GB150压力容器讲解

GB150-1998《钢制压力容器》讲解

一、概述

1、标准适用的压力围

GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa ；真空度：≥0.02

MPa

JB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～100 MPa

真空度：≥0.02 MPa

／T4735－1997《钢制焊接常压容器》设计压力P：

圆筒形容器：-0.02 MPa≤P≤0.1 MPa

立式圆筒形储罐、圆筒形料仓 -500Pa≤P≤0.2000 Pa

矩形容器：连通大气

JB4710－2000《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa

(对工作压力<0.1MPa压塔器,P取 0.1MPa)

高度围 h>10m 且h/D(直径)>5

2.设计时应考虑的载荷

1) 压、外压或最大压差；

2) 液体静压力(≥5%P)；

需要时，还应考虑以下载荷

3) 容器的自重（件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下装物料的重力载荷；

4) 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；

5) 风载荷、地震力、雪载荷；

6) 支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；

7) 连接管道和其他部件的作用力；

8) 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；

9) 包括压力急剧波动的冲击载荷；

10) 冲击反力,如流体冲击引起的反力等；

11) 运输或吊装时的作用力。

3、设计单位的职责

1) 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。

2) 压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。

3) 压力容器的设计总图应盖有压力容器设计资格印章。

4．容器围

GB150管辖的容器围是指壳体及其连为整体的受压零部件

1) 容器与外部管道连接

2) 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件

3) 非受压元件与受压元件的焊接接头。接头以外的元件，如加强圈、支座、裙座等

4) 连接在容器上的仪表等附件。直接连接在容器上的超压泄放装置。

5.定义

(1)压力除注明者外，压力均为表压力。

工作压力Pw

1)压容器在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。

2)真空容器在正常工作情况下，容器可能出现的最大真空度。

3)外压容器在正常工作情况下，容器可能出现的最大外压力差。

设计压力Pd

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的条件，其值不低于工

作压力。

计算压力Pc

计算压力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。当壳体

各部位或元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。

最大允许工作压力[Pw]

在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。该压力应是按容器各受压元

件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后，计算得到的最大允许工作压力（且减

去元件相应的液柱静压力）中的最小值。

最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆破

片设计爆破压力）的依据。

安全阀的开启压力Pz

安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。

爆破片的标定爆破压力Pb

爆破片铭牌上标的爆破压力。

(2)温度

金属温度容器元件沿截面厚度的温度平均值。

工作温度容器在正常工作情况下介质温度。

最高、最低工作温度

容器在正常工作情况下可能出现介质的最高、最低温度。

设计温度

容器在正常工作情况，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度。

容器的设计温度是指壳体的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。

试验温度试验温度指压力试验时，壳体的金属温度。

(3)厚度

最小厚度δmin

容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度。

计算厚度δ按各章公式计算得到的厚度

容器受压元件为满足强度及稳定性要求，按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。厚度附加量C=C1+C2

设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管）厚度附加量的厚度。

设计厚度δd

计算厚度与腐蚀裕量之和

名义厚度（即图样厚度）δn

设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度。

有效厚度δe

名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）。

（1、适用围P1第1.1、1.2、1.3、1.4条）

二、材料

(一)选材的基本原则

选择压力容器用材，须根据容器的使用条件（如温度、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等）、制造工艺、材料的焊接性能及经济合理性选择具有适宜的机械性能、耐腐蚀性能、物理性能等的材料。注意在同一工程中应尽量注意用材统一,具体的选材过程中必须仔细考虑如下因素：

（二）材料的基本性能

1．机械性能

金属的机械性能是指金属材料在外力作用下表现出来的特性，如强度、弹性、硬度、韧性及塑性等。也可称为“力学性能”。金属材料就是用其在为同受力条件下所表现出来的不同特性指标，来衡量金属材料的机械性能。

（1）机械强度强度是材料抵抗外力作用不致破坏的性能特性。常用的特性指标有屈服极限（σts）和强度极限（σb）。数值由拉伸试验获得。高温时还要考虑蠕变极限（σtn）和持久极限（σtD）。

压力容器用材要求材料不仅具有高的屈服极限，而且具有一定的屈强比（σs/σb）。屈强比反映了材料承受外载能力的能力,屈强比愈小，结构零件的可靠性愈高，万一超载，由于塑性变形的产生而使金属材料的强度提高而不致立刻破坏。压力容器用材的屈强比一般为0.6~0.7。碳素钢的屈强比一般为0.6左右，低合金高强度钢为0.65~0.75，合金结构钢为0.85

(2)塑性材料的塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。材料的塑性是用延伸率（δ）及断面收缩率（ψ）来表示。它们的数值由拉伸试验获得。

一般情况下，塑性材料的延伸率和断面收缩率较大，而脆性材料则较小。金属材料的塑性指标在压力容器设计具有重要的意义。首先，塑性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺，如冷冲压、冷弯曲等。其次，良好的塑性使零件在使用时万一超载，也能由于塑性变形使用权材料强度提高而避免突然袭击断裂。压力容器的主要零部件都是承压的，无论从制造工艺的要求不是从使用安全的要求，都希望金属材料具有良好的塑性。一般碳钢、碳锰钢δ≥16%,其它合金钢δ≥14%。

（3）硬度所谓硬度是指金属材料抵抗压入物压陷能力的大小，也可以说是材料对局部塑性的抗力。硬度可采用不同的方法在不同的仪器上测定，其所得的硬度指标也各不相同。最常用的硬度指标为布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、和维氏硬度（HV），其数值可以互相换算。

硬度是金属材料的重要性能之一。一般情况下，材料的硬度高，其耐磨性也较好。材料的