ASME中國制造-GB150.1-講稿,壽比南

GB150.1-2011

《壓力容器-通用要求》

全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會壽比南2012年2月8日第一部分：GB150編制說明

一、前言

二、修訂過程和原則

三、標準的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容

四、主要技術(shù)內(nèi)容的變化

五、未來標準的發(fā)展方向

第二部分：GB150.1條文釋義

第一部分：GB150壓力容器

編制說明

一、前言

1、現(xiàn)代壓力容器建造技術(shù)標準的發(fā)展趨勢具有如下特點：

（1）采用基于失效模式的設(shè)計方法，保證容器在完整壽命周期內(nèi)的功能性、安全性和經(jīng)濟性；

（2）在設(shè)計、制造、檢驗等環(huán)節(jié)廣泛采用計算機技術(shù)、信息技術(shù)，實現(xiàn)以可靠性為基礎(chǔ)的質(zhì)量控制技術(shù)；

（3）更廣的標準適用范圍，實現(xiàn)技術(shù)標準和安全法規(guī)的協(xié)調(diào)一致，包容其他國家的技術(shù)要求，體現(xiàn)綜合建造能力；

（4）謀求提高本國產(chǎn)品在國際貿(mào)易中的國家競爭力。

2、發(fā)展歷史

我國于上世紀60～70年代就著手編制中國自己的壓力容器建造標準，其發(fā)展大致經(jīng)歷了3個時期：

第一時期：解放初期；

第二時期：改革開放初期；

第三時期：從進口國轉(zhuǎn)型為國際貿(mào)易平衡的國家。首發(fā)GB150-1989，其后－1998《鋼制壓力容器》。

目前，GB150已成為中國鋼制壓力容器設(shè)計、制造、檢驗的核心基礎(chǔ)標準，應(yīng)用最廣泛的標準，也是我國特種設(shè)備行業(yè)在國際上知名度最高的標準。

GB150是強制性國家標準，是必須遵循的，在這套標準體系的引領(lǐng)和控制下，我國的壓力容器建造產(chǎn)業(yè)取得了令世人矚目的成就。

近十年來，以歐盟和美國為代表的發(fā)達國家綜合了國際最新的壓力容器設(shè)計、制造技術(shù)，提出了許多新概念、新觀點和新方法，先后推出或更新了壓力容器設(shè)計建造標準，極大增強了國際競爭力。

適應(yīng)壓力容器建造技術(shù)發(fā)展和國際化潮流，有必要對GB150進行修訂，建立完整的技術(shù)標準體系，實現(xiàn)安全法規(guī)和技術(shù)標準的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實現(xiàn)標準技術(shù)指標的國際接軌，提高中國產(chǎn)品的國際競爭力。

為此，根據(jù)國家標準化管理委員會的標準制修訂計劃，與2009年7月在蘭州組織相關(guān)專家召開了修訂工作啟動會議”，正式修訂GB150。2009年7月25日，蘭州，“GB150-1998《鋼制壓力容器》標準修訂工作啟動會議”。2009年8月31日，北京，

“GB150.3設(shè)計部分修訂工作討論會”會議紀要。2009年9月17日，北京，形成“GB150.4制造部分編制大綱”。2009年10月12日，北京，GB150修訂工作討論會議。2009年12月11日，北京，GB150.3設(shè)計部分修訂工作討論會議。二、修訂過程與修訂原則（一）修訂過程2010年1月6日，海口，GB150標準修訂初稿工作討論會議。2010年3月6日，常州，GB150.2材料部分修訂工作討論會議。2010年3月13日，北京，形成了GB150.3設(shè)計部分征求意見稿。2010年4月11日，網(wǎng)上發(fā)布了“關(guān)于發(fā)送國家標準《固定式壓力容器》征求意見稿的通知”。2010年6月～8月，分別組織各標準起草小組，對征求意見進行處理；2010年9月15日，完成對征求意見的處理，形成送審稿并向全體委員提交送審。2011年1月31日，完成對審查意見的處理，形成報批稿稿提交國家標準化管理委員會，并同時提交WTO通報。2011年11月21日，WTO通報意見處理完畢，經(jīng)國家標準化管理委員會批準。2012年3月1日，GB150《壓力容器》-2011正式實施(二)修訂原則在國際壓力容器標準技術(shù)領(lǐng)域中，發(fā)展趨勢有以下特點：

趨同性區(qū)域性相容性貿(mào)易性經(jīng)濟性本次標準修訂的原則如下：安全技術(shù)法規(guī)和技術(shù)標準協(xié)調(diào)一致原則建立GB150壓力容器基礎(chǔ)標準原則標準技術(shù)采用成熟科技成果原則標準技術(shù)指標國際接軌原則擴大標準適用性原則保持中國標準特色原則便于修訂原則標準的各方參與原則三、標準的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容GB150-2011《壓力容器》是系列標準的組合，分為4個部分：1）GB150.1《壓力容器》第1部分：通用要求；2）GB150.2《壓力容器》第2部分：材料；3）GB150.3《壓力容器》第3部分：設(shè)計；

4）GB150.4《壓力容器》第4部分：制造、檢驗和驗收。四、標準主要技術(shù)內(nèi)容的變化GB150-2011采納成熟先進技術(shù)；解決我國的設(shè)計理念、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品經(jīng)濟性等方面與我國產(chǎn)業(yè)實際發(fā)展現(xiàn)狀不匹配的突出問題；充分考慮標準與法規(guī)的協(xié)調(diào)性及與國際接軌；GB150-2011已經(jīng)被《固容規(guī)》所引用相對于GB150-1998《鋼制壓力容器》，GB150-2011《壓力容器》系列標準有如下主要變化：（**）修訂了確定材料許用應(yīng)力的安全系數(shù)影響壓力容器安全的基本要素:考察我國壓力容器用150余種板材、管材和鍛件的技術(shù)水平和供應(yīng)穩(wěn)定狀況；強度設(shè)計準則和設(shè)計計算方法的可靠性；建造的技術(shù)能力、建造的質(zhì)量管理方式和水平使用管理水平；認為：我國壓力容器安全系數(shù)降低是可行的對先進工業(yè)國家技術(shù)標準的研究對比（主要是歐盟、美國），結(jié)合我國實際情況；通過對安全系數(shù)的定量分析及將其與壓力容器工作載荷相關(guān)聯(lián)的分析；提出基于強度失效準則的確定許用應(yīng)力的安全系數(shù)降低方案：a)抗拉強度的安全系數(shù)由3.0調(diào)整為2.7；b)對碳鋼和低合金鋼屈服強度的安全系數(shù)由1.6調(diào)整為1.5；c)對奧氏體鋼允許采用Rp1.0確定許用應(yīng)力。（**）增加了標準規(guī)定之外的設(shè)計方法的要求增加了采用標準規(guī)定之外的設(shè)計方法的實施細則：a)附錄C以驗證性爆破試驗確定容器設(shè)計壓力；b)附錄D對比經(jīng)驗設(shè)計方法；c)附錄E局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析和評定。

（**）提出了以失效模式為基礎(chǔ)的設(shè)計理念（**）要求在容器設(shè)計階段進行風險評估設(shè)計的可靠性失效模式的識別

第1類：腐蝕減薄

第2類：環(huán)境開裂

第3類：組織劣化

第4類：機械損傷出現(xiàn)事故的處理方案防止失效的方法和準則五、未來標準的技術(shù)發(fā)展方向1、充分考慮與國際接軌的要求，逐步實現(xiàn)材料的互認、焊接工藝評定和焊工資格的互認以及無損檢測人員資格和工藝的互認，滿足產(chǎn)品國際流通的要求；2、在科學研究和對國外標準各項技術(shù)指標充分比對的基礎(chǔ)上，汲取我國近十年來在冶金材料、制造技術(shù)、無損檢測等方面取得的科技成果，不斷完善標準的技術(shù)內(nèi)容；3、目前安全系數(shù)的調(diào)整只限于鋼材部分的局部調(diào)整，今后的研究將針對有色金屬、鑄鐵、按斷裂失效模式設(shè)計的超高壓容器以及復(fù)合材料壓力容器；4、研究不同失效模式的設(shè)計準則：（1）經(jīng)驗型的脆性斷裂向斷裂力學評價轉(zhuǎn)化；（2）以泄漏率為基礎(chǔ)的法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；（3）更為精確可靠的外壓設(shè)計方法等等。

第二部分：GB150.1通用要求標準釋義載荷類型中國ASMEⅧJISB8265PD5500CODAPADEN13445GB150JB4732DIV1DIV2第1種第2種內(nèi)、外壓√√√√√√√√√√工作介質(zhì)靜壓√√√√√√√√√√容器和介質(zhì)重量√√√√√√√√√√水壓試驗下的水重√√√√√√√√√√風載荷√√√√√√√√√√雪載荷√√√√√地震載荷√√√√√√√√√√附加載荷√√√√√√√局部支撐、內(nèi)件或工件錯位引起局部應(yīng)力√√√√√√沖擊載荷√√√√√√√偏心彎矩√√穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫差應(yīng)力√√√√√√√壓力和溫度波動√√√√√√爆燃引起的異常壓力√冰載荷√不穩(wěn)定流體的分解√

標準所考慮的失效模式表1各國載荷標準所規(guī)定的載荷條件《教程》P47ISO16528BoilersandPressureVessels三大類\14種失效模式第一大類：短期失效模式（Shorttermfailuremodes）：第二大類：長期失效模式（Longtermfailuremodes）第三大類：循環(huán)失效模式（Cyclicfailuremodes）：GB150對于基于失效模式設(shè)計的考慮——GB150標準中直接和間接考慮了如下失效模式，并針對所考慮的失效模式確定了相應(yīng)的設(shè)計準則和強度理論：脆性斷裂（Brittlefracture）韌性斷裂（Ductilerupture）接頭泄露（Leakageatjoints）彈性或塑性失穩(wěn)（Elasticorplasticinstability）蠕變斷裂（Creeprupture）疲勞（fatigue）腐蝕（corrosion）失效準則

金屬強度失效準則主要包含：彈性失效準則塑性失效準則彈塑性失效準則爆破失效準則

斷裂失效準則等等強度理論----------《教程》P121

在實際工程應(yīng)用中強度理論主要有:

第一強度理論（最大主應(yīng)力理論）σ1≤[σ]。

第二強度理論（最大拉應(yīng)變理論）第三強度理論（最大剪應(yīng)力理論）