GB150钢制压力容器基础知识

GB150 钢制压力容器基本解析

一、 压力容器类别及制造许可证级别划分 级别 制造压力容器范围 代表产品

A A1：超高压容器、高压容器； A2：第三类低、中压容器（涵盖D级）； A3：球形储罐现场组焊或球壳板制造； A4：非金属压力容器； A5：医用氧舱 A1应注明：单层、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板、无缝、锻造、管制等结构形式

B B1：无缝气瓶； B2：焊接气瓶； B3：特种气瓶 B2注明：含（限）溶解乙炔气瓶或液化石油气瓶。B3注明机动车用、缠绕、非重复充装、真空绝热低温气瓶等

C C1：铁路罐车； C2：汽车罐车或长管拖车； C3：罐式集装箱

D D1：第一类压力容器； D2：第二类低、中压容器

二、 压力容器分类

 《容规》中压力容器分类原则：

 符合第2条适用范围的压力容器；

 根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险程度进行划分。

 压力容器的压力等级：

根据压力容器的设计压力（p）划分为四个压力等级

低压（代号L）0.1Mpa≤p＜1.6Mpa

中压（代号M）1.6Mpa≤p＜10Mpa

高压（代号H）10Mpa≤p＜100Mpa

超高压（代号U）p≥100Mpa  压力容器的品种：

 按生产工艺过程中的作用原理，分为：

反应压力容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器；

换热压力容器（代号E）：主要用于完成介质的热量交换的压力容器；

分离压力容器（代号S）：主要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离的压力容器；

储存压力容器（代号C）：主要用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器。  按压力容器的结构特点、材料等，分为

 固定式压力容器、移动式压力容器；

 管壳式余热锅炉；

 球形储罐；

 低温存储容器；

 高强度级别材料制造的容器；

 搪玻璃压力容器等。

 压力容器中化学介质的毒性程度的分级和爆炸危险程度的划分：

 按照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》中表1～4、

附表1～2中所列介质的分类确定。  HG20660中未列入的，可查找《化学危险品手册》中的参数，按以下原则确定

其毒性程度

 极度毒性（Ⅰ）最高允许浓度< 0.1mg/m3；  高度毒性（Ⅱ）最高允许浓度0.1～<1.0 mg/m3；  中度毒性（Ⅲ）最高允许浓度1.0～<10 mg/m3；  轻度毒性（Ⅳ）最高允许浓度≥ 10 mg/m3。  爆炸危险介质的确定：

气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，其爆炸下限小于10％，或其爆炸下

限与上限的差值大于、等于20％的介质。  《容规》中压力容器类别的划分：

根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险程度划分为三类.

1) 下列情况之一的，为第三类压力容器：

 高压容器；

 中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；  中压储存容器(仅限易娥或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于

10Mpa.m3)；  中压反应容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于

0.5Mpa.m3)；  低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于

0.2Mpa.;m3)；  高压、中压管壳式余热锅炉；

 中压搪玻璃压力容器；

 使用强度级别较高(指相应标准中抗立强度规定值下限大于等于540MPh)的

材料制造的压力容器  移动式压力容器，包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车[液

化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车]和罐

式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等；

 球形储罐(容积大于等于50m3)；

 低温液体储存容器(容积大于5m3)。

2) 下列情况之一的，为第二类压力容器(本条第1款规定的除外)：  中压容器；

 低压容器(仅限毒性程度为极度和高变危害介质)；

 低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)

 低压管壳式余热锅炉；

 低压搪玻璃压力容器。

3) 低压容器为第一类压力容器(本条第1款、第2款规定的除外)。

注：

 按《容规》划分类别的压力容器必须是符合第2条适用范围的压力容器。

 第2条第2款中所列的压力容器其设计、制造和安装、使用管理与修理改

造应符合《容规》的要求。  多腔压力容器的类别划分：

分别按各腔的设计压力、容积等进行类别划分；

按照类别高的压力腔作为该容器的类别，并按该类别进行使用管理；

按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。  图样中技术特性表中的容器类别应按“第三类”、“第二类”、“第一类”的

型式标注。

压力容器类别的简明判断

三、 主要内容

1. 总论

1.1. GB150适用范围 (GB150 Pg1)  压力：适用于设计压力不大于35MPa，不低于0.1MPa及真空度高于0.02MPa

 温度：钢材允许使用温度

1.2. GB150管辖范围 (GB150 Pg3)

容器壳体及与其连为整体的受压零部件

1) 容器与外部管道连接

适用范围

适用范围  焊缝连接第一道环向焊缝端面

 法兰连接第一个法兰密封面

 螺纹连接第一个螺纹接头端面

 专用连接件第一个密封面

2) 接管、人孔、手孔等的封头、平盖及紧固件

3) 非受压元件与受压元件焊接接头（如支座、垫板、吊耳等）

4) 连接在容器上的超压泄放装置

1.3. 《容规》的适用范围（第一章总则第2条 Pg5）

同时具备的三个条件：

1) 最高工作压力（pw）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力）；

2) 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m , 且容积（V）大于等于0.025m3；

3) 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。

1.4. 《容规》管辖范围与GB150的适用范围的主要区别

1.5. 《容规》与标准的关系  《容规》和强制性标准都具有强制性；推荐性标准的采用是志愿的，只有被法规引用后

才具有强制性。  《容规》只提出安全技术的基本要求，不过多涉及具体的技术方法；标准指导技术方法

的实现，是规范的技术支撑。  标准具有相对的统一性、固定的特征、在理论上是可协调的；法规因国家和文化特征的

差异，技术贸易壁垒等，各国不统一。  标准一般只针对某种产品、某种工艺；法规不仅可针对某种产品，还可覆盖某一行业/

领域。

 法规标准应当相互融合，协调发展，互不排斥，一起构成和谐统一的体系。

1.6. 设计参数  压力（6个压力）

 Pw正常工况下，容器顶部可能达到的最高压力  Pd与相应设计温度相对应作为设计条件的容器顶部的最高压力 Pd≥PW

 Pc在相应设计温度下，确定元件厚度压力（包括静液柱）  Pt压力试验时容器顶部压力  Pwmax 设计温度下，容器顶部所能承受最高压力，  由受压元件有效厚度计算得到。

 Pz 安全泄放装置动作压力

Pw＜Pz≤(1.05-1.1)Pw

Pd≥Pz  温度

 Tw在正常工况下元件的金属温度，实际工程中，往往以介质的温度表示工作温度。  Tt压力试验时元件的金属温度，工程中也往往以试验介质温度来表示试验温度。  壁厚（6个厚度）

 δc计算厚度，由计算公式得到保证容器强度，刚度和稳定的厚度  δd设计厚度，δd =δc +C2（腐蚀裕量，是由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减

薄量）  δn名义厚度，δn =δd +C1（钢材负偏差）+△（圆整量）  δe有效厚度，δe=δn-C1-C2=δc+△  δmin设计要求的成形后最小厚度，δmin≥δn-C1  （GB150 3.5.6壳体加工成形后最小厚度是为了满足安装、运输中刚度而定；而δ

min是保证正常工况下强度、刚度、寿命要求而定。）  δ坯坯料厚度，δ坯=δd +C1+△+C3

（其中：C3制造减簿量，主要考虑材料（黑色，有色）、工艺（模压，旋压；冷压，热压），

所以C3值一般由制造厂定。）

各厚度之间的相互关系

 许用应力

许用应力是材料力学性能与相应安全系数之比值：

σb/nb σs/ns σD/nD σn/nn

当设计温度低于20℃取20℃的许用应力。

2. 材料

2.1. 总则

（针对工艺部门要求对以下几点要求重点掌握，GB150要求的其他几条详见第四章Pg8 ）  压力容器受压元件用钢应符合本章规定，非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应

是焊接性良好的钢材  压力容器受压元件用钢应由平炉、电炉、氧气转炉冶炼，技术要求应符合国家相应标准

规定  容器用钢应有钢材生产单位的质量证明书，用材单位按其验收、复验

 选材应考虑容器的使用条件、材料的焊接性能、容器的制造工艺及经济合理性

 钢材的机械性能试验要求

2.2. 材料中元素的控制：(《容规》第二章第11、12条Pg10 )  用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其含碳量不应大于0.25%；

（碳含量高影响焊接性能）  压力容器专用钢材的磷含量不应大于0.030%；（降低钢的塑性和韧性，尤其是低温韧性）

 压力容器专用钢材的硫含量不应大于0.020%。（产生热脆，导致开裂，并使焊缝产生气

孔和裂纹）

2.3. 压力容器受压元件采用国外材料应符合的要求：

(《容规》第二章第22条Pg14 )  应选用国外压力容器规范允许使用且国外已有使用实例的材料，其使用范围应符合材料

生产国相应规范和标准的规定；  技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标；

 制造单位应有该材料的质量证明书，首次使用前，应进行焊接工艺评定和焊工考试，并

对化学成分、力学性能进行复验；  国内材料生产单位按国外牌号生产的材料，应通过产品鉴定并经国家安全监察机构批准。

2.4. 材料复验(《容规》第二章25条Pg16）

压力容器主要受压元件用材需要复验的，按《容规》第25条相关规定进行复验：  用于制造第三类压力容器的钢板必须复验

 复验内容：表面质量、材料标志、化学成分、力学性能、冷弯性能、未有超探质保书的

（复验内容详见《容规》Pg16）

 用于第一、第二类压力容器的钢板有下列情况之一的应复验：

 设计图样要求复验的