GB150 钢制压力容器强度计算表

1.Q345R 的屈服强度ReL 的下限值为345 MPa 。

2.在正常应力水平情况下，Q235R 的使用温度下限为 。

3.用于壳体的厚度大于 30 mm 的20R 应在正火状态下使用。

4.为什么容器用钢要降低硫磷含量？磷铁生成低熔点共晶体，分布在晶界，减弱晶面结合，使焊缝发脆，降低冲击韧性，而硫化物在加热时出现脆性，有热裂倾向。

5.GB150规定的外压周向稳定安全系数是 3.0 ，在GB150的公式和图表中是怎样体现的？6.对于同时承受两个室压力作用的受压元件，其计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。

7.焊接系数的取值取决于 焊接接头的型式 和 无损检测长度比例 。

8.对于不能以GB150来确定结构尺寸的受压元件，GB150允许用 应力分析验证性实验分析 和 对比经验设计 方法设计。

9.内压圆筒厚度计算公式为ct i c P D P -=φσδ][2。

10.钢材的许用应力应同时考虑材料的抗拉强度、 屈服强度 、 持久强度 和蠕变极限。

11.圆筒中径公式假设圆筒中的应力沿壁厚都是均匀分布的，实际上高压厚壁圆筒中的环向应力沿壁厚是不均匀分布的，最大环向应力位于圆筒 内 壁。

12.周边简支的圆平板，在内压作用下，最大应力发生在平板 中心 ，周边固支的圆平板，最大应力发生于 边缘 ，是 弯曲 应力。

13.整体补强的型式有：a.增加壳体厚度；b.采用厚壁管；c.整体补强 锻件 。

14.壳体圆形开孔时，开孔直径是指接管内径加 2 倍厚度附加量。

15.椭圆封头和碟形封头在过渡区开孔时，所需补强面积A 的计算中，壳体计算厚度是指 椭圆封头的计算厚度 ，而在0.8i D 范围内开孔时，壳体计算厚度按锥壳计算。

16.垫片起到有效密封作用的宽度位于垫片的 外径 侧。

17.当螺栓中心圆b D 受法兰径向结构要求控制时，为紧缩b D ，宜改选直径较小的螺柱。

18.垫片系数m是针对法兰在操作状态下，为确保密封面具有足够大的流体阻力，而需作用在垫片单位密封面积上的压紧力与流体压力的比值，垫片愈硬，m愈大。

GB150-1998《钢制压力容器》一、前言1、简介本标准是原国家质量技术监督局98年3月20日批准，要求98年10月1日实施。

此为GB150-89颁布后第一次修改，GB150-98是我国目前压力容器标准体系中的基础标准，基础标准服务于量大面广的产品，采用共性技术，在行业中处于举足轻重的地位，GB150修改，其他相关标准均需做相应修改。

如：GB151、GB12337、JB4710《钢制塔式容器》、JB4731等。

2、中外有关标准、规范中国：JB/T4735-97《钢制焊接常压容器》GB150-98《钢制压力容器》JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》美国：ASMEⅧ-1《锅炉压力容器规范》第八卷第1分篇《压力容器常规设计》ASMEⅧ-2《锅炉压力容器规范》第八卷第2分篇《压力容器分析设计》ASMEⅧ-3《锅炉压力容器规范》第八卷第3分篇《压力容器疲劳设计》日本：JIS B8270《压力容器》（基础标准）JIS B8271-8285《压力容器单项标准》英国：BS5500《非直接受火压力容器》德国：AD《压力容器规范》TRB《压力容器技术规程》法国：CODAP《非直接受火压力容器建造规范》3、基本原则GB150参照或等效采用了ASMEⅧ-1、JIS B8270，并体现中国特色，考虑我国的实际情况，如：等效采用——圆度概念附录B 爆轰1000M/S参照采用——焊接接头分类（原为对接、角接、纵缝、环缝）中国特色——焊缝返修次数，不宜超过二次。

二、适应范围1、GB150-1998《钢制压力容器》是钢制压力容器设计、制造、检验与验收的标准。

本标准适用范围如下：1）、设计压力大于等于0.1MPa，小于等于35MPa的钢制压力容器和真空度高于O的钢制压力容器；的设2000mmH22）、设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定；3）、管辖范围为容器及与其连为整体的连通受压零部件，即开孔接管与外管道连接的第一道环向接头坡口端面；螺纹连接的第一个螺纹接头；螺栓紧固连接的第一个法兰密封面；管件连接的第一个密封面；接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件；非受压元件与受压元件的焊接接头；直接连在容器上的超压泄放装置以及容器上的安全附件。

第11章压力容器的强度计算本章重点要讲解内容：（1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则；（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差；（3）掌握内压圆筒的厚度设计；（4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。

（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。

第一节设计参数的确定1、我国压力容器标准与适用范围我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。

该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。

JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。

其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。

2、容器直径（diameter of vessel）考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。

对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。

表1 压力容器的公称直径（mm）如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。

表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）3、设计压力（design pressure）（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）✧工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。

①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同；②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。

③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。

国标委工交函[2004]2号关于批准GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改单的函全国锅炉压力容器标准化技术委员会：你标委会以锅容标委〔2003〕秘字28号文和锅容标委〔2003〕秘字35号文报批的GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改通知单，业经国家标准化管理委员会批准，于2004年4月1日起实施，并在《中国标准化》杂志2004年第3期上公布。

修改单见附件。

附件：GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改单二○○四年一月十六日附件：GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改单本修改单经国家标准化管理委员会于2004年1月16日批准，自2004年4月1日起实施。

2 引用标准a）删除标准JB2536-80压力容器油漆、包装和运输b）增加以下4个标准：JB/T 4736-2002 补强圈JB/T 4746-2002 钢制压力容器用封头JB/T 4747-2002 压力容器用钢焊条订货技术条件JB/T 4711-2003 压力容器涂敷与运输包装10 制造、检验与验收a）10.1.2 条中增加新条文：10.1.2.1 压力容器用封头的制造、检验和验收还应符合JB/T 4746-2002。

10.1.2.2 在JB/T 4736-2002标准范围内的补强圈还应符合JB/T 4736-2002。

10.1.2.3 压力容器用钢焊条应符合JB/T4747-2002。

b）10.10.3条修订为：容器的涂敷与运输包装应符合JB/T 4711-2003。

主题词：国家标准修改单函国家标准化管理委员会办公室 2004年2月6日印发录入：芦菁校对：肖寒— 2 —钢制压力容器GB150—1998引言随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。

新版GB150中关于压力容器用材料的问题压力容器用材料1. 总则1.1 通用要求（1）压力容器选材时应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能）、容器的制造工艺以及经济合理性，并尽可能选用国产牌号的材料。

（2）压力容器用材料的质量、规格与标志，应当符合相应材料的国家标准或行业标准的规定。

（3）压力容器专用钢板的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证。

（4）材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书，材料质量证明书的内容应当齐全，清晰，并且盖有材料制造单位质量检验章。

（5）压力容器制造单位从非材料制造单位取得压力容器用材料时，应当取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件。

（6）对于采购的第Ⅲ类压力容器用Ⅳ级锻件，以及不能确定质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料，压力容器制造单位应当进行复验，符合相应材料标准的要求方可投料使用。

1.2 熔炼方法压力容器受压元件用钢，应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。

对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体—铁素体型不锈钢钢板，以及使用温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。

1.3 化学成分1.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素钢和低合金钢钢材，C≤0.25%、P≤0.035%、S≤0.035%。

1.3.2 压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢钢材，其硫、磷含量应当符合以下要求：（1）碳素钢和低合金钢钢材基本要求，P≤0.030%、S≤0.020%。

（2）标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.025%、S≤0.015%。

（3）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材，P≤0.025%，S＜0.012%。

（4）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.020%、S≤0.010%。

GB150-1998《钢制压力容器》讲解一、概述1、标准适用的压力围GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa ；真空度：≥0.02MPaJB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～100 MPa真空度：≥0.02 MPa／T4735－1997《钢制焊接常压容器》设计压力P：圆筒形容器：-0.02 MPa≤P≤0.1 MPa立式圆筒形储罐、圆筒形料仓 -500Pa≤P≤0.2000 Pa矩形容器：连通大气JB4710－2000《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa(对工作压力<0.1MPa压塔器,P取 0.1MPa)高度围 h>10m 且h/D(直径)>52.设计时应考虑的载荷1) 压、外压或最大压差；2) 液体静压力(≥5%P)；需要时，还应考虑以下载荷3) 容器的自重（件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下装物料的重力载荷；4) 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；5) 风载荷、地震力、雪载荷；6) 支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；7) 连接管道和其他部件的作用力；8) 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；9) 包括压力急剧波动的冲击载荷；10) 冲击反力,如流体冲击引起的反力等；11) 运输或吊装时的作用力。

3、设计单位的职责1) 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。

2) 压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。

3) 压力容器的设计总图应盖有压力容器设计资格印章。

4．容器围GB150管辖的容器围是指壳体及其连为整体的受压零部件1) 容器与外部管道连接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焊接接头。

接头以外的元件，如加强圈、支座、裙座等4) 连接在容器上的仪表等附件。

直接连接在容器上的超压泄放装置。

5.定义(1)压力除注明者外，压力均为表压力。

钢制压力容器GB150—1998引言随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。

在制订GB150-98标准时，遵循了以下几条原则。

撤消了部分单元设备和自成体系的受压元件设计内容，另行制订产品标准，使GB150成为压力容器的基础标准。

将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准JB4731-98《钢制卧式容器》，现已报批。

将第9章“直立容器”和相关的附录F“直立容器高振型计算”从标准中分离出来，这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中，成为塔式容器的产品标准。

撤消附录E“U型膨胀节”，独立出新标准GB16749-97《压力容器波形膨胀节》，已于1997年8月1日实施。

撤消附录H“钢制压力容器渗透探伤”和附录L例题，前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单，后者尚未编制出来。

充分体现近年来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步，使标准能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。

例如新增加撤消了一些钢材的牌号，严格了钢板超声检测的要求。

以实施中取得的经验为依据，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。

充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。

1998年3月国家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》标准，并要求从1998年10月1日起执行。

学习和贯彻新GB150标准是提高压力容器质量，保证压力容器安全使用的前提。

为了更好地了解、学习和贯彻新GB150，本文将新、旧GB150标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，为了做到准确，读者便于查阅，尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。

第11章压力容器的强度计算本章重点要讲解内容：（1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则；（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差；（3）掌握内压圆筒的厚度设计；（4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。

（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。

第一节设计参数的确定1、我国压力容器标准与适用范围我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。

该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。

JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。

其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。

2、容器直径（diameter of vessel）考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。

对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。

表1 压力容器的公称直径（mm）如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。

表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）3、设计压力（design pressure）（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）✧工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。

①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同；②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。

③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。