最新压力容器设计基本知识

压力容器设计基本知识

（讲稿）

北京

二零零六年三月制订

目录

一．基本概念

1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程

1．2 标准和法规（规程）的关系。

1．3 压力容器的含义（定义）

1．4 压力容器设计标准简述

1．5 D1级和D2级压力容器说明

二．GB150-1998《钢制压力容器》

1．范围

2．标准

3．总论

3．1 设计单位的资格和职责

3．3 GB150管辖的容器范围

3．4 定义及含义

3．5 设计参数选用的一般规定

3．6 许用应力

3．7 焊接接头系数

3．8 压力试验和试验压力

4．对材料的要求

4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素

4. 2 D类压力容器受压元件用钢板

4．3 钢管

4．4 钢锻件

4. 5 焊接材料

4．6 采用国外钢材的要求

4．7 钢材的代用规定

4．8 特殊工作环境下的选材

5．内压圆筒和内压球体的计算

5. 1 内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2 内压圆筒计算

5．3 球壳计算

6．外压圆筒和外压球壳的设计

6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳

6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算

7．封头的设计和计算

7．1 封头标准

7．2 椭圆形封头

7. 3 碟形封头

7．4 球冠形封头

7．5 锥壳

8．开孔和开孔补强

8．1 开孔的作用

8．2 开检查孔的要求

8．3 开孔的形状和尺寸限制

8．4 补强要求

8．5 有效补强范围及补强面积

8．6 多个开孔的补强

9 法兰连接

9．1 简介

9．2 法兰连接密封原理

9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点

9．4 法兰型式

9．5 法兰连接计算要点

9．6 管法兰连接

10．压力容器的制造、检验和验收

10．1 制造许可

10．2 材料验收及加工成形

10. 3 焊接

10．4 D类压力容器热处理

10．5 试板和试样

10．8 无损检测

10. 9 液压试验

10．10 容器出厂证明文件。

11．安全附件和超压泄放装置

11．1 安全附件

11．2 超压泄放装置

11．3 压力容器的安全泄放量

11．4 安全阀

GB151-1999《管壳式换热器》

01 简述

02 标准与GB150-1998《钢制压力容器》的关系。03基本章节

1 适用范围

2 组成

3 型号表示法

4 有关参数的确定

5焊接接头系数

6试验压力和试验温度

7 其它要点

8 管板计算

9 制造、检验与验收

附录受内压薄壁容器的应力分析目录

1．薄壁旋转壳体的几何概念和基本假设1．1 几何概念

1．2 薄壁壳体的基本假设

2 薄壁圆筒的应力分析

2．1 轴向应力的计算

2．2 环向应力的计算

3 旋转薄壁容器的应力分析

3．1 薄壁壳体的一般方程式

3．2 经向应力σ1和环向应力σ2的计算4．应用举例

4．1圆筒形壳体

4．2 球壳

4．3 椭球壳（椭圆封头）

4．4 锥形壳（锥形封头）

4，5 薄壁圆环（弯管段）

压力容器设计基本知识

（讲稿）

一．基本概念

1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程

1）《特种设备安全监察条例》（本文简称《条例》），是国务院2003年3月11日公布的条例，条例自2003年6月1日起施行。原《锅炉压力容器安全监察暂行条例》同时废止。

2）《压力容器安全技术监察规程》（本文简称《容规》），此《容规》自2000年1月1日起正式实施。在安全监察中，包括的七个环节是：设计、制造、安装、使用、检验、改造和修理。此规程与《条例》有不一致之处，应按《条例》的内容修改。

3）《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》，此规则自2003年1月1日起实施。

1．2 标准和法规（规程）的关系。

《容规》第4条规定，压力容器的设计、制造（组焊）、安装、使用、检修、修理和改造，均应严格执行本规程的规定；第5条规定：本规程是压力容器质量监督和安全监察的基本要求，有关压力容器标准、部门规章、企事业单位规定等，如果与本规程的规定相抵触时，应以本规程为准。

GB150总论第3.1条规定：容器的设计、制造、检验和验收除必须符合本标准规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规和规章。

因此，当标准与法规或规程有不一致时，应按法规（和规程）的规定执行。1．3 压力容器的含义（定义）

根据《条例》第八十八条中的规定，压力容器用语的含义是：“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等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa·L的气体液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。”

1．4 压力容器设计标准简述

我国压力容器专业性的具有一定规模的压力容器的设计和制造，起于五十年代初期。

1980年起，压力容器设计方面依据为：《钢制石油化工压力容器设计规定》和《钢制管壳式换热器设计规定》。

GB150-1998《钢制压力容器》是强制性的压力容器国家标准。该标准对钢制压力容器的设计、制造、检验和验收作出具体的规定。是压力容器的基本标准。

对压力小于O.1MPa的钢制容器的设计，按压力容器行业标准JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》的规定。

卧式容器和立式容器的设计尚应符合行业标准JB4710-2000《钢制塔式容器》和JB4731-2005《钢制卧式容器》的规定。

GB151-1999《管壳式换热器》标准，是用钢、铝、铜、钛和镍等材料制造的管壳式换热器的设计制造和验收标准。

化工行业标准HG20580～HG20585–1998，是针对化工设备的特点，对钢制压