压力容器设计审核人员培训

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1、压力容器 设计审批人培训,（一） 济南石油化工设计院 黄 泓 电话：0531-88576125 ，13626411112 电子邮箱： 二一二年二月,压力容器设计基础 GB150.1-2011（压力容器第1部分）,一、主要变化 二、通用要求 三、超压泄放装置 四、局部结构应力分析和评定 五、风险评估报告,一、主要变化,1、标准编号 原 GB150-1998 现GB150.14-2011 GB150.1-2011压力容器第1部分：通用要求 GB150.2-2011压力容器第2部分：材料,GB150.3-2011压力容器第3部分：设计 GB150.4-2011压力容器第4部分：制造、检验和验收,2

2、、名称 原钢制压力容器 现压力容器 GB 150-2011 与 TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程的关系： TSG R0004-2009 是适用于固定式压力容器，保证其质量安全可靠性的基本规章； GB 150-2011 是压力容器设计、材料选用、制造、检验的带有强制性的技术规则。,3、前言,1）扩大了标准的使用范围 （1）通过引用标准的方式，适用于金属材料制压力容器； （2）规定了在满足本标准设计准则的前提下处理超标准范围的设计方法； （3）规定了各种结构形式的容器所依据的标准。,2）标准格式根据GBT 1.1的要求进行了改变。 3）修改了容器建造参与方的资格和职责要求

3、。 （1）规定设计文件的保存时间； （2）增加了用户或委托方在设计阶段提供书面设计条件的职责； （3）规定了检验机构的检验人员对验证性爆破试验见证和报告认可的职责。,4）修订了确定许用应力的安全系数。 （1）对抗拉强度的安全系数由3.0调整为2.7； （2）对碳钢和低合金钢屈服强度的安全系数由1.6调整为1.5； （3）对奥氏体钢可以采用Rp1.0（非比例延伸率为1.0%时的应力）确定许用应力。,5）增加了满足特种设备安全技术规范所规定的基本安全要求的符合性声明。 6）增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则。,7）增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则。 8）增加了附录A :标准的

4、符合性声明及修订。,4、引言,本标准的技术条款包括了压力容器建造过程（即指设计、制造、检验和验收工作）中应遵循的强制性要求、特殊禁用规定以及推荐性条款，其中推荐性条款不是必须执行的部分。由于本标准没有必要、也不可能囊括适用范围内压力容器建造中的所有技术细节，因此，在满足法规所规定的基本安全要求的前提下，不应禁止本标准中没有特别提及的技术内容。,本标准不能作为具体压力容器建造的技术手册，亦不能替代培训、工程经验和工程评价。但工程评价应符合本标准的相关技术要求，不得违反本标准中的强制性要求和禁用规定。 本标准不限制实际工程设计和建造中采用先进的技术方法，但工程技术人员采用先进的技术方法时应能做出可

5、靠的判断，确保其满足本标准规定，特别是关于强制性的设计规定（如强度或稳定性设计公式等）。,本标准既不要求也不禁止设计人员使用计算机程序实现压力容器的分析或设计，但采用计算机程序进行分析或设计时，除应满足本标准要求外，还应确认： 1）所采用程序中技术假定的合理性； 2）所采用程序对设计内容的适应性； 3）所采用程序输入参数及输出结果用于工程设计的正确性。,二、通用要求,1、范围 1.1 本标准适用于金属制压力容器（以下简称容器）的建造，本部分规定了容器材料、设计、制造、检验和验收的通用要求。 1.2本标准适用的设计压力 1.2.1 钢制容器不大于 35MPa。 1.2.2 其他金属材料制容器按相

6、应引用标准确定。 1.3本标准适用的设计温度范围 1.3.1 设计温度范围：-269900。 1.3.2 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。 1.3.3 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。,1.5 下列容器不在本标准的适用范围内： a） 设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器； b） 移动式压力容器安全监察规程管辖的容器； c） 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）； d） 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器； e） 直接火焰加热的容器

7、； f） 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； g） 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。,1.6 容器界定范围 1.6.1 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。 1.6.2 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。 1.6.3 非受压元件与受压元件的连接焊缝。 1.6.4 直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等。 1.6.5 容器的超压泄放装置（见附录

8、B）。,2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。,GB 150.2 压力容器第 2 部分：材料 GB 150.3-2011 压力容器第 3 部分：设计 GB 150.4 压力容器第 4 部分：制造、检验和验收 GB 151 管壳式换热器 GB 567（所有部分）爆破片安全装置 GB/T 12241 安全阀 一般要求 GB 12337 钢制球形储罐 GB/T 26929 压力容器术语 JB/T 4710 钢制塔式容器 JB/T 4731 钢制卧式容器 JB 47

9、32 -1995 钢制压力容器分析设计标准（2005 年确认） JB/T 4734 铝制焊接容器 JB/T 4745 钛制焊接容器 JB/T 4755 铜制压力容器 JB/T 4756 镍及镍合金制压力容器 NB/T 47002（所有部分）压力容器用爆炸焊接复合板 NB/T 47011锆制压力容器 TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程,3、术语和符号,3.1 术语和定义 GB/T 26929-2011压力容器术语中规定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1 压力 pressure 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。 3.1.2 工作压

10、力 operating pressure 在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 3.1.3 设计压力 design pressure 设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。,3.1.4 计算压力 calculation pressure 在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，包括液柱静压力等附加载荷。 3.1.5 试验压力 test pressure 进行耐压试验或泄漏试验时，容器顶部的压力。,3.1.6 最高允许工作压力 maximum allowable working pressure (MAWP) 在指定的相应温度下

11、，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。,对超压泄放装置的动作压力，原则上要求不得高于压力容器的设计压力，但对于图样中注明最高允许工作压力的压力容器，允许超压泄放装置的动作压力不高于该容器的最高允许工作压力。这一规定可以充分利用压力容器的实际承载能力，在保证安全的基础上，避免超压泄放装置频繁动作，对于安装有安全阀的低压容器尤其重要。,压力容器的最高允许工作压力是根据容器的有效厚度计算得到的容器实际可承受压力。可以

12、采用最高允许工作压力做为超压泄放装置的动作压力，理由有三： 由于在设计和制造阶段均存在厚度圆整等因素，压力容器的最高允许工作压力一般都大于设计压力，如以设计压力作为确定超压泄放装置动作压力的基准，将不利于充分发挥众多压力容器产品的实际承压能力。,境外压力容器标准，多以最高允许工作压力作为确定超压泄放装置动作压力的基准。 许多压力容器的设计压力与工作压力(即正常工况下，压力容器顶部可能出现的最高压力)较为接近(或者说差值较小)，以设计压力作为确定超压泄放装置动作压力的基准，有可能导致在正常工况下超压泄放装置出现不应有的频繁动作，既不利于稳定生产，又会造成物料浪费，甚至导致环境污染。,基于上述原因

13、，本次修订进一步强调利用容器的最高允许工作压力作为超压泄放装置动作压力这一观点。但是，目前若对每台压力容器都提出注明其最高允许工作压力的要求，就要重新进行全面强度校核(如对法兰、补强、外压。局部不连续、卧式容器等），还存在一定困难。大多数设计文件中可能并未给出最高允许工作压力，如果需要，就应当(在合同中)明确要求设计者给出最高允许工作压力。 本条与固容规第8.2.2条安全阀的整定压力的规定是协调一致的。,3.1.7 设计温度 design temperature 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。 3.1.8 试验

14、温度 test temperature 进行耐压试验或泄漏试验时，容器壳体的金属温度。 3.1.9 最低设计金属温度 minimum design metal temperature 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。,3.1.10 计算厚度 required thickness 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（见 4.3.2） 对于外 压元件，系指满足稳定性要求的最小厚度。 3.1.11 设计厚度 design thickness 计算厚度与腐蚀裕量之和。 3.1.12 名义厚度 nominal thickness 设计厚度

15、加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。,3.1.13 有效厚度 effective thickness 名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。 3.1.14 最小成形厚度 minimum required fabrication thickness 受压元件成形后保证设计要求的最小厚度。 3.1.15 低温容器 low-temperature pressure vessel 设计温度低于20的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，以及设计温度低于196的奥氏体不锈钢制容器。,3.2 符号 C 厚度附加量，mm； C1 材料厚度负偏差，按 4.3.6.1，mm； C2 腐

16、蚀裕量，按 4.3.6.2，mm； Di 圆筒或球壳的内直径，mm； Et 材料在设计温度下的弹性模量，MPa； p 设计压力，MPa； pT 试验压力最低值，MPa； Ro 圆筒的外半径，mm；,Rm 材料标准抗拉强度下限值，MPa； ReL(Rp0.2、Rp1.0) 材料标准室温屈服强度（或 0.2%、1.0%非比例延伸强度），MPa； R teL (Rp0.2、Rp1.0) 材料在设计温度下的屈服强度 （或 0.2%、1.0%非比例延伸强度），MPa； RtD 材料在设计温度下经 10 万小时断裂的持久强度的平均值，MPa； Rtn 材料在设计温度下经 10 万小时蠕变率为 1%的蠕变极限平均值，MPa； T 试验压力下受压元件的应力，MPa； 容器元件材料在耐压试验温度下的许用应力 MPa； t 容器元件材料在耐压试验温度下的许用应力 MPa；,4、 通用要求,