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文檔簡介
GB壓力容器宣貫演示文稿現在是1頁\一共有146頁\編輯于星期日優選GB壓力容器宣貫ppt現在是2頁\一共有146頁\編輯于星期日3前言壓力容器需要滿足的基本要求:總體要求滿足使用條件,保證安全可靠,盡量做到經濟合理。——實現功能性,保證安全性,改善經濟性具體要求1.對設備的操作條件和載荷進行正確的估計;2.對容器元件的的總體應力、局部應力和溫差應力,以及可能產生的失效形式等進行全面分析和評估,并采用不同的設計方法;3.根據容器的操作條件和作用,正確選擇材料和合理的結構設計;4.必須遵守我國的有關標準、規范和制造技術條件;對于重要容器,還應進行全面的技術經濟分析。現在是3頁\一共有146頁\編輯于星期日4前言壓力容器設計要考慮一、有足夠的強度容器殼體及附件必須具有足夠的強度來承受工作載荷。設計時要盡可能地使零部件達到等強度。二、有足夠的剛度三、有合理的設計使用壽命四、有合理的結構壓力容器的結構,要在滿足工藝要求的同時,滿足制造、檢驗、運輸、安裝、操作和檢修的要求。為此國家制定了GB150《壓力容器》,對設計、制造、檢驗和驗收作了規定要求,使我們這些與此有關的責任人的產品達到設計數據和設計計算正確;結構設計和技術要求合理。現在是4頁\一共有146頁\編輯于星期日5一.壓力容器設計主要特點1.壓力容器設計一般包括結構設計(選擇)、設計計算與材料選擇。其中結構是設計計算的基礎,即根據各類承壓零部件不同的結構、形狀,分別進行設計計算。現在是5頁\一共有146頁\編輯于星期日6一.壓力容器設計主要特點2.壓力容器設計計算一般要解決如下三類問題:2.1強度-在外界壓力作用下不允許產生塑性(永久)變形,是涉及安全的主要問題,如筒體、封頭等;2.2剛性-在外力作用(制造、運輸、安裝與使用)下產生不允許的彈性變形,如法蘭(密封)、管板等;2.3穩定性-在外力作用下防止突然失去原有形狀的穩定性,如外壓及真空容器。現在是6頁\一共有146頁\編輯于星期日7二.壓力容器制造的主要特點
1.依各類承壓零部件不同的結構、形狀,采用不同加工方法分別制造,然后通過多種方法(焊接、法蘭螺栓、螺紋)連接在一起,構成一臺完整的容器,其中焊接是主要方法。
現在是7頁\一共有146頁\編輯于星期日8二.壓力容器制造的主要特點
2.在制造的全過程中要采用多種冷、熱加工方法,其中熱加工(焊接、熱處理、熱成形)以其技術的復雜性、質量要求的多樣性以及質量檢驗的難度,成為影響產品安全運行的關鍵。現在是8頁\一共有146頁\編輯于星期日9三.壓力容器產品質量的主要特點
壓力容器產品的質量主要是安全要求,而非性能要求,因此采取嚴格的市場準入(單位、人員)制度,以及全過程(設計、制造、使用)質量控制區。現在是9頁\一共有146頁\編輯于星期日10四.《特種設備安全監察條例》按《特種設備安全監察條例》中華人民共和國國務院令第549號第九十九條:(一)鍋爐,是指利用各種燃料、電或者其他能源,將所盛裝的液體加熱到一定的參數,并對外輸出熱能的設備,其范圍規定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐;出口水壓大于或者等于0.1MPa(表壓),且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐;有機熱載體鍋爐。(二)壓力容器(含氣瓶)
,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設備,其范圍規定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓),且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器和移動式容器;盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa(表壓),且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MPa·L的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶;氧艙等。(三)壓力管道,是指利用一定的壓力,用于輸送氣體或者液體的管狀設備,其范圍規定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓)的氣體、液化氣體、蒸汽介質或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體介質,且公稱直徑大于25mm的管道。(四)電梯,是指動力驅動,利用沿剛性導軌運行的箱體或者沿固定線路運行的梯級(踏步),進行升降或者平行運送人、貨物的機電設備,包括載人(貨)電梯、自動扶梯、自動人行道等。(五)起重機械,是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的機電設備,其范圍規定為額定起重量大于或者等于0.5t的升降機;額定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重機和承重形式固定的電動葫蘆等。(六)客運索道,是指動力驅動,利用柔性繩索牽引箱體等運載工具運送人員的機電設備,包括客運架空索道、客運纜車、客運拖牽索道等。(七)大型游樂設施,是指用于經營目的,承載乘客游樂的設施,其范圍規定為設計最大運行線速度大于或者等于2m/s,或者運行高度距地面高于或者等于2m的載人大型游樂設施。(八)場(廠)內專用機動車輛,是指除道路交通、農用車輛以外僅在工廠廠區、旅游景區、游樂場所等特定區域使用的專用機動車輛。
特種設備包括其所用的材料、附屬的安全附件、安全保護裝置和與安全保護裝置相關的設施。現在是10頁\一共有146頁\編輯于星期日11四.《壓力容器壓力管道設計許可規則》附件A
壓力容器設計許可級別nA1
A級
(1)A1級,指超高壓容器、高壓容器(注明單層、多層);(2)A2級,指第三類低、中壓容器;
(3)A3級,指球形儲罐;(4)A4級,指非金屬壓力容器。nA2C級(1)C1級,指鐵路罐車;(2)C2級,指汽車罐車、長管拖車;(3)C3級,指罐式集裝箱。nA3
D級
(1)D1級,指第一類壓力容器;(2)D2級,指第二類壓力容器。nA4SAD級指壓力容器應力分析設計。注:不屬于《壓力容器安全技術監察規程》、《超高壓容器安全技術監察規程》范圍的壓力容器,其設計單位至少應當取得壓力容器A級、C級或D級中任一級別的許可。
現在是11頁\一共有146頁\編輯于星期日12四.《固定式壓力容器安全技術監察規程》
★TSGR0004-2009《容規》附件A
*記憶訣竅壓力容器的設計壓力劃分為四個等級:低壓(L):0.1MPa≤P<1.6MPa;中壓(M):1.6MPa≤P<10MPa;高壓(H):10MPa≤P<100MPa;超高壓(U):P≥100MPa。
現在是12頁\一共有146頁\編輯于星期日13五.GB150與《容規》的適用范圍的差異★GB150與《容規》的適用范圍關于壓力限定的差異
《容規》的適用范圍對壓力的限定是:最高工作壓力大于等于0.1MPa,而小于100MPa;GB150的適用范圍對壓力的限定是:設計壓力大于等于0.1MPa,而小于等于35MPa,以及設計壓力小于等于-0.02MPa。
TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》
TSGR0002-2005
≤低壓<
≤中壓<≤高壓<≤超高壓
0.11.610100MPa
-----------。----------。------------。------------*---------------------*---------------------。--------------*----------
-0.1-0.02
0.1
35MPa
100MPa外壓容器
真空容器
常壓容器
壓力容器分析設計標準
GB150≤
<JB4735<
≤GB150≤JB4732<基于第Ⅰ強度理論第Ⅰ強度理論第Ⅲ強度理論現在是13頁\一共有146頁\編輯于星期日14五.GB150與《容規》的適用范圍的差異★GB150與《容規》的適用范圍關于介質限定的差異☆<<容規>>的適用范圍對介質的限定是:⑴氣體、⑵液化氣體、⑶介質最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體;☆GB150的適用范圍對介質沒有限定。
現在是14頁\一共有146頁\編輯于星期日15五.GB150與《容規》的適用范圍的差異★GB150與《容規》的適用形式上的差異☆<<容規>>的適用形式的限定是:固定式壓力容器TSGR0004
TSGR0001《非金屬壓力容器安全技術監察規程》TSGR0002《超高壓容器安全技術監察規程》TSGR0003《簡單壓力容器安全技術監察規程》TSGR0005《移動式壓力容器安全技術監察規程》☆GB150的適用范圍對形式沒有限定。
現在是15頁\一共有146頁\編輯于星期日16六.GB150《壓力容器》GB150是一本人手一冊的工具書,我們每個人要熟練運用!下面請各位打開書:GB150.1~GB150.4-2011《壓力容器》作為我國壓力容器建造的基礎標準替代了原GB150-1998《鋼制壓力容器》。2012.3.1實施現在是16頁\一共有146頁\編輯于星期日17六.GB150《壓力容器》現代壓力容器建造技術標準的發展趨勢具有如下特點:
1.采用基于失效模式的設計方法,保證容器在完整壽命周期內的功能性、安全性和經濟性;(設計理念的變更)
2.在設計、制造、檢驗等環節廣泛采用以計算機技術應用為代表的信息技術,實現以可靠性為基礎的質量控制技術;
3.更廣的標準適用范圍,實現技術標準和安全法規的協調一致,包容其他國家的技術要求,體現綜合建造能力;
4.謀求要求本國產品在國際貿易中的國家競爭力。現在是17頁\一共有146頁\編輯于星期日18六.GB150《壓力容器》(一)標準的結構第1部分:通用要求第2部分:材料第3部分:設計第4部分:制造、檢驗和驗收現在是18頁\一共有146頁\編輯于星期日19六.GB150《壓力容器》這種編排方式在組合使用(包括GB150以外的)時對設計人員提出了更高的要求。如:GB150.1的1.3.2鋼制容器不得超過按GB150.2中列入材料的允許使用溫度范圍;GB150.1的1.4.1本標準適用鋼制容器的結構形式按本部分以及GB150.2-GB150.4的相應規定;GB150.1的4.1.4《固定式壓力容器安全技術監察規程》管轄范圍內的壓力容器設計應接受特種設備安全監察機構的監察;GB150.1的4.1.6對不能按GB150.3確定結構尺寸的容器或受壓元件,可以采用以下方法進行設計:附錄C、D、E(而這些都要按《容規》1.9不符合本規程時的特殊處理規定——報國家質量監督檢疫總局(簡稱國家質檢總局),由國家質檢總局委托有關的技術組織或者技術機構進行技術評審)現在是19頁\一共有146頁\編輯于星期日20六.GB150《壓力容器》(二)標準的內容
1)GB150.1《壓力容器》第1部分:通用要求本標準的第1部分由四章正文和六個規范性附錄構成。
四章正文的內容分別是:范圍、規范性引用文件、名詞術語與符號和通用要求:
六個規范性附錄分別是:附錄A——標準的符合性聲明及修訂、附錄B——超壓泄放裝置、附錄C——以驗證性爆破試驗確定容器設計壓力、附錄D——對比經驗設計方法、附錄E——局部結構應力分析和評定和附錄F——風險評估報告。現在是20頁\一共有146頁\編輯于星期日21六.GB150《壓力容器》GB150.1《壓力容器-通用要求》代替GB150-1998《鋼制壓力容器》中的部分內容(第1章-第3章、附錄B、附錄C),主要技術變化如下:
§擴大了標準的使用范圍,使用各種金屬材料制壓力容器;
§修訂了確定許用應力的安全系數;
§增加了滿足特種設備安全技術規范所規定的基本安全要求的符合性聲明;
§增加了采用標準規定之外的設計方法的實施細則;
§增加了進行容器設計階段風險評估的要求和實施細則。現在是21頁\一共有146頁\編輯于星期日22六.GB150《壓力容器》2)GB150.2《壓力容器》第2部分:材料
第2部分由七章正文、二個規范性附錄和二個資料性附錄構成。
七章正文的內容分別是:范圍、規范性引用文件、總則、鋼板、鋼管、鋼鍛件、螺柱(含螺栓)和螺母用鋼棒;
二個規范性附錄分別是:附錄A——材料的補充規定和附錄D——Q235系列鋼板的使用規定;
二個資料附錄分別是:附錄B——鋼材高溫性能參考值和附錄C——高合金鋼鋼號近似對照。現在是22頁\一共有146頁\編輯于星期日23六.GB150《壓力容器》GB150.2《壓力容器-材料》代替GB150-1998的材料部分(第4章、附錄A、附錄F和附錄H),主要變動內容如下:
§引用文件中的鋼材標準全部進行了更新;
§碳素鋼和低合金鋼鋼材的沖擊功最低值按TSGR0004的規定提高了指標;
§按TSGR0004所規定的安全系數重新確定了鋼板、鋼管和鋼鍛件的許用應力。現在是23頁\一共有146頁\編輯于星期日24六.GB150《壓力容器》3)GB150.3《壓力容器》第3部分:設計
本標準的第3部分由由七章正文、三個規范性附錄和二個資料性附錄構成。
七章正文的內容分別是:范圍、規范性引用文件、內壓圓筒和內壓球殼、外壓圓筒和外壓球殼、封頭、開孔與開孔補強、法蘭;(圓筒徑向接管開孔補強設計的分析法)
三個規范性附錄分別是:附錄A——非圓形截面容器、附錄B——鋼帶錯繞筒體和附錄E——關于低溫壓力容器的基本設計要求:
二個資料性附件分別是:附錄C——密封結構和附錄D——焊接接頭結構。現在是24頁\一共有146頁\編輯于星期日25六.GB150《壓力容器》GB150.3《壓力容器-設計》在GB150—1998第5章至第9章、附錄C、附錄D、附錄G和附錄J的基礎上進行修訂編制。主要變化如下:
§內壓圓筒和內壓球殼,增加了按外徑進行壁厚設計計算的相應公式;
§修訂了外壓曲線圖;增加了對應于高強度材料的外壓曲線,增加了相對的應力系數B曲線圖選用表;
§增加了偏心錐殼、低壓折邊平封頭、帶筋平封頭和拉撐結構的設計計算方法;調整了部分平蓋的結構特征系數K;增加了使用于平封頭與筒體全焊透連接結構的塑性分析設計方法;增加了δIR﹤0.002時,球冠形封頭與錐殼的設計方法。現在是25頁\一共有146頁\編輯于星期日26六.GB150《壓力容器》
4)GB150.4《壓力容器》第4部分:制造、檢驗和驗收
本標準的第4部分由十三章正文構成。
十三章正文的內容分別是:范圍、規范性引用文件、名詞術語、總則、材料復驗與標志移植、加工成型與組裝、焊接、熱處理、試件、無損檢測、耐壓試驗和泄露試驗、多層容器和容器出廠要求。現在是26頁\一共有146頁\編輯于星期日27六.GB150《壓力容器》GB150.4《壓力容器-制造、檢驗和驗收》代替GB150-1998《鋼制壓力容器》中的第10章和附錄C的部分內容,主要技術內容變化如下:
§主要內容與TSGR0004完全協調一致;
§將容器焊接接頭分類的規定移至GB150.1并增加E類接頭;
§增加了多層整體包扎和鋼帶錯繞壓力容器的制造、檢驗與驗收要求;
§修改了容器出廠質量證明文件所包含的內容,增加了應提供的文件。現在是27頁\一共有146頁\編輯于星期日28六.GB150.1《壓力容器》第1部分:通用要求標準適用參數適用范圍
1.2設計壓力的使用范圍
1.2.1鋼制容器不大于35MPa;
1.2.2其他金屬材料制容器按相應引用標準確定。現在是28頁\一共有146頁\編輯于星期日29六.GB150.1《壓力容器》1.3設計溫度適用范圍
1.3.1設計溫度范圍-269℃(對應于鋁的極限設計溫度)~900℃;
1.3.2鋼制容器不得超過按GB150.2中列入材料的允許使用溫度范圍(-253℃,對應于液氨的設計溫度)。
1.3.3其他金屬材料制容器按本部分相應引用標準中列入的材料允許使用溫度確定。現在是29頁\一共有146頁\編輯于星期日30六.GB150.1《壓力容器》1.4適用結構形式
本標準適用鋼制容器的結構形式按本部分以及GB150.2-GB150.4的相應規定現在是30頁\一共有146頁\編輯于星期日31六.GB150.1《壓力容器》1.5本標準的不適用范圍:
a)設計壓力低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa的容器;
b)《移動式壓力容器安全監察規程》管轄的容器;
c)旋轉或往復運動機械設備中自成整體或作為部件的受壓器室(如泵殼、壓縮機外殼、渦輪機外殼、液壓缸等);
d)核能裝置中存在種子輻射損傷失效風險的容器;
e)直接火焰加熱的容器;
f)內直徑(對非圓形截面,指截面內邊界的最大幾何尺寸,如:矩形為對角線,橢圓為長軸)小于150mm的容器;
g)搪玻璃容器和制冷空調行業中另有國家標準或行業標準的容器。現在是31頁\一共有146頁\編輯于星期日32六.GB150.1《壓力容器》1.6標準管轄區域適用范圍1.6.1容器與外部管道連接:
a)焊接連接的第一道環向接頭坡口端面;
b)螺紋連接的第一個螺紋接頭端面;
c)法蘭連接的第一個法蘭接頭端面;
d)專用連接件或管件連接的第一個密封面。1.6.2接管、人孔、手孔等的承壓封頭、平蓋及其緊固件。1.6.3非受壓元件與受壓元件的連接焊縫。1.6.4直接連接在容器上的非受壓元件如支座、裙座等。1.6.5容器的超壓泄放裝置。現在是32頁\一共有146頁\編輯于星期日33六.GB150.1《壓力容器》2規范性引用文件3術語與符號3.1.4參見4.3.2(b)3.1.6最大允許工作壓力(釋義3.9.2重新進行全面強度校核,所以合同中有明確要求的再給此)現在是33頁\一共有146頁\編輯于星期日34六.GB150.1《壓力容器》3.1.15低溫容器設計溫度低于-20℃的碳素鋼、低合金鋼、雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼制容器,……。注意:原來附錄C是低于或等于-20℃,有些單位設計中遇到-20℃就人為地叫工藝(用戶)改變條件到-19.9℃以避開低溫的范圍,現在不需要修改設計輸入參數。現在是34頁\一共有146頁\編輯于星期日35六.GB150.1《壓力容器》4.1.4固定式壓力容器接受TSGR0004監察4.1.6附錄C、D、E都要按容規1.9送交技術評審現在是35頁\一共有146頁\編輯于星期日36六.GB150.1《壓力容器》4.2.2.1對用戶或設計委托方提出的書面形式的設計條件(UDS-User’sDesignSpecification)規定了至少應該包含的7個要素在這里明確了設計輸入4.2.2.2設計單位的職責5個要素4.2.2.3制造單位的職責5個要素現在是36頁\一共有146頁\編輯于星期日37六.GB150.1《壓力容器》4.3設計一般規定4.3.14.3.2載荷設計時應考慮以下載荷:
a)內壓、外壓或最大壓差;
b)液柱靜壓力,當液柱靜壓力小于設計壓力的5%時,可忽略不計;
需要時,還應考慮下列載荷;
c)容器的自重(包括內件和填料等),以及正常工作條件下或耐壓試驗狀態下內裝介質的重力載荷;
d)附屬設備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷;等4.3.3考慮原則4.3.4設計溫度4.3.5工況4.3.6~8厚度現在是37頁\一共有146頁\編輯于星期日38六.GB150.1《壓力容器》4.3.7殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度:a)對碳素鋼、低合金鋼制容器,不小于3mm;b)對高合金鋼制容器,不小于2mm。現在是38頁\一共有146頁\編輯于星期日39六.GB150.1《壓力容器》4.4許用應力4.5焊接接頭分類和焊接接頭系數4.6耐壓試驗4.6.1.7多腔壓力容器的壓力試驗4.6.2.2內壓容器的耐壓試驗
4.6.2.3外壓容器的壓力試驗4.6.3耐壓試驗應力校核
4.6.4耐壓試驗的免除4.7泄漏試驗4.8焊接接頭結構設計要求4.9超壓泄放裝置現在是39頁\一共有146頁\編輯于星期日40六.GB150.1《壓力容器》現在是40頁\一共有146頁\編輯于星期日41六.GB150.1《壓力容器》附錄A附錄B附錄C附錄D附錄E現在是41頁\一共有146頁\編輯于星期日42六.GB150.2《壓力容器》第2部分:材料注意:《資料性附錄》為推薦性《規范性附錄》為強制性現在是42頁\一共有146頁\編輯于星期日43六.GB150.2《壓力容器》GB150.2-2011第2部分-材料GB150-19984材料前言1.范圍2.規范性引用文件3.總則4.1總則4.鋼板4.2鋼板5.鋼管4.3鋼管6.鋼鍛件4.4鍛件7.螺柱(含螺栓)和螺母用鋼棒4.5螺柱和螺母附錄A(規范性附錄)材料的補充規定附錄A(標準的附錄)材料的補充規定附錄B(資料性附錄)鋼材高溫性能參考值附錄F(提示的附錄)鋼材高溫性能附錄C(資料性附錄)高合金鋼鋼號近似對照。附錄D(規范性附錄)Q235系列鋼板的使用規定。相關內容分散各相應章節中C(標準的附錄)低溫壓力容器(材料部分)取消H(提示的附錄)材料的指導性規定現在是43頁\一共有146頁\編輯于星期日44六.GB150.2《壓力容器》1范圍
GB150的本部分規定了壓力容器受壓元件用鋼材允許使用的鋼號及其標準,鋼材的附加技術要求,鋼材的使用范圍(溫度和壓力)和許用應力。
本部分適用于設計溫度-253℃-800℃、設計壓力不大于35MPa的壓力容器。
本部分不適用的范圍為:GB150.1規定的不適用范圍:制冷(NB/T47012-2011)、造紙行業的容器,搪玻璃容器和簡單壓力容器(TSGR0003);TSGR0004中1.4條所規定的范圍。現在是44頁\一共有146頁\編輯于星期日45六.GB150.2《壓力容器》TSGR0003簡單壓力容器第二條本規程所稱的簡單壓力容器是指結構簡單、危險性較小的壓力容器。第三條本規程適用于用時滿足一下條件的簡單壓力容器;(一)容器由簡體和平封頭、凸形封頭(不包括球冠形封頭),或者由兩個凸形封頭組成;(二)簡體、封頭和接管等主要受壓元件的材料為碳素鋼、奧氏體不銹鋼;(三)設計壓力小子或者等于1.6MPa;(四)容器小于或者等于1000L;(五)工作壓力與容器的乘積大于或者等于2.5MPa*L,并且小于或者等于1000MPa*L;(六)介質為空氣、氮氣和醫用蒸餾水蒸發而成的水蒸氣;(七)設計溫度大于或者等于-20℃,最高工作溫度小于或者等于150℃;(八)非直接火焰的焊接容器。現在是45頁\一共有146頁\編輯于星期日46六.GB150.2《壓力容器》TSGR0004中1.4條1.4使用范圍的特殊規定壓力容器使用單位應參照本規程使用管理的有關規定,負責本條范圍內壓力容器的安全管理。1.4.1只需要滿足本規程總則、設計、制造要求的壓力容器本規程使用范圍內,容積大于等于25L的下列壓力容器,只需要滿足本規程第1、3、4章的規定:1.4.2只需要滿足總則和設計、制造許可的壓力容器容器大于1L并且小于25L,或者內直徑(對非圓形截面,指截面內邊界的最大幾何尺寸,例如矩形為對角線,橢圓為長軸)小于150mm的壓力容器,只需要滿足本規程總則和3.1、4.11的規定,其設計制造按照相關產品標準的要求進行。1.4.3只需滿足總則和制造許可要求的壓力容器容積小于或者等于1L的壓力容器,只需要滿足本規程總則和4.11的規定,其設計制造按相關產品標準的要求進行。現在是46頁\一共有146頁\編輯于星期日47六.GB150.2《壓力容器》2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。共38項標準,其中新增加19項現在是47頁\一共有146頁\編輯于星期日48六.GB150.2《壓力容器》3總則3.1本標準對壓力容器受壓元件所采用的鋼板、鋼管、鋼鍛件和螺柱(含螺栓)用鋼材做出了相關規定。與受壓元件相焊接的非受壓元件用鋼應是焊接性良好的鋼材。3.2采用本標準未列入鋼號的鋼材時,除奧氏體體型鋼材外均應符合附錄A的有關規定。允許采用已列入國家標準中的奧氏體型鋼材,但其技術要求(如磷、硫含量,強度指標)不應低于本標準所列入相應鋼材標準中化學成分相近鋼號的規定。現在是48頁\一共有146頁\編輯于星期日49六.GB150.2《壓力容器》3.3壓力容器受壓元件用鋼應附有鋼材生產單位的鋼材質量證明書原件,容器制造單位應按質量證明書對鋼材進行驗收。如無鋼材生產單位的鋼材質量證明書原件時,則應按TSGR0004中2.1的規定。對符合TSG0004中2.11所規定的情況,壓力容器制造單位應對鋼材進行復驗。3.4選擇壓力容器受壓元件用鋼時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等)、材料的性能(力學性能、工藝性能、化學性能和物理性能)、容器的制造工藝以及經濟合理性。3.5壓力容器受壓元件用鋼應當是氧氣轉爐或者電爐冶煉的鎮靜鋼。對標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa的低合金鋼鋼板和奧氏體-鐵素體型不銹鋼鋼板,以及用于食用溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件,還應當采用爐外精煉工藝。現在是49頁\一共有146頁\編輯于星期日50六.GB150.2《壓力容器》3.6壓力容器受壓元件用鋼材的使用溫度上限3.6.1鋼材的使用溫度上限(相應受壓元件的最高設計溫度)為本標準各許用應力表中各鋼號許用應力所對應的最高溫度。如在工藝過程中,鋼材需短時在高于使用溫度上限操作時,由設計文件規定。許用應力表中粗線右側的許用應力系由鋼材10萬小時的高溫持久強度極限所確定。3.6.2碳素鋼和碳錳鋼鋼材在高于425℃溫度下長期使用時,應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。3.6.3奧氏體型鋼材的使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量應不小于0.04%。現在是50頁\一共有146頁\編輯于星期日51六.GB150.2《壓力容器》3.7壓力容器受壓元件用鋼材的使用溫度下限3.7.1鋼材(奧氏體型鋼材除外)的使用溫度下限(相應受壓元件的最低設計溫度)按第4章至第7章相關條文的規定。3.7.2奧氏體型鋼材的使用溫度高于或等于-196℃時,可免做沖擊試驗。低于-196℃—-253℃,由設計文件規定沖擊試驗要求。3.7.3對用于低溫低應力工況的鋼材,其使用溫度下限按GB150.3附錄E的規定。現在是51頁\一共有146頁\編輯于星期日52六.GB150.2《壓力容器》3.8碳素鋼和低合金鋼鋼材的沖擊試驗要求3.9根據設計文件要求,鋼材可按GB/T4334進行晶間腐蝕試驗,也可按有關標準進行應力腐蝕試驗、點腐蝕試驗,具體試驗方法和合格指標在設計文件中規定。3.10對鋼材有特殊技術要求時(如特殊冶煉方法、嚴格的化學成分、較高的沖擊功指標、附加保證高溫屈服強度、提高無損檢測合格等級、增加力學性能檢驗率等),應在設計文件中規定。現在是52頁\一共有146頁\編輯于星期日53六.GB150.2《壓力容器》3.11對于列入本標準的標準抗拉強度下限值大于或等于540MPa的和用于壓力容器設計溫度低于-40℃的低中的合金鋼鋼板,如鋼板制造單位無該鋼板在壓力容器中的應用業績,則鋼板制造單位仍應按TSGR0004的規定通過技術評審。3.12鋼材的高溫屈服強度、持久強度極限、模性模量和平均線膨脹系數參考值參見附錄B。3.13高合金鋼鋼號似對照參考見附錄C。3.14壓力容器制造或現場焊接單位對受壓元件用鋼材的代用,應事先取得原設計單位的書面批準,并在竣工圖上做詳細記錄。3.15本標準中各鋼材的許用應力按GB150.1的原則確定,各鋼材許用應力表中中間溫度的許用應力可用內插法求得。現在是53頁\一共有146頁\編輯于星期日54六.GB150.2《壓力容器》4鋼板4.1碳素鋼和低合金鋼鋼板4.1.4下列碳素鋼和低合金鋼鋼板,應在正火狀態下使用:a)用于多層容器內筒的Q245R和Q345R;b)用于殼體的厚度大于36mm的Q245R和Q345R;c)用于其他受壓元件(法蘭、管板、平蓋等)的厚度大于50mm的Q245R和Q345R。現在是54頁\一共有146頁\編輯于星期日55六.GB150.2《壓力容器》4.1.5下列碳素鋼和低合金鋼鋼板,應每張熱處理鋼板(熱處理后鋼板被切割成數張時仍按1張考慮)進行拉伸和V型缺口沖擊試驗a)調質熱處理鋼板;b)多層容器的內筒鋼板;c)殼體厚度大于60mm的鋼板。4.1.6根據設計文件要求,對厚度大于36mm的調質狀態使用的鋼板和厚度大于80mm的正火或正火加回火狀態使用鋼板,可增加一組在鋼板厚度1/2處取樣的沖擊試驗,其沖擊功指標在設計文件中規定。4.1.7根據設計文件要求,對厚度大于36mm的標準抗拉強度下限值大于或等于540MPa的鋼板和用于設計溫度低于-40℃的鋼板,可附加進行落錘試驗。試驗按GB/T6803進行,采用P-2型試樣,無塑性轉變(NDT)溫度的合格指標在設計文件中規定。現在是55頁\一共有146頁\編輯于星期日56六.GB150.2《壓力容器》4.1.8殼體用鋼板(不包括多層容器的層板)應按表3的規定逐張進行超聲檢測,鋼板超聲檢測方法和質量等級按JB/T4730.3的規定。4.1.9公稱容器大于或等于50m3的球形儲罐,其球殼板厚度不宜大于50mm。4.1.10用于設計溫度高于200℃的Q370R鋼板,以及用于設計溫度高于300℃的18MnMoNbR、13MnNiMoR和12Cr2Mo1VR鋼板,要求鋼板按批進行設計溫度下的高溫拉伸試驗,其屈服強度值參見附錄B。4.1.11受壓元件用鋼板,其使用溫度下限按表4的規定。對厚度大于100mm的殼體用鋼板及其焊接接頭,應規定較嚴格的沖擊試驗要求,設計單位可選用下列方法:a)沖擊試驗溫度按最低設計溫度,但沖擊功指標高于表1的規定;b)沖擊試驗溫度低于最低設計溫度,沖擊功指標表1的規定。現在是56頁\一共有146頁\編輯于星期日57六.GB150.2《壓力容器》4.1.12允許使用ISO9328-2中的P265GH和P355GH鋼板。當鋼板需進行-20℃沖擊試驗時,P265GH和P355GH鋼板的沖擊功指標應分別提高到31J和34J。4.1.13Q235系統鋼板(Q235B和Q235C)的使用規定見附錄D。4.2高合金鋼鋼板4.2.1鋼板的標準、厚度范圍及許用應力按表5的規定。4.2.2表5中的所有鋼板均應由經爐外精煉的鋼軋制而成。用連鑄坯軋制的鋼板其壓縮比應不小于3。4.2.3鋼板的交貨狀態應按GB24511的相應規定。鐵素體型(S1××××)鋼板以退火狀態交貨,奧氏體-鐵素體型(S2××××)鋼板和奧氏體型S2××××)鋼板以固溶熱處理狀態交貨。4.2.4GB24511標準中熱軋厚鋼板、熱軋鋼板及鋼帶的厚度允許偏差分普通精度和較高精度兩個等級,壓力容器一般采用普通精度,如需采用較高精度(代號PT)時,應在設計文件中規定。現在是57頁\一共有146頁\編輯于星期日58六.GB150.2《壓力容器》4.2.5GB24511標準中鋼板的表面加工類型,熱軋產品分為1E級(熱軋、熱處理、機械除氧化皮)和1D級(熱軋、熱處理、酸洗),冷軋產品分為2D級(冷軋、熱處理、酸洗或除鱗)和2B級(冷軋、熱處理、酸洗或除鱗、光亮加工),設計文件中應規定表面加工類型。壓力容器中熱軋產品一般采用1D級,冷軋產品一般采用2B級。4.2.6受壓元件用鋼板,使用溫度下限按下列規定:a)鐵素體型鋼板為0℃;b)奧氏體-鐵素體型鋼板為-20℃;c)奧氏體型鋼板按3.7.2規定。4.2.7設計文件可按GB24511標準提出對奧氏體型鋼板附加檢驗RP1.0的要求,并用標準規定值按GB150.1中4.4確定鋼板的許用應力。現在是58頁\一共有146頁\編輯于星期日59六.GB150.2《壓力容器》4.3復合鋼板4.3.1不銹鋼—鋼復合板4.3.2鎳—鋼復合板4.3.3鈦—鋼復合板4.3.4銅—鋼復合板現在是59頁\一共有146頁\編輯于星期日60六.GB150.2《壓力容器》5鋼管5.1碳素鋼和低合金鋼鋼管5.1.3GB/T8163中10、20鋼和Q345D鋼管的使用規定如下:a)不得用于換熱管;b)設計壓力不大于4.0MPa;c)10、20和Q345D鋼管的使用溫度下限相應為-10℃、0℃和-20℃;d)鋼管壁厚不大于10mm;e)不得用于毒性程度為極度或高度危害的介質。現在是60頁\一共有146頁\編輯于星期日61六.GB150.2《壓力容器》5.1.4GB9948中各鋼號鋼管的使用規定如下:a)換熱管應選用冷拔或冷軋鋼管,鋼管的尺寸精度應選用搞基精度;b)外徑不小于70mm,且壁厚不小于6.5mm的10和20鋼管,應分別進行-20℃和0℃的沖擊試驗,3個縱向標準試樣的沖擊功平均值應不小于31J。1個試樣的最低值以及小尺寸試樣的沖擊功指標按3.8.2的規定。10和20鋼管的使用溫度下限分別是-20℃和0℃。現在是61頁\一共有146頁\編輯于星期日62六.GB150.2《壓力容器》5.1.5GB6479中各鋼號鋼管的使用規定如下:a)鋼中含硫量應不大于0.020%;b)換熱管應選用冷拔或冷軋鋼管,鋼管尺寸精度應選用高級精度;c)外徑不小于70mm,且壁厚不小于6.5mm的20和16Mn鋼管,應分別進行0℃和-20℃的沖擊試驗,3個縱向標準試樣的沖擊功平均值應分別不小于31J和34J。2個試樣的最低值以及小尺寸試樣的沖擊功指標3.8.2的規定。20和16Mn鋼管的使用溫度下限分別為0℃和-20℃。現在是62頁\一共有146頁\編輯于星期日63六.GB150.2《壓力容器》5.2高合金鋼鋼管5.2.1鋼管的標準、壁厚范圍及許用應力按表8的規定。鋼管的交貨狀態應按表8中相應鋼管標準的規定。表8中GB13296和GB/T14976鋼號中的統一數字代號系按GB/T20878的規定。5.2.2GB/T14976中的鋼管不得用于換熱管。5.2.3GB/T21833中的鋼管如用于換熱管時,應選用冷拔或冷軋鋼管,鋼管的尺寸精度應選用高級精度。5.2.4GB/T12771中的Ⅰ類-Ⅳ類鋼管允許使用,但不得用于換熱管,圖樣上應注明所選用的鋼管類別。Ⅰ類鋼管的許用應力可選用GB/T14976中相應鋼號無縫鋼管的許用應力。Ⅲ類和Ⅳ類鋼管使用規定如下:a)設計壓力小于10.0MPa;b)不得用于毒性程度為極度或高度危害的介質。現在是63頁\一共有146頁\編輯于星期日64六.GB150.2《壓力容器》6鋼鍛件7螺柱(含螺栓)和螺母用鋼棒現在是64頁\一共有146頁\編輯于星期日65六.GB150.2《壓力容器》附錄A(規范性附錄)材料的補充規定附錄D(規范性附錄)Q235系列鋼板的使用規定現在是65頁\一共有146頁\編輯于星期日66六.GB150.3《壓力容器》第3部分:設計受內壓圓筒和球殼(第三章)
受外壓圓筒和球殼以及外壓曲線(第四章)
各種封頭的設計計算方法(第五章)
開孔補強的設計方法(第六章)
法蘭設計計算方法(第七章)非圓形截面容器(附錄A-規范性附錄)
鋼帶錯繞筒體(附錄B-規范性附錄)
密封結構(附錄C-資料性附錄)
焊接接頭結構(附錄D-資料性附錄)
關于低溫壓力容器的基本設計要求(附錄E-規范性附錄)現在是66頁\一共有146頁\編輯于星期日67六.GB150.3《壓力容器》第三章中GB150.3對GB150-1998所作的修改和增加的內容
內壓圓筒和內壓球殼
-增加了按外徑進行壁厚設計計算的相應公式
(3-2)(3-4)(3-7)(3-9)(3-11)(3-13)
受外壓圓筒和球殼以及外壓曲線
-增加了對應于高強度材料的外壓曲線
-增加了材料與應力系數B曲線圖的對應選用表現在是67頁\一共有146頁\編輯于星期日68六.GB150.3《壓力容器》第五章中各種封頭的設計計算方法
-增加了偏心錐殼、低壓折邊平封頭、帶筋平封頭和拉撐結構的設計計算方法
-調整了部分平蓋的結構特征系數K
-修改了球冠形封頭、錐殼與筒體連接的加強設計方法現在是68頁\一共有146頁\編輯于星期日69六.GB150.3《壓力容器》第六章中開孔補強的設計方法
-增加了針對筒體上法向接管開孔補強設計的分析方法,開孔率使用范圍可達0.9
-修改了平蓋上開孔接管的補強設計方法現在是69頁\一共有146頁\編輯于星期日70六.GB150.3《壓力容器》第七章中法蘭設計計算方法
-增加了整體法蘭和按整體法蘭計算的任意法蘭的剛度校核要求
-增加了波齒墊片設計選用參數現在是70頁\一共有146頁\編輯于星期日71六.GB150.3《壓力容器》3內壓圓筒和內壓球殼3.3圓筒計算園筒:環向應力是軸向應力2倍,最大主應力為環向應力,所以公式中焊接接頭系數為縱向焊縫接頭系數。適用范圍:Pc≤0.4[σ]tφ計算厚度
δ=pcDi/2[σ]tφ-pcδ=pcDo/2[σ]tφ-pc3.4球殼計算球殼:環向應力和徑向應力相等。按中徑公式可推導出,相當于K≤1.353,公式中焊接接頭系數為所有拼接焊縫接頭系數。適用范圍:球殼Pc
≤0.6[σ]tφ計算厚度
δ=pcDi/4[σ]tφ-pcδ=pcDo/4[σ]tφ-pc現在是71頁\一共有146頁\編輯于星期日72六.GB150.3《壓力容器》關于最大高允許工作壓力(MAWP)的確定方法
對于需安裝安全泄放裝置且需進行氣密性試驗的容器,為使安全泄放裝置的整定壓力高于氣密性試驗壓力(一般為設計壓力),應確定設備的最高允許工作壓力(MAWP)。
一臺設備的最高允許工作壓力(MAWP)是客觀存在的,在工程設計中一般可不要求得到其精確值。
如在圖紙上標注了設備的MAWP,則應以該值來確定壓力試驗的最低值。現在是72頁\一共有146頁\編輯于星期日73六.GB150.3《壓力容器》確定MAWP的一般條件
1)利用關于殼體(包括筒體和封頭)的最高允許工作壓力計算公式求得該設備殼體的pmax;
2)以該pmax對設備上所有其他的受壓元件進行校核;
3)如所有的校核計算結果都合格,則就取該pmax為設備的MAWP;如有一個或多個受壓元件校核不合格,則應適當降低該pmax值后對不合格的元件重新校核,直到所有受壓元件都校核合格。現在是73頁\一共有146頁\編輯于星期日74六.GB150.3《壓力容器》內壓承壓元件計算小結
1.圓筒、球形封頭、橢圓封頭和碟形封頭都給出了以內徑和外徑為基準的壁厚計算公式
2.圓筒和球殼計算仍采用中徑公式、第一強度理論,其誤差滿足工程需要。
3.球冠形封頭計算分球面部分和連接部分
4.錐殼壓力作用下為滿足變形協調產生的邊緣應力校核,增加δ/RL<0.002和δ/Rs<0.002情況下,加強段厚度的計算公式
5.增加了內壓加軸向載荷(風、地震)共同作用下錐殼與圓筒連接處的加強設計
6.增加了最高允許工作壓力Pw的計算方法現在是74頁\一共有146頁\編輯于星期日75六.GB150.3《壓力容器》σH、σθ是以K=Do/Di≤1.2薄壁容器內徑公式導出,認為應力是均勻分布。隨壁厚增加K值增大,應力分布不均勻程度加大,當K=1.5時,由薄壁公式計算應力比拉美公式計算應力要低23%,誤差較大;當采用(Di+δ)替代Di內徑后,則其應力僅相差3.8%,這樣擴大了公式應用范圍(K≤1.5),誤差在工程允許范圍內。現在是75頁\一共有146頁\編輯于星期日76六.GB150.3《壓力容器》4外壓圓筒和外壓球殼失穩:外壓元件承受的壓應力,其破壞形式主要是失穩,失穩可分為周向失穩和軸向失穩。周向失穩斷面由園形變成波形——周向壓縮應力引起軸向失穩軸線由直線變成波形線——軸向壓縮應力引起現在是76頁\一共有146頁\編輯于星期日77六.GB150.3《壓力容器》外壓容器園筒和球殼的設計主要是穩定性計算。外壓容器園筒壁厚的計算,主要是為了防止在外壓作用下殼體的失穩。為了防止失穩,應使殼體防止失穩的許用壓力[P]大于或等于計算壓力Pc.園筒穩定安全系數取3.0,球殼穩定安全系數取14.52。1)周向失穩計算外壓容器殼體壁厚計算一般采用圖算法,根據殼體直徑(或半徑),計算長度,假設壁厚(δe)和所用材料牌號,利用圖表查取系數,然后代入公式得到許用外壓力[P],使[P]≥Pc;否則重新計算直至合格為止。2)軸向失穩計算由園筒或管子的半徑,壁厚δe和所用材料牌號,用圖表查取系數,代入公式得B值,使計算壓力Pc小于或等于許用軸向壓縮應力。許用軸向壓縮應力取設計溫度下材料許用應力[σ]和B值的較小值現在是77頁\一共有146頁\編輯于星期日78六.GB150.3《壓力容器》外壓圓筒和外壓球殼
注意*外壓計算長度
–圖**適用范圍:Do/δe判別≥20薄壁圓筒和<20厚壁圓筒***合格指標:[p]≥pc****措施:加強圈現在是78頁\一共有146頁\編輯于星期日79六.GB150.3《壓力容器》設計壓力和計算壓力的概念GB150-1998GB150.2-20113.5.1確定外壓容器的設計壓力時,應考慮在正常工作情況下可能出現的最大內外壓力差。3.5.1由2個或2個以上壓力室組成的容器,確定設計壓力時,應考慮各室之間的最大壓力差。4.3.3d)對于外壓容器,確定計算壓力時應考慮在正常工作情況下可能出現的最大內外壓力差。4.3.3e)由2個或2個以上壓力室組成的容器,應分別確定個壓力室的設計壓力,確定公用元件的計算壓力時,應考慮相鄰室之間的最大壓力差。現在是79頁\一共有146頁\編輯于星期日80六.GB150.3《壓力容器》4.5外壓園筒加強圈的設計防止外壓園筒失穩措施1)增加園筒壁厚;2)縮短園筒的計算長度;3)設置加強圈。加強圈設置應整圈圍繞在園筒上,并要求有足夠截面積和組合慣性距。加強圈可設置在容器內部或外部。加強圈和園筒之間連接可采用連續焊或間斷焊。間斷焊外部不少于園筒周長的1/2,內部不少于1/3。現在是80頁\一共有146頁\編輯于星期日81六.GB150.3《壓力容器》受外壓承壓元件的強度設計外壓容器的失效形式有兩種:
發生壓縮屈服破壞;
當外壓達到一定的數值時,殼體的徑向撓度隨壓縮應力的增加急劇增大,直至容器壓扁,這種現象稱為外壓容器的失穩或屈曲。現在是81頁\一共有146頁\編輯于星期日82六.GB150.3《壓力容器》外壓容器的設計參數
外壓筒體計算長度L:指筒體上兩個剛性構件如封頭、法蘭、加強圈之間的最大距離。
對于凸形端蓋:L=圓筒長+封頭直邊段+端蓋深度
對于法蘭:L=兩法蘭面之間的距離
對于加強圈:L=加強圈中心線之間的距離現在是82頁\一共有146頁\編輯于星期日83六.GB150.3《壓力容器》5封頭5.3橢圓形封頭:計算公式:標準橢圓形封頭Di/2hi=2(相當于K=1)。其中:表示為封頭形狀系數,現在是83頁\一共有146頁\編輯于星期日84六.GB150.3《壓力容器》5.4碟形封頭:應力分布:碟形封頭由球面、環殼和園筒組成,應力分布與橢圓封頭相似。徑向應力
σr為拉伸應力,在球面部分均勻分布,至環殼應力逐漸減小,到底邊應力降至一半。周向應力
σθ在球面部分為均勻分布拉伸應力,環殼上為壓縮應力,在連接點到底邊逐漸減小,而在球面與環殼連接處最大。碟形殼的應力與變形現在是84頁\一共有146頁\編輯于星期日85六.GB150.3《壓力容器》球冠形封頭:*用途**兩側受壓***連接的圓筒現在是85頁\一共有146頁\編輯于星期日86六.GB150.3《壓力容器》5.6錐殼:*α≤60°按圓筒計算(當量圓筒Dc/cosα)
α>60°按圓板(平蓋)計算錐形封頭半頂角α≤60°,以大端直徑為當量園筒直徑(Di/cosα)方法計算(即按當量園筒一次薄膜應力計算)。同一直徑處周向應力等于軸向應力2倍;不同直徑處,應力是不同的。半頂角α>60°,按園平板計算,此時應力以彎曲應力為主,與薄膜理論不適應的。大端α≤30°采用無折邊結構;α>30°帶折邊;小端α≤45°采用無折邊結構;α>45°帶折邊。現在是86頁\一共有146頁\編輯于星期日87六.GB150.3《壓力容器》5.6.1.2結構要求表5-4半頂角α>60°的錐形封頭按平蓋計算現在是87頁\一共有146頁\編輯于星期日88六.GB150.3《壓力容器》6開孔和開孔補強開孔不僅削弱容器強度,也造成局部應力集中,是造成容器破壞重要因素,所以開孔補強是壓力容器設計重要組成部分。開孔范圍可不另行補強的條件
開孔補強的結構開孔補強的要求現在是88頁\一共有146頁\編輯于星期日89六.GB150.3《壓力容器》6.1.1等面積法適用范圍:在筒體、封頭上開圓孔,橢圓孔或長圓孔。非園孔的a/b≤2。筒體Di≤1500或凸形封頭d≤1/2Di(且筒體d≤520mm)筒體Di>1500或錐形封頭d≤1/3Di(且筒體d≤1000mm)注意d的取值與法線夾角有關系現在是89頁\一共有146頁\編輯于星期日90六.GB150.3《壓力容器》6.1.3不另行補強的最大開孔直徑:應滿足GB150P758.3規定表6-1注意腐蝕裕度現在是90頁\一共有146頁\編輯于星期日91六.GB150.3《壓力容器》6.3.2補強結構形式與補強材料:兩種開孔補強型式——整體補強和局部補強(補強圈)整體補強增加殼體厚度(經濟性差)厚壁管(推薦)整體補強鍛件與殼體焊接(嵌入式接管)
GB150P222圖J5a),b)局部補強補強圈(推薦)現在是91頁\一共有146頁\編輯于星期日92六.GB150.3《壓力容器》6.3.2.1補強圈補強:σb≤540MPa;δ≤1.5δn;δn≤38mm6.3.2.2整體補強要求:下列情況之一,應采用整體補強(增加殼體厚度或采用補強鍛件與殼體相焊)。HG20583鋼制化工容器結構規定。σb>540MPa;δ>1.5δn;δn>38mmPd≥4.0MPa;Td>350℃介質為極度,高度危害介質現在是92頁\一共有146頁\編輯于星期日93六.GB150.3《壓力容器》7法蘭1)按墊片窄面法蘭墊片在螺栓孔內側(一般采用窄面法蘭)寬面法蘭墊片在螺栓孔兩側2)按整體性程度松式法蘭法蘭與筒體未連成整體,如活套法蘭、螺紋法蘭整體法蘭法蘭環、錐頸與筒體連成整體,如長頸法蘭任意式法蘭如平焊法蘭(JB4700中,甲、乙型平焊法蘭)3)按密封面型式突面法蘭由一對平面組成凹凸面法蘭由一對相配合的凹面和凸面組成榫槽法蘭由一對相配合的榫面和槽面組成環面法蘭由一對相配合的環面組成現在是93頁\一共有146頁\編輯于星期日94六.GB150.3《壓力容器》按密封面形式法蘭示意圖現在是94頁\一共有146頁\編輯于星期日95六.GB150.3《壓力容器》墊片墊片壓緊力:預緊狀態最小壓緊力FG=Fa=πDGby操作工況下最小壓緊力FG=Fp=2πDGbmpcm—墊片系數,墊片操作時,為保持密封需要施加于墊片單位有效密封面積上的最小壓緊力與內壓力比值。y—墊片比壓力,墊片在預緊時,為了消除法蘭密封面與墊片接觸面間的縫隙,需施加于墊片單位有效密封面積上的最小壓緊力。墊片合理設計,應使墊片在預緊和操作狀態下所需壓緊力盡可能小。現在是95頁\一共有146頁\編輯于星期日96六.GB150.3《壓力容器》螺栓螺栓載荷:預緊狀態Wa=Fa=πDGby操作狀態Wp=F+Fp=(π/4)DG2pc+2πDGbmpc螺栓面積:預緊時Aa=Wa/[σ]操作時Ap=Wp/[σ]tb取兩者大值作為確定螺栓截面積依據。在螺栓面積A已定情況下,選用小直徑螺栓,個數多;選用大直徑螺栓,個數少,為保證扳手在周向和徑向間距要求,應選取合適螺栓直徑,使螺栓中心圓直徑最小。螺栓中心圓直徑增大,使螺栓預緊力增大,承受彎距增大,不利于密封。現在是96頁\一共有146頁\編輯于星期日97六.GB150.3《壓力容器》法蘭密封要求法蘭是通過緊固螺栓(螺柱)壓緊墊片來實現密封,所以法蘭設計要防止泄漏,既要保證強度,也要有足夠剛性,以保持良好密封性。影響法蘭密封因素:a)操作條件,P、T、介質b)螺栓的預緊力c)墊片的性能,應考慮墊片材料對溫度及其介質相容性。d)法蘭密封面形式e)法蘭剛度現在是97頁\一共有146頁\編輯于星期日98六.GB150.3《壓力容器》法蘭設計的合理性
a)選擇墊片時,盡可能選擇所需壓緊力小的墊片,即m、y小的墊片。b)盡可能縮小螺栓中心圓直徑,減小法蘭力矩的力臂,有利密封;c)合理設計法蘭錐頸(δ1)和法蘭環(δf),既保證強度,又有足夠剛度,即調整δ1、δf使法蘭的各計算應力盡可能接近相應許用應力,趨滿應力狀態。現在是98頁\一共有146頁\編輯于星期日99六.GB150.4《壓力容器》第4部分:制造、檢驗和驗收(1)適應GB150-1998頒布13年來中國發生的技術和管理變化—壓力容器的大型化、高參數、長周期趨勢(失效模式發生變化)高含硫原油的加工,介質腐蝕性愈加嚴重,壓力容器面臨著防止應力腐蝕、腐蝕疲勞、氫損傷等多種失效模式的新課題;容器大型化導致低合金高強鋼廣泛應用,裂紋敏感性增強。目前高強鋼承壓設備占2%左右,其中10%發現有各種原因造成的裂紋。大型石化裝置長周期運行
—安全管理觀念的轉變強調本質安全,致力于提高壓力容器的內在質量。“基于風險(失效模式)的壓力容器設計、制造與檢驗“技術在制造、檢驗中的應用。加強對壓力容器制造質量的事前控制。現在是99頁\一共有146頁\編輯于星期日100六.GB150.4《壓力容器》(2)技術標準必須與國家法規及安全技術規范協調一致(3)與國際接軌和國際貿易的需要1997年歐盟頒布了PED,同時實施了以技術法規為基本安全要求、協調標準未技術支撐的安全保障體系。后續發布的歐洲統一壓力容器標準在技術上全面滿足PED的安全基本要求,全面提出了基于失效模式設計的理念,在設計準則、計算方法、制造檢驗要求等方面引入了現代技術研究的成果。對促進貿易和提高競爭力起到了重要的作用。
美國、澳大利亞和其他國家也相繼訂了原油的技術標準體系。相應降低了安全系數,使我國面臨國外壓力容器產品的沖擊,需合理修訂標準(如容器分類,設計與制造階段的風險評估與控制,材料復驗,產品焊接試件要求等),提高中國壓力容器產品的質量和國際競爭力。現在是100頁\一共有146頁\編輯于星期日101六.GB150.4《壓力容器》(4)解決行業關注的突出問題的需要如基于失效模式的制造、檢驗,成形受壓元件的性能恢復,無損檢測的時機與方法等。(5)技術發展的需要GB150-1998《鋼制壓力容器》實施以來,我國壓力容器材料、設計、制造、檢驗水平大幅度提高。——新材料開發:增加新材料制造、檢驗與驗收要求。——材料性能提升:減少材料復驗。——封頭成形技術提升:限制折皺,采用全尺寸樣板檢查形狀。——焊接技術與裝備提高:提高焊接工藝評定要求,減少產品焊接試件數量。——檢驗技術開發:殼體直線度檢查、TOFD檢測技術、氣液組合壓力試驗。——相關標準修訂與進步:NB/T47014《承壓設備焊接工藝評定》等現在是101頁\一共有146頁\編輯于星期日102六.GB150.4《壓力容器》總體結構第1章第2章第3章△1、修訂為分標準,共13章;△2、GB150-1998附錄C融入正文;△3、多層容器相關要求獨立成章。○修改了GB150.4適用范圍。△增加了規范性引發文件。△增加了名詞術語。現在是102頁\一共有146頁\編輯于星期日103六.GB150.4《壓力容器》第4章第5章第6章○1、增加了對容器元件、焊材的要求;○2、增加了容器制造過程中風險預防與控制的規定;☆3、增加了對新技術、新工藝和新方法適用的規定;☆4、增加了容器制造過程中設計修改、材料代用的規定;☆5、增加信息化管理規定;△6、將容器焊接接頭分類的規定至GB150.1,并增加E類接頭;△7、刪去了對質保體系、人員資格的要求。○增加材料復驗的規定。
1、修改了受壓元件形成后實際厚度的規定;○2、修改了封頭形狀偏差檢查方法及合格要求;○3、修改了筒體直線度檢查方法;○4、修改了筒節長度的規定;☆5、提高了M36-M48的螺栓、螺柱和螺母的要求。現在是103頁\一共有146頁\編輯于星期日104六.GB150.4《壓力容器》第7章第8章
1、修改了需進行焊接工藝評定的范圍;☆2、修改了對新技焊接工藝評定試樣、技術檔案保存期;○3、增加了取樣、試驗方法、合格指標的規定;☆4、增加了合并制備產品焊接試件與母材熱處理試件的規定。☆1、增加了無損檢測方法選擇的規定;☆2、增加了無損檢測實施時機的規定;☆3、修改了全部(100%)射線或超聲檢測的范圍;☆4、修改了局部射線或超聲檢測范圍;
5、修改了表面檢測的范圍;☆6、增加了射線和超聲技術等級要求;☆7、增加了衍射時差法超聲檢測方法(TOFD)并規定了合格級別;☆8、增加了組合檢測要求;☆9、增加了無損檢測檔案保存要求。現在是104頁\一共有146頁\編輯于星期日105六.GB150.4《壓力容器》第11章第12章第13章☆1、增加了氣液組合試驗方法;☆2、修改了耐壓試驗溫度的規定;☆3、增加了氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗和氨撿漏試驗3種泄露試驗方法。○1、增加了多層整體包扎壓力容器的制造包扎壓力容器的制造、檢驗與驗收要求。○2、增加了鋼帶錯繞壓力容器的制造、檢驗與驗收要求。☆1、修改容器出廠質量證明文件所含的內容,增加了出廠質量證明文件;☆2、修改產品銘牌內容,增加了設備代碼等項目。現在是105頁\一共有146頁\編輯于星期日106六.GB150.4《壓力容器》1范圍1.1本部分規定了GB150使用范圍內的鋼制壓力容器的制造、檢驗與驗收要求;其他材料制壓力容器的制造、檢驗與驗收要求按相關標準。1.2本部分適用的壓力容器結構形式為單層焊接壓力容器、鍛焊壓力容器和多層壓力容器(包括多層筒節包扎、多層整體包扎、鋼帶錯繞和套合容器)。1.3對于奧氏體型鋼材制低溫壓力容器(設計溫度低于-196℃),由參與建造的各方協商規定附加的制造、檢驗與驗收要求,由設計單位在設計中予以規定。現在是106頁\一共有146頁\編輯于星期日107六.GB150.4《壓力容器》2規范性引用文件3名詞術語多層整體包扎容器、套合壓力容器、鋼帶錯繞容器等為各種結構高壓容器現在是107頁\一共有146頁\編輯于星期日108六.GB150.4《壓力容器》4總則4.1壓力容器的制造、檢驗與驗收依據4.1.1壓力容器的制造、檢驗與驗收應符合本部分規定和設計文件的要求。在下列標準的適用范圍內,如無附加規定一般應滿足如下要求:a)封頭符合GB/T25198的規定;b)補強圈符合JB/T4736的規定;c)容器法蘭及其連接符合JB/T4700-4707的規定;d)焊接材料符合NB/T47018.1-NB/T47018.7的規定。4.1.2管法蘭的選用應符合TSGR0004的相關規定。現在是108頁\一共有146頁\編輯于星期日109六.GB150.4《壓力容器》4.2壓力容器制造過程中的風險預防和控制對于設計單位出具了風險評估報告的壓力容器,制造單位應當根據風險評估報告提出的主要失效模式、容器制造檢驗要求和建議,完成下述工作;a)合理地確定制造和檢驗工藝;b)風險評估報告中給出的失效模式和防護措施應在產品質量證明文件中予以體現。主要變化或釋義:新增條款。受益于行業整體技術水平的提升,我國引入并實施先進的“基于風險的壓力容器設計、制造與檢驗”的理念和方法。該方法核心是;考慮容器壽命過程中可能出現的各種失效模式對安全性與壽命的影響,在設計、制造過程中預先控制和降低風險,使其安全服役到預定的設計使用年限。
設計階段的風險控制由《固容規》“3.6”條作出了規定;制造階段的風險控制即由本條款規定落實。由于需預防與控制的風險多樣,對同一風險的預防與控制也會因制造單位的技術水平、裝備能力、工藝習慣等的不同,而致采取的方法繁多,故本標準給出了提示性規定。現在是109頁\一共有146頁\編輯于星期日110六.GB150.4《壓力容器》4.3設計修改和材料代用
制造單位對原設計的修改以及受壓元件的材料代用,應當事先取得原設計單位的書面批準,并在竣工圖上做詳細記錄。4.4新技術和新工藝的使用
對于采用未列入本標準的壓力容器制造檢驗的新技術、新工藝和新方法時,應按TSGR0004的規定進行技術評審。例如:a)當采用未列入JB/T4730或者超出其適用范圍的無損檢測方法對在制壓力容器進行無損檢測時;b)當采用其他方法消除壓力容器及其受壓元件殘余應力時。現在是110頁\一共有146頁\編輯于星期日111六.GB150.4《壓力容器》4.5信息化管理壓力容器制造單位應當按規定及時將壓力容器制造相關數據輸入特種設備信息化管理系統。
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