压力容器设计基础
讲义
第一部分、压力容器设计基础知识
第一章压力容器失效模式
压力容器在载荷作用下丧失了正常的工作能力称为失效。
压力容器所考虑的失效模式主要为断裂、泄漏、过度变形和失稳。压力容器失效常以三种形式表现出来：强度、刚度、稳定性。
压力容器建造标准中主要考虑的失效模式：
1）短期失效模式：
（1）脆性断裂
（2）韧性断裂
（3）超量变形引起的接头泄漏
（4）超量局部应变引起的裂纹形成或韧性剪切
（5）弹性、塑性或弹塑性失稳
2）长期失效模式：
（1）蠕变断裂
（2）蠕变超量变形
（3）蠕变失稳
（4）冲蚀、腐蚀
（5）环境助长开裂，如：应力腐蚀开裂
3）循环失效
（1）扩展性塑性变形
（2）交替塑性
（3）弹性应变疲劳或弹-塑性应变疲劳
（4）环境助长疲劳，如：腐蚀疲劳
第二章 GB150适用范围
（1）适用的设计压力
①对于钢制容器不大于35MPa；
②其它金属材料制容器的设计压力适用范围按相应引用标准确定。
（2）适用的设计温度范围
①设计温度范围：－269℃～900℃。
②钢制容器不得超过按GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围。
③其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温
度确定。
（3）下列各类容器不在标准的适用范围内：
①设计压力低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa的容器；
②《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器；
③旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室（如泵壳、
压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）；
④核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器；
⑤直接火焰加热的容器；
⑥内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如：矩形为
对角线，椭圆为长轴）小于150mm的容器；
⑦搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容器。（4）对不能按 GB 150.3确定结构尺寸的容器或受压元件，允许采用以下方法进行设计:
①按照附录C的规定，进行验证性实验分析（如实验应力分析、验证性液压试验）。
②按照附录D的规定，利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。
③按照附录E的规定，采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定。（5）容器界定范围
①容器与外部管道连接：
a）焊接连接的第一道环向接头坡口端面；
b）螺纹连接的第一个螺纹接头端面；
c）法兰连接的第一个法兰密封面；
d）专用连接件或管件连接的第一个密封面。
②接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。
③非受压元件与受压元件的连接焊缝。
④直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等。
⑤容器的超压泄放装置。
注：
1、设计压力最高为35MPa，最低为0.1MPa。其中的最高设计压力为35MPa系沿袭中国石油化工总公司
和机械、化工两部《钢制石油化工压力容器设计规定》；最低设计压力0.1MPa系考虑与TSG R004《固定式压力容器安全技术监察规程》协调一致，并考虑与大多数国家的容器标准所划定的界限相同。
当设计压力高于35MPa时，可采用JB/T4732《钢制压力容器—分析设计标准》，当设计压力低于0.1MPa 时，可采用JB/T4735《钢制焊接常压容器》。真空度低于0.02MPa的容器时，采用JB/T4735《钢制焊接常压容器》，以考虑经济效用。
2、不适用范围
①设计压力低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa的容器：常压容器有自己的设计标准，但对于盛装极
度和高度毒性介质的容器，可以参考GB150执行。
②移动式压力容器：指工作状态经常变化、用于运输的压力容器。
③旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外
壳、液压缸等）：主要的原因是此类元件已有特殊的设计方法。
④核能装置中直接接受中子辐射的容器：指核岛内的压力容器，核能装置中的其他压力容器可以参
照执行。
⑤直接火焰加热的容器：由于不能考虑材料直接接触火焰而可能发生的材料失效因素，因此不适用。
⑥内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如：矩形为对角线，椭圆为长轴）小于
150mm的容器：由于GB150有最小厚度限制，对此类容器不经济，故不包含，但需要时，可以参考执行。
3、超出GB 150.3确定结构尺寸的容器或受压元件的设计问题
一般超出GB 150.3的设计问题集中在下述两个方面：
①结构或几何尺寸超出标准规定的限制，如：大开孔、异形容器；
②载荷类型为标准之外的情况，如：集中载荷、振动或冲击载荷。
GB150.1中1.6条规定：对不能按 GB 150.3确定结构尺寸的容器或受压元件，允许采用以下方法进行设计:
①按照附录C的规定，进行验证性实验分析（如实验应力分析、验证性液压试验）。
②按照附录D的规定，利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。
③按照附录E的规定，采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定。
应该说明，验证性实验分析指实验应力分析（如应力测量、光弹实验）、验证性液压试验（如验证性爆破试验）。
利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计，这种方法有时会十分保守，应尽可能避免经验设计方法。
采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定，并不意味着采用JB/T4732进行应力分析设计，而仅仅是根据压力容器特定的结构和载荷进行局部的应力分析计算，作为评价结构强度的基础，分析局部的制造技术要求应参照JB/T4732的相关要求。按GB150附录E进行容器局部结构应力分析的设计单位和设计者一般不要求具备分析设计资格。设计单位应对局部结构分析的正确性负责，分析报告应作为对应局部结构的强度计算书。应力分类及应力分析结果的评定方法应符合 JB 4732 的规定。材料的设计应力强度按 GB 150.2 对应材料的许用应力确定。局部结构的制造、检验和验收要求应满足JB 4732 的相应规定
第三章压力容器标准、规程与条例的关系
1、压力容器标准、《固定式压力容器安全技术监察规程》与《特种设备安全
监察条例》的关系
（1）以GB150为核心的一系列技术标准、基础标准和零部件标准是国家（行业）标准，是设计、制造、检验和验收压力容器的依据。《固定式压力容器安全技术监察规程》是压力容器安全技术监督和管理的依据，属技术法规范畴，涉及压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造。
国务院发布的《特种设备安全监察条例》属行政法规，是我国压力容器安全监察工作的基本法规，是压力容器安全监察工作的依据和准则。
（2）容器标准与法规同时实施，两者相辅相成，构成了中国压力容器产品完整的国家质量标准和安全管理法规体系。如两者不一致时，按较高要求执行。
注：
《固定式压力容器安全技术监察规程》不是压力容器产品设计、制造和检验的标准。有的设计图样的技术要求第一条为“本设备按GB150-2010《固定式压力容器》和《固定式压力容器安全技术监察规程》进行设计、制造、检验和验收”，这样要求混淆了两者的区别，应改为“本设备按GB150-2010《固定式压力容器》进行设计、制造、检验和验收，并接受国家质量技术监督局颁发的《固定式压力容器安全技术监察规程》的监督。”
第四章压力容器设计载荷
1、设计时应考虑以下载荷：
a）内压、外压或最大压差；
b）液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计；
需要时，还应考虑下列载荷：
c）容器的自重（包括内件和填料等），以及正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力载荷；
d）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；
e）风载荷、地震载荷、雪载荷；
f）支座、底座圈、支耳及其他型式支承件的反作用力；
g）连接管道和其他部件的作用力；
h）温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；
i）冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力等；
j）运输或吊装时的作用力。
2、确定设计压力或计算压力时，应考虑：
a）容器上装有超压泄放装置时，应按附录B 的规定确定设计压力；
b）对于盛装液化气体的容器，如果具有可靠的保冷设施，在规定的装量系数范围内，设计压力应根据工作条件下容器内介质可能达到的最
高温度确定；否则按相关法规确定；
c）对于外压容器（例如真空容器、液下容器和埋地容器），确定计算压力时应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差；
d）确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。当装有安全控制装置（如真空泄放阀）时，设计压力取1.25 倍最大内外压力
差或0.1MPa 两者中的低值；当无安全控制装置时，取0.1MPa；
e) 由2 个或2 个以上压力室组成的容器，如夹套容器，应分别确定各压
力室的设计压力。确定公用元件的计算压力时，应考虑相邻室之间的
最大压力差。按最苛刻的工况进行载荷组合，确定设计载荷条件
3、载荷组合原则
按最苛刻的工况进行载荷组合，确定设计载荷条件
第五章压力容器的设计寿命
1、注明压力容器设计寿命的原因
（1）材料力学性能如高温蠕变和高温断裂对时间的依赖性
（2）腐蚀裕量中的设计寿命因素
（3）载荷（如交变载荷）的时间性
2、标准及规程对腐蚀裕量的规定
（1）GB150中规定：为防止容器受压元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，应考虑腐蚀裕量，具体规定如下：
a）对有均匀腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量；
b）容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量；
c）介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量不小于 1 mm。
（2）规程中规定：对于有均匀腐蚀的压力容器，腐蚀裕量根据预期的压力容器使用年限和介质对材料的腐蚀速率确定；同时，还应当考虑介质流动对受压元件的冲蚀、磨损等影响。
注：
1、设计寿命是设计者根据容器预期的使用条件及重要性而给出的估计，其目的是提醒使用者，当容器
超过设计寿命时应采取必要的措施，如：经常测量厚度、缩短检测周期。压力容器的设计寿命不等同于于容器的实际使用寿命。
2、容器设计寿命的规定
（1）确定容器的设计寿命，一般应考虑以下因素：
①选择适宜的材料及结构设计
②合理的腐蚀裕量
③限制蠕变（高温工况）或疲劳的可能性
④容器建造的费用
⑤装量的更换周期
（2）推荐的容器设计寿命
一般容器、换热器：10年
分馏塔类、反应器、高压换热器：20年
球形容器：25年
重要的反应容器（厚壁加氢反应器、氨合成塔等）：30年
（3）对于进行疲劳分析设计的容器，应在设计图样中注明设计寿命期间内交变载荷的循环次数。
第六章压力容器设计参数的确定
1、压力
压力垂直作用在容器单位表面积上的力。在本标准中，除注明者外，压力均指表压力。
工作压力工作压力指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。
设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力等附加载荷。
试验压力指进行耐压试验或泄漏试验时，容器顶部的压力。
最高允许工作压力在指定的相应温度下，容器顶部所允许承受的最大压
力。该压力是根据容器各受压元件的有效厚度，考虑了
该元件承受的所有载荷而计算得到的，且取最小值。注：当压力容器的设计文件没有给出最高允许工作压力时，则可以认为该容器的设计压力即是最高允许工作压力。
注：
1、设计压力与计算压力的区别
（1）定义不同
在GB150中设计压力的定义为设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为
设计载荷条件，其值不低于工作压力。而计算压力则定义为在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力等附加载荷。
（2）性质不同
设计压力是整台设备的载荷条件，而计算压力是具体受压元件的计算参数，设计压力虽然是反映容器受压状况的重要指标，但不能全部、准确地反映容器的实际受力状况。设计压力与计算压力在具体数值上有可能一致也有可能是不相同的。
（3）取值依据不同
设计压力是依据容器的工作压力，即在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力，并考虑一定的安全裕量或考虑设置的安全泄放装置等因素确定的。而受压元件的计算压力则是依据容器的设计压力并考虑液柱静压力等因素确定的。
（4）用途不同
一台设备或一个腔体的设计压力只有一个，是容器材料选择、结构设计、类别划分以及各受压元件计算压力、容器液压、气压试验压力、气密性试验压力确定的依据。计算压力仅用于元件的强度计算。受压元件的计算压力在一台容器的不同部位可能随它内外受压情况变化有所不同。
（5）对矩形等非圆形截面的压力容器，计算压力应取其水压试验压力，即检验和使用过程中的最大承载压力。
（6）设计压力出现在压力容器总图（装配图）的技术特性表和压力容器产品铭牌上，而计算压力只出现在压力容器计算书中。
2、设计压力（P）的确定
1)内压容器
①容器上装有超压泄放装置（安全阀）时，容器的设计压力确定的步骤如下：
确定安全阀的开启压力PZ ,取PZ≤（1.05～1.1）PW.当PZ＜0.18MPa时，可适当提高PZ相对于PW 的比值。再令P≥ PZ 。
②容器上装有爆破片：P = P b + ΔP
式中：P b为设计爆破压力，其其值等于最低标定爆破压力Ps min加上所选爆破片爆破范围的下限（取绝对值）；
Δp 为爆破片制造范围上限。
最低标定爆破压力Ps min和上下限查表B2和表B3。
③容器上无安全阀，但出口管线有安全阀：P≥P z +Δh. Δh为容器到安全阀的压力降。
④容器的压力源如与泵直接连接，则可有下列情况：
容器位于泵的出口侧，设计压力应取下述情况中的大值，泵正常入口压力+正常工作扬程；泵最大入口压力+正常工作扬程；泵正常入口压力+出口全关闭时的扬程。
容器位于泵（压力源）的进口侧，且无安全泄放装置时，取P=（1.0～1.1）Pw,并以 P=-0.1MPa 进行外压校核。
2）外压、真空容器及夹套容器（按外压设计）
①确定外压容器的设计压力时，应考虑在正常情况下可能出现的最大内外压力差。
②确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。当装有真空泄放阀时，设计压力P=1.25
ΔP 式中ΔP为最大内外压力差，或 P=0.1MPa两者中的低者。未装真空泄放阀时，取P=0.1MPa。
③夹套容器：
带内压夹套的真空容器：内筒为真空，设计压力=真空设计的外压力（按②条）+夹套内压力，并以1.25倍的夹套外压力核定内筒的外压稳定性。夹套按内压计算。
带真空夹套的内压容器（即夹套为负压，内筒为正压）：内筒的设计压力=内筒的压力+0.1MPa，并核对在夹套试验压力下的稳定性；夹套按②考虑。
3）盛装液化气和液化石油气的容器
①无安全泄放装置时，设计压力不应低于1.05倍的工作压力。
②装有安全阀时，设计压力不应低于（等于或稍大于）安全阀开启压力（开启压力取 1.05～1.1
倍的工作压力）。
③工作压力指盛装液化气和液化石油气的容器可能达到的最高工作温度下的饱和蒸汽压。常温储存
液化气或液化石油气压力容器的压力（即饱和蒸汽压）见TSG R0004《固定式压力容器安全技术监察规程》中的规定。
容规为什么规定盛装液化气体的压力容器设计储存量？
盛装液化气体的压力容器，当按规定进行充装时，即使温度达到设计温度时，容器内还有5%的气相空间，此时，温度升高1℃，容器内的饱和蒸汽压升高0.02~0.03MPa。当超量充装后，由于液化气体的体积膨胀系数大，约为水的10~16倍，温度升高时就会使容器内液化气的液体充满整个容器，此时温度再升高，容器就要承受液体膨胀的压力，当温度每升高1℃时容器内的压力就升高2~3MPa，与饱和蒸汽压相比几乎是100倍，对一台充满液化气液体的容器，当温度再升高3~5℃时，就接近或超过了容器的爆破压力，容器就会自行爆破
2、温度
设计温度设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度
（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起
作为设计载荷条件。
试验温度试验温度指进行耐压试验或泄漏试验时，容器壳体的金属温度。
最低设计金属温度设计时，容器在运行过程中预期的各种可能条件下各
元件金属温度的最低值。
设计温度取值的几点说明
（1）设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度、设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。
（2）在任何情况下金属温度不得超过钢材的允许使用温度。
（3）设计温度也是具体受压元件的温度（计算）参数，也就是说当容器各个元件在工作状态下，金属温度不同时，可以分别设定每个元件的设计温度，如换热器的管程和壳程有不同的设计温度；夹套容器夹套与内壳体有不同的设计温度。
（4）在设计数据表中，工作温度、设计温度往往出现常温的字样，这种表示不确切，因常温的概念在不同的范畴有不同的值：在金属力学性能测试中，常温或室温指20℃；在物化数据中，以25℃时的性质称为常温下的物化性能；在容器设计中，考虑国内环境温度可能达到的最高值，以t≤50℃定为常温。
3、厚度
计算厚度按本标准相应公式计算得到的厚度。需要时，尚应计入其他载荷所需厚度，对于外压元件，系指满足稳定性要求的最小厚度。设计厚度设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。
名义厚度指设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。
有效厚度有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。
最小成形厚度受压元件成形后保证设计要求的最小厚度。
4、许用应力
1、许用应力的取法
(1)许用应力是压力容器设计中的基本参数，由材料的力学性能除以相应的材料设计系数来确定。许用应力的确定是设计准则的重要组成部分，建立在长期实践基础上，体现了标准的技术水平、成熟程度和国家的综合生产技术水平和管理水平。容器使用钢材常用指标是力学性能，在压力容器中，主要指标是材料的抗拉强度Rm和屈服点ReL（或R t eL）。
(2)从钢常温抗拉强度考虑，设计安全系数取2.7；
按钢的设计温度下的屈服强度考虑选用的设计安全系数：对碳素钢和低合金钢、高合金钢取1.5。
将钢材的抗拉强度Rm和屈服点ReL分别除以各自的设计安全系数后，取二值的小者作为材料的许用应力。
(3)当碳素钢或低合金钢的设计温度超过380-420℃，合金钢（如Cr—Mo钢等）设计温度超过450℃；奥氏体不锈钢的设计温度超过550℃时，必须同时考虑高温持久强度或蠕变强度作为计算许用应力。
材料的蠕变强度对于化工容器用的材料常以一定温度下，经过10万小时（约11年）产生1%的蠕变总变形，为该材料在某高温下的蠕变强度，以此蠕变强度作为计算许用应力的基准。这种确定应力的方法，是以限制容器产生一定量的塑性变形为依据的。
材料的持久强度极限对于化工容器用的材料常以一定温度下，经过10万小时后产生的断裂应力作为设计用的持久强度极限。近年来还比较多地采用持久极限来代替蠕变极限作为确定许用应力的依据，这是因为长期在高温下工作的材料通常出现小变形的断裂现象。例如碳钢在经过105小时后断裂时，其相对伸长率δ不超过10%，而在变形大于4-5%时即有脆性断裂的危险性。采用持久极限可以直接反映出高温长期工作时对断裂的抗力。
综上所述，在高温下许用应力系取下列四者中的最小值
(4)不同的标准有不同的许用应力的系数，与下列因素有关：
1）设计载荷条件的准确程度及载荷附加的裕度；
2）设计计算方法的精确程度；
3）材料性能稳定性及规定的检验项目和检验批量的严格程度；
4）制造和检验技术水平及其指标控制的严格程度；
5）质量管理水平；
6）生产操作的实践经验；
7）不可预见的因素。
2、确定许用应力的系数
（1）GB150确定许用应力的系数
对于板材、管材、锻件和对于密封螺栓材料具有不同的确定许用应力的系数。
用于确定密封螺栓许用应力的系数要高于对板、管、锻材的系数，其原因和特点有：
1）在紧固螺栓的操作中的螺栓预紧力难于定量控制，一般会大于设计值的需要。同时为保证密封，也希望螺栓预紧力适当大于设计值。
2）操作过程中的载荷循环或波动可能使螺栓伸长，引起连接松动，垫片松弛，需要多次紧固螺栓。3）由于螺栓和法兰不同的材料或不同的温度，会引起附加热应力。
4）用于密封的螺栓材料不允许产生塑性变形，所以只控制屈服强度系数。
基于上述特点，对于确定密封螺栓许用应力的系数，当螺栓材料强度较高，系数越大；螺栓直径越小，系数越小。
（2）地脚螺栓和非受压元件的许用应力
JB/T 4710-2005《钢制塔式容器》和JB/T 4731-2005《钢制卧式容器》规定：
碳素钢 Q235 [σ]bt = 147 MPa，其他碳素钢，则ns≥1.6
低合金钢 Q345 [σ]bt = 170 MPa，其他低合金钢，则ns≥2.0
（3）外压容器壳体失稳的安全系数
Pcr/m = [р]
m = 3.0 稳定安全系数
Pcr —临界压力或临界压应力
[р] —许用外压力或许用轴向压缩应力
3、许用应力的规定
（1）设计温度低于20℃时，取20℃时的许用应力。
（2）不锈钢复合钢板的许用用力
[σ]t =（[σ]1tδ1+[σ2]2tδ2）/（δ1+δ2）
（3）对于地震力或风载荷与其他载荷相组合时，容器壁的应力允许不超过许用应力的1.2倍。
5、焊接接头分类和焊接接头系数
（1）焊接接头分类
容器受压元件之间的焊接接头分为A、B、C、D四类，如图 1-1 所示。
a）圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接
管与壳体对接连接的接头，均属 A 类焊接接头；
b）壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属 B 类焊接接头，但已规定为 A、C、D 类的焊接接头除外；
c）平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属 C 类焊接接头；
d）接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属 D 类焊接接头，但已规定为 A、B类的焊接接头除外。
非受压元件与受压元件的连接接头为E类焊接接头。
（2）焊接接头系数
焊接接头系数φ应根据对接接头的焊缝型式及无损检测的长度比例确定。
对于钢制双面焊对接焊缝和相当于双面焊的全焊透对接焊缝：
全部无损检测φ=1.00
局部无损检测φ=0.85
对于单面焊对接焊缝（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：
全部无损检测φ=0.9
局部无损检测φ=0.8
其它金属材料的焊接接头系数按相应引用标准的规定
1、焊接接头的分类
（1）焊缝形式与接头形式
从焊接角度来看压力容器是由母材与焊接接头组成的，而焊缝是焊接接头的组成部分，焊缝与焊接接头是两个不同的概念。焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成。焊缝是由熔化的焊接材料和熔化的母材所组成。
在熔化焊范围内，焊缝形式分为五种：对接焊缝（又称坡口焊缝）、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝。焊接接头形式分为12种：对接接头、T型接头、十字接头、搭接接头、塞焊搭接接头、槽焊接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头。同一种焊缝形式可以连接成多个接头形式，对接接头不一定用对接焊缝连接，连接角接接头的焊缝也不一定是角焊缝。
（2）ASME关于焊接接头的分类
ASME将压力容器的焊接接头分为A、B、C、D四个类别，类别越高的焊接接头在热处理、无损检测等方面提出更高的质量要求。这一分类的出发点是仅考虑焊缝在容器的位置而不考虑其结构型式，即位于同一位置的焊缝，不管其采用何种结构型式都划归同一类别，如接管与壳体连接的焊接接头，不管采用对接还是角接，ASME均将其划为D类接头。考虑接头在容器上的位置的本质，是考虑该接头所承受的应
力水平以及该接头所连接的两元件的结构类型。例如，纵向接头所受的应力水平高于环向接头，则把前者划为A类，后者划为B类，由于球壳纵向、环向接头应力水平是一致的，因此，将半球封头与筒体相连的环向接头也划为A类；又如平板与圆筒连接的受力条件不如接管与圆筒连接的受力条件，因此，ASME 将平盖、法兰等于壳体连接的接头划为C类，而将接管与壳体连接的接头划为D类。
（3）GB150关于焊接接头的分类
GB150在考虑焊接接头所在位置（即应力水平）的同时，也考虑了焊接接头的型式与结构，参照ASME 将压力容器受压元件的焊接接头分为A、B、C、D四类。关于受压元件的焊接接头的分类，GB150与ASME 主要差异：
1）多层包扎容器层板层纵向接头，ASME按其位置分为A类；GB150对A、B类焊接接头要求进行100%或局部的射线或超声检测，而层板层纵向接头难以进行射线或超声检测，只能进行磁粉或渗透等表面检测，因此GB150为了叙述方便将其划为C类。
2）嵌入式接管与壳体对接连接的接头，ASME将其分为D类；由于嵌入式接管和壳体采用对接连接，应对其错边、棱角、余高进行检查，并可进行射线或超声检测，因此GB150将其划为A类。
3）平盖、管板与圆筒连接的接头，不管其结构型式如何，ASME均将其划为C类；实际上管板、平盖与圆筒的连接方式分为对接和角接（搭接）两种，二者的检验要求与无损检测方法均不相同，因此GB150将平盖、管板与圆筒非对接连接的接头划为C类，而将对接连接的接头划为B类。
4）GB150还增加了长颈法兰与接管连接的接头以及补强圈与壳体连接的接头，前者划为B类，后者划为D类。
GB150对非受压元件与受压元件的连接接头为E类焊接接头。
2、焊接接头系数
（1）焊接接头系数的基本规定
焊接接头系数φ是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。GB150规定：焊接接头系数φ应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点和无损检测的长度比例确定。
焊接接头系数φ
焊接接头—对接接头100%无损检测局部无损检测
双面焊
1.0 0.85
焊接工艺特点
相当于双面焊的全焊透结构
单面焊
（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫
板）
0.9 0.8
JB/T 4730 无损检测合格级别射线检测（AB级：中灵敏度技术）Ⅱ级Ⅲ级超声检测（B级检测）Ⅰ级Ⅱ级
说明：相当于双面焊的全焊透的对接焊缝，是指单面焊双面成型的焊缝，按双面焊评定（含焊接试板的评定），如氩弧焊打底的焊缝或带陶瓷、铜衬垫的焊缝等。这里应注意到1）是对接接头；2）全焊透结构；3）沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板。垫板如何才算密贴，看法并不一致，一般以焊接工艺评定为准。
（2）焊接接头系数选取的基本要求
1）当纵向接头系数与环向接头的结构、无损检测比例不一致时。
内压圆筒厚度计算公式是根据圆筒中周向总体（一次）薄膜应力的强度导出，所以与之相对应的焊接接头系数应为圆筒的纵向焊接接头系数。在圆筒环向接头的极小断面中同样也存在着环向（周向）薄膜应力，另外尽管环向接头在圆筒轴向的应力仅有环向应力的一半，但是作为一台完整的压力容器，为确保整个圆筒的强度与安全，一般应要求环向接头与纵向接头具有同样的质量水平，即要求具有同样的焊接接头系数。此时环向接头的质量（焊接接头系数）虽然可能与纵向接头的质量（焊接接头系数）不完全相同，但计算圆筒厚度时，仍取纵向接头的焊接接头系数。此时设计者应规定对该焊接接头的技术要求，以提醒制造厂用焊接工艺措施来保证焊接质量。
2）封头拼接接头的焊接接头系数一般取压力容器的纵向接头焊接接头系数。
GB150规定封头拼接接头应进行100%R或UT检测，主要是针对封头成形时变形较大，缺陷容易扩展而提出的，与封头厚度计算无关。因此，尽管封头拼接接头要求100%R或UT检测，但这种检测仍然只是整台容器检测的一部分，其合格指标仍按照对容器整体要求的合格指标而确定。因此，封头拼接接头的焊接接头系数一般取压力容器的纵向接头的焊接接头系数。对于整张钢板压制的小直径封头，由于不存在焊接接头，在厚度计算中取φ=1.0。
6、耐压试验
1、耐压试验的目的和种类
耐压试验的目的是最终检验容器的整体强度和可靠性，以高于设计压力的试验介质综合考查容器的制造
质量、各受压元件的强度和刚性、焊接接头和各连接面的密封性能。对于现场制造的大型压力容器，还有检验基础沉降的作用。
耐内压试验的的种类有：
1）液压试验：以水或其他液体为介质的耐压试验。
2）气压试验：以空气或其他惰性气体为介质的耐压试验。
3）混合耐压试验：是液压试验和气压试验的组合。
2、耐压试验种类的选择
气压试验比液压试验危险的主要原因在于气体的可压缩性。气压试验一旦发生破坏事故，不仅要释放积聚的能量，而且要以最快的速度恢复在升压过程中被压缩的体积，破坏程度远远大于液压试验，相当于爆炸时的冲击波。只要条件允许应优先选择液压试验，只有当无法进行液压试验时，方允许采用气压试验：
1)当容器内充满液体介质时，会因液体的重量导致容器本身或基础的破坏，这主要指直径很大，压力很低且仅充装气态介质的容器。
2）因结构原因液压试验后无法将残存液体吹干排尽，而使用时容器内又不允许残存任何液体（如毒化触媒或导致产品品质劣化）。
3、外压及真空容器的压力试验
外压及真空容器的失效方式主要是失稳。对外压及真空容器而言，压力试验的主要目的不在于考核强度，而是为了检查产品的致密性，由于考核外压稳定性的试验难以进行，因此，外压及真空容器也采用内压方式来进行压力试验。
4、带夹套容器的压力试验
对于带夹套的容器，应在技术要求中分别注明内筒和夹套的试验压力和试验介质，确定夹套的试验压力后，必须按内筒元件有效厚度校核在夹套试验外压作用下内筒元件的稳定性。如果不能满足稳定要求，则应规定在作夹套液压试验时，必须在内筒保持一定压力，以使整个试验过程（包括升压、保压和卸压）中的任一时间内，夹套和内筒的压力差不超过设计压差。图样上应注明这一要求，以及试验压力和允许压差。
5、直立容器卧置进行液压试验
直立容器卧置进行液压试验时，试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力。但是，对于低压、直径较大的直立容器，应注意在进行卧置液压试验前，应按卧式容器来校核其应力。如果出现应力不合格，而导致增加筒体壁厚过多时，可采取一些相应措施，如在靠近支座处的筒体内壁设置加强圈；试验用的支架垫板与筒体相焊，并满足起加强作用的条件（一般采用标准鞍座即可）。
压力容器设计基础 压力容器设计基础 一、基本概念 压力容器的设计，就是根据给定的性能要求、工艺参数和操作条件，确定容器的结构型式，选择合适的材料，计算容器主要受压元件的尺寸，最后给出容器及其零部件的图纸，并提出相应的技术条件。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产，运行安全可靠，保证使用寿命、制造、检验、安装、操作及维修方便易行，经济合理等要求。压力容器设计中的关键问题是力学问题，即强度、刚度及稳定性问题。在本节中，主要讨论压力容器设计中的有关强度问题。 所谓强度，就是结构在外载荷作用下，会不会因应力过大而发生破裂或由于过度性变形而丧失其功用。具体来讲，就是在外载荷作用下，容器结构内产生的应力不大于材料的许用 应力值，即： ζ≤K〔ζ〕t （1） 这个式子就是强度问题的基本表达式。压力容器的设计计算就是围绕这一关系式而进行 的。 公式（1）中的左端项是结构内的应力，它是人们最为关心的问题。求解结构的应力状态，它们的大小，是一个十分复杂的问题，常用的方法有解法（如弹性力学法、弹型性分析法等）、试验法（如电阻应变计测量法、光弹法、云纹法等）及数值解法（如有限元法、边界元法等）。应用这些方法可以精确或近似地求出结构的应力，然而，每一种结构的应力都有其特殊性，目前可求解的只是问题的绝大部分，仍有许多复杂结构的应力分析有等人们进一步探讨。求出结构内任一点的应力后，所遇到的问题就是怎样处理这些应力。一点的应力状态最多可含有6个应力分量，哪个应力起主要作用，这些应力对失效起什么作用，对它们如何控制才不致发生破坏，解决这一问题，就要选择相应的强度理论计算当量应力，以便与单向拉伸试验得到的许用应力相比较，将应力控制在许可的范围内。 公式（1）中的右端项是强度控制指标，即材料的许用应力。它涉及到材料强度指标（如抗拉强度ζb、屈服强度ζs 等）的确定及安全系数的选用等问题。当采用常规设计法，且只考虑静载问题时，系数K=1.0；如果考虑动载荷，或采用应力分析设计法，K≥1.0，此时 设计计算将更加复杂。 把强度理论（公式(1)）具体应用到压力容器专业，就称这为压力容器的强度理论，它又增加了一些具体的规定和特殊要求，由此产生了一系列容器的设计规定和标准等。 1、强度理论及其应用 在对结构进行强度分析时，要对危险点处于复杂应力状态的构件进行强度计算，首先要知道是什么因素使材料发生某一类型破坏的。长期以来，人们根据对材料破坏现象的分析，提出了各种各样的假说，认为材料的某一类型破坏现象是由哪些因素所引起的，这种假说通常就称为强度理论。一种类型的破坏是脆性断裂破坏，第Ⅰ、Ⅱ强度理论依据于它；一种类型的破坏是型性流动破坏，第Ⅲ、Ⅳ强度理论以此为依据。 建立强度理论的目的就是要找出一种材料处于复杂应力状态下强度条件，即使是什么样的条件材料不会破坏失效。根据不同的强度理论可以得到复杂应力状况下三个元应力的某种组合，这种组合应力ζxd和轴向拉伸时的单向拉应力在安全程度上是相当的，具有可比性，可以与单向屈服应力相比较而得出强度条件，因此，通常称ζxd为相当应力或当量应力。
引言 《压力容器》“压力容器应力分析设计方法的进展和评述”中曾介绍和评述了压力容器分析设计的弹性应力分析方法（又称应力分类法）的最新进展。本文将进一步介绍和评述压力容器分析设计的塑性分析方法，包括ASME的极限载荷分析方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。 压力容器设计是一个创新意识非常活跃的工程领域，它紧跟着科学技术的发展而不断地更新设计方法。随着弹性理论、板壳理论和线性有限元分析方法的成熟，20世纪60年代，压力容器界提出了基于弹性应力分析和塑性失效准则的“弹性应力分析设计方法”。进入21世纪后，由于塑性理论和非线性有限元分析方法的日趋成熟，欧盟标准和ASME规范又先后推出了压力容器的塑性分析设计方法。其中涉及许多新的基本概念和新的分析方法，需要我们及时学习领会和消化吸收，以提高我们的分析设计水平，并结合国情进一步修订我国的压力容器设计规范。 ASME和欧盟的新规范都是以失效模式为主线来编排的。ASME考虑了以下4种模式： （1）防止塑性垮塌。对应于欧盟的“总体塑性变形(GPD)”失效模式。 （2）防止局部失效。 （3）防止屈曲（失稳）垮塌。对应于欧盟的“失稳（I）”失效模式。 （4）防止循环加载失效。对应于欧盟的“疲劳（F）”和“渐增塑性变形（PD）”2种失效模式。 欧盟还考虑了“静力平衡（SE）”失效模式，即防止设备发生倾薄。 文中讨论的塑性分析设计方法主要应用于防止塑性垮塌和防止局部失效2种情况。 1、极限载荷分析法 在一次加载情况下，结构的失效是一个加载历史过程，即随着载荷的增加从纯弹性状态到局部塑性状态再到总体塑性流动的失效状态。对无硬化的理想塑性材料和小变形情况，结构进入总体塑性流动时的状态称为极限状态，相应的载荷称为极限载荷。此时，结构变成几何可变的垮塌机构，将发生不可限制的塑性变形，因而失去承载能力。 一般的弹塑性分析方法都要考虑上述复杂的加载历史过程，但极限载荷分析法（简称极限分析）则另辟蹊径，跳过加载历史，直接考虑在最终的极限状态下结构的平衡特性，由此求出结构的承载能力（即极限载荷）。它是塑性力学的一个
2013年压力容器设计人员综合考试题姓名：得分 一、填空（本题共20 分，每题2 分） 1 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 2、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为-20℃。 点评：该题出自GB150.2，表4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握。 3、对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的 计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。 点评：考查设计压力与计算压力的概念，GB150 .1 4.3.3 规定。 4、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例。 点评：考查设计人员对焊接接头系数选取的理解。 5、整体补强的型式有：a. 增加壳体的厚度，b.厚壁管，c. 整体补强锻件__ 。 点评：GB150.3 6.3.2.2 的规定 6、椭圆封头在过渡区开孔时，所需补强面积A 的计算中，壳体的计算厚度是指椭圆封头的_ 计算_厚度。 点评：明确开孔部位不同，开孔补强计算所用的厚度不同，见公式5-1（P116），开孔位于。 7、奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过 25mg/L 。试验合格后，应立即将水渍去除干净。 点评：见GB150.4 11.4.9.1 8、压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100%）和局部（大于等20%）两 种。对碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于50% 。 点评：《固容规》第4.5.3.2.1 条。 9、换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力而对管孔的粗糙度要求 是为了密封。 点评：考察设计者对标准的理解和结构设计要求的目的。 10、压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材的P≤%、S ≤% 二、选择（本题共20 分，每题 2 分，以下答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，选 错一个不得分） 1 、设计温度为600℃的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有a、b. a.S30408, b.S31608, c.S31603 点评：奥氏体不锈钢当温度超过525℃时，含碳量应不小于0.04%，超低碳不锈钢不能适用，因热强性下降，此题是考查此概念。 2 、外压球壳的许用外压力与下述参数有关b，d 。 a.腐蚀裕量 b.球壳外直径 c.材料抗拉强度 d.弹性模量 点评：本题为基本概念试题，考查影响许用外压力的的有关因素 3、外压计算图表中，系数A 是（a，c，d ）。 a. 无量纲参数 b. 应力 c. 应变 d 应力与弹性模量的比值
压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力
（情绪管理）压力容器设计人员考试大纲
压力容器设计人员考核大纲 (2012) SummaryofCheckingContentforDesignerandApproverofPressu reVesselDesign 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 2012年02月20日 目录 第壹章总则 (1) 第二章常规设计审批人员考试内容 (1) 第三章分析设计人员考试内容 (4) 第四章附则 (5) 压力容器设计人员资格考试大纲 第一章总则 第壹条为规范压力容器设计人员资格考试工作，依据为国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁布的TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》（以下简称规则）及全国锅炉压力容器标准化技术委员会制定的《压力容器设计人员考试规则》（2012），制定本规则。 第二条本规则适用于A、C、D类压力容器设计（以下称常规设计）审批（含审核、审定人）人员及SAD类压力容器分析设计（以下称分析设计）设计人、审批人的考核工作。
第二章常规设计审批人员考试内容 第三条A、D类压力容器设计审批人考试内容： （壹）理论考试要求： 1．应熟悉压力容器设计关联的基本基础知识，包括材料、结构、力学基础、设计计算方法、热处理、腐蚀、焊接、无损检测等； 2．应熟练掌握压力容器设计关联的法规、安全技术规范、标准、文件；3．能够正确解决压力容器设计、制造中常见的实际工程问题； 4．熟悉且及时掌握压力容器行业关联的标准信息 （二）关联的安全技术规范文件： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》等 （三）关联的标准规范： GB150.1~GB150.4《压力容器》 GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 GB50009《建筑结构载荷规范》 GB50011《建筑抗震设计规范》 JB/T4710《钢制塔式容器》
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/5711501511.html, 浅谈压力容器的两种设计方法 作者：王艳 来源：《价值工程》2010年第15期 摘要:本文介绍了压力容器的两种设计方法,指出分析设计方法虽然相对复杂,但较常规设计方法更安全更经济,且随着计算机技术的发展、有限元方法的应用及各种功能软件的使用它将 会得到更广泛的应用。 Abstract: This paper introduces two kinds of pressure vessel design methods and points that analysis and design methods are relatively complex and more economical,but safer than the conventional design method,and with the development of computer technology,finite element method and software applications will be more widely used. 关键词:压力容器;常规设计;分析设计 Key words: pressure vessel;conventional design;analysis and design 中图分类号:TH49 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0166-01 压力容器是化工、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。尽管各类压力容器设备功能各异、结构复杂程度不一,但一般可将其分解为筒体、封头、法兰、 开孔、接管、支座等部件。 压力容器及其部件的两种设计方法分别是常规设计和分析设计。 常规设计是以弹性设计准则为基础,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件 的设计计算公式,这些公式均以显式表达,给出了压力、许用应力、容器主要尺寸之间的关系。它包含了设计三要素:设计方法、设计载荷及许用应力,但这些并不是建立在对容器及其部件进行详尽的应力分析基础之上。如容器筒体,是采用“中径公式”(根据内压与筒壁上均匀分布的薄膜应力整体平衡推导而得),一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力,不考虑其它类型的应力,如对弯曲应力,只有当它特别显著、起主导作用时才予以考虑。实际上,当容器承载以后器壁上会出现多种应力,其中包括由于结构不连续所产生的局部高应力,常规设计对此只是结合经典力学理论和经验公式对压力容器部件设计做一些规定,在结构、选材、制造等方面提出要求,把局部应力粗略地控制在一个安全水平上,在考虑许用应力时选取相对高的安全系数,留有足够的安全裕度。因此,常规设计从本质上讲,可以说是基于经验的设计方法。 工程实际中我们用常规设计的观点和方法解决了很多问题,但也有一些问题无法解释,因为常规设计只考虑弹性失效,没有去深究隐含在许用应力值后面的多种失效模式。
压力容器设计基础知识讲稿(DOC 120页) 部门： xxx 时间： xxx 制作人：xxx 整理范文，仅供参考，勿作商业用途
压力容器设计基础知识讲稿 （20140325） 目录 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程 1．2 标准和法规（规程）的关系。 1．3 压力容器的含义（定义） 1．4 压力容器设计标准简述 1．5 D1级和D2级压力容器说明 二．GB150-1998《钢制压力容器》 1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格和职责 3．3 GB150管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的一般规定 3．6 许用应力
3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验和试验压力 4．对材料的要求 4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素 4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4．3 钢管 4．4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4．6 采用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒和内压球体的计算 5. 1 内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2 内压圆筒计算 5．3 球壳计算 6．外压圆筒和外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计和计算 7．1 封头标准
7．2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7．4 球冠形封头 7．5 锥壳 8．开孔和开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状和尺寸限制 8．4 补强要求 8．5 有效补强范围及补强面积 8．6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9．1 简介 9．2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点9．4 法兰型式 9．5 法兰连接计算要点 9．6 管法兰连接 10．压力容器的制造、检验和验收 10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接
（情绪管理）压力容器检验员培训讲义
压力容器检验员考核培训 容规、GB150、监检规则介绍 四川省锅炉压力容器检验研究所朱洪奇 壹、总则（容规9条） 1、法律地位： （1）压力容器规范标准体系： 第壹层次：条例；如《特种设备安全监察条例》 第二层次：部门规章；如《锅炉压力容器制造监督管理办法》22号令第三层次：技术法规；如《压力容器安全技术监察规程》 第四层次：技术标准：如GB150《钢制压力容器》JB4732《钢制压力容器－分析设计标准》GB151《管壳式换热器》GB12337《钢制球形储罐》JB4730《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4744《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》JB4730《压力容器无损检测》GB6654《压力容器用钢板》GB8163《输送流体用无缝钢管》JB4726～4728压力容器用锻件等 （2）法规规范用语： ●必须、不得――必须执行； ●不应、应――于正常情况下按规程执行，特殊情况报批； ●宜、不宜――由设计和制造者灵活掌握。 2、压力容器监管范围： （1）条例对压力容器的定义： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载壹定压力的密闭容器，其范
围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力和容器的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器； （2）容规适用范围： 1）完全适应范围：(三要素) a、最高工作压力≥0.1Mpa； ●压力――表压（相对压力）； ●最高工作压力――承受内压的压力容器，于正常使用过程中， 顶部可能出现的最高压力，外压指最高压力差值 ●工作压力――GB150定义同上； ●设计压力－－设定的工作压力 ●GB150压力上限≤350MPa b、容积≥0.25m3；(25L) ●多腔容器――管理按最高，其他按各腔，包括类别、压力、 容器等 c、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准 沸点的液体。 2）部分适应范围：（8类产品） ●设计、制造、安装和使用管理和修理改造按《容规》 ●定期检验协商 （3）容规不适应范围：（7类产品） 1）超高压容器
压力容器应力分析设计方法的进展和评述 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
压力容器应力分析设计方法的进展和评述压力容器的使用范围非常的广泛，在此基础上，我们一定更加重视其使用的效果。其中，压力容器应力分析是重要的工作，所以，讨论压力容器应力分析设计工作很有必要。 压力容器概述 1.1.概念 所谓的压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热器和分离器均属压力容器。 1.2.用途 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化工学、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
分析设计方法 在ASME老版中分析设计方法的全称是“以应力分析方法为基础的设计”,简称“应力分析设计”,再简称为“分析设计”。它的特点是: 2.1.要求对压力容器及其部件进行详细的弹性应力分析。可以采用理 论分析、数值计算或试验测定来进行弹性应力分析。 2.2.强度校核时采用塑性失效准则。包括用极限载荷控制一次应力,以防止整体塑性垮塌失效。用安定载荷控制一次加二次应力以及用疲劳寿 命控制最大总应力,以防止循环失效等。 2.3.根据塑性失效准则对弹性应力进行分类。 2.4.根据等安全裕度原则确定危险性不同的各类应力的许用极限值。 综合起来可以说,“应力分析设计”是一种以弹性应力分析和塑性失效准则为基础的应力分类设计方法。近年来被简称为“应力分类法”。早期(老版中)的“分析设计”只包含这一种方法。随着先进的力学分析方法 和手段的不断成熟(即其有效性和可靠性达到实际工程应用的水平),ASME 新版和欧盟标准都及时地扩充了“分析设计”采用的方法,同时对“分析设计”的含义也有所调整。最突出的表现为:
压力容器设计基础知识讲稿 （20140325） 目录 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程 1．2 标准和法规（规程）的关系。 1．3 压力容器的含义（定义） 1．4 压力容器设计标准简述 1．5 D1级和D2级压力容器说明 二．GB150-1998《钢制压力容器》 1．围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格和职责 3．3 GB150管辖的容器围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的一般规定 3．6 许用应力
3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验和试验压力 4．对材料的要求 4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素 4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4．3 钢管 4．4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4．6 采用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．压圆筒和压球体的计算 5. 1 压圆筒和压球体计算的理论基础5．2 压圆筒计算 5．3 球壳计算 6．外压圆筒和外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计和计算 7．1 封头标准
7．2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7．4 球冠形封头 7．5 锥壳 8．开孔和开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状和尺寸限制 8．4 补强要求 8．5 有效补强围及补强面积 8．6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9．1 简介 9．2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点9．4 法兰型式 9．5 法兰连接计算要点 9．6 管法兰连接 10．压力容器的制造、检验和验收 10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接
2013/7/15 压力容器设计人员综合考试题 (闭卷) 姓名：得分 一、填空（本题共 25 分，每题 0.5 分） 1 、结构具有抵抗外力作用的能力，外力除去后，能恢复其原有形状和尺寸的这种 性质称为弹性。 点评：这是材料力学的基本定义，压力容器的受压元件基本上应该具有这个性质。 2 、压力容器失效常以三种形式表现出来：①强度；②刚度；③稳定性。 点评：该失效形式是压力容器标准所要控制的几种失效形式。 3 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 4 、有限元法单元基本方程｛F｝e = [K]｛δ｝e所表示的是单元节点力与单元 节点位移之间的关系。 点评：这是一道拉开分数档次的题，考查所掌握的基础理论深度。该题是有限元数值分析中最基本概念。 5 、厚度 16mm 的 Q235—C 钢板，其屈服强度 ReL 的下限值为 235MPa 。 点评：该题主要是考察对压力容器常用材料钢号含义的掌握，并不是考查对具
体数字的记忆。 6 、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为 -20℃。 点评：该题出自 GB150.2，表 4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握 。 7 、Q345R 在热轧状态下的金相组织为 铁素体加珠光体。 点评：考查设计人员的综合知识，提示大家应该掌握常用材料的金相组织的知 识深度。 8 、用于壳体的厚度大于 36 mm 的 Q245R 钢板，应在正火状态下使用。 点评：该题出自 GB150，4.1.4 条款，考查对常用压力容器材料订货技术条件 掌握的熟练程度。 9 、GB16749 规定，对于奥氏体不锈钢材料波纹管，当组合应力_ σR ≤2σS t _时，可不考虑疲劳问题。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握，同时这里包含一个结构安定性的力学概念 10、 波纹管的性能试验包括刚度试验、稳定性试验、__疲劳试验__。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握， 11、 GB150 规定的圆筒外压周向稳定安全系数是 3.0 ,球壳及成形封头的外压 稳定安全系数是 15 。 点评：GB150 释义P41。考查设计人的基础知识和标准的理解掌握。
二〇〇六年度 压力容器、压力管道知识 培 训 教 材
目录 压力容器及压力管道法规知识 (7) 1压力容器及压力管道法规体系结构 (7) 1.1第一层次：法规及法规性文件 (7) 2几个重要相关法规对锅炉、压力容器及压力管道管理的要求 (9) 2.1法规适用范围 (9) 2.2相关法规中锅炉、压力容器及压力管道用语的含义 (9) 3压力容器的分类 (10) 3.1按压力等级分类 (10) 3.2按容器在生产中的作用分类 (11) 3.3按安装方式分类 (11) 3.4按安全技术管理分类 (11) 4压力管道的分类 (12) 5《容规》、《锅规》对压力容器、锅炉受压元件用材的要求 (12) 5.1《容规》对压力容器用材的要求 (12) 5.2《锅规》对锅炉受压元件用材的要求 (13) 6《条例》、《容规》、《管规》对压力容器、压力管道设计的要求 (13) 6.1《条例》对压力容器设计的要求 (13) 6.2《容规》对压力容器设计的要求 (13) 6.3《管规》对压力管道设计的要求 (16) 7《条例》、《容规》、对压力容器等特种设备制造、安装的要求 (16) 7.1《条例》对压力容器制造、安装的要求 (16) 7.2《容规》对压力容器制造的要求 (16) 8《条例》、《容规》、对压力容器等特种设备使用的要求 (17) 8.1《条例》对压力容器等特种设备使用的要求 (17) 8.2《容规》对压力容器使用的要求 (17) 8.3《锅规》对锅炉使用、修理和改造的要求 (18) 9《容规》对压力容器修理和改造的要求 (19) 10《容规》、《容检规》对压力试验的要求 (20) 10.1《容规》对压力试验的要求 (20) 11《条例》、《容规》、《容检规》等对压力容器等特种设备定期检验的要求 (21) 11.1《条例》对定期检验的要求 (21) 11.3《锅规》对定期检验的要求 (23) 11.4《容检规》对定期检验的要求 (23) 12相关法规对技术文件和资料的要求 (27) 12.1《条例》对技术文件和资料的要求 (27) 12.3《锅规》对技术文件和资料的要求 (28)
永远不说永远，从来不说重来，生命不相信如果，不要让每一次过错与错过都重新来过 目录 第1章引言1 第2章概述3 2.1 分析设计直接法概述3 2.2 术语和定义5 2.2.1 与失效相关的术语5 2.2.2 与载荷有关的术语9 2.2.3 与模型有关的术语13 2.2.4 与厚度相关的术语15 2.2.5 与响应相关的术语15 2.2.6 与设计校核有关的术语17 2.3 载荷特征值和特征函数概述21 2.3.1 承压设备指令中的要求21 2.3.2 根据PED要求得到的载荷特征值和特征函数22 2.4 设计模型和本构关系概述24 2.4.1 设计模型24 2.4.2 材料本构关系概述26 第3章设计校核与载荷工况33 3.1 设计校核33 3.2 载荷工况34 3.3 步骤38 3.3.1 步骤一建立载荷工况清单38 3.3.2 步骤二建立设计校核表39 3.3.3 步骤三建立设计模型40 3.3.4 步骤四进行校核40 3.3.5 步骤五结论41 3.4 工程实际案例41 第4章总体塑性变形设计校核(GPD-DC)42 4.1 前言42 4.2 步骤44 4.3 设计模型45 4.4 载荷设计值48 4.5 原理49 4.6 应用准则51 4.7 工程实际案例51 第5章渐增塑性变形设计校核(PD-DC)52 5.1 引言52 5.2 步骤57
5.3 设计模型58 5.4 载荷设计函数60 5.5 原理60 5.6 应用准则61 5.7 工程实际案例63 第6章稳定性设计校核(S-DC)64 6.1 引言64 6.2 步骤73 6.3 设计模型73 6.4 载荷设计值与载荷设计函数75 6.5 原理76 6.6 应用准则76 6.7 工程实际案例76 第7章疲劳设计校核(F-DC)77 7.1 引言77 7.1.1 疲劳设计校核概述77 7.1.2 未焊接区域循环疲劳设计校核概述79 7.1.3 焊接区域疲劳设计校核(F-DC)概述84 7.2 步骤88 7.3 设计模型89 7.3.1 焊接区的要求89 7.3.2 未焊接区要求89 7.3.3 焊接区与非焊接区的通用要求89 7.4 载荷设计值和设计函数90 7.5 原理91 7.6 未焊接区的修正系数91 7.6.1 塑性修正系数91 7.6.2 有效应力集中系数93 7.6.3 表面粗糙度修正系数94 7.6.4 厚度修正系数94 7.6.5 平均应力修正系数95 7.6.6 温度修正系数95 7.7 焊接区域的修正系数96 7.7.1 塑性修正系数96 7.7.2 厚度修正系数96 7.7.3 温度修正系数97 7.8 设计疲劳曲线97 7.8.1 焊接区域的设计疲劳曲线97 7.8.2 非焊接区域的设计疲劳曲线98 7.9 循环计数98 7.9.1 概述98 7.9.2 水库循环计数法99
压力容器的强度与设计 （江苏省压力容器检验员培训考核班专题讲座） 第三节强度理论 一、压力容器的失效 压力容器在设定的操作条件下，因尺寸、形状或材料性能发生改变而完全失去或不能达到原设计要求（包括功能和寿命等）的现象，称为压力容器失效。尽管失效的原因多种多样，失效的最终表现形式均为泄漏、过度变形和断裂。 压力容器的失效形式大致可分为强度失效、刚度失效、稳定失效和泄漏失效等四大类。 1.强度失效 因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，称为强度失效。包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、腐蚀断裂等。 韧性断裂：是压力容器在载荷作用下，产生的应力达到或接近所用材料的强度极限而发生的断裂。其特征是断后有肉眼可见的宏观变形，断口处厚度显著减薄；没有或偶尔有碎片。厚度过薄和内压过高是引起压力容器韧性断裂的主要原因。 脆性断裂：是指变形量很小、且在壳壁中的应力值远低于所用材料的强度极限时所发生的断裂。这种断裂是在较低应里状态下发生，故又称为低应力脆断。其特征是断裂时容器没有鼓胀，即无明显的塑性变形；其断口齐平，并与最大应力方向垂直；断裂的速度极快，常使容器断裂成碎片。材料脆性和缺陷两种原因都会引起压力容器发生脆性断裂。 疲劳断裂：压力容器在服役中，在交变载荷作用下，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生断裂失效的过程，称为疲劳断裂。交变载荷是指大
小和（或）方向都随时间周期性（或无规则）变化的载荷，它包括压力波动、热应力变化、开车停车等；原材料或制造过程中产生的裂纹，在交变载荷的反复作用下扩展也会导致压力容器的疲劳破坏。 由于疲劳源于局部应力较高的部位，如接管根部，往往在压力容器工作时发生，因而破坏时容器总体应力水平较低，没有明显的变形，是突发性破坏，危险性很大。随着交变载荷反复作用次数的增加，疲劳裂纹不断扩展。只有当疲劳裂纹扩展到一定值时，才回发生疲劳破坏。因此，疲劳破坏需要有一定时间。 蠕变断裂：压力容器在高温下长期受载，随时间的增加材料不断发生蠕变变形，造成厚度明显减薄与鼓胀变形，最终导致压力容器断裂的现象，称为蠕变断裂。按断裂前的变形来划分，蠕变断裂具有韧性断裂的特征；按断裂时的应力来划分，蠕变断裂又有脆性断裂的特征。 腐蚀断裂：压力容器在腐蚀环境下长期受载而导致的断裂，称为腐蚀断裂。因均匀腐蚀导致的厚度减薄，或局部腐蚀造成的凹坑，所引起的断裂一般有明显的塑性变形，具有韧性断裂的特征；因晶间腐蚀、应力腐蚀等引起的断裂没有明显的塑性变形，具有脆性断裂的特征。 2．刚度失效 由于构件的过量弹性变形引起的失效，称为刚度失效。如制造、运输和吊装过程中，若发生过量弹性变形，易引起刚度失效。 3. 稳定失效 在压应力作用下，压力容器突然失去其原有的规则形状而坍塌所引起的失效称为稳定失效。容器弹性失稳的一个重要特征是弹性挠度与载荷不成比例，且临界压力与材料的强度无关，主要取决于容器的尺寸和材料的弹性性质。但当容器中的应力水平超过材料的屈服点而发生非弹性失稳时，临界压力还与材料的强度有关。 4. 泄漏失效 由于泄漏而引起的失效,称为泄漏失效。泄漏不仅有可能引起中毒、
压力容器检验员考核培训资料(doc 23页)
压力容器检验员考核培训 容规、GB150、监检规则介绍 四川省锅炉压力容器检验研究所朱洪奇 一、总则（容规9条） 1、法律地位： （1）压力容器规范标准体系： 第一层次：条例；如《特种设备安全监察条例》 第二层次：部门规章；如《锅炉压力容器制造监督管理办法》22号令 第三层次：技术法规；如《压力容器安全技术监察规程》 第四层次：技术标准：如GB150《钢制压力容器》JB4732《钢制压力容器－分析设计标准》GB151《管壳式换热器》GB12337《钢制球形储罐》JB4730《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4744《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》JB4730《压力容器无损检测》GB6654《压力容器用钢板》GB8163《输送流体用无缝钢管》JB4726～4728压力容器用锻件等 （2）法规规范用语： ●必须、不得――必须执行； ●不应、应――在正常情况下按规程执行，特殊情况报批； ●宜、不宜――由设计和制造者灵活掌握。
2、压力容器监管范围： （1）条例对压力容器的定义： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭容器，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容器的乘积大于或者等于2.5MPa·L 的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器； （2）容规适用范围： 1）完全适应范围：(三要素) a、最高工作压力≥0.1Mpa； ●压力――表压（相对压力）； ●最高工作压力――承受内压的压力容器，在正常使用过程中，顶部 可能出现的最高压力，外压指最高压力差值 ●工作压力――GB150定义同上； ●设计压力－－设定的工作压力 ●GB150压力上限≤350MPa b、容积≥0.25m3；(25L) ●多腔容器――管理按最高，其他按各腔，包括类别、压力、 容器等 c、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2）部分适应范围：（8类产品） ●设计、制造、安装和使用管理与修理改造按《容规》 ●定期检验协商 （3）容规不适应范围：（7类产品）
（情绪管理）压力容器设计基础知识讲稿
压力容器设计基础知识讲稿 （20140325） 目录 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程1．2 标准和法规（规程）的关系。1．3 压力容器的含义（定义） 1．4 压力容器设计标准简述 1．5 D1级和D2级压力容器说明 二．GB150-1998《钢制压力容器》1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格和职责 3．3 GB150管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的一般规定 3．6 许用应力
3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验和试验压力 4．对材料的要求 4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4．3 钢管 4．4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4．6 采用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒和内压球体的计算 5. 1 内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2 内压圆筒计算 5．3 球壳计算 6．外压圆筒和外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计和计算 7．1 封头标准
7．2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7．4 球冠形封头 7．5 锥壳 8．开孔和开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状和尺寸限制 8．4 补强要求 8．5 有效补强范围及补强面积8．6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9．1 简介 9．2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点9．4 法兰型式 9．5 法兰连接计算要点 9．6 管法兰连接 10．压力容器的制造、检验和验收10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接
目录 编制说明 (2) 1、总则 (3) 2、本规定的适用范围 (3) 3、标准、规范 (3) 4、设计条件编制与审核 (3) 5、设计文件的编(绘)制 (3) 6、设计的一般规定 (4) 6.1 压力容器分类 (4) 6.2设计压力 (5) 6.3设计温度： (5) 6.4最小壁厚 (5) 6.5 腐蚀裕度C2 (6) 6.6材料 (6) 6.7焊接结构 (7) 6.8 热处理 (7) 6.9无损检测 (8) 6.10压力试验和气密性试验 (8) 6.11 接管 (9) 6.12防涡流板 (10) 6.13法兰及人（手）孔 (10) 6.14. 裙座、地脚螺栓、支座 (12) 6.15容器法兰 (12) 6.16封头和筒体 (13) 6.17容器的涂敷与运输包装 (13)
编制说明 为了贯彻压力容器的有关法规、安全技术规范、标准要求，规范本公司的压力容器设计技术工作，结合公司压力容器设计实际制订本规定。 本规定是对国家和部颁有关化工容器设计规定、规范、标准的补充。 化工容器设计必须遵守的设计、制造、检验的标准、规定较多，本规定只提出了GB150《钢制压力容器》和化工设计标准所列的现行标准。本规定在使用过程中，当引用的各项标准有修改或有新标准颁布时，应采用相应的最新标准。 本规定在有的条文中提出了应遵守国家、部颁标准、规定、规范等具体条款名称或编号，多数没有写出具体条款名称或编号。因此不论是列入的或未列入的，都应按国家、部颁标准相应的条款执行。
1、总则 容器分为常压容器和压力容器两种： 1.1 凡设计压力低于0.1MPa，其真空度低于0.02MPa的容器为常压容器，其设计、制造、检验与验收要求按照JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》的规定。 1.2凡设计压力等于或大于0.1MPa，真空度等于或大于0.02MPa的容器按压力容器 小于0.1MPa时，该容器不划分容器类别。 设计。但当容器的工作压力P w 1.3 对其它专用容器按各专业标准设计。 压力容器按GB150－1998《钢制压力容器》（以下简称GB150）、《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）及HG20580～HG20585-1998进行设计。 2、本规定的适用范围 本规定的适用范围与GB150相同。 当执行的技术标准、技术规定高于本规定时，则按高的要求执行。如欲采用国外标准，应征得本公司技术负责人同意。 3、标准、规范 容器设计时，必须遵守的设计、材料、容器制造和检验标准或技术条件按《容规》、GB150及HG20580～HG20585-1998执行。 4、设计条件编制与审核 设计条件编制与审查按照设计管理制度中QI-07-03《设计条件编制与审查规定》进行。 5、设计文件的编(绘)制 5.1设计文件编(绘)制后一律导入公司的PDM数据库管理系统中，普通文档和表格采用office 2000以上的版本，图纸绘制采用Auto CAD+Inte CAD软件，强度计算采用sw6最新版本。 5.2图样绘制要求 5.2.1 图纸幅面，图样的线型、视图、向视图、剖面图、放大图的绘制应符合国家制图标准和化工机械制图的特殊要求。 5.2.2 设计总图上除视图外还应包含标题栏、明细表、管口表、设计数据表和技术要求。标题栏包含了设备名称、图号、单位名称、签署、变更等信息，其格式已预设在系统中供设计者采用，不可更改。设计数据表和技术要求按TCED41002《化工设备图样技
主要容 1 基于失效模式的设计理念 2 压力容器设计准则 3 容器设计的基本概念 4 常见结构的设计计算方法 5 分析设计一应力分类法 1 基于失效模式的设计理念 1.1 容器的失效 1.2 失效模式分类 1.3 我国标准考虑的失效模式 1.4 失效模式 1.5 失效判据 1 基于失效模式的设计理念 压力容器的设计步骤 针对失效模式的设计理念成为压力容器设计标准的发展方向。压力容器的一般设计步骤为： ·确定容器最有可能发生的失效模式； ·选择适当的失效判据和设计准则； ·确定适用的设计规标准； ·按规标准要求进行设计和校核。
1.1 容器的失效 1）定义：压力容器在规定的使用环境和时间，因尺寸、形状或材料性能发生改变而完全失去或不能达到包括功能和设计寿命等的现象，称为压力容器失效。 2）表现形式：破裂、过度变形、泄漏 3）引起原因：工艺条件、载荷、介质 1.2 失效模式分类 1）IS016528归为三大类、14种失效模式。 第一大类：短期失效模式： 第二大类：长期失效模式： 第三大类：循环失效模式： 2）《承压设备损伤模式识别》（GB/T30579－2014） 第1类：腐蚀减薄（25种） 第2类：环境开裂（13种） 第3类：材质劣化（15种） 第4类：机械损伤（11种） 第5类：其他损伤（9种） 1.3 我国标准所考虑的失效模式 1）GB 150 基于失效模式设计的考虑 脆性断裂（Brittle fracture） 韧性断裂（Ductile rupture） 蠕变断裂（Creep rupture） 接头泄露（Leakage at joints）
弹性或塑性失稳（Elastic or plastic instability） 2）JB/T4732基于失效模式设计的考虑 脆性断裂（Brittle fracture） 韧性断裂（Ductile rupture） 螺变断裂（Creep rupture） 疲劳（Patigue rupture） 接头泄漏（Leakage at joints） 弹性或塑性失稳（Elastic or plastic instability） 1.4 失效模式 1）过度变形 容器的总体或局部发生过度变形，包括过量的弹性变形，过量的塑性变形，塑性失稳（增量垮坍），例如总体上大围鼓胀，或局部鼓胀，应认为容器已失效，不能保障使用安全。过度变形说明容器在总体上或局部区域发生了塑性失效，处于十分危险的状态。例如法兰的设计稍薄，强度上尚可满足要求，但由于刚度不足产生永久变形，导致介质泄漏，这是由于塑性失效的过度变形而导致的失效。