外压失稳失效模式的稳定安全系数
(medium and high cycle fatigue)or under elasticplasticstrains(low cycle fatigue); ● 环境助长疲劳Environmentally assisted fhtigue
压力容器设计问题解答.

压力容器设计问题解答问题解答:1、为什么在推导拉普拉斯方程时,不考虑Qθ?答:在进行压力容器应力分析时,我们分析对象全部是轴对称壳体,如圆柱形筒体、球壳或锥形壳体等。
这些轴对称壳体在承受均布的介质压力时,只可能产生经向或轴向应力,不可能产生周向剪切力,因此在推导拉普拉斯方程时,不考虑Qθ。
2、实际的容器,总有一定的变形并承受一些局部载荷?为什么分析其应力时采用无理矩理论?答:按无力矩理论假设,轴对称条件下的壳体中只能有薄膜应力σθ、σϕ,没有弯曲应力和剪应力。
对于实际的容器,虽然总有一定的变形并承受一些局部载荷,但在远离结构不连续的地方,在一定的条件下,壳体内产生的薄膜应力比弯曲应力和剪应力大的多,此时壳体内的弯曲应力和剪应力可以忽略不计,壳体近似为无力矩状态,因此分析其应力时可以采用无理矩理论。
要达到这种无力矩状态,壳体的几何形状、加载方式和边界条件必须满足无力矩理论的三个条件。
3、结构不连续既然会引起很高的应力集中,为什么在压力容器设计时不进行详尽的计算?答:由于结构不连续而产生的不连续应力具有两个显著的特点:局部性和自限性,因此不连续应力对筒体不会造成总体塑性或断裂的破坏。
另外,连接续应力的计算非常困难,因此,按规则设计压力容器时,由于已有丰富的设计使用经验,通常只计算筒体的薄膜应力,而不计算容器的不连续应力,对不连续应力通过采用规定的容器壳体结构、或设计合理的壳体结构来确保容器使用的安全。
4、如何从理论上解释不等厚筒体焊接结构?答:不等厚筒体焊接通常采用削薄对接结构。
根据有力矩理论分析,当容器筒体结构不连续时,在连接处就会产生很高不连续应力。
为了消除不连续应力对容器筒体的影响,不等厚度筒体焊接时采用将厚度较大的筒体削薄后等厚度焊接,可以有效地限制连接处筒体的应力水平。
5、在进行圆平板受力分析时,为什么强调小挠度薄板?答:小挠度指板的变形远小于板厚,薄板指板的厚度远小于板的直径。
只有对于“小挠度薄板”,中性面假设、直法线假设才能成立,并可以忽略垂直于板面的正应力。
压力容器安全系数许用应力
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作者邓阳春陈钢杨笑峰徐彤【摘要】压力容器安全系数与材料参数紧密相关,确定材料许用应力值时,需要同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理;奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时,需要特殊考虑。
压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和降低成本,随着理论研究深入和科学实验的进步,压力容器安全系数有所降低,这是科学设计和实用成功经验结合的结果。
【关键词】压力容器;材料;许用应力;标准;安全系数0 引言压力容器广泛用于工业领域及日常生活领域,一旦破坏,往往造成灾难性事故。
为确保公众安全,应用科学技术和使用经验,世界各国制订了压力容器标准,并通过法规等形式强制执行。
合理选取材料许用应力值是保障压力容器安全、合理使用的科学基础。
1914年,美国制定了世界上第一部压力容器标准,材料许用应力值仅以抗拉强度为基准。
直到1943年,英国压力容器标准选取材料许用应力值时首次引入材料屈服强度为基准。
为保证压力容器安全,确定材料许用应力值时,同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理。
奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时需特殊考虑。
目前,确定压力容器材料许用应力值一般取min{σs/n s,σb/n b,σD/n D,σn/n n}。
其中,σs,σb,σD,σn 分别为材料的屈服强度、抗拉强度、蠕变强度和疲劳强度,在大多数工况下,压力容器材料主要考虑屈服强度和抗拉强度,在一定条件下,才需考虑材料蠕变强度和疲劳强度;n s,n b,n D,n n为安全系数。
安全系数主要取决于人们对客观规律的理解程度和设备发生事故的危害程度,压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,随着理论研究和科学实验的进步,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和经济考虑,压力容器安全系数有降低的趋势[1-2]。
简单压力容器产品安全性能监督检验细则(4篇)
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简单压力容器产品安全性能监督检验细则是根据相关法律法规制定的,用于监督压力容器产品安全性能的检验细则。
下面是一些常见的监督检验细则:1. 材料检验:对压力容器所使用的材料进行化学成分、力学性能和物理性能等方面的检验,确保材料符合相关标准和规定。
2. 设计和制造检验:对压力容器的设计和制造过程进行检验,包括设计计算和绘图、焊接和连接工艺的合理性、制造工艺和设备条件等方面的检验。
3. 接触介质检验:对压力容器与介质接触部分进行检验,包括内部腐蚀、喷涂及涂料、密封性能等方面的检验,确保介质不会对容器产生危害。
4. 整体性能检验:对压力容器的整体性能进行检验,包括最高使用温度和压力、耐水压试验、安全装置和附件的功能等方面的检验。
5. 标志和铭牌检验:对压力容器的标志和铭牌进行检验,确保标志和铭牌的内容准确清晰,符合相关要求。
6. 使用和维护检验:对压力容器的使用和维护情况进行定期检验,包括定期检查、保养和维修记录的审核等方面的检验。
以上只是一些常见的安全性能监督检验细则,实际执行过程中,还会根据具体的压力容器类型和使用情况制定更为详细的细则,以确保压力容器产品的安全使用。
简单压力容器产品安全性能监督检验细则(2)简单压力容器是一类常见的工业设备,广泛应用于石油、化工、制药、冶金等领域。
为了确保其安全性能,必须进行监督检验。
本文将就简单压力容器产品的安全性能监督检验细则进行详细阐述。
一、检验范围简单压力容器产品的检验范围主要包括以下几个方面:1.材料检验:检查容器材料的牌号、化学成分、机械性能、冲击性能等。
2.结构检验:检查容器的结构设计是否满足标准要求,包括容器的外形尺寸、连接、支撑、密封等。
3.焊接检验:检查容器的焊接质量,包括焊缝的形状、焊缝的质量、焊接材料的合格证书等。
4.强度检验:检查容器的强度计算是否符合标准要求,包括容器的设计压力、试验压力、安全系数等。
5.安全装置检验:检查容器的安全装置是否符合标准要求,包括安全阀、压力表、疏水阀等。
确定压力容器安全系数原则
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确定压力容器安全系数原则作者邓阳春陈钢杨笑峰徐彤【摘要】压力容器安全系数与材料参数紧密相关,确定材料许用应力值时,需要同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理;奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时,需要特殊考虑。
压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和降低成本,随着理论研究深入和科学实验的进步,压力容器安全系数有所降低,这是科学设计和实用成功经验结合的结果。
【关键词】压力容器;材料;许用应力;标准;安全系数0 引言压力容器广泛用于工业领域及日常生活领域,一旦破坏,往往造成灾难性事故。
为确保公众安全,应用科学技术和使用经验,世界各国制订了压力容器标准,并通过法规等形式强制执行。
合理选取材料许用应力值是保障压力容器安全、合理使用的科学基础。
1914年,美国制定了世界上第一部压力容器标准,材料许用应力值仅以抗拉强度为基准。
直到1943年,英国压力容器标准选取材料许用应力值时首次引入材料屈服强度为基准。
为保证压力容器安全,确定材料许用应力值时,同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理。
奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时需特殊考虑。
目前,确定压力容器材料许用应力值一般取min{σs/n s,σb/n b,σD/n D,σn/n n}。
其中,σs,σb,σD,σn分别为材料的屈服强度、抗拉强度、蠕变强度和疲劳强度,在大多数工况下,压力容器材料主要考虑屈服强度和抗拉强度,在一定条件下,才需考虑材料蠕变强度和疲劳强度;n s,n b,n D,n n为安全系数。
安全系数主要取决于人们对客观规律的理解程度和设备发生事故的危害程度,压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,随着理论研究和科学实验的进步,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和经济考虑,压力容器安全系数有降低的趋势[1-2]。
什么是安全系数在设计锅炉压力容器时如何选用
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在锅炉和压力容器的设计中,安全系数是什么以及如何选择
要保证构件的强度,就必须保证它在载荷作用下所产生的应力不
会达到材料的强度指标,而且要留有适当的安全裕量。
安全系数是指
工作温度下材料的强度性能指数与部件工作时的最大容许应力之比。
安全系数选定后,即可根据材料的强度指标(σb、σs、σD、σn)
除以相应的安全系数(nb、ns、nD、nn)来确定构件的许用应力。
安全系数的确定比较复杂。
确定锅炉、压力容器受压元件的安全
系数应考虑以下因素:
(1)材料性能稳定性的可能偏差
(2)估计负载状态和值的偏差;
(3)计算方法的准确性;
(4)制造工艺及其允许偏差;
(5)检查手段和要求的严格程度;
(6)操作经验。
根据有关规定,水管锅炉受压元件材料的安全系数为:nb=2.7,ns=1.5,nD=1.6;锅壳式锅炉承压部件的安全系数为:nb=2.7,ns
=1.6。
对于钢制压力容器,其承压部件的安全系数为:nb≥3.0,
ns≥1.6,nD≥1.5;对于铸铁压力容器,其承压部件的安全系数为:
灰铸铁nb=10.0,可锻铸铁、球墨铸铁nb=8.0;铸钢压力容器承压
部件的安全系数nb=4.0;有色金属压力容器受压元件的安全系数为:钛nb≥4.0,ns≥1.5;铝nb≥4.0,ns≥1.5;铜nb≥4.0,ns≥1.5。
压力容器设计准则

压力容器设计准则(课件)压力容器设计准则失效准则(设计准则)·一个问题的两个方面,采用何种设计准则就是采用何种失效准则的问题。
·一种设计上的共识,且经过实践验证的。
·防止某一(几)种失效模式发生,不意味着符合某种失效准则时容器就破坏了。
·针对具体的失效模式,选择不同的设计准则,是设计者应该掌握的技能。
2.1 弹性失效准则为防止容器总体部位发生屈服变形,将总体部位的最大应力限制在材料的屈服点以下,保证容器的总体部位始终处于弹性状态而不会发生弹性失效。
1)规定屈服极限是容器失效的应力,考虑安全系数后,容器实际应力处在弹性范围内。
2)主要着眼于限制容器中的最大薄膜应力或其他由机械载荷直接产生的弯曲应力及剪应力等。
3)应用:常规设计方法准则,如,GB150、ASME VI I 1-1:内压圆筒、凸形封头等元件设计。
2.2 塑性失效准则容器某处(如厚壁筒的内壁)弹性失效后并不意味着容器失去承载能力。
将容器总体部位进入整体屈服时的状态或局部区域沿整个壁厚进入全屈服状态称为塑性失效状态,若材料符合理想塑性假设,载荷不需继续增加,变形会无限制发展下去,称此载荷为极限载荷。
Treaca屈服条件或Mises屈服条件1)外载荷<极限载荷:结构塑性变形是局部、可控的;2)将极限载荷作为设计准则的判据加以限制,防止总体塑性变形,又称极限分析(设计)。
如何求的极限载荷,是该准则的基础。
3)准则应用:·JB 4732、ASME Vffl-2;·GB 150:平板、整体法兰(含按整体法兰设计的任意式法兰)连接的圆筒径部等元件设计或应力计算公式。
4)适用范围:材料,载荷5)极限载荷设计原理的保守性·用矩形截面梁极限状态作为依据,梁只需要一个塑性铰即到达极限状态,而压力容器可近似看作多个矩形截面梁拼合而成,即需要多个塑性铰才能塑性失效。
是偏安全的。
极限载荷设计原理将板、壳看作由若干受拉弯作用下的矩形截面梁,材料为理想弹塑性;当拉伸为0时考察纯弯梁应力随M的变化:1)弹性阶段;2)当上下表面(R eL或R p0.2)时,对应的最大弯矩:3)当继续增加载荷从弹性层减少,塑性层增加,直到整个截面屈服,此时不增加载荷截面梁变形也无限増大,即形成“塑性铰”,此时:“塑性铰”:梁某截面全部进入塑性状态后,该处曲率可以任意増大,称该点出现了一个塑性铰。
GB1501-2019压力容器通用要求--新GB150宣贯教材 共77页
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GB150.1《压力容器 通用要求》
找国的压力容器建造标准,相应的设计建 造标准发展大致经历了3个时期:
第—时期:解放初期 第二时期:改革开放初期 第三时期:目前中国已经从压力容器的进口 国家转型为国际贸易平衡的国家;
GB150.1《压力容器 通用要求》
法兰的设计计算
•增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意式法兰的刚度校核 计算要求; •增加了波齿垫片设计选用要求。 原标准中附录C“低温压力容器”内容调整为本部分的附录E。 附录D、附录G和附录J内容纳入本部分的附录A、附录C和附录 D。 主要调整变化为: •增加了附录B“钢带错绕筒体设计”; •附录C扩大了双锥密封的适用范围; •附录D焊接结构根据实际情况进行了整理和调整。
b) 韧性断裂(Ductile rupture):通过材料选用要求 、结构强度设计方法、许用应力规定,防止韧性断裂的 发生;
GB150.1《压力容器 通用要求》
c) 接头泄露(Leakage at joints):通过法兰设计方法和 特殊密封结构的设计方法,结构要求以 及对密封垫片和螺 柱、螺母的要求,防止接头泄漏的发生;
本标准的第4部分由十三章正文构成。
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》
GB150.1《压力容器 通用要求》
3.1.1 GB 150.1《压力容器》第 1 部分:通用要求 本标准的第1部分由四章正文和六个规范性附录构成。 四章的内容分别是:范围、规范性引用文件、名词术语
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确定压力容器安全系数原则作者邓阳春陈钢杨笑峰徐彤【摘要】压力容器安全系数与材料参数紧密相关,确定材料许用应力值时,需要同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理;奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时,需要特殊考虑。
压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和降低成本,随着理论研究深入和科学实验的进步,压力容器安全系数有所降低,这是科学设计和实用成功经验结合的结果。
【关键词】压力容器;材料;许用应力;标准;安全系数0 引言压力容器广泛用于工业领域及日常生活领域,一旦破坏,往往造成灾难性事故。
为确保公众安全,应用科学技术和使用经验,世界各国制订了压力容器标准,并通过法规等形式强制执行。
合理选取材料许用应力值是保障压力容器安全、合理使用的科学基础。
1914年,美国制定了世界上第一部压力容器标准,材料许用应力值仅以抗拉强度为基准。
直到1943年,英国压力容器标准选取材料许用应力值时首次引入材料屈服强度为基准。
为保证压力容器安全,确定材料许用应力值时,同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理。
奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时需特殊考虑。
目前,确定压力容器材料许用应力值一般取min{σs/n s,σb/n b,σD/n D,σn/n n}。
其中,σs,σb,σD,σn分别为材料的屈服强度、抗拉强度、蠕变强度和疲劳强度,在大多数工况下,压力容器材料主要考虑屈服强度和抗拉强度,在一定条件下,才需考虑材料蠕变强度和疲劳强度;n s,n b,n D,n n为安全系数。
安全系数主要取决于人们对客观规律的理解程度和设备发生事故的危害程度,压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,随着理论研究和科学实验的进步,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和经济考虑,压力容器安全系数有降低的趋势[1-2]。
欧盟许多国家压力容器标准安全系数过去就较低,2002年制定了统一的压力容器标准,安全系数明显降低[3]。
由于国际竞争等原因,美国机械工程师协会在对压力容器标准系统研究基础上,2007年将压力容器标准中的分析设计标准安全系数降低[4-5]。
为保障压力容器安全性与经济性统一[6],针对压力容器标准安全系数降低的国际趋势,笔者提出开展压力容器安全系数方面的研究,重点探讨压力容器材料屈服强度和抗拉强度及其相应的安全系数。
1 材料抗拉强度美国ASME于1914年制定了世界上第一部压力容器标准,压力容器材料许用应力值仅考虑材料抗拉强度。
在20世纪30年代前,该方法为世界各国普遍接受。
20世纪50—60年代,美国ASME针对当时欧洲许多国家压力容器标准材料许用应力值由材料屈服强度取代材料抗拉强度控制,为确定是否保留材料抗拉强度,研究材料趋势曲线(trend curve)——实质为温度与材料性能的关系[7-8]。
研究结论:在蠕变温度以下材料许用应力值仍由抗拉强度σb控制;引入屈服强度σs,同时保留抗拉强度σb。
主要依据如下:1)局部应力主要由材料抗拉强度σb和材料硬化指数n控制。
2)低周疲劳(5000次),压力容器失效发生在应力集中系数较大部位,如压力容器接管处,属应变疲劳,按抗拉强度σb考虑更可靠。
3)压力容器爆破压力与材料硬化指数n和塑性变形率有较大关系,与材料抗拉强度σb有较大关系,对于薄壁容器和低强度材料尤为明显。
4)σs不确定:①弯曲试验屈服点不明显;②屈服点σ0.2选取较随意。
2 材料屈服强度在使用锅炉早期,几乎只有低碳钢材料。
当时,ASME材料抗拉强度安全系数为5,蒸汽锅炉温度较低,低碳钢材料具有较好的延性。
因而,按材料室温下抗拉强度进行设计,比较粗略的满足使用要求。
然而,高效蒸汽循环需要高的工作温度,需要考虑材料高温下的特点。
英国国家物理实验室进行了有价值的早期工作。
产生了“弹性极限”概念,尽管当时没有标准规定,实际工作下“弹性极限”安全系数在1.75左右,使用低于以材料抗拉强度为基准的许用应力值[9]。
二战前,英国已经获得各种材料在一定温度范围内的基本数据。
20世纪40年代末,英国开始考虑屈服强度σs,同时保留抗拉强度σb,在屈服强度σs引入标准前,设计实质上已考虑材料的屈服性能。
主要由于:①高温安全性能考虑;②国际商业竞争。
1943年,英国BS1113水管锅炉标准采纳了“弹性极限”概念,将材料屈服强度引入确定材料许用应力值。
由于采用先进技术和连续有益的经验,材料屈服强度安全系数较低,材料抗拉强度安全系数降低。
在500F以上,实际许用应力值选取比仅以材料抗拉强度为基准的许用应力值低。
20世纪20—30年代,德国进行材料塑性性能研究,主要根据使用温度下屈服强度σs确定材料许用应力,放弃考虑抗拉强度σb。
由于压力容器主要以线弹性理论为基础,考虑屈服强度σs,比较合理。
因而很快被瑞典、挪威、捷克等许多欧洲国家引用。
由于仅考虑材料屈服强度,在商业利益驱动下,出现了片面追求高屈服强度σs的现象,材料韧性等优良性能下降,塑性储备降低。
为了控制不利于压力容器质量的安全因素,采取限制σs/σb的措施。
实际上确定材料许用应力值时,间接考虑了材料抗拉强度的影响因素。
欧盟EN13445—2002压力容器标准[3]规定材料许用应力值以材料屈服强度为基准,未考虑抗拉强度值。
但对压力容器材料屈服强度与抗拉强度的比值有一定限制。
美国ASMEⅧ-1 2007[10]和ASMEⅧ-2 2007[5]和中国GB150—1998[11]和JB4732—1994[12]确定材料许用应力值同时以材料屈服强度和抗拉强度为基准,分别除以相应的安全系数,结果取其小值。
3 不锈钢材料奥氏体不锈钢材料具有非常好的韧性和非常高的应变强化能力,具有很好的高温性能、低温性能、抗腐蚀性能,具有非常优良的综合机械性能。
奥氏体不锈钢材料抗拉强度很高,屈服强度较低。
按碳钢方法确定材料许用应力值往往导致奥氏体不锈钢材料许用应力值偏低,不能充分发挥材料承载能力。
为此,世界各国采取不同措施提高奥氏体不锈钢材料许用应力值。
美国ASMEⅧ-1和ASMEⅧ-2针对奥氏体不锈钢材料规定,压力容器如果容许少量变形,许用应力值最高可取设计温度下0.9σ0.2,高于σ0.2/n s。
德国对于奥氏体不锈钢材料,屈服强度一直按σ1.0取值[13]。
一般,σ1.0比σ0.2高40MPa,如304材料将提高屈服强度值20%。
同时,奥氏体不锈钢材料屈服强度安全系数较碳钢材料低。
材料许用应力值比ASME高。
该方法在20世纪50—60年代被英国、挪威、瑞典、澳大利亚等许多欧洲国家采用。
欧盟EN13445压力容器标准采用该方法。
中国压力容器标准针对奥氏体不锈钢材料,常规设计标准GB150和应力分析设计标准JB4732在温度大于100℃时,许用应力值取值方法与美国ASMEⅧ-1和ASMEⅧ-2基本相同;但是,在低于100℃时,奥氏体不锈钢材料许用应力值取值与碳钢许用应力值取值方法相同,导致对于同类奥氏体不锈钢材料,中国奥氏体不锈钢材料许用应力值最低。
4 压力容器材料安全系数在压力容器使用初期,由于当时科学技术水平限制,对压力容器研究不完善,为了满足使用需要,保障安全,按理论计算基础上,根据材料抗拉强度值,除以安全系数,得到材料许用应力取值时代入计算公式。
安全系数主要作用为使用压力容器时预留一定余量,以弥补理论漏洞和制造时无法检测的缺陷。
安全系数是历史遗留的产物,反应人们对未知世界不确定因素,不得已而采用的保险措施。
虽然对安全使用压力容器起到了促进作用,但是,也可能阻碍压力容器的技术进步。
虽然从压力容器使用开始,安全系数一直沿用至今,并且在今后很长时间将继续保留,但是,安全系数存在并不一定合理。
从材料和力学角度考虑,由于材料取值时存在安全系数,导致增加压力容器厚度,压力容器受力状态恶化,并影响焊接质量。
不能依靠安全系数而降低对压力容器技术的要求;相反,通过技术进步,降低实用安全系数。
由于力学理论深入,有限元技术和计算机技术发展,测试技术进步,对压力容器力学研究日益完善;材料冶炼水平和制造加工水平进步,材料性能得到保障;无损检测技术发展,发现缺陷的能力和可靠性大大提高;管理和监测水平规范提高等多方面的进步和成果……。
使压力容器安全系数的取值出现逐渐降低可能。
实际使用压力容器时,对核容器安全性要求往往更高,但是,核压力容器安全系数反而比民用压力容器的安全系数更低;航天工业努力减轻设备重量,不能容忍高的安全系数,然而,航天工业对设备安全性要求最高。
美国ASME第一版压力容器标准安全系数取为5。
二战期间,ASME将材料抗拉强度安全系数降为4。
1955年ASME版本,分析设计方法作为ASME压力容器另一标准,分析进一步完善,材料许用应力值包含材料屈服强度等性能参数,材料抗拉强度安全系数降为3.5。
2007年版本ASMEⅧ-1压力容器常规设计标准,材料抗拉强度安全系数降为3.5;ASMEⅧ-2压力容器分析设计标准,采用分安全系数方法,最大安全系数降为2.4。
中国压力容器标准材料许用应力值考虑抗拉强度,常规设计标准GB150—1998材料抗拉强度安全系数降为3,应力分析设计标准JB4732—1994材料抗拉强度安全系数降为2.7。
欧盟EN13445—2002压力容器标准[3]采用分安全系数方法,材料抗拉强度安全系数最大取2.4。
5 压力容器抵抗爆破实际安全系数选取压力容器材料许用应力值时的安全系数相当于理论上的安全系数,不同于压力容器抵抗爆破实际安全系数。
压力容器实际安全系数为爆破压力值与按材料许用应力计算的压力值之比。
nger[14]指出ASME规范圆筒体和球体在内压下所需厚度采用Lame公式计算最大环向应力,不超过材料许用应力,因而,暗示规范具有爆破安全系数同材料许用应力的安全系数。
对于碳钢,材料许用应力由材料抗拉强度决定,安全系数为n b。
对于厚壁碳钢材料容器比较适合。
nger和W.L.Harding[15]对3种如图1所示不同硬化指数的材料压力容器爆破试验,分别依据抗拉强度和屈服强度设计,假设材料韧性足够,得到压力容器抵抗爆破实际安全系数如图2所示。
图1 几种材料应力—应变特性图2 压力容器抵抗爆破实际安全系数6 国内外压力容器标准选取材料许用应力值的方法和安全系数比较世界各国压力容器标准总体设计原则和设计技术差别不大,针对压力容器局部结构有少量差别,但是选取材料许用应力值时,选择材料参数和安全系数有差别较大,导致同一台压力容器按不同标准制造,压力容器厚度相差较大。
如图3所示[16],同一条件的容器,采用同样的材料,采用不同的标准,需要不同的厚度。