1、壓力容器設計壓力容器的設計必須考慮以下問題：安全、滿足使用要求、經濟、有 可制造性。一、適用范圍考慮容器的使用條件（如設計溫度、設計壓力、介質特性和操作特點） 確定該設備應遵循的標準。若同時需要滿足幾個標準時，應按較嚴格的執行。GB150-1998適用設計壓力W35 Mpa的壓力容器；（應力分析、驗證性實驗 分析、用可比的已投入使用的結構進行進行對比經驗設 計）設計溫度范圍按鋼材允許的使用溫度確定；不適用直接用火焰加熱的容器；核能裝置中的容器；旋轉或往復運動的機械設備（如泵、壓縮機、渦輪機、 液壓缸等）中自成整體或作為部件的受壓器室；經常搬運的容器；設計壓力低于0.1 Mpa的容器；真空度低于

2、0.02 Mpa的容器；內直徑小于150 mm的容器；要求作疲勞分析的容器；已有其他行業標準的容器。如制冷、制糖、造紙、飲料等行業中的某些專用容器和搪玻璃容器。固定式壓力容器安全技術監察規程適用工作壓力大于等于0.1Mpa（不含液柱靜壓力）；工作壓力與容積的乘積大于或等于2.5 Mpa.L（內直徑大于等于150mm，且容積大于等于0.025m3;）盛裝介質為氣體、液化氣體以及介質最高工作溫度大于或者 等于其標準沸點的液體。（其中，超高壓容器應當符合超高壓容器安全技術監察規 程的規定，非金屬壓力容器應當符合非金屬壓力容器安 全技術監察規的規定，簡單壓力容器應當符合簡單壓力 容器安全技術監察規的規

3、定。注：容積，是指壓力容器的幾何容積，即由設計圖樣的尺寸計 算并且圓整。一般應當扣除永久連接在壓力容器內部的內 件的體積。容器內介質為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時，如果氣相空間的容積與工作壓力的乘積大于或等于2.5Mpa.L時，也屬于本規程的適用范圍。不適用范圍移動式壓力容器、氣瓶、氧艙；鍋爐安全技術監察規程適用范圍內的余熱鍋爐；正常運行工作壓力小于0.1 Mpa的容器（包括在進料或者 出料過程中需要瞬時承受壓力大于或者等于0.1 Mpa的容 器）旋轉或者往復運動的機械設備中自成整體或者作為部件的受壓氣室（如泵殼、壓縮機外殼、渦輪機外殼、液壓缸等） 可拆卸墊片式板式熱交換器（包括半焊式板

4、式熱交換器）、 空冷式熱交換器、冷卻排管。GB151-1999適用范圍公稱直徑 DNW2600mm；公稱壓力W35 Mpa的壓力容器；設計溫度范圍按金屬材料允許的使用溫度確定。不適用范圍直接受火焰加熱的換熱器及廢熱鍋爐；受核輻射的換熱器；要求作疲勞分析的換熱器；已有其他行業標準管轄的換熱器。如制冷、制糖、造 紙、飲料等行業中的某些專用換熱器。GB12337-1998適用范圍設計壓力W4 Mpa的橘瓣式或混合式支柱支撐的球罐；設計溫度范圍按鋼材允許的使用溫度確定。不適用范圍受核輻射的球罐；經受相對運動（如車載或船載）的球罐；公稱容積小于50m3的球罐；要求作疲勞分析的球罐；雙殼結構的球罐。JB/

5、T4710-2005適用范圍1.設計壓力W35 Mpa的壓力容器；高度H大于10米、且高度H與平均直徑（公稱直徑）D之比大于5的裙座自支撐鋼制塔式容器；不適用范圍帶有拉牽裝置的塔式容器；由操作平臺聯成一體的排塔或塔群帶有夾套的塔式容器。二、設計參數的確定壓力Pw最高工作壓力（a）承受內壓的壓力容器，指在正常使用過程中，頂部可 能出現的最高壓力。（b）承受外壓的壓力容器，指在正常使用過程中，可能出 現的最高壓力差：對夾套容器指夾套頂部可能出現的最高 壓力差。P設計壓力指設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起 作為設計載荷條件，其值不低于工作壓力。Pc計算壓力指在相應設計溫度下，用以確定元

6、件厚度的壓力，其中 包括液柱靜壓力。但元件所承受的液柱靜壓力小于5%設計 壓力時，可忽略不計。Pc= P+液柱靜壓力注：GB12337-98鋼制球形儲罐中要求，所有液柱靜壓力都計入 計算壓力。Pz安全閥的開啟壓固定壓力容器上只安裝1個安全閥時，安全閥的開啟壓力Pz不應大于壓力容器的設計壓力P，如果安裝多個安全閥時，其中一個安全 閥的開啟壓力Pz不應大于壓力容器的設計壓力，其余安全閥的開啟 壓力可適當提高，但不得超過設計壓力的1.05倍。即 PzWP，移動式壓力容器安全閥的開啟壓力應為罐體設計壓力的 1.051.10倍，安全閥的額定排放壓力不得高于罐體設計壓力的1.2倍， 回座壓力不應低于開啟壓

7、力的0.8倍。PT試驗壓力內壓容器：1.液壓試驗 PT =1.25p#氣壓試驗PT =1.15p# (1.1pX )固外壓容器：1.液壓試驗PT =1.25p2.氣壓試驗PT =1.15p (1.1p)注:1.容器銘牌上規定有最大允許工作時，公式中應以最大 允許工作壓力代替設計壓力P。2.容器各元件(圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件等)所用材料不同時，應取各元件材料的看比值中的最小者溫度1. t設計溫度指壓力容器在正常工作情況下，設定的元件的金屬溫度（沿元件 金屬截面的溫度平均值）。設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條 件。注：1.設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態可能達到的 最高溫度。對于0C

8、以下的金屬溫度，設計溫度不得高于 元件金屬可能達到的最低溫度。2.容器各部分在工作狀態下的金屬溫度不同時，可分別設定每部分 的設計溫度。2.tw工作溫度指壓力容器在正常工作情況下，介質可能達到的最高溫度。金屬溫度一一指沿元件金屬截面的溫度的平均值。注：元件的金屬溫度可用傳熱計算求得，或在已使用的同 類容器上測定，或按內部介質溫度確定。試驗溫度指壓力試驗時，殼體的金屬溫度。注：1.容規規定，碳素鋼、16MnR和正火15MnVR（07MnCrMoVR ）制壓力容器在液壓試驗時，液體溫度 不得低于5笆；其他低合金鋼制壓力容器（不包括低溫球 罐），液體溫度不得低于15C。2.鐵素體鋼制低溫壓力容器在液

9、壓試驗時，液體溫度應 高于殼體材料和焊接接頭兩者夏比沖擊試驗的規定溫度 的高值再加20C。厚度1. （5計算厚度指按各章公式計算得到的厚度。需要時尚應計入其他載荷所需厚度。2.6 c設計厚度指計算厚度與腐蝕裕量C2之和。即 6 c=6 + C26 n名義厚度指計算厚度加上鋼材厚度負偏差C1后向上圓整至鋼材標準規格的 厚度，即標注在圖樣上的厚度。即 6 n=6 c+ C1+圓整值=6 + C1+ C2+圓整值6 e有效厚度指名義厚度6 n減去腐蝕裕量C2和鋼材厚度負偏差C1，即 6 e =6 n - C1- C2C鋼板厚度附加量指鋼板厚度負便差C1與腐蝕裕量C2之和，即 C= C1+ C2注：1

10、.鋼板或鋼板的厚度負偏差不大于0.25mm,且不超過名義厚度的 6%時，負偏差可忽略不計。容器各元件受到的腐蝕程度不同時，可采用不同的腐蝕裕量。GB150規定：殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度：對碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于3mm:；對高合金鋼制容器，不 小于2mm oGB151規定：筒體成形后的最小厚度（包括1 mm的腐蝕裕量）對碳素鋼和低合金鋼制容器公稱直徑400700700 10001000 15001500 20002000 2600浮頭式，U形管式810121416固定式管板68101214對高合金鋼制容器公稱直徑400W500500-7001000150020002600最

11、小厚度3.54.5681012JB/T4710規定：塔殼成形后的最小厚度（不包括腐蝕裕量）對碳素鋼、低合金鋼制塔式塔式容器為2Di/1000，且不小于3 mm;對高合金鋼制塔式容器，不小于2 mm。介質為壓縮空氣、水蒸氣或水的碳素鋼或低合金鋼制壓力 容器，腐蝕裕量不小于1mm。對碳鋼、低合金鋼制裙座殼取腐蝕裕量C2不小于2 mm；地腳螺栓腐蝕裕量C2不小于3 mmf .鋼板或鋼板的厚度負偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度 的6%時，負偏差可忽略不計。GB12337 規定：球殼板最小寬度應不小于500 mm，支柱底板的腐蝕裕量Cb 一般取3 mm，地腳螺栓的腐蝕裕量CB 一般取3 mm，拉

12、桿的腐蝕裕量CT 一般取2mm，總圖的主要內容 壓力容器的設計總圖上，至少應注明以下內容:（1）壓力容器名稱、類別，設計、制造所依據的主要法規、標準;（2）工作條件，包括工作壓力、工作溫度、介質毒性和爆炸危害 程度等；（3）設計條件，包括設計溫度、設計載荷（包括壓力在內的所有 應當考慮的載荷）、介質（組分）、腐蝕裕量、焊接接頭系數、 自然條件等，對存儲液化氣體的儲罐應當注明裝量系數，對 有應力腐蝕傾向的儲存容器應當注明腐蝕介質的限定含量；（4）主要受壓元件材料牌號與標準；（5）主要特性參數（如壓力容器容積、換熱器換熱面積與程數等）；（6）壓力容器設計使用年限（疲勞容器標明循環次數）；（7）特殊

13、制造要求；（8）熱處理要求；（9）無損檢測要求；（10）耐壓試驗和泄漏試驗要求；（11）預防腐蝕的要求；（12）安全附件的規格和訂購特殊要求（工藝系統已考慮的除 外）；（13）壓力容器銘牌的位置；（14）包裝、運輸、現場組焊和安裝要求。注：下列情況對設計總圖的特殊要求：多腔壓力容器分別注明各腔的試驗壓力，有特殊要求時注明共用 元件兩側允許的壓力差值，以及試驗步驟和試驗要求。裝有觸媒的壓力容器和裝有充填物的壓力容器，注明使用過程中定期檢驗的要求;由于結構原因不能進行內部檢驗的壓力容器，注名計算厚度、使 用中定期檢驗的技術要求；不能進行耐壓試驗的壓力容器，注名計算厚度和制造與使用的特 殊要求。有隔

14、熱襯里的壓力容器，注明防止受壓元件超溫的技術措施；要求保溫或者保冷的壓力容器，提出保溫或者保冷措施。四、無損檢測1.凡符合下列條件之一的容器及受壓元件，需采用圖樣規定的方法，對其A、B類 焊接接頭，進行100%RT或UT檢測：GB150鋼材厚度。s30mm的碳素鋼、16MnR;鋼材厚度。s25mm 的 15MnVR、15MnV、20MnMo 和奧氏 體不銹鋼；標準抗拉強度下限值。b540Mpa的鋼材；鋼材厚度。s16mm 的 12CrMo、15CrMoR、15CrMo;其他任意厚的Cr-Mo低合金鋼；進行氣壓試驗的容器；圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害介質的容器；圖樣規定須100%檢測的容器；

15、多層包扎壓力容器內筒的A類焊接接頭；熱套壓力容器各單層圓筒的A類焊接接頭GB12337-1998鋼材厚度。s30mm的碳素鋼和16MnR鋼制球罐；鋼材厚度0 s25mm的15MnVR和任意厚的15MnVNR鋼制球罐；材料標準抗拉強度下限值ab540Mpa的鋼制球罐；進行氣壓試驗的球罐；圖樣注明盛裝易燃和毒性為極度危害和高度危害物料的球罐；圖樣注明須100%檢測的球罐。注：對于進行100%RT或UT檢測的焊接接頭，是否需采用UT 或RT進行復測，以及復測的長度，由設計者在圖樣上予以 規定。GB151-1999拼接管板的對接接頭；設備法蘭拼接接頭；設計溫度低于-40C；設計溫度低于-20高于-40

16、C，接頭厚度大于25mm。滿足150的規定。.容規GB150及GB151等標準中規定進行100%檢測的壓力容器；第三類壓力容器；第二類壓力容器中易燃介質的反應壓力容器和儲存壓力容器;設計壓力大于5.0Mpa的壓力容器；設計壓力大于等于0.6Mpa的管殼式余熱鍋爐；設計選用焊縫系數為1.0的壓力容器（無縫管制筒體除外）；疲勞分析設計的壓力容器；采用電渣焊的壓力容器；使用后無法進行內、外部檢驗或耐壓試驗的壓力容器；符合下列之一的鋁、銅、鎳、鈦及其合金制壓力容器：介質為易燃或毒性程度為極度、高度、中度危害的；采用氣壓試驗的；設計壓力大于等于1.6Mpa的。注：1.壓力容器壁厚大于38 mm （或小于

17、等于38 mm,但大于 20且使用材料抗拉強度規定值下限大于等于540Mpa） 時，除進行100%檢測外，還應進行20%原檢測長度的附 加局部檢測。拼接封頭（不含先成形后組焊的拼接封頭）、拼接管板的 對接接頭、拼接補強圈的對接接頭。用于制造壓力容器殼體的碳素鋼和低合金鋼鋼板，凡符合下列 條件之一的，應逐張進行UT檢測：GB150厚度大于30mm的20R和16MnR，質量等級應不低于111級；厚度大于 25mm 的 15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、 13MnNiMoNbR 和 Cr-Mo（15CrMoR14Cr1MoR）鋼板，質量等 級應不低于111級；厚度大于 20mm 的

18、16MnDR、15MnNiDR 和 09MnNiDR,質量 等級應不低于111級；多層包扎壓力容器的內筒鋼板，質量等級應不低于11級；調質狀態供貨的鋼板，質量等級應不低于11級；容規2.盛裝介質毒性程度為極度、高度危害的壓力容器;盛裝介質為液化石油氣且硫化氫含量大于100mg/L的壓力 容器；最高工作壓力大于等于10Mpa的壓力容器；GB150第4章和附錄C、GB151管殼式換熱器、GB12337 鋼制球形儲罐及其他國家標準和行業標準中規定進行超聲檢測的鋼板。移動式壓力容器；GB150附錄C：殼體的鋼板厚度大于20mm的低溫壓力容器 用鋼板。GB12337鋼制球罐鋼材厚度。s30mm的碳素鋼、

19、16MnR;鋼材厚度0 s25mm 的 15MnVR、15MnVNR；鋼材厚度0 s20mm 的 16MnDR、09Mn2VDR；調質狀態供貨的鋼板；上下極板和與支柱連接的赤道板.接管（凸緣）與殼體體之間的接頭設計以及夾套壓力容器接頭的設 計有下列情況之一的應采用全焊透形式：容規介質為易燃或毒性為極度危害和高度危害的壓力容器；做氣壓試驗的壓力容器；第三類壓力容器；低溫壓力容器；按疲勞準則設計的壓力容器；直接受火焰加熱的壓力容器；移動式壓力容器。GB150：接管（凸緣）名義厚度N1/2殼體厚度，且焊腳 高度N6。GB150還規定：（1）低溫壓力容器；（2）承受疲勞載荷的壓力容器（3）鋼材的標準抗

20、拉強度下限值540Mpa的容器接管與殼體插入式連接符合上術條件時，接管內徑邊角 處應倒圓，圓角半徑一般取接管名義厚度/4或19兩者 中的較小者。焊后應進行整體熱處理的壓力容器：容規采用電渣焊接的鐵素體類材料或焊接線能量較大的立焊 焊接的壓力容器受壓元件，應在焊后進行細化晶粒的正火 處理.常溫下盛裝混合液化石油氣的壓力容器（儲存容器或移動 式壓力容器罐體）應進行焊后熱處理.旋壓封頭應在旋壓后進行消除應力熱處理（采用奧氏體不 銹鋼材料的旋壓封頭除外）.:注:1.高壓容器、中壓反應容器和儲存容器、盛裝混合液化石 油氣的臥式儲罐、移動式壓力容器應采用爐內整體熱處理, 其他壓力容器應采用整體熱處理，大型

21、容器可采用分段熱 處理，其重疊熱處理部分的長度應不小于1500mm，爐外部 分應采取保溫措施.局部熱處理應包括整條焊縫，焊縫每側 加熱寬度不小于木材厚度的2倍，接管與殼體相焊時加熱 寬度不小于兩者厚度（取較大值）的6倍.2.熱處理裝置（爐）應配有自動記錄曲線的測溫儀表，并保 證加熱區內最高與最低溫度之差不大于65 C（球形儲 罐除外）.GB150-1998容器及其受壓元件符合下列條件之一者，應進行焊后熱處理:碳素鋼、07MnCrMoVR、15 MnNbR厚度大于32mm（如焊前預熱100C以上時，厚度大于38）；16MnR和16Mn厚度大于30 mm （如焊前預熱100C以上 時，厚度大于34

22、）；15MnVR和15MnV厚度大于28 mm （如焊前預熱100C 以上時，厚度大于32）；任意厚度的 18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR、 14Cr1MoR12CrMo1R、20MnMo、20MnMoNb、15CrMo、 12Cr2Mo1、1Cr5Mo；對于鋼材厚度Ss不同的焊接接頭，上述厚度按薄者考慮;對 于異種鋼材相焊的焊接接頭,按熱處理嚴者確定；圖樣注明有應力腐蝕的容器，如盛裝液化石油氣液氨等 的容器;圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害介質的容器；8除圖樣另有規定，奧氏體不銹鋼的焊接接頭可不進行熱處理;9.冷成形或中溫成形的受壓元件，凡符合下列條件之一者應于成形

23、后進行熱處理:（1）碳素鋼、16MnR的厚度N圓筒內徑的3%；（2）其他低合金鋼的厚度N圓筒內徑的2.5%；GB12337若球罐不進行焊后整體熱處理，制造單位應對下列組焊件進行消除應力熱處理：（1）與人孔、接管焊接的極板；（2）當赤道板厚度大于20mm，且支柱與赤道板連接焊縫的焊腳大于12 mm時，與支柱焊接的赤道板。1.碳素鋼和碳錳鋼在高于425C高溫下長期使用時，應注意什么問題？答：GB150-1998規定，碳素鋼和碳錳鋼在高于425 C高溫下長 期使用時，應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。因為碳素鋼和碳 錳鋼在上述情況下，鋼中的滲碳體會產生分解， FeC 3Fe+C（石墨），而這一分解及石

24、墨化最終會使鋼中的珠光體部分或全部消失，使材料的強度及塑性均下降，而沖擊值下降 尤甚，鋼材明顯變脆。奧氏體鋼的使用溫度高于525C時，應注意什么問題？答：GB150規定，奧氏體鋼的使用溫度高于525C時，鋼中含碳 量應不小于0.04%，這是因為奧氏體鋼在使用溫度高于500 550C時，若含碳量太低，強度及抗氧化性會顯著下降。因此， 一般規定超低碳（CW0.03%）奧氏體不銹鋼的使用范圍，18-9 型材料用到400C左右，18-12-2型材料用到450C左右，使用溫 度超過650C時，國外對于304、316L型材料一般要求用H級， 即含碳量要稍高一些，主要也是考慮腐蝕，而且耐熱及有熱強性。什么是

25、奧氏體不銹鋼的敏化范圍？答：奧氏體不銹鋼在400850C范圍內緩慢冷卻時，保持足夠 的時間在晶界上有高銘的碳化物Cr23C6析出并沉積，造成碳化 物鄰近部分貧銘在腐蝕介質中，引起晶間腐蝕傾向，這一溫度范 圍稱為敏化范圍。什么叫固溶處理？它對奧氏體不銹鋼性能有何作用？將合金加熱至高溫（1100C ）單相區恒溫保持，使過剩相充分溶 解到固溶體中后快速冷卻，以得到飽和固溶體的工藝稱固溶熱處 理。通過固溶處理銘鎳不銹鋼將高溫組織在室溫下固定下來獲得 被碳過飽和的奧氏體，以改善銘鎳不銹鋼的耐腐蝕性。此外，它 還能提高銘鎳不銹鋼的塑性和韌性。什么叫退火？將組織偏離平衡狀態的金屬或合金，加熱到適當溫度，保持

26、一定 時間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷），以達到接近平衡狀態組織 的熱處理工藝，稱為退火。1）完全退火 把工件加熱到1148C以上2030C，保溫一定 時間，然后緩慢冷卻下來的熱處理。即加熱到1148C時二次滲 碳體（Fe3Cn ）轉變為奧氏體。主要用于亞共析鋼和共析鋼的鍛 件、軋件和鑄件的退火。通過重結晶退火使晶粒細化組織均勻和 消除殘余應力用以提高鋼件性能。2） 球化退火 把工件加熱到727C以上2030C，保溫一定 時間，然后緩慢冷卻下來的熱處理。使鋼中碳化物呈球狀化而進 行的退火。主要用于過共析鋼。3） 去應力退火 Q為了消除焊接接頭中的內應力和冷作硬化， 提高接頭抗脆斷的能力。Q在低合

27、金接頭中改善焊縫及熱影響區 的碳化物，提高接頭高溫持久強度。Q穩定結構的形狀，消除焊 件在焊后機械加工和使用過程的崎變。（4促使焊縫金屬中氫完全 的擴散，從而提高焊縫的抗裂性和韌性。對于壓力容器用鋼去應 力退火的溫度在600680C，而鑄鐵件在500550C，保溫后 在爐內緩慢冷卻。一般可消除殘余應力5080%。什么叫正火？把工件加熱到900C以上3050C,保溫一定時間，在自由流通 的空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。正火的作用和 退火。但是，正火的加熱溫度稍高。此外，正火是在空氣中冷卻， 冷卻速度比退火快。正火的作用：對于低碳鋼或低碳合金鋼，正火可以提高其硬度，改善切 削加工性能。對于不太重要的零件，正火可以細化晶粒，使組織均勻化， 提高機械性能。作為零件的最