GB150和ASMEⅧ-1壓力容器設(shè)計(jì)、審核常見(jiàn)問(wèn)題及典型實(shí)例解析

GB150和ASMEⅧ-1

壓力容器設(shè)計(jì)、審核常見(jiàn)問(wèn)題

及典型實(shí)例解析

華東理工大學(xué)

丁伯民2013.10.16～18杭州前言GB150相當(dāng)多的內(nèi)容主要引自ASMEⅧ-1。幾十年來(lái)，ASMEⅧ-1各版修改時(shí)其章節(jié)號(hào)從不改變，內(nèi)容上也只是增加，少有修改，更無(wú)反復(fù)。與之相比，GB150則相差甚遠(yuǎn)。本版相當(dāng)多的修改主要是舊版有不夠妥當(dāng)之處，但修改后調(diào)整了許多章節(jié)編號(hào)，致使不太熟悉舊版的用戶很難厘清本版到底修改或增、刪了哪些內(nèi)容，更不清楚某些修改的原因。加上同一主題在不同相關(guān)章節(jié)表達(dá)的相互不協(xié)調(diào)、疏漏以及矛盾，甚至某些釋義內(nèi)容和正文的不一致，引用ASMEⅧ-1時(shí)的疏漏。技術(shù)上還存在的某些可予商榷之處，在執(zhí)行中更會(huì)引起疑惑甚至問(wèn)題。本班從設(shè)計(jì)的基本原理出發(fā)，分析GB150和ASMEⅧ-1規(guī)定的制訂依據(jù)，對(duì)照后對(duì)某些難點(diǎn)以及存在的問(wèn)題進(jìn)行講解和分析，以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)可予商榷時(shí)在執(zhí)行中應(yīng)予注意之處或應(yīng)如何處理等方面進(jìn)行討論。

ASMEⅧ-1各版前言

壓力容器建造規(guī)則GB150(2011版)引言引用ASME的“建造”一詞時(shí)，確是不包括還是遺漏了“材料”二字我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)各版名稱沿革版本名稱1967鋼制化工容器設(shè)計(jì)規(guī)定(試行)1977鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定1982鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定1985鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定1989GB150鋼制壓力容器1998GB150鋼制壓力容器2011GB150壓力容器(初稿稱為固定式壓力容器)實(shí)際上各版內(nèi)容都是沿襲前版2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(1)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于疲勞設(shè)計(jì))主要是在“宣貫”和“標(biāo)準(zhǔn)釋義”中未提及，但確是修改了的、用戶以為并未修改而容易疏漏的(相當(dāng)一部分是本人所提)、以及原GB150的疏漏仍未改正等的內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)指出：適用范圍，取消了不適用于要求疲勞分析的容器(原因解釋)。修改為:對(duì)于有成功使用經(jīng)驗(yàn)的承受循環(huán)載荷的容器，經(jīng)設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，可按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并按JB4732補(bǔ)充疲勞分析和評(píng)定，同時(shí)滿足其相關(guān)制造要求。商榷：(1)由技術(shù)負(fù)責(zé)人而不是由標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)。(2)“釋義”P.145和P.147中的疑慮。

2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(2)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于疲勞設(shè)計(jì))峰值應(yīng)力，特征:不會(huì)引起任何顯著的變形，之所以對(duì)強(qiáng)度有害僅因?yàn)槭且环N可以導(dǎo)致疲勞裂紋或脆性斷裂的可能原因(并不是說(shuō)只是峰值應(yīng)力才會(huì)導(dǎo)致疲勞裂紋或脆性斷裂，其他各類應(yīng)力都不會(huì)導(dǎo)致疲勞裂紋或脆性斷裂，在不需疲勞分析和非低溫時(shí)，對(duì)峰值應(yīng)力可以“視而不見(jiàn)，聽(tīng)之任之”)。應(yīng)力分類及其限制條件①Pm≤Sm②PL≤max〔1.5Sm，σs〕③Pm(PL)+Pb≤max〔1.5Sm，σs〕④Pm(PL)+Pb+Q≤max〔3Sm，2σs〕⑤Pm(PL)+Pb+Q+F≤2Sa

要求5個(gè)條件同時(shí)滿足即同時(shí)限制各種失效模式2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(3)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于疲勞設(shè)計(jì))疲勞設(shè)計(jì)是以包括峰值應(yīng)力在內(nèi)的總應(yīng)力幅為基礎(chǔ)，即一次和二次應(yīng)力當(dāng)然也會(huì)引起疲勞和脆斷，而不是以峰值應(yīng)力幅為基礎(chǔ)。GB150所列的兩種開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)法都不能用于疲勞設(shè)計(jì)！？)。ASME的規(guī)定：Ⅷ-1條款解釋07-47，Ⅷ-2的節(jié)。EN也如此。GB150標(biāo)準(zhǔn)釋義P.145和P.147：2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(4)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于疲勞設(shè)計(jì))在開(kāi)孔接管區(qū)，和存在一次、二次應(yīng)力相同，峰值應(yīng)力也客觀存在，只是在標(biāo)準(zhǔn)所列的兩種補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法中并未計(jì)入。在需要進(jìn)行疲勞分析確定其總應(yīng)力時(shí)，應(yīng)把包括峰值應(yīng)力在內(nèi)的一次和二次應(yīng)力(即總應(yīng)力)都予計(jì)入。方法很多，可以引入應(yīng)力集中系數(shù)或疲勞強(qiáng)度減弱系數(shù)，或直接用數(shù)值解求得其總應(yīng)力，如滿足疲勞壽命評(píng)定要求，則該已滿足補(bǔ)強(qiáng)要求的開(kāi)孔接管當(dāng)然可予接受。并非標(biāo)準(zhǔn)釋義所指“不適用于疲勞容器的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)”或“分析法與等面積法一樣，不能用于疲勞設(shè)計(jì)”。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(5)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))外壓容器(補(bǔ)充了)(例如真空容器、液下容器和埋地容器)。外壓容器以內(nèi)壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。原標(biāo)準(zhǔn)一直認(rèn)為帶夾套的容器為外壓容器(從77版到85版的設(shè)計(jì)規(guī)定都這樣稱，至89和98版GB150則迴避，但《設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程》P.169仍把帶夾套容器稱為外壓容器，業(yè)內(nèi)受此影響可能仍這樣認(rèn)為。會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題?！巴鈮喝萜骱驼婵杖萜饕詢?nèi)壓進(jìn)行液壓試驗(yàn)”從而導(dǎo)致如下圖所示帶夾套的容器(外壓容器)在進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)引起了問(wèn)題。內(nèi)容器常壓，夾套(0.8MPa)，把內(nèi)容器視為外壓容器，按PT=1.25P2試驗(yàn)，則按常壓設(shè)計(jì)的封頭和法蘭承受不了，如封頭和法蘭按P2(0.8MPa)設(shè)計(jì)，則增加了成本;如按多腔容器試驗(yàn)，則在夾套中試壓時(shí)內(nèi)筒壁受不了外壓，如兩側(cè)同時(shí)充壓，又無(wú)法檢漏。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(6)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))如內(nèi)容器為真空，夾套為0.2MPa，則內(nèi)容器帶夾套部分設(shè)計(jì)壓力為0.3MPa。內(nèi)容器如按真空(或多腔)容器PT=1.25P1試內(nèi)壓，為0.125MPa，夾套按內(nèi)壓容器試壓，為0.25MPa，試壓結(jié)果尚達(dá)不到0.3MPa的設(shè)計(jì)壓力，壓力試驗(yàn)走過(guò)場(chǎng)。在壓力容器行業(yè)中實(shí)際上并無(wú)真正意義上的外壓容器。新GB150改為“外壓容器(例如真空容器、液下容器和埋地容器)是否妥當(dāng)，可酌。似稱為真空容為妥。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(7)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))對(duì)“外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖(用于所有材料)”改為“外壓應(yīng)變系數(shù)A曲線”(球殼和軸向壓縮圓筒都由結(jié)構(gòu)尺寸直接列出了A值，而不是查圖)。外壓球殼：，并無(wú)物理意義。軸向受壓縮圓筒：，并無(wú)物理意義。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(8)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))對(duì)外壓元件設(shè)計(jì)中的圖4-1，補(bǔ)充了1998版原圖在引用ASMEⅧ-1中對(duì)注2的漏引。且個(gè)別圖形仍誤引(未跟上歷版ASMEⅧ-1因疏忽致錯(cuò)、從2010年版起所作的修改，包括.3圖5-17的問(wèn)題)。新版對(duì)此注2內(nèi)容補(bǔ)充在外壓圓筒穩(wěn)定性校核中(P.95,4.3節(jié))，使不熟悉的用戶未予注意，而對(duì)錐殼或折邊段的厚度誤按P.131圖5-16的方法去做而出錯(cuò)。相應(yīng)地，標(biāo)準(zhǔn)并未強(qiáng)調(diào)錐殼兩端都是支撐線或有一端或兩端并非支撐線時(shí)對(duì)錐殼設(shè)計(jì)的區(qū)別。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(9)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))外壓圓筒形容器設(shè)計(jì)中支撐線的示意外壓圓筒的計(jì)算長(zhǎng)度2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(10)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))上圖中夾套對(duì)內(nèi)筒的連接如采用左圖結(jié)構(gòu)，則難以滿足作為“支撐線”的要求2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(11)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))ASMEⅧ-1：注1:當(dāng)錐殼與圓筒或折邊與圓筒的連接處不是支撐線時(shí)，錐殼、折邊段或帶折邊錐殼的厚度不能小于相連接圓筒的最小需要厚度。當(dāng)連接處為無(wú)折邊時(shí)，應(yīng)滿足附錄1-8的(強(qiáng)度)加強(qiáng)要求。注2:應(yīng)采用圖示尺寸L，連接處各筒節(jié)直徑和相應(yīng)的厚度，變徑段的厚度按注1確定。注3:當(dāng)連接處(包括無(wú)折邊或帶折邊)是支撐線時(shí)，其慣性矩(剛度)應(yīng)按附錄1-8計(jì)算，且當(dāng)為無(wú)折邊時(shí)，還應(yīng)滿足附錄1-8的(強(qiáng)度)加強(qiáng)要求。注意：ASME明確，僅當(dāng)錐殼(一端或兩端)對(duì)圓筒的連接處不屬支撐線時(shí)，應(yīng)按此處的注設(shè)計(jì)錐殼壁厚。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(12)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))ASMEⅧ-1：GB150從未引入這一說(shuō)明，加上4.3節(jié)和5.6.6節(jié)的規(guī)定，使用戶不知所以。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(13)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))GB150：4.3外壓圓筒的穩(wěn)定性校核4.3.1計(jì)算長(zhǎng)度的確定圓筒計(jì)算長(zhǎng)度，應(yīng)取圓筒上兩相鄰支撐線之間的距離，見(jiàn)圖4-1。其中應(yīng)滿足：圖a-2）和圖c-2）中錐殼或折邊段的有效厚度不得小于相連接圓筒的有效厚度；計(jì)算時(shí)應(yīng)采用圖示的L、各段直徑和相應(yīng)的厚度。

5.6.6受外壓錐殼錐殼承受外壓時(shí)，錐殼的計(jì)算長(zhǎng)度取當(dāng)量長(zhǎng)度L，其計(jì)算如下：外壓錐殼的計(jì)算：錐殼承受外壓，所需要的有效厚度按下述方法和步驟確定(即并未注明此處僅適用于兩端都是支撐線時(shí))。

2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(14)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))兩端都屬支撐線時(shí)當(dāng)量長(zhǎng)度Le的確定，據(jù)此設(shè)計(jì)錐殼壁厚帶折邊后Le縮短，Di減小，提高了承壓能力，所以可由設(shè)計(jì)人員任選是否要帶折邊2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(15)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))內(nèi)壓和外壓錐殼都用此表，即內(nèi)壓時(shí)如α＞60°也按平蓋設(shè)計(jì)內(nèi)壓和外壓錐殼都用此表，即外壓錐殼半頂角大于某值時(shí)也規(guī)定要帶折邊2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(16)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于外壓元件設(shè)計(jì))軸向壓縮許用應(yīng)力在89版以前各版都列在許用應(yīng)力節(jié)，98版取消，改列在臥式容器標(biāo)準(zhǔn)中。本版又改回，列在.1的4.4.5、即軸向壓縮許用應(yīng)力節(jié)。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(17)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))參照ASMEⅧ-1，補(bǔ)充了整體法蘭的剛度校核要求，但未引用帶頸活套法蘭和不帶頸活套法蘭和按活套法蘭設(shè)計(jì)的任意法蘭、以及反向法蘭的剛度校核要求(任意法蘭按整體還是活套法蘭設(shè)計(jì)的界定都參照ASMEⅧ-1)。對(duì)ASMEⅧ-1“對(duì)于非致死和非易燃的流體，按溫度范圍為-29℃至186℃以內(nèi)，操作壓力并未超過(guò)1035kPa設(shè)計(jì)的操作，成功的操作經(jīng)驗(yàn)可以作為法蘭剛度規(guī)則的一種替代。”改為“在相同操作條件下有成功的使用經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可以免除剛度校核”。除設(shè)計(jì)內(nèi)容外，對(duì)裝配并無(wú)相應(yīng)的配套措施。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(18)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))GB150標(biāo)準(zhǔn)釋義2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(19)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))ASMEⅧ-1(并非說(shuō)帶頸活套法蘭按整體法蘭計(jì)算)：2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(20)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))(1)由于規(guī)定了帶頸的活套法蘭按整體法蘭計(jì)算，而長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭在滿足應(yīng)力校核條件時(shí)剛度會(huì)自動(dòng)得到滿足，編者也誤解為帶頸活套法蘭的應(yīng)力計(jì)算公式不僅在形式上而且在實(shí)質(zhì)上也和整體法蘭相同(但對(duì)系數(shù)FⅠ和VⅠ應(yīng)取FL和VL者外)，在滿足應(yīng)力校核條件時(shí)剛度也會(huì)自動(dòng)得到滿足。且壓力對(duì)帶頸活套法蘭也直接接觸。其實(shí)此二者的應(yīng)力計(jì)算模型和錐頸上應(yīng)力所在位置全部不同，且由于未和圓筒相連接而導(dǎo)致在同樣厚度時(shí)法蘭環(huán)的旋轉(zhuǎn)角度更大，對(duì)帶頸活套和不帶頸活套法蘭應(yīng)對(duì)剛度進(jìn)行校核。(2)對(duì)完全按法蘭原理設(shè)計(jì)的反向法蘭，也未引入剛度校核要求。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(21)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))GB150引用ASME的此圖時(shí)刪去了說(shuō)明，致對(duì)帶頸活套法蘭等厚度頸部的法蘭引起迷惑2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(22)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))(3)“在相同操作條件下有成功的使用經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可以免除剛度校核”的條文會(huì)使用戶為難，且此處全部照引ASMEⅧ-1，惟獨(dú)此處不引？在表7-5中補(bǔ)充了帶頸活套法蘭的系數(shù)f和VL、FL。對(duì)反向法蘭操作力矩中的力臂尺寸計(jì)算作了改正(.3的節(jié))。對(duì)平蓋上大開(kāi)孔的適用范圍由d＞0.5D修改為d≥0.5D，連同對(duì)反向法蘭適用范圍為K≤2(即d≥0.5D)，以及對(duì)平蓋上開(kāi)孔的適用范圍規(guī)定為d≤0.5D，引起d=0.5D的開(kāi)孔可按開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)或反向法蘭、平蓋大開(kāi)孔二者設(shè)計(jì)的不確定問(wèn)題。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(23)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))法蘭受載模型整體帶頸、活套帶頸、活套法蘭應(yīng)力，系數(shù)f=錐頸小端應(yīng)力/錐頸大端應(yīng)力，帶頸活套法蘭小端處并無(wú)應(yīng)力。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(24)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))帶頸反向法蘭不帶頸反向法蘭受載分析外周邊三項(xiàng)、內(nèi)周邊一項(xiàng)應(yīng)力僅適用于d/D＞0.52011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(25)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于法蘭設(shè)計(jì))左側(cè)外周三項(xiàng)應(yīng)力內(nèi)周三項(xiàng)應(yīng)力右側(cè)外周三項(xiàng)應(yīng)力內(nèi)周一項(xiàng)應(yīng)力(按活套法蘭模型)僅適用于d/D＞0.52011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(26)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于壓力試驗(yàn))(參照原ASMEⅧ-2)耐壓試驗(yàn)時(shí)的校核圓筒應(yīng)力改為(修改過(guò)程)：釋義P.47：GB150中的相應(yīng)計(jì)算公式不一定能得出該元件的應(yīng)力水平2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(27)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于壓力試驗(yàn))2004版以前的ASMEⅧ-2和Ⅷ-1體系不同，對(duì)一次總體薄膜應(yīng)力有此限制條件，并對(duì)一次總體薄膜和一次彎曲應(yīng)力共存時(shí)也有相應(yīng)限制。2007版起已由原0.9倍改為0.95倍，但原則不變。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(28)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于壓力試驗(yàn))到底是金屬溫度還是液體溫度？2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(29)

原因、修改后的商榷參照ASMEⅧ-1UG-53(i)，引入了焊接鋼管，且所列許用應(yīng)力已引入焊接接頭系數(shù)0.85，但設(shè)計(jì)部分并未配套。取消了錐殼上的加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)方法(用戶如有需要，可參照ASMEⅧ-2或EN13445)。對(duì)98版內(nèi)壓和外壓錐殼與圓筒連接處的加強(qiáng)設(shè)計(jì)的誤引(如未區(qū)分是否帶折邊以及對(duì)外加作用力f1、f2的說(shuō)明)作了修改，但還存在一些問(wèn)題(后述)。補(bǔ)充了無(wú)折邊斜錐殼設(shè)計(jì)。但對(duì)外壓斜錐殼設(shè)計(jì)表示為：“按5.6節(jié)規(guī)定”，即按兩端都是支撐線時(shí)的規(guī)定，如其中有任一端并非支撐線，標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定會(huì)有問(wèn)題。減小了雙錐密封中封頭圓柱支承面與雙錐環(huán)內(nèi)徑之間的單側(cè)徑向間隙值(約為原值的75%，原值的制訂過(guò)程)。補(bǔ)充了傾角錯(cuò)繞扁平鋼帶容器、加筋平蓋設(shè)計(jì)。

2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(30)

原因、修改后的商榷預(yù)緊力使封頭下壓，通過(guò)錐面壓力使雙錐環(huán)收縮而貼到封頭圓柱環(huán)面上。如雙錐密封環(huán)內(nèi)圓柱表面與平蓋圓柱支承面間的徑向間隙過(guò)小，則在升壓時(shí)回彈力不足，影響密封;如間隙過(guò)大，則雙錐環(huán)變形或周向壓縮應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致屈服。按原GB150，據(jù)計(jì)算，周向壓縮應(yīng)力為σθ=(0.001～0.0015)E

，顯然過(guò)大。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(31)

原因、修改后的商榷2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(32)

原因、修改后的商榷針對(duì)我國(guó)早期單層鍛造容器制造的困難，多層套合或包扎容器存在深厚環(huán)向接頭，型槽繞帶容器型帶制造等問(wèn)題，上世紀(jì)60年代中期由浙江大學(xué)朱國(guó)輝等開(kāi)發(fā)了傾角錯(cuò)繞扁平鋼帶多層高壓容器，在上世紀(jì)中后期，解決了上述問(wèn)題，為當(dāng)時(shí)的中小型高壓容器建造建作出了一定貢獻(xiàn)。1996年批準(zhǔn)公布適用于ASMEⅧ-1的CodeCase2229以及1997年批準(zhǔn)公布適用于ASMEⅧ-2的CodeCase2269都列有扁平繞帶圓筒殼多層容器設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但期滿后并未重新確認(rèn)，更未列入規(guī)范。目前某些制造廠是否還保留甚至發(fā)展這類容器的繞制裝備，不大清楚。但ASMEⅧ-1和Ⅷ-2規(guī)范列入的型槽繞帶容器從2004版起都已刪除。而本版GB150則作為新內(nèi)容第一次列入。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(33)

原因、修改后的商榷其前身78、82、85版《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》參考原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)已引入，89、98版GB150取消，現(xiàn)又作為新的補(bǔ)充內(nèi)容。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(34)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)外壓圓筒、球殼和錐殼的形狀允差要求和樣板尺寸的確定引自ASME，但原GB150未對(duì)從防止壓縮強(qiáng)度所致失效所規(guī)定的允差提出要求(即Dmax-Dmin≤1%D)，在容標(biāo)委所編壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程P.175和11年版標(biāo)準(zhǔn)釋義P.117明確表示:e=Dmax-Dmin，且對(duì)防止球殼和錐殼失穩(wěn)即實(shí)際形狀對(duì)真正圓形的最大正、負(fù)偏差(e值)測(cè)量的樣板弦長(zhǎng)漏引。新GB150都已改正和補(bǔ)充(.4，6.5.10，6.5.11)，本節(jié)編者在10.12.27的固容分委會(huì)全體大會(huì)上表示已吸取意見(jiàn)并改正。但標(biāo)準(zhǔn)釋義P.117仍明確表示:e=Dmax-Dmin。且標(biāo)準(zhǔn)釋義P.229更表示為：6.5.10內(nèi)壓、6.5.11外壓殼體圓度等規(guī)定與原GB150相同。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(35)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)GB150(98)：0承受內(nèi)壓的容器組裝完成后，按要求檢查殼體的圓度……，應(yīng)不大于該斷面內(nèi)徑的1%。1承受外壓及真空容器組裝完成后，按如下要求檢查殼體的圓度。……采用內(nèi)或外弓形樣板測(cè)量，樣板的半徑及弦長(zhǎng)……GB150(2011)：2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(36)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)不圓度Dmax-Dmin

，內(nèi)壓和外壓殼體都要求棱角值，僅內(nèi)壓進(jìn)行疲勞分析時(shí)要求2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(37)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)外壓殼體另加：實(shí)際形狀與真正圓形的向內(nèi)或向外偏差e，為防止失穩(wěn)壓力的下降2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(38)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)原GB150按ASMEⅧ-1(2004及以前版)的誤譯內(nèi)容對(duì)成型封頭的形狀允差和用內(nèi)樣板檢測(cè)作圖規(guī)定。(正確譯法為：封頭內(nèi)表面與規(guī)定形狀既不得有大于1.25%D的向外偏差，又不得有大于5/8%D的向內(nèi)偏差。誤譯為：封頭內(nèi)表面與規(guī)定形狀的偏差，在樣板中間不得大于1.25%D，或在樣板兩邊小于5/8%D。)導(dǎo)致作出錯(cuò)誤的圖形，用內(nèi)樣板又無(wú)法檢查。經(jīng)提出后，從2007起譯文已改正。本版GB150也據(jù)此而改正，采用間隙內(nèi)樣板檢測(cè)。2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(39)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)內(nèi)樣板檢查顯示外凸，無(wú)法檢查顯示內(nèi)凹外樣板檢查顯示內(nèi)凹無(wú)法檢查顯示外凸2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(40)

原因、修改后的商榷

(關(guān)于形狀允差)原GB150對(duì)封頭形狀允差用內(nèi)樣板的控制

現(xiàn)版用內(nèi)間隙樣板測(cè)量并控制JB4732對(duì)封頭形狀允差用內(nèi)樣板的控制

2011版GB150修改、補(bǔ)充內(nèi)容(41)

原因、修改后的商榷

(其它)最大許用工作壓力由“是根據(jù)容器殼體的有效厚度計(jì)算所得”改為“是根據(jù)容器各元件的有效厚度計(jì)算所得，且取最小值”，因“容規(guī)”規(guī)定有設(shè)計(jì)圖樣和銘牌上兩種最大許用工作壓力，故未明確是指完工容器。修改了容器裝有泄放裝置時(shí)，容器的超壓限度%規(guī)定(由原10、12、16%按照ASMEⅧ-1改為10、16、21%)。對(duì)98版遺漏的多個(gè)接頭分類作了補(bǔ)充(分類原則后述)參照ASMEⅧ-1UW-40節(jié)，補(bǔ)充了焊后熱處理時(shí)對(duì)焊接接頭厚度的規(guī)定，但因誤解而引誤(.4的8.2.1節(jié))(可參見(jiàn)“化工設(shè)備與管道”2012，No.4。對(duì)平蓋大開(kāi)孔設(shè)計(jì)中的“補(bǔ)強(qiáng)要求”以及“其平蓋厚度需滿足要求”作了修改或刪除。但仍未引入ASMEⅧ-1關(guān)于“平蓋厚度不需要按平蓋規(guī)則計(jì)算，厚度滿足本節(jié)要求即符合本規(guī)范要求”的說(shuō)明。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

安全系數(shù)和相關(guān)問(wèn)題(1)安全系數(shù)的調(diào)低據(jù)《容規(guī)》，以Rm為基礎(chǔ)的安全系數(shù)由3.0調(diào)低為2.7，以ReL為基礎(chǔ)的安全系數(shù)由1.6調(diào)低為1.5，相應(yīng)提高了許用應(yīng)力和夏比V沖擊功。各設(shè)計(jì)參數(shù)的相互關(guān)系:以理論意義為主，輔以技術(shù)政策。安全系數(shù)值和試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)壓力的上限、無(wú)損檢測(cè)程度、沖擊試驗(yàn)和沖擊功合格值要求、以及低應(yīng)力對(duì)防脆斷性能改善的界定等都有關(guān)。ASMEⅧ-1在二次大戰(zhàn)時(shí)將nb由5調(diào)為4以后對(duì)試驗(yàn)壓力由2調(diào)為1.5，至1999年nb又由4調(diào)為3.5后對(duì)試驗(yàn)壓力又由1.5調(diào)為1.3;對(duì)低應(yīng)力水平免做沖擊試驗(yàn)溫度的可予降低，1999年nb由4調(diào)為3.5后，低應(yīng)力水平由0.4降為0.35;但因允許的超壓額度都在試驗(yàn)壓力以下，所以都不調(diào)整，二者都取最大許用工作壓力的10%、16%和21%。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

安全系數(shù)和相關(guān)問(wèn)題(2)ASMEⅧ-2新版由nb=3.0調(diào)為nb=2.4，其試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)壓力的上限、無(wú)損檢測(cè)要求以及防脆斷措施都相應(yīng)調(diào)整。新GB150對(duì)安全系數(shù)調(diào)整后未對(duì)試驗(yàn)壓力及試驗(yàn)壓力上限以及無(wú)損檢測(cè)要求進(jìn)行調(diào)整，但對(duì)允許的超壓額度(原GB150出自誤解所致，取為10%、12%和16%，現(xiàn)改正為10%、16%和21%)作了調(diào)整，還對(duì)沖擊功合格值要求作了調(diào)整(但低于鍋爐和壓力容器鋼板GB713標(biāo)準(zhǔn)-2008和2012修改單規(guī)定的值，如以Q345R為例，GB150要求為≥31J，而GB713及修改單則要求為≥34和41J)。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(1)試驗(yàn)?zāi)康模哼x材正確、結(jié)構(gòu)合理、計(jì)算可靠、按規(guī)范要求檢驗(yàn)合格(包括無(wú)損檢測(cè)和形狀允差檢驗(yàn))的容器，按理說(shuō)在正常運(yùn)行中能夠保證安全，但檢驗(yàn)合格只說(shuō)明不再存在不合格的缺陷，但可能存在規(guī)范認(rèn)為合格的缺陷，在正常運(yùn)行中、特別是在交變載荷作用下會(huì)引起事故。實(shí)踐已說(shuō)明，在壓力試驗(yàn)時(shí)爆裂事故偶有發(fā)生，所以在運(yùn)行前對(duì)完工容器各元件的超壓(超過(guò)設(shè)計(jì)應(yīng)力水平的應(yīng)力)試驗(yàn)是檢驗(yàn)容器宏觀強(qiáng)度、焊縫的致密性、密封件密封性的極為有效的必不可少的手段。如果有可能爆裂，也盡可能讓它發(fā)生在壓力試驗(yàn)時(shí)而予報(bào)廢。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(2)ASMEⅧ=1試驗(yàn)壓力：總比設(shè)計(jì)壓力為高，可以由設(shè)計(jì)壓力，最大允許用工作壓力，計(jì)算求得的試驗(yàn)壓力的三者之一為基準(zhǔn)并按一定倍數(shù)，后二者都指成品容器。最大許用工作壓力(MAWP):成品容器頂部所允許承受的最大表壓力，是按規(guī)范的規(guī)則對(duì)任何受壓范圍內(nèi)的各元件確定的內(nèi)壓或外壓中的最低值，包括靜壓頭。采用不包括腐蝕裕量的公稱厚度，并考慮了在相應(yīng)溫度(一般取設(shè)計(jì)溫度)時(shí)容器頂部的最大許用工作壓力，此壓力和MDMT一起標(biāo)志在銘牌上。UG-98，附錄3-2計(jì)算求得的試驗(yàn)壓力:和最大許用工作壓力的區(qū)別僅在于采用包括腐蝕裕量在內(nèi)的公稱厚度，并采用常溫時(shí)的許用應(yīng)力計(jì)算，此值僅在試驗(yàn)時(shí)用。附錄3-2設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(3)獨(dú)立容器:內(nèi)壓PT=1.3PS/ST(不包括螺栓及原理分析)真空PT=1.3P(原理分析)試驗(yàn)壓力：高溫容器不便在高溫、而只能在常溫時(shí)試壓(按高溫設(shè)計(jì)所得厚度必較按常溫設(shè)計(jì)為厚)。為使常溫試壓時(shí)各元件的超應(yīng)力倍數(shù)能達(dá)到規(guī)定值(1.3倍)，所以就提高常溫試壓時(shí)的試驗(yàn)壓力，其值和S/ST成正比。各元件的S/ST值不同，如取S/ST值為元件中之最大者，該元件在常溫試壓時(shí)剛好達(dá)到1.3倍，其它元件則超過(guò)1.3倍;如取S/ST值為元件中之最小者，則該元件在常溫試壓時(shí)剛好達(dá)到1.3倍，其它元件則不到1.3倍。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(4)組合容器:組合容器的獨(dú)用元件或組合容器按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)時(shí)，和獨(dú)立容器壓力試驗(yàn)相同。組合容器(不按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)時(shí))的公用元件：ΔP＜max(P1，P2)，即P1、P2同號(hào)時(shí)[UG-99(e)(2)]:如P1＞P2，或雖然P2＞P1，但并未達(dá)2倍以上，則先內(nèi)筒PT=1.3︱(P1-P2)︱S/ST焊夾套后再兩側(cè)同時(shí)P1側(cè):PT=1.3P1S/ST

P2側(cè):PT=1.3P2S/ST如P2較P1大2倍以上，可在內(nèi)筒先按PT=1.3P1S/ST試驗(yàn)，合格后再焊夾套,并按上述步驟和試驗(yàn)壓力對(duì)夾套進(jìn)行試驗(yàn)，合格后再兩容器同時(shí)試驗(yàn)。此時(shí)要控制兩室壓差不超過(guò)內(nèi)筒或夾套的試驗(yàn)壓力值。

設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(5)ΔP＞max(P1，P2)，即P1、P2異號(hào)時(shí)[UG-99(e)(1)]:先內(nèi)筒PT=1.3P1(按真空容器，內(nèi)壓方式)焊夾套后再夾套PT=max[1.3P2S/ST，(P2-P1)S/ST]比值S/ST為構(gòu)成該容器各元件(10版:一般情況下不包括螺栓，Ⅷ-2和EN13445都明確不包括)中的最小值。如在試壓時(shí)密封件的泄漏，可見(jiàn)附錄S、ASMEPCC-1。設(shè)P2＞P1設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(6)材料在設(shè)計(jì)溫度時(shí)的許用應(yīng)力ST是由強(qiáng)度極限、屈服強(qiáng)度、持久強(qiáng)度、蠕變極限等4個(gè)強(qiáng)度參數(shù)并引入相應(yīng)的安全系數(shù)后并取各值的最小者作為最終的許用應(yīng)力，螺栓以屈服強(qiáng)度為基準(zhǔn)的安全系數(shù)大于鋼材，但二者以持久強(qiáng)度為基準(zhǔn)安全系數(shù)則相同。在常溫時(shí)，由于許用應(yīng)力決定于屈服強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，所以當(dāng)材料相似時(shí)，螺栓許用應(yīng)力必小于鋼材；但在高溫時(shí)，許用應(yīng)力決定于持久強(qiáng)度或蠕變極限，所以二者的許用應(yīng)力差別不大，導(dǎo)致在高溫時(shí)螺栓的S/ST值較鋼材為小。如取S/ST最小值時(shí)包括螺栓，則其它元件達(dá)不到1.3倍，如不包括螺栓而由S/ST值較高的其它元件決定，則在試壓時(shí)螺栓應(yīng)力超過(guò)1.3倍，但不會(huì)屈服。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(7)上述壓力試驗(yàn)的規(guī)定是規(guī)范要求的最小值，可協(xié)商后由1.3倍計(jì)算得的試驗(yàn)壓力、且不需乘許用應(yīng)力比值時(shí)試驗(yàn)(即由不扣除腐蝕裕量、常溫的許用應(yīng)力、不包括壓力以外的其它載荷計(jì)算所得的MAWP)。規(guī)范不規(guī)定液壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力上限，但當(dāng)超過(guò)規(guī)定值使容器出現(xiàn)明顯的塑性變形(permanentdistortion)時(shí)，檢驗(yàn)師有權(quán)拒收(ASMEⅧ-2為另一規(guī)則，安全系數(shù)低，考慮失效模式更多更細(xì)，在壓力試驗(yàn)時(shí)要限制各元件應(yīng)力水平)。試驗(yàn)溫度：金屬溫度至少應(yīng)保持在MDMT(銘牌上和MAWP共存的整個(gè)容器的最低允許金屬溫度)以上17℃，但無(wú)需超過(guò)48℃(并說(shuō)明應(yīng)在金屬溫度接近液體溫度后升壓)。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(8)ASMEⅧ-1UG-116、118:設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(9)不論常溫、高溫或低溫設(shè)計(jì)的容器，都要求列出最大許用工作壓力(在設(shè)計(jì)溫度時(shí)的)，和最低允許設(shè)計(jì)金屬溫度時(shí)的壓力(最大許用工作)，讓用戶清晰地知道：在操作(溫度)條件時(shí)的壓力不能超過(guò)最大許用工作壓力;在壓力試驗(yàn)(常溫)時(shí)的溫度不能低于最低允許設(shè)計(jì)金屬溫度。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(10)

GB150內(nèi)壓容器:PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t，其中，〔σ〕/〔σ〕t應(yīng)取各元件材料的比值中最小者(圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件等)，因此對(duì)受壓元件可能達(dá)不到超應(yīng)力考驗(yàn)之目的，新版對(duì)〔σ〕t更規(guī)定了注3，并用粗線標(biāo)出(新容規(guī)已不包括緊固件，但GB150仍保留)。外壓容器和真空容器:PT=1.25P。對(duì)多腔容器，新版改為：每個(gè)壓力室的試驗(yàn)壓力按其設(shè)計(jì)壓力確定[對(duì)帶夾套的真空容器，被夾套覆蓋的內(nèi)筒恐未經(jīng)受超(設(shè)計(jì)狀態(tài))應(yīng)力的考驗(yàn)]。新版改為:如試驗(yàn)壓力超過(guò)規(guī)定值，則要求試驗(yàn)前校核各受壓元件應(yīng)力，例如對(duì)殼體元件為Pm，以不超過(guò)0.9倍屈服強(qiáng)度為滿足。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(11)

GB150PT=1.25P[σ]/[σ]t中的[σ]/[σ]t包括螺栓、且應(yīng)取粗線左側(cè)的最小值所引起的問(wèn)題:某容器t=400℃(都在粗線以左)，圓筒和封頭δ=62mm，材料Q345R，[σ]=181MPa，[σ]t=110MPa;螺栓直徑24mm，材料35CrMoA，[σ]=228MPa，[σ]t=170MPa。應(yīng)按螺栓確定試驗(yàn)壓力。PT=1.25P[σ]/[σ]t=1.25P×228/170=1.68P，對(duì)螺栓，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力水平為1.68×170/228=1.25倍;對(duì)圓筒，則僅為1.68×110/181=1.02倍，未達(dá)到要求提高25%考驗(yàn)之目的，壓力試驗(yàn)形同虛設(shè)。如按ASMEⅧ-1不包括螺栓，則PT=1.25P×181/110=2.06P，圓筒應(yīng)力水平為2.06×110/181=1.25倍，剛好達(dá)考驗(yàn)?zāi)康摹Ｂ菟?.06×170/228=1.54倍，因螺栓ns可達(dá)2.7～3.5(但可能引起泄漏，可上緊螺栓)，故不會(huì)屈服。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(12)

GB150某容器t=475℃(溫度更高，都在粗線以右)，圓筒和封頭δ=62mm，材料Q345R，[σ]=181MPa，[σ]t1=43MPa，[σ]t2=110MPa;螺栓直徑24mm，材料35CrMoA，[σ]=228MPa，[σ]t1=111MPa[σ]t2=162MPa。應(yīng)按螺栓確定試驗(yàn)壓力。PT=1.25P[σ]/[σ]t2=1.25P×228/162=1.76P，此時(shí)螺栓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力水平為1.76×111/228=0.86倍，并未達(dá)到規(guī)定的考驗(yàn)?zāi)康?對(duì)圓筒，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力水平為1.76×43/181=0.42倍，未達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力水平，更未達(dá)到1.25倍設(shè)計(jì)應(yīng)力水平考驗(yàn)之目的，壓力試驗(yàn)形同虛設(shè)。如按ASMEⅧ-1，比值[σ]/[σ]t1不包括螺栓，則PT=1.25P×181/43=5.26P，對(duì)圓筒，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力水平5.26×43/181=1.25倍，對(duì)螺栓，5.26×111/228=2.56倍，但其ns=2.7～3.5，無(wú)問(wèn)題。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(13)

GB150版本規(guī)定限制條件說(shuō)明及釋義67《規(guī)定》1.3P[σ]/[σ]t無(wú)可見(jiàn)的殘余變形統(tǒng)稱材料，未見(jiàn)釋義77《規(guī)定》

82《規(guī)定》85《規(guī)定》GB150891.25P[σ]/[σ]t[σ]/[σ]t≤1.8統(tǒng)稱材料，85釋義：但當(dāng)溫度很高，可使試驗(yàn)壓力很高，對(duì)安全不利，為此限定了最高值。由于這一限制，部分設(shè)就達(dá)不到超工作壓力的條件，這與國(guó)外規(guī)范是不一致的GB150981.25P[σ]/[σ]t[σ]/[σ]t是包括螺栓在內(nèi)各材料的最小值未見(jiàn)釋義GB150111.25P[σ]/[σ]t[σ]/[σ]t是包括螺栓在內(nèi)各材料的最小值，且[σ]t不應(yīng)低于材料受抗拉和屈服強(qiáng)度控制的許用應(yīng)力最小值對(duì)[σ]t限制是為了避免不必要的過(guò)高試驗(yàn)壓力對(duì)容器造成的危害設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(14)

GB150標(biāo)準(zhǔn)釋義和容標(biāo)委主要領(lǐng)導(dǎo)撰文都表示：試驗(yàn)壓力的溫度補(bǔ)償一直是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)問(wèn)題?？紤]到許用應(yīng)力在不同溫度下的控制失效模式的的參數(shù)不同，因此劃定極限溫度點(diǎn)，從而完善了壓力試驗(yàn)中的溫度補(bǔ)償方法。新GB150的這一修改，不僅因包括螺栓在內(nèi)而引起問(wèn)題，更由于對(duì)[σ]t改為應(yīng)取粗線左側(cè)的最小值而引起問(wèn)題。ASMEⅧ-1在附錄S中表示：螺栓應(yīng)力可以在設(shè)計(jì)應(yīng)力值以上相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，其設(shè)計(jì)應(yīng)力值是個(gè)考慮了防止屈服因素的保守值。ASMEⅧ-2和EN13445都、明確不包括螺栓在內(nèi)。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

壓力試驗(yàn)(15)

GB150GB150表示：對(duì)16MnR等容器，液壓試驗(yàn)時(shí)液體溫度不得低于5℃，其他碳鋼和低合金鋼容器不得低于15℃，如果由于板厚等因素造成材料無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗(yàn)溫度。據(jù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法如ASMEⅧ-1那樣列出整個(gè)容器的最低允許工作溫度，而整個(gè)容器有時(shí)材料可能不同，且厚度不同，此規(guī)定無(wú)法保證在試壓時(shí)不出現(xiàn)脆斷(對(duì)防脆斷問(wèn)題，后面詳談)。文獻(xiàn)列舉了在1954至1984年間碳鋼和低合金鋼在4℃～25℃進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生脆性斷裂的十多起典型事故。舊版對(duì)耐壓試驗(yàn)時(shí)僅列出要求對(duì)圓筒進(jìn)行校核的周向應(yīng)力式，新版雖明確了要對(duì)所有受壓元件校核，但各元件的最大應(yīng)力并不都是能由標(biāo)準(zhǔn)的壁厚公式算出。由最大應(yīng)力所確定的元件厚度，在相應(yīng)的安全系數(shù)和試驗(yàn)壓力的倍數(shù)時(shí)，一般都不致達(dá)到0.9倍屈服強(qiáng)度。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(1)分類目的:確定焊縫結(jié)構(gòu)型式，探傷程度，接頭系數(shù)。ASMEⅧ-1分類出發(fā)點(diǎn)和分類：分類是指接頭在容器上的位置而不是接頭型式。按連接處能否由板殼理論簡(jiǎn)單地求出應(yīng)力而劃為A、B類(承受第一主應(yīng)力者為A類，第二主應(yīng)力者為B類)和C、D類(凡兩連接件都為殼者為D類，有一件為板者為C類，但非圓形截面容器各側(cè)板視為殼體)，12種接頭型式(表UW-12)。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(2)A類:圓筒、錐殼的縱向和螺旋形接頭，球殼、成型封頭或平板(包括矩形截面容器各側(cè)板)上任意方向的拼接接頭，連接球殼和圓筒等殼體的環(huán)向接頭（即承受最大主應(yīng)力的接頭)。B類:殼體或變徑段上的環(huán)向接頭，連接各成型封頭(球殼除外)至殼體的環(huán)向接頭(即承受第二主應(yīng)力的接頭(并據(jù)半頂角α是否小于30°而屬對(duì)接或角接接頭，但都屬B類)。C類:連接法蘭、管板或平蓋至殼體的接頭，連接矩形截面容器各側(cè)板的接頭，可以是對(duì)接或角接（有一件涉及平板時(shí)）(矩形容器各側(cè)板視為殼體)。D類:連接接管與殼體或矩形截面容器側(cè)板的接頭，可以是對(duì)接或角接(都是殼體或矩形截面容器側(cè)板時(shí))。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(3)設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(4)A、B類除個(gè)別者外(如錐殼對(duì)圓筒的連接)都是對(duì)接或搭接。C、D類可以是對(duì)接（搭接）或角接，所以對(duì)C、D類應(yīng)寫明是對(duì)接還是角接。封閉旋壓孔的對(duì)接焊縫不分類，也不計(jì)及接頭系數(shù)(UW-34)。在UW-2中根據(jù)容器操作條件，對(duì)各類接頭的結(jié)構(gòu)型式作出規(guī)定。如對(duì)貯存致死物料時(shí)，除換熱管等外，所有A類應(yīng)為(1)型(雙面焊全焊透)，所有B類或C類對(duì)接應(yīng)為(1)型或(2)型(帶墊板的單面焊)。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(5)

GB150GB150分類出發(fā)點(diǎn)和分類：89版說(shuō)明按在容器上的位置分，但并未說(shuō)不是按接頭型式分，并照引ASME的圖，98版起取消了按在容器上的位置分，并修改了圖。各版在標(biāo)準(zhǔn)釋義中都未提及分類的出發(fā)點(diǎn)。但13版在其標(biāo)準(zhǔn)釋義中提及：設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(6)

GB150除第一次列入(89)引了ASME的按位置分外，在正文和釋義中從未提及分類的出發(fā)點(diǎn)。實(shí)際上是由無(wú)損檢測(cè)方法劃分，即對(duì)接或角接劃分，且經(jīng)過(guò)調(diào)整。(1)“嵌入式”接管對(duì)殼體的接頭調(diào)整為A類。(2)多層容器層板的縱向接頭調(diào)整為C類。(3)錐殼對(duì)圓筒的連接接頭并未據(jù)半頂角的大小而分別劃分，一律為B類(即對(duì)接)。(4)說(shuō)明中對(duì)于平蓋(或管板)與圓筒非對(duì)接連接的接頭劃為C類，而對(duì)接連接的接頭則劃為B類，但其圖中則一律劃為C類。且在低溫容器設(shè)計(jì)部分又引用了ASME的分類稱呼而將對(duì)接接頭稱為C類對(duì)接。(5)新版又據(jù)Ⅷ-2而補(bǔ)充了E類，非受壓件與受壓件的連接接頭。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭分類(7)

GB150GB150未加注，并未視半頂角α是否大于30°而看為角接，一律劃為B類，也就是已是角接也還是用射線或超聲檢測(cè)。圖中板和殼的連接都劃為C類但在條文中卻對(duì)對(duì)接劃為B類，對(duì)角接劃為C類設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

無(wú)損檢測(cè)程度ASMEⅧ-1：全部、抽樣和不檢測(cè)，一般都由該焊縫的檢測(cè)程度確定接頭系數(shù)。注意UW-11(a)(5)(b)的規(guī)定(所以即使是1型焊縫并經(jīng)全部檢測(cè)、甚至是無(wú)縫件，要取接頭系數(shù)為1.0也是有條件的)。氣壓試驗(yàn)容器焊縫的無(wú)損檢測(cè)，下述焊縫的全長(zhǎng)應(yīng)予檢測(cè)：圍繞開(kāi)孔的全部焊縫(應(yīng)理解為對(duì)接或角接)，角焊縫厚度大于6mm時(shí)，包括非受壓件與受壓件連接的所有焊縫。GB150：一般情況不允許不檢測(cè)。且從接頭的無(wú)損檢測(cè)要求和系數(shù)值的表示來(lái)看，并非由該焊縫的檢測(cè)程度確定接頭系數(shù)。對(duì)氣壓試驗(yàn)的容器，規(guī)定對(duì)其A類和B類接頭要全部射線或超聲檢測(cè)，但對(duì)其C類和D類接頭未規(guī)定要作表面檢測(cè)，這是很危險(xiǎn)的。設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)問(wèn)題

焊接接頭系數(shù)ASMEⅧ-1：在其表UW-12中根據(jù)接頭類別、結(jié)構(gòu)型式、檢測(cè)程度，詳細(xì)規(guī)定了接頭系數(shù)。GB150：新標(biāo)準(zhǔn)按容規(guī).2新增“下列之一的容器，需對(duì)其A類和B類焊接接頭進(jìn)行全部射線或超聲檢測(cè)：焊接接頭系數(shù)取1.0的容器?！边@一提法使用戶誤解為凡焊接接頭系數(shù)取1.0的容器，其A類和B類焊接接頭都需進(jìn)行全部射線或超聲檢測(cè)。其實(shí)如B類接頭并非承受最大主應(yīng)力，并無(wú)必要全部射線或超聲檢測(cè)，且容器中即使A類接頭，有時(shí)也未必對(duì)每條都取1.0。此外，在焊接接頭系數(shù)節(jié)中，對(duì)單面焊的對(duì)接接頭，規(guī)定全部檢測(cè)時(shí)，其焊接接頭系數(shù)為0.9。所以此新增內(nèi)容宜表示為：“焊接接頭系數(shù)取1.0或0.9的A類或B類焊接接頭……。”低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(1)進(jìn)展及總體思想:除各材料標(biāo)準(zhǔn)為防止脆性斷裂而規(guī)定了(由鋼廠所作)CVN值外，對(duì)包括在運(yùn)行中的低溫操作以及在室溫時(shí)的壓力試驗(yàn)(由容器制造廠所作)還另有要求[UG-84(d)(1)，(d)(2)]。89年前根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)定義統(tǒng)一劃定-30℃為低溫容器，凡不低于-30℃時(shí)，滿足材料標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定夏比V沖擊功后由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證實(shí)不致發(fā)生低應(yīng)力脆斷，可不作為低溫容器，否則，應(yīng)作為低溫容器而由容器制造廠另加在MDMT下的沖擊試驗(yàn)并滿足其評(píng)定要求。經(jīng)驗(yàn)法的不合理處:夏比V沖擊功只說(shuō)明斷裂后斷口是脆斷還是延性斷裂，未和元件所受應(yīng)力水平以及低應(yīng)力脆斷相聯(lián)系，未計(jì)及元件可能存在的缺陷及其大小，和壓力容器元件通常所承受的靜載應(yīng)力有區(qū)別。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(2)沖擊功的示意低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(3)89年起采用斷裂力學(xué)原理判斷，以元件所受應(yīng)力水平σ(取為材料的許用應(yīng)力)、裂紋尺寸a(以元件厚度t表示)、設(shè)計(jì)條件給定的MDMT和不同的材料類別進(jìn)行是否有可能發(fā)生斷裂(包括脆斷)的判別，不是簡(jiǎn)單地劃定在某一溫度下才是低溫容器(Ⅷ-2在1968年第一版就列入)，需要時(shí)采取防脆斷措施，形式上仍以V沖擊試驗(yàn)并列出合格值。所以表示為低溫操作而非低溫容器。規(guī)范系指對(duì)容器各個(gè)元件逐一判別并采取防脆斷措施，而不是泛指整個(gè)容器。ASMEⅧ-2和EN13445所用方法基本相同，僅表示方式的不同。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(4)采取防脆斷措施的界定(MDMT)UCS-66，UCS-67由設(shè)計(jì)條件的MDMT，材料類別，元件控制厚度，應(yīng)力水平，由進(jìn)行判別，已作成判別圖形，如MDMT、控制厚度t的組合位于相應(yīng)材料線下方，說(shuō)明即使?jié)M足了材料標(biāo)準(zhǔn)所要求的CVN值在低溫下仍有可能脆斷而必須采取防脆斷措施(圖UCS-66)?？梢?jiàn)，對(duì)碳鋼和低合金鋼，有些厚材在48℃已有可能發(fā)生脆斷，有些薄材在-48℃還不致發(fā)生脆斷。螺柱和螺母直接由材料和直徑列出免除沖擊試驗(yàn)的溫度。UG-20(f)節(jié)的免除(低強(qiáng)度鋼對(duì)經(jīng)驗(yàn)法的部分保留)。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(5)所有材料劃分為A、B、C、D四根曲線低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(6)防脆斷措施和沖擊試驗(yàn)溫度，如經(jīng)判別需沖擊，則在該MDMT下沖擊，如不需沖擊，則不存在沖擊試驗(yàn)溫度。KⅠC值和CVN值的數(shù)量關(guān)系(可見(jiàn)ASMEⅧ-3附錄D-600)，形式上仍用在MDMT時(shí)的CVN值。判別溫度的調(diào)整(1)低應(yīng)力狀態(tài)的調(diào)低(圖UCS-66.1)，(2)對(duì)P-No.1材料采用了規(guī)范規(guī)定以外的焊后熱處理的調(diào)低UCS-68(c)，(3)某些中低強(qiáng)度鋼在一定條件下按經(jīng)驗(yàn)法的免除UG-20(f)。MDMT低于-48℃且并非低應(yīng)力工況者，所有碳鋼和低合金鋼都應(yīng)作沖擊試驗(yàn)，如MDMT不低于-105℃，且應(yīng)力比為0.35及以下者，無(wú)須作沖擊試驗(yàn)。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(7)除非規(guī)范明確可予免除，否則，最小屈服強(qiáng)度大于450MPa的材料必須作沖擊試驗(yàn)[UCS-66(f)]。按材料技術(shù)條件由材料制造廠做過(guò)沖擊試驗(yàn)的材料[列于圖UG-84.1注(c)的材料]，只要MDMT不低于材料技術(shù)條件規(guī)定的溫度、或低于材料技術(shù)條件規(guī)定的溫度不超過(guò)5F（3C），容器或部件制造廠不必再進(jìn)行沖擊試驗(yàn)[UCS-66(g)]。沖擊試驗(yàn)溫度的調(diào)整(1)可以做標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣而因故做了小尺寸試樣時(shí)沖擊試驗(yàn)溫度的調(diào)低（表UG-84.2)，(2)靜載荷和動(dòng)載荷對(duì)低強(qiáng)度鋼因KⅠC值區(qū)別，沖擊試驗(yàn)溫度的調(diào)高(表UG-84.4)。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(8)試樣厚度(mm)10987.576.76543.332.5溫度降低(℃)00034681117192228最低規(guī)定屈服強(qiáng)度(MPa)溫度調(diào)高(℃)≤2806≤3803＞3800

故意作小試樣時(shí)沖擊試驗(yàn)溫度的調(diào)低(表UG-84.2)

某些中低強(qiáng)度鋼沖擊試驗(yàn)溫度的調(diào)高(表UG-84.3)低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(9)低應(yīng)力狀態(tài)判別溫度的調(diào)低低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(10)應(yīng)力水平的表示方法：(1)元件所需要的厚度對(duì)有效厚度之比trE/（tn-c）。(2)如確定元件厚度的最大一次總體薄膜應(yīng)力能直接求得者，如內(nèi)壓圓筒，為該元件的最大一次總體薄膜應(yīng)力與其材料在設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力之比。(3)如法蘭等，用設(shè)計(jì)條件的MDMT時(shí)元件最大設(shè)計(jì)壓力對(duì)標(biāo)志在銘牌上MDMT時(shí)元件最大許用壓力MAP之比表示。(Theratiousedinstep3ofFig.UCS-66.2shallbetheratioofmaximumdesignpressureattheMDMTtothemaximumallowablepressure(MAP)ofthecomponentattheMDMT.)

(4)不承受總體一次薄膜應(yīng)力的元件，例如平封頭、管板等，和法蘭相同，也用元件最大設(shè)計(jì)壓力對(duì)MAP之比表示，此時(shí)其MAP的定義是：以該元件的有效厚度并取在銘牌上許用溫度時(shí)的許用應(yīng)力代入設(shè)計(jì)公式所求得的壓力。

低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(11)控制厚度(UCS-66)，為判別要否作沖擊試驗(yàn)以及驗(yàn)收CVN合格與否的厚度，對(duì)于殼體的對(duì)接接頭，為最厚焊接接頭的公稱厚度，對(duì)于角接接頭，為相焊件中的較薄者，對(duì)于非焊接連接的平板或管板，為板厚的1/4(圖UCS-66.3)。沖擊功(CVN)的合格值(標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣)(圖UG-84.1)，元件厚度只允許用小試樣時(shí)(包括元件厚度足夠制作標(biāo)準(zhǔn)試樣而因故做了小試樣時(shí))其合格值按尺寸比例縮減。對(duì)高強(qiáng)度UCS和UHT材料，雖然CVN值較高，但其中斷裂前彈性變形功所占比例較大，為保證防止裂紋產(chǎn)生及擴(kuò)展的塑性變形功和撕裂功，應(yīng)按UHT-6進(jìn)行試驗(yàn)，其合格指標(biāo)并非CVN而為缺口對(duì)面的側(cè)向膨脹值，和試樣尺寸無(wú)關(guān)，(圖UHT-6.1)。UHA材料的沖擊試驗(yàn)列在UHA-51中，也以缺口對(duì)面的側(cè)向膨脹值評(píng)定。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(12)對(duì)各MDMT有不同含義(1)設(shè)計(jì)條件給定的即使用的MDMT(即供判別要否沖擊用試驗(yàn)的，包括低應(yīng)力和經(jīng)額外焊后熱處理時(shí)的調(diào)整),如經(jīng)調(diào)整或未調(diào)整的判別要求作沖擊試驗(yàn)，則都在設(shè)計(jì)條件給定的MDMT下沖擊，但允許使用溫度可按調(diào)整值予以降低;如調(diào)整判別后不需沖擊，則允許使用溫度可按調(diào)整值降低。(2)沖擊試驗(yàn)的MDMT[指對(duì)上述(1)給定的經(jīng)判別要求作沖擊試驗(yàn)的，以及故意作小試樣的調(diào)低和低強(qiáng)度鋼的調(diào)高]，如經(jīng)判別或調(diào)整判別不需沖擊，也就不存在沖擊試驗(yàn)的MDMT。(3)各元件上述(1)允許使用的MDMT(經(jīng)調(diào)整或未調(diào)整的)的最高值，為打在容器銘牌上和MAWP共存的MDMT，此值一般低于(1)由設(shè)計(jì)條件給定的MDMT，但不可能高于它。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1)(13)標(biāo)準(zhǔn)試樣UCS材料的CVN合格值(和厚度、材料有關(guān))低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(14)高強(qiáng)度UCS材料和UHT、UHA材料缺口對(duì)面的側(cè)向膨脹量合格值低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(15)高強(qiáng)度鋼的側(cè)向膨脹值低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(16)業(yè)內(nèi)有人問(wèn)及：為什么按ASMEⅧ-1圖UG-84對(duì)SA-516要求的夏比V沖擊功至少為20J，而由ASMEⅡA篇的材料標(biāo)準(zhǔn)則僅需要13.6J，即材料標(biāo)準(zhǔn)中的合格值都較ASMEⅧ-1圖UG-84的合格值為低？這就是涉及到是制造壓力容器材料的通用要求(按ASMEⅡ卷材料標(biāo)準(zhǔn))還是按ASMEⅧ-1C篇關(guān)于低溫操作時(shí)要根據(jù)最低設(shè)計(jì)金屬溫度判別是否要作沖擊試驗(yàn)，并按其UG-84節(jié)進(jìn)行沖擊并檢查其合格與否之間的區(qū)別。低溫操作和防脆斷

ASMEⅧ-1(17)有人問(wèn)及：對(duì)于并非低溫操作的容器，是不是就不要確定其允許的MDMT？低溫操作也包括了在室溫附近的壓力試驗(yàn)操作，由判別曲線圖可知，對(duì)于曲線A的材料且厚度甚大時(shí)，至甚在48℃左右都有可能發(fā)生脆斷，所以規(guī)范對(duì)壓力試驗(yàn)時(shí)的金屬溫度作了嚴(yán)格的限定：要求保持在銘牌上所表示容器允許的最低設(shè)計(jì)金屬溫度并加17℃，但不需超過(guò)48℃，即出于保護(hù)容器在壓力試驗(yàn)時(shí)不致發(fā)生脆斷。所以，對(duì)于并非低溫操作的一般容器，在對(duì)各元件選定材料并確定厚度后，也要對(duì)各元件按本章的規(guī)定逐一確定其最低允許的金屬溫度，并取各件中的最高值作為容器允許的最低設(shè)計(jì)金屬溫度MDMT，和容器的最高允許工作壓力MAWP一起蓋在銘牌上，以便在壓力試驗(yàn)時(shí)作為控制值。低溫操作和防脆斷措施

GB150

(1)版溫度免除低溫容器的界定條件防脆斷措施67＜-20℃σ＜0.4[σ]在容器最低設(shè)計(jì)溫度時(shí)沖擊，CVN不低于規(guī)定值77≤-20℃σ＜σs/6在規(guī)定溫度時(shí)沖擊，CVN不低于規(guī)定值82≤-20℃σ＜σs/6同上85≤-20℃σ＜σs/6同上89≤-20℃殼體或受壓元件的薄膜應(yīng)力≤σs/6，且≤

50MPa，界定溫度可調(diào)低50℃≤容器最低設(shè)計(jì)溫度時(shí)沖擊，CVN不低于規(guī)定值98≤-20℃殼體或受壓元件的環(huán)向應(yīng)力≤σs/6，且≤

50MPa，界定溫度可調(diào)低50℃同上11＜-20℃元件的設(shè)計(jì)應(yīng)力(指實(shí)際承受的最大一次總體薄膜和彎曲應(yīng)力)≤σs/6，且≤

50MPa，界定溫度可調(diào)低50℃。注：一次應(yīng)力是為平衡壓力與其他機(jī)械載荷所必須的法向應(yīng)力或切應(yīng)力不區(qū)分低溫容器和一般容器，對(duì)鋼材都規(guī)定使用溫度下限，碳鋼低金鋼都不能用于低溫容器低溫操作和防脆斷措施

GB150

(2)GB150對(duì)低溫操作全部修改，但GB151和JB4732則未相應(yīng)協(xié)調(diào)，導(dǎo)致脫節(jié)。壓力試驗(yàn)溫度，如果由于板厚等因素造成材料無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗(yàn)溫度，難以操作。低溫容器僅指在結(jié)構(gòu)和制造上盡量避免應(yīng)力集中源，并規(guī)定了無(wú)損檢測(cè)要求，在材料選用上都按材料篇對(duì)所規(guī)定的最低使用溫度下限選用，如最低設(shè)計(jì)金屬溫度低于碳鋼和低合金鋼的最低使用溫度下限，則只能選用低溫鋼或奧氏體高合金鋼，確是方便，但似有點(diǎn)不計(jì)成本。低溫操作和防脆斷措施

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(3)低溫操作和防脆斷措施

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(4)由于將低溫容器材料要求合併在材料篇的通用要求中，不清楚在材料篇中的沖擊試驗(yàn)要求應(yīng)由鋼廠所作還是應(yīng)由容器制造廠所作，如屬后者，容器制造廠工作量很大，如屬前者，則對(duì)低溫容器，容器制造廠只要正確選用材料，之外似別無(wú)要求。例:按ASMEⅧ-1(按其苛刻要求)，經(jīng)細(xì)晶化正火處理的10mm以下的Q345R(B曲線材料)可用至-28℃而不需沖擊，至12mm者則可用至-21℃而不需沖擊，如經(jīng)沖擊且滿足規(guī)定的CVN值，則還可用至更低。即使未經(jīng)細(xì)晶化和正火處理，只要在最低設(shè)計(jì)金屬溫度下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)并滿足20J，不大于35mm厚的板材即可用至該最低設(shè)計(jì)金屬溫度。而新GB150則都不能用至低于-20℃。低溫操作和防脆斷措施

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(5)低溫操作和防脆斷措施

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(6)對(duì)于壁厚較大的Q345R制容器，在GB150規(guī)定的不低于5℃作液壓試驗(yàn)時(shí)，要注意可能脆斷(WRC435公報(bào)—1998列舉了從1954到1984年間在5℃以上作液壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生的十余起脆斷事故)?？质呛蛧?guó)外標(biāo)準(zhǔn)(包括EN13445)差距最大的內(nèi)容，也是在短期內(nèi)難以趕上的內(nèi)容(不是對(duì)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一抄就能了事的，必須要做大量的沖擊甚至是KIC試驗(yàn))。包括總體思想(經(jīng)驗(yàn)法還是斷裂力學(xué)評(píng)定法—綜合考慮材料、溫度、裂紋尺寸和應(yīng)力水平)，低應(yīng)力的調(diào)整，沖擊試驗(yàn)和合格值基本上與厚度無(wú)關(guān)，統(tǒng)一劃定低溫容器(也就是脆斷只和溫度相關(guān)，和各元件材料種類、厚度都無(wú)關(guān))。低溫操作和防脆斷措施

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(7)GB150附錄E的表述GB150標(biāo)準(zhǔn)釋義的表述ASMEⅧ-1中UCS-66(b)(1)(b)的規(guī)定見(jiàn)N0.82的PPT，完全不是這回事。低溫操作和防脆斷措施

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(8)標(biāo)準(zhǔn)E.1.4節(jié)正文：對(duì)于碳鋼和低合金鋼制容器，當(dāng)殼體或其受壓元件使用在“低溫低應(yīng)力工況”下，若其設(shè)計(jì)溫度加50℃后不低于-20℃，除另有規(guī)定外不必遵循關(guān)于低溫容器的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)釋義P.215：顯然有些“各說(shuō)各的”，使執(zhí)行者無(wú)所適從。低溫操作和防脆斷措施

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(9)GB150是按容器的最低設(shè)計(jì)金屬溫度劃定整個(gè)容器為低溫容器的，對(duì)碳鋼和低合金鋼，與材料種類無(wú)關(guān)，只是在低應(yīng)力工況時(shí)可以不作為低溫容器。而ASMEⅧ-1則是在低溫操作中由最低設(shè)計(jì)金屬溫度、元件的控制厚度、應(yīng)力水平、材料種類等判定要否作沖擊試驗(yàn)，并無(wú)低溫容器的説法。根據(jù)各元件的低應(yīng)力水平大小，各元件的最低允許使用溫度可以低于最低設(shè)計(jì)金屬溫度，由各元件的最低允許使用溫度中的最高者作為整個(gè)容器的最低允許使用溫度（MDMT)。壓力試驗(yàn)時(shí)的溫度就以此MDMT并加17℃。由于整個(gè)容器各元件的厚度、應(yīng)力水平、材料種類等不同，其最低允許使用溫度不一樣，所以按GB150由鋼材種類規(guī)定的壓力試驗(yàn)溫度對(duì)某些元件可能會(huì)導(dǎo)致脆斷。低溫操作和防脆斷措施

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(10)要求在銘牌上列出:設(shè)計(jì)壓力，試驗(yàn)壓力，最高允許工作壓力，設(shè)計(jì)溫度，但并未、也不可能像ASME那樣確定完工容器允許的最低允許工作溫度，只在制造篇中對(duì)某些碳鋼和低合金鋼規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)的液體溫度。從防止脆斷的原理看，顯然是不夠充分的。GB150.1的3.1.9節(jié)和4.3.4節(jié)d)規(guī)定確定(設(shè)計(jì)條件的)最低設(shè)計(jì)金屬溫度時(shí)應(yīng)考慮的情況時(shí)，其釋義P.27～28卻說(shuō)：“與設(shè)計(jì)溫度不同，最低設(shè)計(jì)金屬溫度是考察制成后的容器可以承受的最低溫度，其確定原則參考了ASME的相關(guān)規(guī)定?！睂?duì)設(shè)計(jì)條件的最低設(shè)計(jì)金屬溫度以及像ASME那樣完工容器允許的MDMT兩者的區(qū)別和聯(lián)系，GB150在概念上全未搞清。所用的防脆斷措施全部不同于ASME，所以不僅不可能像ASME那樣確定完工容器允許的MDMT，又何來(lái)“其確定原則參考了ASME的相關(guān)規(guī)定”？！GB150.1的3.1.9節(jié)和4.3.4節(jié)d)標(biāo)準(zhǔn)正文所述：GB150標(biāo)準(zhǔn)釋義P.27～28標(biāo)準(zhǔn)釋義所述：GB150標(biāo)準(zhǔn)釋義P.27～28ASMEⅧ-1對(duì)MDMT的表述各有不同的含義，本標(biāo)準(zhǔn)顯然是把設(shè)計(jì)條件給定的MDMT和整個(gè)容器所允許使用的MDMT相混了。何況，GB150不可能得出如ASMEⅧ-1所定義的整個(gè)容器所允許使用的MDMT，又何談其確定原則參考了ASMEⅧ-1的相關(guān)規(guī)定？低溫操作和防脆斷措施

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(11)歷版和現(xiàn)版雖然引用了ASME關(guān)于“低溫低應(yīng)力工況”的名詞，但其概念是完全不同的，也無(wú)法操作。(1)ASME是針對(duì)各個(gè)元件，如為低應(yīng)力工況，其判別要否進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的判別溫度可以按圖UCS-66.1調(diào)低;而GB150則是指整個(gè)容器：“殼體或其受壓元件的設(shè)計(jì)溫度雖然低于-20℃，但設(shè)計(jì)應(yīng)力(在該各設(shè)計(jì)條件下，容器元件實(shí)際承受的最大一次總體薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力)小于或等于鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服強(qiáng)度的1/6且不大于50MPa時(shí)的工況”時(shí)，不必遵循關(guān)于低溫容器的規(guī)定。各元件應(yīng)力水平都不同，有的達(dá)到了“低應(yīng)力”，有的并未達(dá)到，此容器是否可不作為低溫容器？低溫操作和防脆斷措施

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(12)(2)標(biāo)準(zhǔn)釋義P.215表示：(對(duì)低應(yīng)力工況的判別)除了對(duì)容器元件的一次總體薄膜應(yīng)力校核外，還要對(duì)承受一次彎曲應(yīng)力的容器元件進(jìn)行考查。如平封頭、管板、法蘭等。并說(shuō)：Ⅷ-1中UCS-66(b)(1)有類似的規(guī)定。如上所述，此二標(biāo)準(zhǔn)完全不同，何談“Ⅷ-1中有類似的規(guī)定”？！對(duì)碳鋼和低合金鋼的范圍反而降低了1℃，而對(duì)奧氏體不銹鋼，則從未提及沖擊試驗(yàn)要求，更未提及以哪項(xiàng)為合格指標(biāo)。內(nèi)壓和外壓元件設(shè)計(jì)(1)內(nèi)壓元件都據(jù)薄壁殼體的無(wú)力矩理論，在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處，必要時(shí)用簡(jiǎn)化的方法計(jì)及邊緣力矩和剪力的影響;外壓殼體都據(jù)穩(wěn)定性理論。內(nèi)壓圓筒壁厚應(yīng)視由哪向應(yīng)力確定而引入相應(yīng)的接頭系數(shù)。如開(kāi)排孔且擬采用加厚設(shè)計(jì)，則取相應(yīng)的接頭系數(shù)和孔排削弱系數(shù)的較小值。內(nèi)壓碟形和橢圓形封頭除考慮強(qiáng)度外，當(dāng)較薄時(shí)也要考慮過(guò)渡區(qū)以下處的周向失穩(wěn)。外壓則除考慮失穩(wěn)外，也要考慮在過(guò)渡區(qū)處附近的(拉伸)強(qiáng)度。錐殼總要和圓筒相連，不論大端或小端，在連接處的結(jié)構(gòu)不連續(xù)會(huì)使附近的錐殼和圓筒引起附加拉伸或壓縮應(yīng)力，所以就涉及到從拉壓強(qiáng)度、穩(wěn)定性的問(wèn)題。開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)對(duì)開(kāi)孔尺寸有限止，平蓋上的大開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。內(nèi)壓和外壓元件設(shè)計(jì)(2)承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力分析內(nèi)壓和外壓元件設(shè)計(jì)(3)過(guò)渡轉(zhuǎn)角區(qū)附近：最大拉伸應(yīng)力為內(nèi)表面的經(jīng)向，內(nèi)壓封頭的壁厚設(shè)計(jì)式即由此應(yīng)力確定。最大壓縮應(yīng)力