GB《钢制压力容器》

压力容器设计中有关标准问题的探讨全国压力容器标准化技术委员会秘书长寿比南摘要GB150-1998《钢制压力容器》实施二年来，标准使用者相继提出了一些标准使用过程中出现的问题，有些是使用者对标准理解的偏差，有些则值得进一步研究和探讨。

本文重点讨论了GB150-1998《钢制压力容器》和新版《压力容器安全技术监察规程》实施过程中的某些问题，并阐述了作者自己的见解，希望能够对使用者有所裨益。

前言GB150-1998《钢制压力容器》实施后，国家于一九九九年颁布了新版《压力容器安全技术监察规程》，使得压力容器的设计、制造、检验等环节得到了更为有效的控制。

通过大量的标准和法规宣贯活动以及压力容器标准提案审查制度的有效实施，我们从各方面收集到一些在标准使用过程中遇到的问题，其内容涉及到压力容器的设计、制造、检验及管理等诸方面，我们对这些问题分别进行了研究并提出了相应的处理意见。

为了使广大标准使用者能够更好地理解和使用GB150及“容规”，保证压力容器产品的安全和质量，全国压力容器标准化技术委员会在开设的网站：上先后公布了对《压力容器安全技术监察规程》和压力容器标准条款的解释。

本文拟就其中一些有共性的问题进行探讨，详细阐述相关的标准和法规条款的含义，以期加深使用者对标准和法规的理解，使业内人员在压力容器设计、制造、检验等环节上能够正确地运用标准和法规。

必须声明的是，本文只代表个人观点，作者不对任何与本文技术内容有关的法律纠纷负责。

1. 压力容器的设计使用寿命问题压力容器的设计使用寿命问题一直是我国的设计单位和设计者尽量避免涉及和回避的问题，其主要表现在以下两个方面：首先，受技术条件、管理体制和人员观念等因素的制约，设计者对压力容器的设计使用寿命大都不愿或难以给出准确的预报值，从而导致压力容器超期服役现象的存在；其次，由于缺乏相关标准和法规条文对超期服役的压力容器进行必要的规定和限制，使得其使用和检验缺乏有效的依据，处理不好客观上会造成重大的安全隐患。

GB150-1998《钢制压力容器》讲解一、概述1、标准适用的压力范围GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa ；真空度：≥0.02 MPaJB4732－95《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 MPaJB／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内压塔器,P取 0.1MPa)高度范围 h>10m 且h/D(直径)>52.设计时应考虑的载荷1) 内压、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（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷；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．容器范围GB150管辖的容器范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。

钢制压力容器定义：
1)压力：除注明者外，压力均指表压力。

2)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。

3)设计压力：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。

4)计算压力：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。

当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。

5)试验压力：试验压力指在压力试验时，容器顶部的压力。

6)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。

注：标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。

7)试验温度：试验温度指压力试验时，壳体的金属温度。

8)计算厚度：计算厚度指按各章公式计算得到的厚度。

需要
时，尚应计入其他载荷所需厚度。

9)设计厚度：设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。

10)名义厚度：名义厚度指设计厚度加上钢材厚度负偏差
后向上圆整至钢材标准规格的厚度。

即标注在图样上的厚度。

11)有效厚度：有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材
厚度负偏差。

钢制压力容器Steel pressure vessels自1998-10-1 起执行标准圆筒和内压球壳圆筒和外压球壳和开孔补强、检验与验收（标准的附录）材料的补充规定（标准的附录）超压泄放装置（标准的附录）低温压力容器（标准的附录）非圆形截面容器（标准的附录）产品焊接试板的力学性能检验（提示的附录）钢材高温性能（提示的附录）密封结构（提示的附录）材料的指导性规定（提示的附录）焊接结构对GB150-89进行修订。

依据GB150-89实施以来所取得的经验，参照近期国际同类标准进行了下列变动：GB150-89中第8章“卧式容器”、第9章“直立容器”、附录E“U形膨胀节”、附录F“直立容器高振型计算”、附录H“钢制压录L“例题”。

其中，除附录L外，其余已另有国家标准或行业标准。

“前言”、“引用标准”和“附录H”。

0-89中1.1内容列为第1章“范围”；1.2“组成”撤消，其他内容列为第3章“总论。

”章（GB150-89中第1章）中增加了“计算压力”的定义；对最小厚度和计算厚度的定义进行了修订；对腐蚀裕量选取给予明确的规述与JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》一致；压力试验中取消了（p+0.1）的限制，并对大型容器的压力试验给予了规定。

章（GB150-89中第2章）根据钢材标准的变动，相应的增加和撤消了一些钢号；增加了不锈钢复合钢板的技术要求；加严了钢板逐章（GB150-89中第3章）取消了“圆筒和球壳的组合应力计算”。

章（GB150-89中第4章）外压圆筒和外压管子计算中，其条件D o/δe≥10改为D o/δe≥20；D o/δe<10改为D o/δe<20。

章（GB150-89中第5章）补充了7.2.5“受外压锥壳”的计算。

章（GB150-89中第6章）修订了“不另行补强的开孔直径”的规定；撤消“开孔补强设计的另一方法”。

10章增加了锻焊压力容器和焊后热处理工艺的要求。

录C补充了对奥氏体不锈钢制低温容器的规定。

压力容器设计基础一．概述1、标准适用的压力范围GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa真空度：≥0.02 MPaGB151－1999《管壳式换热器》设计压力P：0.1～35 MPa真空度：≥0.02 MPa公称压力PN≤35 MPa，公称直径DN≤2600mmPN•DN≤1.75×104JB4732－95《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 MPaJB／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GB12337－1998《钢制球形储罐》设计压力P≤4MPa,公称容积V≥50M3 JB4710－2000 《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa(对工作压力<0.1MPa内压塔器,P取 0.1MPa)高度范围 h>10m 且h/D(直径)>52.设计时应考虑的载荷1)内压、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（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷；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．容器范围GB150管辖的容器范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。

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。

GB150钢制压力容器是压力容器行业标准体系中的核心标准GB150钢制压力容器是压力容器行业标准体系中的核心标准，本标准规定了钢制压力容器的设计、制造、检验和验收要求。

该标准第10条中对制造检验与验收进行了原则性规定。

壳体直径是压力容器的一个重要性能参数，在设计图纸上给出了理论（公称）数值，其公差要求由GB150中相应条款给以限定。

在GB150中，第10.2.7款规定了非机加面的尺寸公差，第10.2.4.10款规定了圆度公差，第10.2.4.2款规定了壳体上焊缝形成的棱角E的允差值。

用公差原理对这几款进行分析后，笔者认为GB150中对壳体直径的规定是清楚和确定的。

但这一规定是不尽合理的。

它既不符合公差原理中尺寸公差应大于形状偏差的包容原则，又必使制造、检验与验收中出现不必要的争议。

为此，笔者就这一问题进行分析，提出改进建议。

2公差原理零件在图样上表达的所有要素都有一定的公差要求，无功能要求的要素是不存在的。

通常对于线性尺寸的公差有的标注于图纸，而图纸未标注的（未注公差）也均在技术条件中给定。

给出的尺寸公差是该尺寸要素的极限值，即所谓的包络线，也就是最大尺寸与最小尺寸的界线。

而该尺寸要素的形状偏差应在该要素的尺寸公差范围内，这是公差理论中的一个基本原理和准则，即是说要素的形状偏差不能超出要素的尺寸公差。

要素为圆的尺寸公差，是指以理论圆心为中心的两个以圆的直径上下公差为数值的两个同心理论圆。

而圆的形状偏差不规则，应在两个同心圆的中间。

如果图纸和技术要求给出的形状偏差超出尺寸公差，那就违背了公差原理。

3GB150相关条款及其分析对于压力容器壳体直径（一般指壳体内径Di）是一个重要参数，在实际图纸中只给出理论值，而不标注公差，其公差要求在GB150中进行了规定。

3.1尺寸公差第10.2.7中规定，非机械加工表面的线性尺寸的极限偏差，按GBT1804中C级的规定。

查GBT1804-92的，C级的各尺寸段（括号内）的偏差数值分别为：（>120-400mm）？1.2mm，（>400-1000mm）？2.0mm，（>1000-2000mm）？3.0mm，（>2000-4000mm）？4.0mm；换言之，公差相对尺寸的百分比分别为2.0-0.6，1.0-0.4，0.6-0.3，0.4-0.2；由上看出，直径尺寸大于240mm时，其直径尺寸公差与直径尺寸数值之比均小于1.3.2圆度在第10.2.4.10中规定，内压容器(针对锅炉压力容器制造质量体系的分析)组装后的壳体圆度，同一截面上最大内径与最小内径之差e，应不大于该截面内径Di的1，且不大于25mm.壳体圆度是直径的形状偏差，本条是说圆度允差为壳体直径的1，与3.1条对比，明显看出，当直径尺寸大于240mm时，直径的圆度偏差超出了直径的尺寸公差。