eq情商_壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講稿

壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講稿（）目錄一 基本概念11 壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的法規(guī)和規(guī)程12 標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)（規(guī)程）的關(guān)系。13 壓力容器的含義（定義）14 壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)述15 D1級(jí)和D2級(jí)壓力容器說(shuō)明二GB150-1998鋼制壓力容器1范圍2標(biāo)準(zhǔn)3總論31 設(shè)計(jì)單位的資格和職責(zé)33 GB150管轄的容器范圍34 定義及含義35 設(shè)計(jì)參數(shù)選用的一般規(guī)定36 許用應(yīng)力37 焊接接頭系數(shù)38 壓力試驗(yàn)和試驗(yàn)壓力4對(duì)材料的要求 41 選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素4. 2 D類壓力容器受壓元件用鋼板43 鋼管44 鋼鍛件4. 5 焊接材料 46 采用國(guó)外鋼材的要求 47 鋼材的代用規(guī)定 48 特殊工作環(huán)境下的選材 5內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體的計(jì)算5. 1 內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體計(jì)算的理論基礎(chǔ)52 內(nèi)壓圓筒計(jì)算53 球殼計(jì)算6外壓圓筒和外壓球殼的設(shè)計(jì)61 受均勻外壓的圓筒（和外壓管子）62 外壓球殼63 受外壓圓筒和球殼計(jì)算圖的來(lái)源簡(jiǎn)介64 外壓圓筒加強(qiáng)圈的計(jì)算7封頭的設(shè)計(jì)和計(jì)算71 封頭標(biāo)準(zhǔn)72 橢圓形封頭7. 3 碟形封頭74 球冠形封頭75 錐殼8開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)81 開孔的作用82 開檢查孔的要求83 開孔的形狀和尺寸限制84 補(bǔ)強(qiáng)要求85 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍及補(bǔ)強(qiáng)面積86 多個(gè)開孔的補(bǔ)強(qiáng)9 法蘭連接 91 簡(jiǎn)介92 法蘭連接密封原理9. 3 法蘭密封面的常用型式及優(yōu)缺點(diǎn)94 法蘭型式95 法蘭連接計(jì)算要點(diǎn)96 管法蘭連接10壓力容器的制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收101 制造許可102 材料驗(yàn)收及加工成形 10. 3 焊接104 D類壓力容器熱處理105 試板和試樣108 無(wú)損檢測(cè)10. 9 液壓試驗(yàn)1010 容器出廠證明文件。11安全附件和超壓泄放裝置111 安全附件112 超壓泄放裝置113 壓力容器的安全泄放量114 安全閥三、GB151-1999管殼式換熱器01 簡(jiǎn)述02 標(biāo)準(zhǔn)與GB150-1998鋼制壓力容器的關(guān)系。03基本章節(jié)1 適用范圍2 組成3 型號(hào)表示法4 有關(guān)參數(shù)的確定5 焊接接頭系數(shù)6 試驗(yàn)壓力和試驗(yàn)溫度7 其它要點(diǎn)8 管板計(jì)算9 制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收四、附錄 受內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析目錄1薄壁旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念和基本假設(shè)11 幾何概念12 薄壁殼體的基本假設(shè)2 薄壁圓筒的應(yīng)力分析21 軸向應(yīng)力的計(jì)算22 環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算3 旋轉(zhuǎn)薄壁容器的應(yīng)力分析31 薄壁殼體的一般方程式32 經(jīng)向應(yīng)力1和環(huán)向應(yīng)力2的計(jì)算4應(yīng)用舉例41 圓筒形殼體42 球殼43 橢球殼（橢圓封頭）44 錐形殼（錐形封頭）4，5 薄壁圓環(huán)（彎管段）壓力容器設(shè)計(jì)基本知識(shí)（講稿）一基本概念11 壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的法規(guī)和規(guī)程 1）特種設(shè)備安全監(jiān)察條例（本文簡(jiǎn)稱條例）， 是國(guó)務(wù)院2003年3月11日公布的條例，條例自2003年6月1日起施行。原鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例同時(shí)廢止。 2）壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（本文簡(jiǎn)稱容規(guī)），此容規(guī)自2000年1月1日起正式實(shí)施。在安全監(jiān)察中，包括的七個(gè)環(huán)節(jié)是：設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、改造和修理。此規(guī)程與條例有不一致之處，應(yīng)按條例的內(nèi)容修改。 3）壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則，此規(guī)則自2003年1月1日起實(shí)施。12 標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)（規(guī)程）的關(guān)系。容規(guī)第4條規(guī)定，壓力容器的設(shè)計(jì)、制造（組焊）、安裝、使用、檢修、修理和改造，均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行本規(guī)程的規(guī)定；第5條規(guī)定：本規(guī)程是壓力容器質(zhì)量監(jiān)督和安全監(jiān)察的基本要求，有關(guān)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、部門規(guī)章、企事業(yè)單位規(guī)定等，如果與本規(guī)程的規(guī)定相抵觸時(shí)，應(yīng)以本規(guī)程為準(zhǔn)。GB150總論第3.1條規(guī)定：容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收除必須符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外，還應(yīng)遵守國(guó)家頒布的有關(guān)法令、法規(guī)和規(guī)章。 因此，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)或規(guī)程有不一致時(shí)，應(yīng)按法規(guī)（和規(guī)程）的規(guī)定執(zhí)行。13 壓力容器的含義（定義）根據(jù)條例第八十八條中的規(guī)定，壓力容器用語(yǔ)的含義是：“壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或等于2.5MPaL的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器；盛裝公稱工作壓力大于或等于0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或等于1.0MPaL的氣體液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60液體的氣瓶；氧艙等?！?4 壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)述我國(guó)壓力容器專業(yè)性的具有一定規(guī)模的壓力容器的設(shè)計(jì)和制造，起于五十年代初期。1980年起，壓力容器設(shè)計(jì)方面依據(jù)為：鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定和鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定。GB150-1998鋼制壓力容器是強(qiáng)制性的壓力容器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收作出具體的規(guī)定。是壓力容器的基本標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)壓力小于O.1MPa的鋼制容器的設(shè)計(jì)，按壓力容器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4735-1997鋼制焊接常壓容器的規(guī)定。臥式容器和立式容器的設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB4710-2000鋼制塔式容器和JB4731-2005鋼制臥式容器的規(guī)定。GB151-1999管殼式換熱器標(biāo)準(zhǔn)，是用鋼、鋁、銅、鈦和鎳等材料制造的管殼式換熱器的設(shè)計(jì)制造和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?；ば袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20580HG205851998， 是針對(duì)化工設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)鋼制壓力容器設(shè)計(jì)和制造方面提出更詳細(xì)的規(guī)定，有關(guān)設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)是： HG20580-1998 鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定 HG20581-1998 鋼制化工容器材料選用規(guī)定 HG20582-1998 鋼制化工容器強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定 HG20583-1998 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定 其它配套標(biāo)準(zhǔn)如零部件如封頭、法蘭、支座、加固圈等標(biāo)準(zhǔn)，材料標(biāo)準(zhǔn)、焊接標(biāo)準(zhǔn)等已日趨完備。15 D1級(jí)和D2級(jí)壓力容器說(shuō)明 根據(jù)壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則第三條規(guī)定， 壓力容器設(shè)計(jì)類別和級(jí)別的劃分是：（一）A類、（二）C類、（三）D類和（四）SAD類。其中D類又分：D1級(jí)和D2級(jí)。1D1級(jí) 系指第一類壓力容器2D2級(jí) 系指第二類低、中壓容器第一類和第二類的具體劃分見容規(guī)第6條的規(guī)定。注：壓力等級(jí)的劃分是：按容器的設(shè)計(jì)壓力P的大小，其中：（一） 低壓（代號(hào)L）0.1MPa P 1.6MPa（二） 中壓（代號(hào)M）1.6MPa P 10MPa二 GB150-1998鋼制壓力容器 GB150-1998鋼制壓力容器（簡(jiǎn)稱GB150），包括正文十章和八個(gè)附錄。 十章正文目次是：范圍；引用標(biāo)準(zhǔn)；總論；材料；內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球殼；外壓圓筒和外壓球殼；封頭；開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)；法蘭；制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收。 八個(gè)附錄中，屬于標(biāo)準(zhǔn)的附錄有：附錄A 材料的補(bǔ)充規(guī)定；附錄B 超壓泄放裝置；附錄C 低溫壓力容器；附錄D 非圓形截面容器。屬于提示的附錄有：附錄F 鋼材的高溫性能；附錄G 密封結(jié)構(gòu)；附錄H 材料的指導(dǎo)性規(guī)定；附錄J 焊接結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)的附錄E 產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn)，已被新發(fā)布的JB4744-2000鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能試驗(yàn)所代替。1范圍GB150-1998鋼制壓力容器規(guī)定了“鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收要求”。即是說(shuō)：GB150是碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼制的壓力容器，在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的整個(gè)過(guò)程中，必須遵守的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定適用的壓力容器的設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍是：容器的設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa；適用的設(shè)計(jì)溫度范圍按鋼材允許的使用溫度而定。對(duì)于D類壓力容器，設(shè)計(jì)壓力范圍應(yīng)小于10MPa。在GB150的1.3和1.4中，還規(guī)定出不屬該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的各類壓力容器，其中有：直接用火焰加熱的容器；核能裝置中的容器；經(jīng)常搬運(yùn)的容器；設(shè)計(jì)壓力低于0.1MPa 的容器；真空度低于0.02MPa的容器；要求作疲勞分析的容器；內(nèi)直徑小于150 mm的容器；此外，還有旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中自成整體的受壓器室，以及已有其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的容器，諸如制冷、制糖、造紙、飲料和搪玻璃容器等。2標(biāo)準(zhǔn) 在GB150所列的引用標(biāo)準(zhǔn)中包括GB 、GB/T、JB 和JB/T四種代號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)（推薦性標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)采用，即具有強(qiáng)制性的性質(zhì)）。GB/T是推薦性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，JB是機(jī)械工業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，JB/T是機(jī)械工業(yè)推薦性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而JB或JB/T中排號(hào)為4XXX號(hào)碼的，規(guī)定為壓力容器行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。例如：國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)：GB6654-1996壓力容器用鋼板； GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)：GB/T229-94金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法；GB/T1804-92一般公差 線性尺寸的未注公差壓力容器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定；JB/T4709-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)被引用，即構(gòu)成該標(biāo)準(zhǔn)的條文。在GB150第2章中，列了45個(gè)引用標(biāo)準(zhǔn)。從2004年4月1日起尚應(yīng)實(shí)施下列標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4736-2002 補(bǔ)強(qiáng)圈JB/T4746-2002 鋼制壓力容器用封頭JB/T4747-2002 壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件JB/T4711-2003 壓力容器涂敷與運(yùn)輸包裝3總論 在“總論”一章中，對(duì)下列的8個(gè)方面作了規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)法規(guī)和規(guī)章的關(guān)系；設(shè)計(jì)和制造壓力容器單位的資格和職責(zé)；容器的范圍；壓力、溫度和厚度的定義；設(shè)計(jì)參數(shù)選用的一般規(guī)定；材料許用應(yīng)力確定的依據(jù)和取值的規(guī)定；焊接接頭系數(shù)的確定；壓力試驗(yàn)（液壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)）和試驗(yàn)壓力的規(guī)定。31條例對(duì)設(shè)計(jì)單位的規(guī)定條例第十一條規(guī)定：壓力容器的設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)經(jīng)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門許可，方可從事壓力容器的設(shè)計(jì)活動(dòng)。（一）有與壓力容器設(shè)計(jì)相適應(yīng)的設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)、審核人員；（二）有與壓力容器設(shè)計(jì)相適應(yīng)的健全的管理制度和責(zé)任制度。32 GB150-1998對(duì)設(shè)計(jì)單位的資格和職責(zé)規(guī)定資格 容器的設(shè)計(jì)單位必須具備健全的質(zhì)量管理體系，應(yīng)持有壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書，壓力容器的設(shè)計(jì)必須接受國(guó)家質(zhì)檢總局相關(guān)安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的監(jiān)察。職責(zé) 應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)文件的正確性和完整性負(fù)責(zé)。容器的設(shè)計(jì)文件至少應(yīng)包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖樣。容器設(shè)計(jì)總圖應(yīng)蓋有容器設(shè)計(jì)資格印章。33 管轄的容器范圍劃定GB150管轄的容器，其范圍包括殼體及與其連為整體的受壓零部件，且劃定在下列范圍內(nèi)。331 容器與外部管道連接：焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面；螺紋連接的第一個(gè)螺紋接頭端面；法蘭連接的第一個(gè)法蘭密封面；332 接管、人孔、手孔等的承壓封頭、平蓋及其緊固件。333 非受壓元件與受壓元件的焊接接頭。接頭以外的元件，如加強(qiáng)圈、支座、裙座等。334 超壓泄放裝置和儀表附件。詳見GB150中的3.3.1 至3.3.4條的規(guī)定。34 定義及含義341 壓力 除注明者外，均指表壓力。342 工作壓力（PW） 指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。343 設(shè)計(jì)壓力（P） 指設(shè)定容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不得低于工作壓力。即PPW。344計(jì)算壓力（PC） 指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。故PCP；345 試驗(yàn)壓力（Pt） 指壓力試驗(yàn)時(shí)，容器頂部的壓力。注：試驗(yàn)用壓力表口設(shè)計(jì)位置應(yīng)位于容器頂部。346 設(shè)計(jì)溫度 指容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。347 試驗(yàn)溫度 指壓力試驗(yàn)時(shí)，殼體金屬的溫度。348 各種厚度3481 計(jì)算厚度 指按厚度計(jì)算公式計(jì)算得到的厚度。3482 設(shè)計(jì)厚度d 指計(jì)算厚度（）與腐蝕裕量（C2）之和。即d = +C2, 因此d 3483 名義厚度n 指設(shè)計(jì)厚度（d ）加上鋼材厚度負(fù)偏差（C1）后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。即標(biāo)在圖樣上的厚度。n（d + C1）3484有效厚度e 指名義厚度（n）減去腐蝕裕量（C2）和鋼材厚度負(fù)偏（C1）。e =n-C1-C2=n-（C1+C2）=n-C（厚度附加量） 注：如設(shè)定圓整量為C3，各厚度的關(guān)系為：n=+ C1+ C2+ C3e=+ C3=n-（C1+C2）d =+ C235 設(shè)計(jì)的一般規(guī)定設(shè)計(jì)的一般規(guī)定，是對(duì)設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、載荷、壁厚附加量和最小厚度選用等的規(guī)定。351 設(shè)計(jì)壓力（P）的確定 1)內(nèi)壓容器容器上裝有超壓泄放裝置（安全閥）時(shí)，容器的設(shè)計(jì)壓力確定的步驟如下：確定安全閥的開啟壓力PZ ,取PZ（1.051.1）PW.當(dāng) PW0.18MPa時(shí)，可適當(dāng)提高PZ相對(duì)于PW 的比值。再令P PZ 。容器上裝有爆破片：P = P b + P 式中：P b為設(shè)計(jì)爆破壓力，其其值等于最低標(biāo)定爆破壓力Ps min加上所選爆破片爆破范圍的下限（取絕對(duì)值）；p 為爆破片制造范圍上限。最低標(biāo)定爆破壓力Ps min和上下限查表B2和表B3。容器上無(wú)安全閥，但出口管線有安全閥：PP z +h. h為容器到安全閥的壓力降。容器的壓力源如與泵直接連接，則可有下列情況：容器位于泵的出口側(cè)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)取下述情況中的大值，泵正常入口壓力+正常工作揚(yáng)程；泵最大入口壓力+正常工作揚(yáng)程；泵正常入口壓力+出口全關(guān)閉時(shí)的揚(yáng)程。容器位于泵（壓力源）的進(jìn)口側(cè)，且無(wú)安全泄放裝置時(shí)，取P=（1.01.1）Pw,并以 P=-0.1MPa進(jìn)行外壓校核。2）外壓、真空容器及夾套容器（按外壓設(shè)計(jì)）確定外壓容器的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)考慮在正常情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。確定真空容器的殼體厚度時(shí)，設(shè)計(jì)壓力按承受外壓考慮。當(dāng)裝有真空泄放閥時(shí)，設(shè)計(jì)壓力P=1.25P 式中P為最大內(nèi)外壓力差，或 P=0.1MPa兩者中的低者。未裝真空泄放閥時(shí)，取P=0.1MPa。夾套容器：帶內(nèi)壓夾套的真空容器：內(nèi)筒為真空，設(shè)計(jì)壓力=真空設(shè)計(jì)的外壓力（按條）+夾套內(nèi)壓力，并以1.25倍的夾套外壓力核定內(nèi)筒的外壓穩(wěn)定性。夾套按內(nèi)壓計(jì)算。帶真空夾套的內(nèi)壓容器（即夾套為負(fù)壓，內(nèi)筒為正壓）：內(nèi)筒的設(shè)計(jì)壓力=內(nèi)筒的壓力+0.1MPa，并核對(duì)在夾套試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性；夾套按考慮。3）盛裝液化氣體的容器對(duì)盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。設(shè)計(jì)壓力按容規(guī)第34條的規(guī)定。常見介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力按容規(guī)第36條中表3-3的規(guī)定。由于液化氣體多屬有毒或易燃性質(zhì)，且設(shè)計(jì)壓力多數(shù)為中壓，因此應(yīng)注意設(shè)計(jì)的范圍，分辨容器的類別。352 設(shè)計(jì)溫度的確定 設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達(dá)到的最高溫度。在任何狀況下，元件金屬表面的溫度不得超過(guò)金屬的允許使用溫度。對(duì)于00C以下的金屬溫度，設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低溫度。353有不同工況的容器 對(duì)有不同工況的容器，應(yīng)按最苛刻的工況設(shè)計(jì)，并在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明各工況的壓力和溫度值。354 載荷 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的載荷有：內(nèi)壓、外壓或最大壓力差；液體靜壓力；根據(jù)容器的具況，還可能考慮自重，內(nèi)件重和附屬設(shè)備等等的影響（詳見GB15O的354條中的內(nèi)容）。355 厚度附加量 厚度附加量C由鋼材厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量C2兩部分組成。 C = C1 + C2鋼材厚度負(fù)偏差C1按鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；當(dāng)鋼材厚度負(fù)偏差不大于0.25mm，且不超過(guò)名義厚度的6%時(shí)，厚度負(fù)偏差C1可忽略不計(jì)。如選用GB6654-1996壓力容器用鋼板標(biāo)準(zhǔn)，其厚度負(fù)偏差C1可忽略不計(jì)。腐蝕裕量C2 為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)至厚度的削弱減薄，應(yīng)考慮腐蝕裕量。對(duì)有腐蝕或磨損的零件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對(duì)鋼材的腐蝕速率而定。 注：腐蝕分類：均勻腐蝕 金屬表面出現(xiàn)各部分的腐蝕速度大致相同的連續(xù)腐蝕；非均勻腐蝕 金屬表面各部分具有不同速度的連續(xù)性破壞；局部腐蝕 局部發(fā)生腐蝕，如點(diǎn)蝕（呈一個(gè)個(gè)的點(diǎn)狀）和斑點(diǎn)腐蝕（呈一個(gè)個(gè)的斑點(diǎn)狀）；應(yīng)力腐蝕 由侵蝕介質(zhì)和應(yīng)力同時(shí)作用下所導(dǎo)致的腐蝕；晶間腐蝕 是金屬晶粒界面的腐蝕。標(biāo)準(zhǔn)中的材料的腐蝕速率，是對(duì)于均勻腐蝕而言，亦即鋼材表面的腐蝕速率（毫米/年）各處基本相同。腐蝕裕量C2 = 腐蝕速率 X 設(shè)計(jì)使用年限 （毫米/年 X 年 = 毫米）在考慮腐蝕的同時(shí)，也應(yīng)考慮容器可能發(fā)生的機(jī)械磨損。此外，由于金屬所處的介質(zhì)情況（如介質(zhì)的腐蝕性、濃度和溫度）不同，腐蝕程度不同，因此，采用不同的腐蝕裕量。GB150中規(guī)定“介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸氣的碳素鋼或低合金鋼制容器，腐蝕裕量不少于1 mm”。356 最小厚度 容器在較低內(nèi)壓力作用下，按厚度計(jì)算方法得到的厚度很小，雖然能滿足容器的強(qiáng)度要求，但剛度不夠。為解決剛度問(wèn)題，GB150中規(guī)定了殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度：a)對(duì)碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于3 mm；b)對(duì)高合金鋼制容器，不小于2 mm。 因此，碳素鋼和低合金鋼制的容器的最小名義厚度應(yīng)不小于4 mm。36 許用應(yīng)力容器使用鋼材常用指標(biāo)是力學(xué)性能，在D類容器中，主要指標(biāo)是材料的抗拉強(qiáng)度b和屈服點(diǎn)s（或0.2）。容器使用中達(dá)到屈服或斷裂時(shí)即為破壞，在實(shí)際應(yīng)用中必須控制容器的材料受力處在安全范圍內(nèi)，即除以系數(shù)n，n稱為材料許用應(yīng)力系數(shù)（即是設(shè)計(jì)安全系數(shù)）。從鋼常溫抗拉強(qiáng)度考慮，設(shè)計(jì)安全系數(shù)取3；按鋼的設(shè)計(jì)溫度下的屈服強(qiáng)度考慮選用的設(shè)計(jì)安全系數(shù)：對(duì)碳素鋼和低合金鋼取1.6；對(duì)高合金鋼取1.5。將鋼材的抗拉強(qiáng)度b和屈服點(diǎn)s分別除以各自的設(shè)計(jì)安全系數(shù)后，取二值的小者作為材料的許用應(yīng)力。說(shuō)明：考慮安全系數(shù)是基于如下因素：材料的性能穩(wěn)定性存在偏差；估算載荷狀態(tài)及數(shù)值偏差；計(jì)算方法的精確程度；制造工藝及允許偏差；檢驗(yàn)手段及嚴(yán)格程度；使用中的操作經(jīng)驗(yàn)等六個(gè)方面。在確定具體材料的許用應(yīng)力時(shí)，還要結(jié)合材料的質(zhì)量因素。GB150所用鋼板材料的許用應(yīng)力按GB150標(biāo)準(zhǔn)的第4章各材料表中的規(guī)定。螺栓材料的許用應(yīng)力，是從考慮屈服的情況考慮，安全系數(shù)選高了一些，詳見GB150表3-1和表3-2。3 7 焊接接頭和焊接接頭系數(shù)371 焊接接頭分類和要求壓力容器筒體與筒體，筒體與封頭的連接，封頭的拼接，不允許采用搭接結(jié)構(gòu)。也不允許存在十字焊縫。 容器主要受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D 四類，具體規(guī)定是： a）A類焊接接頭 圓筒部分的縱向接頭，半球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭，各種凸形封頭的所有拼焊接頭，嵌(qian)入式接管與殼體對(duì)接的接頭。 b）B類焊接接頭 殼體部分的環(huán)向接頭，錐形封頭小端、長(zhǎng)頸法蘭等與接管連接的接頭。 c）C類焊接接頭 平蓋、管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒連接的搭接接頭。 d）D類焊接接頭 接管、人孔、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭。 壓力容器的所有A、B類焊接接頭均需按GB150標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)（RT或UT）。 下列情況的壓力容器的A類及B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)（材料厚度38mm時(shí)，應(yīng)采用射線檢測(cè)）： 第二類壓力容器中，易燃介質(zhì)的反應(yīng)容器或儲(chǔ)存容器； 設(shè)計(jì)壓力大于5.0MPa的壓力容器； 筒體厚度大于30mm的碳素鋼和厚度大于25mm的低合金鋼或奧氏體不銹耐酸鋼制壓力容器； 盛裝高度和極度危害介質(zhì)的壓力容器； 耐壓試驗(yàn)為氣壓試驗(yàn)的壓力容器； 使用后無(wú)法進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)或耐壓試驗(yàn)的壓力容器； 焊縫系數(shù)為1.0的壓力容器（無(wú)縫鋼管制的筒體和壓力容器本體最后焊接的一條環(huán)焊縫除外，但應(yīng)提供保證其焊接質(zhì)量的相應(yīng)焊接工藝）；圖樣規(guī)定進(jìn)行局部無(wú)損檢測(cè)A類和B類焊接接頭，局部無(wú)損檢測(cè)的檢測(cè)長(zhǎng)度為不少于每條焊縫長(zhǎng)度的20%，且不小于250mm。且下列焊接接頭應(yīng)全部檢測(cè)：所有的T型焊接接頭；開孔區(qū)域內(nèi)（以開孔中心為圓心，1.5倍開孔直徑為半徑的圓內(nèi)）的焊接接頭；被補(bǔ)強(qiáng)圈支座墊板等其他元件所覆蓋的焊接接頭；拼接封頭和拼接管板的焊接接頭；公稱直徑大于250mm接管的環(huán)焊縫按容器本體考慮。合格級(jí)別按容器要求。除另有規(guī)定，不允許采用降低焊接接頭系數(shù)而不進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。設(shè)計(jì)用的焊接結(jié)構(gòu)可參見GB150的附錄J。焊接結(jié)構(gòu)。372 焊接接頭系數(shù) 焊接接頭系數(shù)應(yīng)根據(jù)受壓元件的焊接接頭型式及無(wú)損檢測(cè)的長(zhǎng)度比例確定。注：焊接接頭系數(shù)有的稱為焊縫系數(shù)，即是焊縫的強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比。 雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接接頭： 100%無(wú)損檢測(cè) = 1.00局部無(wú)損檢測(cè) = 0.85說(shuō)明：相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接焊縫，是指單面焊雙面成型的焊縫，按雙面焊評(píng)定（含焊接試板的評(píng)定），如氬弧焊打底的焊縫或帶陶瓷、銅襯墊的焊縫等。單面焊對(duì)接接頭（沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板）：100%無(wú)損檢測(cè) = 0.9局部無(wú)損檢測(cè) = 0.8說(shuō)明：這里應(yīng)注意到1）是對(duì)接接頭；2）全焊透結(jié)構(gòu)；3）沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板。墊板如何才算密貼，看法并不一致，一般以焊接工藝評(píng)定為準(zhǔn)。38 壓力試驗(yàn)和試驗(yàn)壓力壓力試驗(yàn)是容器制造中檢查容器質(zhì)量的必需工序。它主要檢查容器的強(qiáng)度、剛度和焊接接頭及可拆的密封連接處的密封質(zhì)量。壓力試驗(yàn)方法有液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)的種類、試驗(yàn)壓力值和要求，應(yīng)在圖樣中注明。3 8。1 液壓試驗(yàn)液壓試驗(yàn)是壓力容器常用耐壓試驗(yàn)方法。試驗(yàn)液體一般采用水，也可采用不致發(fā)生危險(xiǎn)的其它液體。對(duì)奧氏體不銹鋼制造的容器水壓試驗(yàn)應(yīng)控制水的氯離子含量不超過(guò)25mg/L3811內(nèi)壓容器液壓試驗(yàn) PT = 1.25P /t式中P- 設(shè)計(jì)壓力 MPa ； PT - 試驗(yàn)壓力 MPa - 容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， MPat - 容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力。MPa此液壓試驗(yàn)壓力PT為常用的壓力，也是最小試驗(yàn)壓力。如果名義厚度遠(yuǎn)大于計(jì)算厚度，為達(dá)到試驗(yàn)的目的，也可適當(dāng)?shù)奶岣咴囼?yàn)壓力，但確定新的試驗(yàn)壓力值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力校核，用試驗(yàn)壓力值計(jì)算的換算應(yīng)力應(yīng)符合如下規(guī)定：s(0.2)圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)（或殘余變形為0.2%時(shí)的屈服強(qiáng)度）， MPa3812 外壓和真空容器，以內(nèi)壓進(jìn)行液壓試驗(yàn)： PT= 1.25 P容器液壓試驗(yàn)合格的條件是：無(wú)滲漏；無(wú)可見的變形；試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)異常的響聲。3 8。2 氣壓試驗(yàn)對(duì)于不適合作液壓試驗(yàn)的容器，例如容器內(nèi)不允許有微量殘留液體，或由于結(jié)構(gòu)原因不能充滿液體的容器，可采用氣壓試驗(yàn)。內(nèi)壓容器的氣壓試驗(yàn)壓力PT= 1.15 P/t，設(shè)計(jì)校核結(jié)果，應(yīng)滿足如下要求：外壓和真空容器，以內(nèi)壓進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，氣壓試驗(yàn)壓力為：PT = 1.15 P氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施，該安全措施應(yīng)經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，單位安全部門檢查監(jiān)督。試驗(yàn)所用氣體應(yīng)為干燥潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w，碳素鋼和低合金鋼壓力容器氣壓試驗(yàn)用氣體的溫度不得低于150C。設(shè)計(jì)采用氣壓試驗(yàn)，應(yīng)注明安全要求。38，3 氣密性試驗(yàn)：壓力容器的氣密性試驗(yàn)要求，見容規(guī)第101條和第102條的規(guī)定。介質(zhì)的毒性程度為極度和高度危害的壓力容器，應(yīng)在壓力試驗(yàn)合格后進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，需作氣密性試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)介質(zhì)和檢驗(yàn)要求應(yīng)在圖樣中注明。 夾套容器壓力試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力和方法，應(yīng)在圖樣中注明。4對(duì)材料的要求 GB150在壓力容器用鋼的要求方面含三部分，即：正文第4章：材料；附錄A（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）：材料的補(bǔ)充規(guī)定；附錄H（提示的附錄）：材料的指導(dǎo)性規(guī)定。在這些章節(jié)中，主要是對(duì)受壓元件用材料的規(guī)定。GB150對(duì)受壓元件未定義。注：根據(jù)容規(guī)第25條規(guī)定，壓力容器的主要受壓元件是：壓力容器的筒體、封頭（端蓋）、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、膨脹節(jié)、開孔補(bǔ)強(qiáng)圈、設(shè)備法蘭、球罐的球殼板、換熱器的管板和換熱管、M36以上的設(shè)備主螺栓及公稱直徑大于等于250mm的接管和管法蘭。41 選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素1）選材地合理性是保證壓力容器設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，壓力容器選擇受壓元件用鋼材時(shí)，必須選用GB150第四章的材料表中列出的鋼材。而非受壓元件與受壓元件焊接者，也應(yīng)選用焊接性能良好的鋼材。 2）選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素有：壓力容器的使用條件，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)；可焊性良好；制造工藝的可行性（加工難度）和經(jīng)濟(jì)合理等。 說(shuō)明：可焊性方面，應(yīng)靠慮控制鋼的含碳量或碳當(dāng)量，含碳量大的，焊接性能下降，容易產(chǎn)生裂紋，且塑性下降，不利于冷熱成形，壓力容器焊接用鋼的碳含量應(yīng)為C0.25%。 從鋼的冶煉上，應(yīng)采用平爐電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。因?yàn)榉序v鋼中含有FeO,脫氧情況差，成材率雖高，但質(zhì)量差。鎮(zhèn)靜鋼是一種充分脫氧的鋼，成材率較低，但鋼中雜質(zhì)少，氣泡和疏松性少，質(zhì)量高。目前，由于平爐冶煉時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，生產(chǎn)效率低，此法逐步被淘汰。降低鋼中的硫、磷含量：因?yàn)榱?、磷均為鋼中的有害雜質(zhì)，硫與鐵在晶界處生成低熔點(diǎn)硫化鐵（FeS），熱加工時(shí)易產(chǎn)生熱脆，即稱熱脆性，焊接時(shí)，硫和氧結(jié)合產(chǎn)生SO2 使焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松，影響焊接接頭的質(zhì)量；磷與鐵形成磷化三鐵（Fe3P），明顯的降低鋼的塑性韌性，尤其是低溫時(shí)更差，屬冷脆現(xiàn)象，磷過(guò)多，焊接變壞，易產(chǎn)生裂紋。由于磷和硫是礦石中帶來(lái)的，隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)長(zhǎng)和壓力容器質(zhì)量要求的提高，磷、硫含量將逐步降低，要求的磷、硫含量為：P0.030%；S0.020%. 3）GB150中對(duì)材料的修改情況是：2002年起，取消Q235-A.F和Q235-A鋼板在受壓元件中的應(yīng)用；制造許可中規(guī)定，對(duì)用于焊接接構(gòu)的壓力容器用鋼磷、硫含量：磷P0.O30%，硫S0.020%。，并規(guī)定鋼的含碳量應(yīng)不大于0.25%,且按下式計(jì)算的碳當(dāng)量Ceq不大于0.45%。Ceq = C + Si24 + Mn6 + Ni40 + Cr5 + Mo4 + V14沸騰鋼不允許用于制造壓力容器的受壓元件。 4)Q235鋼板：在圖樣的材料明細(xì)表中不得只標(biāo)Q235，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)須要在尾部帶上“-A或-B或-C”，Q235鋼板的具體數(shù)據(jù)見下表： Q235熱軋厚鋼板（板厚16mm）的化學(xué)成分和力學(xué)性能表牌號(hào)等級(jí) 化學(xué)成分 %力學(xué)性能MPa沖擊性能 C Mn Si S P sb溫度0C沖擊功JQ235-A0.14-0.220.3-0.65 0.30.050.045235375-500Q235-B0.12-0.200.3-0.70.045 2027Q235-CO.180.35-0.60.040.04 0注：Q235-A未提供沖擊功。42 D類壓力容器受壓元件用鋼板在D類壓力容器中，主要使用GB150的表4-1“鋼板許用應(yīng)力”列入的下列鋼板： 1）碳素鋼板：使用Q235-B 、Q235-C 和 20R鋼板。 Q235-B鋼板（GB912和GB3274）的適用范圍：容器設(shè)計(jì)壓力 P1.6MPa； 鋼板使用溫度為03500C；用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于20mm；不得用于毒性為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器。在表4-1中所列許用應(yīng)力值，已乘質(zhì)量系數(shù)0.9。 Q235-C鋼板（GB912和GB3274）的適用范圍：容器設(shè)計(jì)壓力 P2.5MPa,鋼板使用溫度為04000C。用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于30mm20R鋼板（GB6654）的應(yīng)用：用作殼體時(shí)，適宜厚度不超過(guò)30mm；使用溫度建議為-194750C；為避免增加試驗(yàn)項(xiàng)目，當(dāng)使用溫度低于00C時(shí)，建議使用厚度小于25mm；使用溫度低于-100C時(shí)，建議使用厚度小于12mm。2）低合金鋼板：使用 16MnR（GB6654）和16MnDR（GB3531）鋼板 16MnR鋼板：常溫使用時(shí)的厚度不宜超過(guò)30mm；使用溫度建議為-194750C。使用溫度低于00C時(shí)，建議使用厚度小于35mm；使用溫度低于-100C時(shí)，建議使用厚度小于20mm，以避免增加試驗(yàn)項(xiàng)目。16MnDR鋼板：使用的最高溫度為3500C，厚度不宜超過(guò)35mm。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位，也可選用GB6654中的15MnNbR和，15CrMoR；GB3531 中的15MnNbDR 和09MnNiDR。3）高合金鋼板：經(jīng)常使用奧氏體不銹鋼板（GB4237）：用于清潔美觀的壓力容器用鋼板有：0Cr18Ni9 ；用于抗氧化性介質(zhì)腐蝕的不銹鋼有：00Cr19Ni10和0Cr18Ni10.用于抗醋酸介質(zhì)腐蝕用的不銹鋼有：OCr17Ni12Mo2，0Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17Ni14Mo2; 0Cr19Ni13Mo3;00Cr19Ni13Mo3 。說(shuō)明：抗腐蝕原理：鉻鎳奧氏體不銹鋼是指上述鋼號(hào)經(jīng)固熔熱處理而具有均一的奧氏體鋼，這種鋼在氧化性介質(zhì)中具有良好的抗腐蝕性，高的塑性和韌性。這種鋼的耐腐蝕的基理通常用鋼生成氧化膜的理論來(lái)解釋，即鋼在空氣中或在氧化性介質(zhì)中，其表面氧化，生成緻密的氧化薄膜，它阻止內(nèi)部進(jìn)一步氧化，或受介質(zhì)的侵蝕，這種現(xiàn)象稱鈍化現(xiàn)象。鈍化膜的生成與不銹鋼的表面的質(zhì)量有關(guān)，機(jī)械損傷破壞的氧化膜會(huì)重新生成，但很緩慢，清潔表面后可再度產(chǎn)生氧化膜。鋼表面的殘余氧化皮、砂眼、起鱗，氧化膜難以生成，會(huì)造成局部腐蝕。拋光表面、經(jīng)磨光和酸洗的表面，可加速氧化膜的形成，提高抗腐蝕性。 不銹鋼晶間腐蝕：晶間腐蝕是鋼的晶體邊界受到腐蝕的一種破壞形式。這種腐蝕沿著晶界快速傳播到金屬內(nèi)部。晶間腐蝕特別危險(xiǎn)，因?yàn)槿庋鄄蝗菀装l(fā)現(xiàn)，由于這種腐蝕的結(jié)果，材料的機(jī)械強(qiáng)度喪失達(dá)到很大的數(shù)值。晶間腐蝕的傾向，主要決定于鋼的含碳量，其原因是：當(dāng)鋼加熱到不太高的溫度（600-8000C）時(shí)，由于富鉻的碳化物在晶界上析出，使固溶體晶界上貧鉻，結(jié)果，晶界未能鈍化，使其耐腐蝕性變差，解決的辦法是：a)采用鋼在1080-11500C的固溶處理，使碳重新溶入奧氏體固溶體；b)將鋼中碳含量降低至0.03%；c)加入形成穩(wěn)定碳化物的元素鈦或鈮到鋼中，加鈦量應(yīng)5C%，但含鈦的不銹鋼的加熱溫度不應(yīng)超過(guò)11000C，以免碳化鈦重新溶入固溶體中，重新產(chǎn)生碳化鉻而發(fā)生貧鉻現(xiàn)象。43 鋼管431 鋼管的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按GB150的表4-3鋼管許用應(yīng)力的規(guī)定。D類壓力容器常用的碳素鋼和低合金鋼鋼管牌號(hào)有：10 20 20G 16Mn 。10和20鋼管，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB8163-87輸送流體用無(wú)縫鋼管；20G 和 16Mn 鋼管，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB6479化肥設(shè)備用高壓無(wú)縫鋼管。常用的不銹鋼管0Cr18Ni9、 00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10Ti依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB13296-91鍋爐、熱交換器用不銹鋼無(wú)縫鋼管 GB/T14796-94 流體輸送用不銹鋼無(wú)縫鋼管432 關(guān)于不銹鋼焊接鋼管在壓力容器中的使用問(wèn)題：在附錄A的A4.2中有明確規(guī)定。對(duì)奧氏體不銹鋼焊接鋼管（見A4.2.1）應(yīng)遵循GB12771-91流體輸送用不銹鋼焊接鋼管的規(guī)定。具體要求是：壁厚允許偏差為12.5%；鋼管的彎曲度不大于1.55mm/m；逐根進(jìn)行蝸流或射線（對(duì)大直徑管）及水壓試驗(yàn)合格；檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按JB/T4730-2005.1承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)中的相關(guān)部分，水壓試驗(yàn)壓力為容器設(shè)計(jì)壓力的2倍，保壓時(shí)間為10秒，管壁無(wú)滲漏現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接鋼管的使用范圍規(guī)定如下：容器使用溫度定為0Cr18Ni9、 00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10Ti等鋼號(hào)的相應(yīng)允許使用溫度；容器設(shè)計(jì)壓力不大于6.4MPa；管壁厚不大于8mm；不得用于毒性程度為極度危害的介質(zhì)；焊接接頭系數(shù)為0.85，即按相同鋼號(hào)的許用應(yīng)力乘以0.85的焊接接頭系數(shù)。44 鋼鍛件鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按GB150表4-5的規(guī)定，鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)和常用鋼鍛件為： JB4726-2000壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件中的 20、35和16Mn JB4727-2000低溫壓力容器碳素鋼和低合金鋼鍛件中的16MnD JB4728-2000壓力容器用不銹鋼鍛件中的0Cr18Ni9、00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10。4.5焊接材料壓力容器受壓元件焊接選用的焊條（焊接材料）的參考原則是：滿足力學(xué)性能的要求，保持等強(qiáng)度，考慮滿足沖擊韌性和伸長(zhǎng)率的要求；化學(xué)成分相當(dāng)；根據(jù)工程重要性、危險(xiǎn)性、焊接位置、剛性大小、施焊條件、焊接經(jīng)驗(yàn)選擇焊條；考慮經(jīng)濟(jì)性和容易獲得；碳鋼和低合金鋼之間焊接，一般要求所選用的焊材焊成的焊接接頭，其強(qiáng)度不低于強(qiáng)度較低的一側(cè)母材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，而接頭的韌性和塑性應(yīng)不低于強(qiáng)度較高而塑性韌性較差的母材。首次選用的焊接材料，應(yīng)按JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定和JB/T4709-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程的規(guī)定。壓力容器用焊條定貨時(shí)，應(yīng)按JB/T 4747-2002壓力容器用焊條訂貨技術(shù)條件。焊接材料的標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T5117-1995碳鋼焊條； GB/T5118-1995低合金鋼焊條； GB/T983-1995不銹鋼焊條；GB/T984-2001堆焊焊條；GB/T14957-1994熔化焊用鋼絲； GB/T14958-1994氣體保護(hù)焊用鋼絲；GB/T8110-1995氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼，低合金鋼焊絲GB4241-84焊接用不銹鋼盤條； GB4242-84焊接用不銹鋼絲； GB4343-84惰性氣體保護(hù)焊接用不銹鋼棒及鋼絲。YB/T5091-1993惰性氣體保護(hù)焊用不銹鋼棒及鋼絲；YB/T5092-1996焊接用不銹鋼絲；GB/T5293-1999埋弧焊用碳素鋼焊絲和焊劑；GB/T12470-1999埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑；46 采用國(guó)外鋼材的要求采用國(guó)外的鋼材，應(yīng)是國(guó)外相應(yīng)壓力容器最新標(biāo)準(zhǔn)所允許使用的鋼材；其使用范圍不應(yīng)超出該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)也不應(yīng)超過(guò)GB150第4章材料相近鋼材的規(guī)定。47 一些鋼材的代用規(guī)定1）鋼材的代用的一般原則是：代用材料應(yīng)與被代用的鋼材具有相同或相近的化學(xué)成分、交貨狀態(tài)、檢驗(yàn)項(xiàng)目、性能指標(biāo)和檢驗(yàn)率以及尺寸公差和外形質(zhì)量等。2）代用圖樣規(guī)定的鋼材時(shí)，應(yīng)取得原設(shè)計(jì)單位的同意。3）鋼板代用：GB712-88船體用結(jié)構(gòu)鋼中的A級(jí)鋼板，可代用Q235-A（不得作受壓元件）；B級(jí)鋼板在鋼廠按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)合格后，可代用Q235-C鋼板，未作沖擊試驗(yàn)的鋼板，則只能代用Q235-B鋼板；GB713-1997鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板中的20g鋼板可代用Q235-C鋼板。4）鋼管代用：GB3087-82低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管中的10和20鋼管，可代用 GB8163-1999 輸送流體用無(wú)縫鋼管中相應(yīng)的鋼管。48 特殊工作環(huán)境下的選材 關(guān)于介質(zhì)處于NaOH濕H2S應(yīng)力腐蝕時(shí)的選材問(wèn)題，可見容規(guī)126頁(yè)，關(guān)于“壓力容器選材與介質(zhì)”的說(shuō)明。5內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體的計(jì)算5.1內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球體計(jì)算的理論基礎(chǔ) 1）強(qiáng)度理論：內(nèi)壓容器的破壞有四種強(qiáng)度理論，比較為人們接受的有第一、第三和第四強(qiáng)度理論。 第一強(qiáng)度理論即最大主應(yīng)力理論，它認(rèn)為引起材料斷裂破壞的主要因素是最大主應(yīng)力。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要最大主應(yīng)力達(dá)到材料單向拉伸斷裂時(shí)的最大應(yīng)力值，材料則發(fā)生斷裂破壞，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度為S = 1 。 第三強(qiáng)度理論即最大剪應(yīng)力理論，它認(rèn)為引起材料屈服破壞的主要因素是最大剪應(yīng)力。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到材料屈服時(shí)的最大剪應(yīng)力值，材料則發(fā)生屈服破壞，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度為S = 1-3 。 第四強(qiáng)度理論即最大應(yīng)變能理論，它認(rèn)為引起材料屈服破壞的主要因素是最大變形能。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要其內(nèi)部積累的變形能達(dá)到材料單向拉伸屈服時(shí)的應(yīng)變能，材料即發(fā)生屈服破壞，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度為：2）GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)算公式主要以第一強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)（結(jié)果比較接近）。并采用平面應(yīng)力狀態(tài)（忽略第三向應(yīng)力）。如果考慮第三向的應(yīng)力，則是第三強(qiáng)度理論。52 內(nèi)壓圓筒計(jì)算1）設(shè)計(jì)溫度下的計(jì)算厚度按下式計(jì)算： 公式適用范圍：Pc0.4t 或 Do/Di1.5 式中：- 圓筒的計(jì)算厚度 mm；Pc 計(jì)算壓力，MPa； Di 圓筒內(nèi)直徑，mm； t 設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力，MPa； 焊接接頭系數(shù)。2）公式來(lái)源：用第一強(qiáng)度理論，以圓筒平均直徑為基準(zhǔn)計(jì)算的環(huán)向應(yīng)力，考慮了圓筒內(nèi)壁上最大主應(yīng)力與平均拉應(yīng)力的差值進(jìn)行了修正，并考慮了縱向焊縫（A類焊接接頭）在強(qiáng)度方面相對(duì)于母材的削弱。公式中應(yīng)力的推導(dǎo)是根據(jù)薄膜應(yīng)力理論。3) 公式推導(dǎo)： 設(shè)直徑D筒體受內(nèi)壓力為P的作用，圓筒上的任一小單元上受三個(gè)主應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力1 、軸向應(yīng)力2和徑向應(yīng)力3的作用，求應(yīng)力時(shí)，可通過(guò)中心軸線沿縱向?qū)A筒切成兩部分，去除一部分以應(yīng)力代替，根據(jù)力平衡理論，在縱向截面厚度產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力1，其合力與外部作用的壓力作用平衡，設(shè)圓筒直徑為D，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，厚度為，按平衡關(guān)系則有：2 L1 = P D L1 = P D/2 沿垂直主軸線的截面將圓筒體切開，在圓形橫截面上的應(yīng)力為2，產(chǎn)生平衡的條件為：D2 =1/4 D2 P；2= P D/4徑向應(yīng)力3= P ，可見1=22，并遠(yuǎn)大于3 ，故采用1 = P D/2，即：= P D/21 ，令D=Di+， P = pc代入，1以t代入，則得到 ： 。4）如已知n、 Pc、 Di；則圓筒體的計(jì)算應(yīng)力t為： 式中tt 式中：e為有效厚度。5）設(shè)計(jì)溫度下，筒體的最大允許工作壓力Pw為： 53 球殼計(jì)算1）設(shè)計(jì)溫度下的計(jì)算厚度公式：2）設(shè)計(jì)溫度下，球殼計(jì)算應(yīng)力公式： 式中tt3）設(shè)計(jì)溫度下，球殼的最大允許工作壓力公式： ；6外壓圓筒和外壓球殼的設(shè)計(jì) 許多化工石油用的容器，由于工藝原因需要在外壓或真空下操作，如真空罐和真空蒸餾塔，有的容器帶有夾套，夾套內(nèi)是帶壓蒸汽，使內(nèi)筒受到外部壓力。通常，內(nèi)壓低于外壓的容器，稱為外壓容器。 外壓容器的最高工作壓力是指容器在正常使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的最大壓力差值。對(duì)夾套容器，指夾套頂部可能出現(xiàn)的最大壓力差值。 確定外壓容器的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)考慮在正常工作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。確定真空容器殼體的厚度時(shí)，設(shè)計(jì)壓力按受外壓考慮。當(dāng)裝有真空泄放閥，以及相類似的安全控制裝置時(shí)，設(shè)計(jì)壓力=1.25P，或0.1MPa的低值，P為內(nèi)外壓力差。未裝安全控制裝置時(shí)，取0.1 MPa。容器工作中失效的狀態(tài)有：強(qiáng)度失效，剛度失效和穩(wěn)定失效三種。 強(qiáng)度失效：容器在載荷作用下，發(fā)生過(guò)量變形或破裂。如內(nèi)壓容器的破壞； 剛度失效：容器發(fā)生過(guò)量的彈性變形，導(dǎo)致喪失正常的承受能力。如容器不能滿足最小厚度要求導(dǎo)致剛度不足而失效； 穩(wěn)定失效：容器在載荷作用下，形狀突然發(fā)生改變，導(dǎo)致喪失工作能力。如外壓容器的失穩(wěn)破壞。 外壓容器設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到上述三種失效的可能性，才能確保容器的安全使用。 在滿足剛度要求的情況下，外壓容器的破壞有兩種形式，即強(qiáng)度不足引起的破壞和失穩(wěn)引起的破壞兩種。因此，設(shè)計(jì)應(yīng)包括強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性校核。因失穩(wěn)往往在強(qiáng)度破壞之前發(fā)生，故穩(wěn)定性計(jì)算是外壓容器設(shè)計(jì)中的主要考慮的問(wèn)題。6 1受均勻外壓的圓筒（和外壓管子） 在GB150第6章中，外壓圓筒和外壓管子所需的有效厚度e用查圖計(jì)算法，使用的圖為圖6-2圖6-10，計(jì)算步驟如下：611