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。

3.3棱角E在第10.2.
4.2款规定，环向焊缝形成的棱角E，不得大于（0.1S 2）mm，且不大于5mm；轴向焊缝形成的棱角E，其偏差数值的规定同上。

壳体因组焊形成的环焊缝和纵焊缝是壳体的一部分。

对于组焊形成的棱角E，应认为是壳体直径的形状偏差范畴。

本条规定的偏差值虽然与筒体壁厚有关而与筒体直径无关，但并不影响偏差的性质。

即容器纵环焊缝的棱角E，是直径的形状偏差，环焊缝棱角E属圆度偏差问题。

而纵焊缝棱角E对直径尺寸来说是圆柱度问题，其值均应小于直径尺寸的公差值。

其形成的实际形状线均应在直径尺寸的上偏差和下偏差为数值划定的假想的两个同心的理论圆之内。

由棱角E的偏差（0.1S 2）mm且不大于5mm可得出，S=30mm时，上述两条件棱角E 相一致。

如果S=2Di，棱角E偏差用直径的表达式为E（0.2Di 2）mm，当Di在（200400）
mm时，棱角E的偏差在（2.42.8）mm之间。

与3.1条直径尺寸公差对照，直径在（200400）mm之间的尺寸公差为？1.2mm（公差带为2.4mm）.显而易见，当S=2Di，Di在（200400mm）时，形状偏差棱角E超过直径的尺寸公差。

公差原理要求，形状偏差应小于尺寸偏差，即形状偏差及其各项偏差的积累结果都应当在直径尺寸公差形成的两同心圆内。

由以上分析可以看出，GB150对筒体直径规定的形状偏差与规定的尺寸公差有进一步协调的必要，使之合理完善。

4建议
针对本文对公差问题的分析，提出下面意见，供专家参考。

4.1放宽要求
4.1.1放宽直径尺寸公差
考虑到容器直径虽为压力容器的重要参数，但不是影响压力容器安全性的关键尺寸，再加之放宽壳体直径尺寸公差又不影响大多制造厂的生产。

为了解决这一矛盾，可在GB150中增加一条，壳体直径的尺寸公差按GBT1804中的V级。

因为V级比目前的C级的公差大了一倍。

尽管将C级改为V级，可解决部分容器的问题，但是由于尺寸公差不是按直径的线性关系给定的，而形状偏差是按直径的线性关系给定的，这仍将有大直径的容器不能满足要求。

4.1.2设计图纸上给定
目前的设计图纸，均未标注壳体直径的尺寸公差。

在GB150中可增加一条，要求设计图纸上对壳体直径标注尺寸公差，此公差应包括壳体直径各形状偏差的积累。

增加该条实际上是允许壳体直径尺寸的公差给予放宽。

4.2提高要求
缩小形状偏差，提高压力容器的质量，是技术进步的必然。

但是要考虑目前我国压力容器行业的普遍工艺水平，还需要大量的调查研究。

笔者认为，尽管直径要素不是压力容器特性的关键尺寸，但也不能说是不重要的尺寸。

缩小形状偏差，保证直径尺寸精度，提高压力容器质量，也是相当重要的。

目前，随着我国压力容器制造业的工艺不断改进，工装设备不断更新，操作技术不断提高，减少形状偏差，对大多数容器制造厂都是可行的。

以笔者之见，壳体圆度、棱角E均能在缩小偏差一半的规定值下满足要求，因而缩小形状偏差，提高精度是可行的。