淺談壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識

提綱一、壓力容器設(shè)計(jì)根底知識二、壓力容器設(shè)計(jì)條件內(nèi)容三、壓力容器設(shè)計(jì)主要內(nèi)容四、壓力容器設(shè)計(jì)主要標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)及近期修訂情況五、常壓容器設(shè)計(jì)一、壓力容器設(shè)計(jì)根底知識1、壓力容器的定義壓力作用下盛裝介質(zhì)的密閉容器。2、壓力容器的典型構(gòu)造一般的壓力容器至少由筒體〔件9〕，封頭〔件4〕，接收，管法蘭〔件1〕，支座〔件2〕組成。上圖中還有人孔〔件7〕，補(bǔ)強(qiáng)圈〔件6〕，壓力表〔件10〕，平安閥〔件11〕液位計(jì)〔件12〕等。3、壓力容器的主要構(gòu)件1〕筒體形狀以圓柱形或球形為主，D級壓力容器設(shè)計(jì)多為圓柱形。構(gòu)造分單層和組合式兩大類，D級壓力容器設(shè)計(jì)多為單層構(gòu)造。壓力容器筒體一般以內(nèi)徑做為標(biāo)準(zhǔn)系列，例如DN1000。直徑小于DN500的容器一般選用無縫鋼管做筒體，這時(shí)以外徑做為標(biāo)準(zhǔn)系列，例如DN426。筒壁構(gòu)造分以下幾種：2〕封頭

壓力容器封頭有半球形、橢圓形、碟形、錐形和平封頭。一般設(shè)計(jì)以選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭最為普遍。受力最好最常用

以上是GB/T25198-2021?壓力容器封頭?中包含的標(biāo)準(zhǔn)封頭，GB150.3-2021?壓力容器第三局部設(shè)計(jì)?中還列有平蓋、偏心錐殼等封頭形式。從受力來說，最好到最差的排序是半球形、橢圓形、碟形、錐形和平封頭。D級壓力容器設(shè)計(jì)最常用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。3〕接收為滿足工藝、制造和檢驗(yàn)的要求，壓力容器上需要開設(shè)物料進(jìn)、出口，人、手孔，測壓、測溫儀表口，平安閥、爆破片接口，液位計(jì)接口等等，這些開孔一般都要焊接不同規(guī)格的接收。一般接收，根據(jù)工藝需要按標(biāo)準(zhǔn)鋼管系列確定其規(guī)格尺寸，最好選用常用的壁厚規(guī)格，例如DN100的碳鋼管，選用φ108×4。人、手孔按零部件標(biāo)準(zhǔn)選用適宜的規(guī)格，人孔最小DN400，手孔最小DN150。接收與殼體〔筒體、封頭〕的連接一般有插入式、嵌入式和安放式三種形式：插入式嵌入式安放式4〕法蘭

分設(shè)備法蘭和管法蘭。從密封面的寬度分窄面法蘭和寬面法蘭。

從整體性程度分松式法蘭、整體法蘭和任意式法蘭。窄面法蘭寬面法蘭松式法蘭整體法蘭任意式法蘭5〕支座支座用于把壓力容器支承和固定在根底上。用于圓筒形容器的支座分為立式容器支座和臥式容器支座。立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳座和裙式支座。臥式容器支座稱為鞍式支座。標(biāo)準(zhǔn)腿式支座又分為角鋼形、鋼管形和H鋼形。支承式支座分為板式和鋼管式。

腿式支承式耳式鞍式6〕密封裝置壓力容器無論承受內(nèi)壓還是真空載荷，只要存在可拆卸的連接面，就需要密封裝置。常用的有靜密封和動密封。設(shè)備法蘭之間、接收法蘭之間及螺紋密封都是靜密封。帶有攪拌裝置的軸封，一般用填料密封，或機(jī)械密封，屬動密封。填料密封機(jī)械密封7〕平安附件壓力容器的平安附件包括：〔1〕平安閥，儲存容器、反響容器一般要求設(shè)置平安閥，分汽缸、換熱器等可在系統(tǒng)管路中設(shè)置。〔2〕爆破片裝置，在壓力有可能迅速升高的情況，或介質(zhì)粘稠度較高的情況下要選用爆破片做為平安泄放裝置。〔3〕緊急迫斷裝置，如遇突發(fā)事故，可以緊急迫斷壓力或其他危險(xiǎn)來源?！?〕平安聯(lián)鎖裝置，主要用于快開門構(gòu)造?！?〕壓力表，一般壓力容器上都裝設(shè)，有現(xiàn)場表，也有遠(yuǎn)傳表?！?〕液位計(jì)，有現(xiàn)場液位計(jì)，也有遠(yuǎn)傳測液位裝置。〔7〕測溫儀表，同樣也有現(xiàn)場和遠(yuǎn)傳測溫儀表裝置。8〕其他零部件〔1〕吊耳；〔2〕人、手孔；〔3〕補(bǔ)強(qiáng)圈；〔4〕視鏡；〔5〕換熱器中的管板、換熱管和膨脹節(jié)等；〔6〕攪拌容器中的攪拌器等。4、壓力容器的壓力等級、品種和類別的劃分1〕按設(shè)計(jì)壓力P劃分為四個(gè)壓力等級：〔1〕低壓〔代號L〕，0.1MPa≤P＜1.6MPa；〔2〕中壓〔代號M〕，1.6MPa≤P＜10MPa；〔3〕高壓〔代號H〕，10MPa≤P＜100MPa；〔4〕超高壓〔代號U〕，100MPa≤P。2〕按工藝作用劃分為四個(gè)品種：〔1〕反響壓力容器〔代號R〕，用于介質(zhì)的物理、化學(xué)反響，例如反響釜、合成塔等；〔2〕換熱壓力容器〔代號E〕，用于介質(zhì)的熱交換，例如加熱器、冷凝器、蒸發(fā)器等；〔3〕別離壓力容器〔代號S〕，用于完成介質(zhì)的壓力平衡緩沖和氣體凈化別離，例如別離器、過濾器、枯燥塔、分汽缸等；〔4〕儲存壓力容器〔代號C，球罐代號B〕，用于儲存氣體、液體和液化氣體，例如儲罐、緩沖罐等。3〕按設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)管理體系即?固容規(guī)?劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類

首先判斷介質(zhì)的分組，第一組按圖A-1查定，第二組按圖A-2查定。第一組介質(zhì)：極度、高度危害化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。

第二組介質(zhì)，除第一組外的介質(zhì)。壓力容器的類別越高，其設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)的要求也越高，從選材、焊接、無損檢測比例、消除應(yīng)力熱處理等方面要求都要提高。5、GB150.1～4-2021?壓力容器?和?固容規(guī)?的管轄范圍1〕GB150管轄范圍：0.1MPa≤P≤35MPa，真空度≥0.02MPa，內(nèi)直徑≥150mm的壓力容器〔GB150規(guī)定不適用的除外〕。2〕?固容規(guī)?管轄范圍：〔1〕工作壓力≥0.1MPa；〔2〕工作壓力×容積≥2.5MPa﹒L；〔3〕介質(zhì)為氣體、液化氣體和最高工作溫度≥其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。以上3條同時(shí)具備，才歸?固容規(guī)?管理，即需特檢所監(jiān)檢。注意！判斷壓力容器是否歸?固容規(guī)?管轄，用工作壓力，進(jìn)了?固容規(guī)?的門檻后，劃類用設(shè)計(jì)壓力。!!不歸?固容規(guī)?管轄的也是壓力容器，也按GB150設(shè)計(jì)，只是不需報(bào)檢。6、壓力容器設(shè)計(jì)許可級別TSGR1001-2021?壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可規(guī)那么?中對壓力容器劃分為：1〕A級〔1〕A1級，指超高壓容器、高壓容器〔注明單層、多層〕；〔2〕A2級，指第Ⅲ類低、中壓容器；〔3〕A3級，指球形儲罐；〔4〕A4級，指非金屬壓力容器。2〕C級〔1〕C1級，指鐵路罐車；〔2〕C2級，指汽車罐車、長管拖車；〔3〕C3級，指罐式集裝箱。3〕D級〔1〕D1級，指第Ⅰ類壓力容器；〔2〕D2級，指第Ⅱ類壓力容器。4〕SAD級指壓力容器分析設(shè)計(jì)。D級壓力容器設(shè)計(jì)許可證，由省級主管部門評審頒發(fā)。A、C、SAD級壓力容器設(shè)計(jì)許可證，由國家級主管部門評審頒發(fā)。設(shè)計(jì)許可證的有效期均為四年。7、壓力容器設(shè)計(jì)的幾個(gè)根本概念1〕厚度〔1〕計(jì)算厚度：由強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算出的厚度?！?〕設(shè)計(jì)厚度：計(jì)算厚度+腐蝕裕量C2?！?〕名義厚度：設(shè)計(jì)厚度+材料厚度負(fù)偏差C1，再向上圓整到材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即圖樣上標(biāo)注的厚度?！?〕有效厚度：名義厚度-〔腐蝕裕量C2+材料負(fù)偏差C1〕。開孔補(bǔ)強(qiáng)、支撐局部強(qiáng)度校核、外壓剛度校核和計(jì)算最大允許工作壓力等會用到?！?〕最小成形厚度：加工成形后的受壓元件，保證設(shè)計(jì)要求的最小厚度。圖樣上的封頭要求標(biāo)注最小成形厚度，目的是節(jié)省材料。2〕壓力容器焊接接頭的分類

壓力容器受壓元件之間的焊接接頭分A、B、C、D四類，非受壓元件與受壓元件之間的焊接接頭為E類。3〕焊接接頭系數(shù)φ焊接接頭系數(shù)表示焊縫金屬與母材強(qiáng)度的比值，反映容器強(qiáng)度受焊縫缺陷削弱的程度。φ應(yīng)根據(jù)對接接頭的焊縫形式及無損檢測的長度比例確定。圖樣上技術(shù)特性表中的焊接接頭系數(shù)，不注明的話是指A類焊接接頭系數(shù)。厚度計(jì)算公式中的焊接接頭系數(shù)都是A類焊接接頭系數(shù)。4〕腐蝕裕量C2為防止壓力容器由于腐蝕、機(jī)械磨損導(dǎo)致厚度削弱，增加的厚度裕量?！?〕對于均勻腐蝕或磨損的元件，C2=腐蝕速率×設(shè)計(jì)使用年限；〔2〕不同的部件可取不同的C2，例如：只有下封頭帶夾套的容器內(nèi)筒的上封頭的C2只考慮單面腐蝕，下封頭要考慮雙面腐蝕；攪拌容器的介質(zhì)如果有磨蝕性，下封頭的C2可比上封頭的取值大些；〔3〕介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸汽或水時(shí)，碳鋼取C2≥1mm；〔4〕對不銹鋼、有襯層的容器一般取C2＝0。5〕鋼板負(fù)偏差C1鋼板負(fù)偏差是設(shè)計(jì)時(shí)考慮壁厚附加量之一，其值按相應(yīng)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)選取。GB/T709-2006?熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差?中的鋼材厚度偏差分為N、A、B、C四類：N類：同一厚度，允許的正、負(fù)偏差值相等；A類：同一厚度，允許的正、負(fù)偏差不相等；B類：不同厚度，允許的正偏差值不同，所有厚度允許的負(fù)偏差都為0.3mm；C類：不允許負(fù)偏差，不同的厚度允許的正偏差不同。GB713-2021?鍋爐和壓力容器用鋼板?規(guī)定厚度偏差B類，即-0.3mm，常用鋼號Q245R、Q345R等。GB/T3274-2007?碳素構(gòu)造鋼和低合金構(gòu)造鋼熱軋厚鋼板及鋼帶?規(guī)定可按以上四種類供貨，但如果供貨合同未注明，那么按N類供貨。所以選用Q235系列鋼板時(shí)按下表取C1值：

6〕壓力〔1〕工作壓力：在正常工作情況下，容器頂部可能到達(dá)的最高壓力。有時(shí)亦稱操作壓力?！?〕設(shè)計(jì)壓力：設(shè)定的容器頂部最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為該容器的根本設(shè)計(jì)條件，其值不低于工作壓力。一臺壓力容器或一個(gè)獨(dú)立的壓力腔室，在某一操作工況設(shè)計(jì)條件下，具有唯一的設(shè)計(jì)壓力值。設(shè)計(jì)壓力確實(shí)定，可參照HG/T20580-2021?鋼制化工容器設(shè)計(jì)根底規(guī)定?中的表4.0.1：常用〔3〕計(jì)算壓力Pc：用于確定元件厚度的壓力，包括液柱靜壓力等附加載荷。液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)可不計(jì)入計(jì)算壓力。多腔壓力容器工作壓力不同時(shí)要考慮最大壓力差做為計(jì)算壓力。〔4〕試驗(yàn)壓力PT：在進(jìn)展壓力試驗(yàn)時(shí)容器頂部的壓力?！?〕最大允許工作壓力MAWP：在指定的相應(yīng)溫度下，容器頂部所允許承受的最大壓力。該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度，考慮了該元件承受的所有載荷而計(jì)算得到的，且取最小值。最大允許工作壓力的作用是設(shè)定容器超壓限度的起始壓力，充分利用容器的圓整厚度，盡量拉大工作壓力與泄放壓力的壓力差，使壓力容器工作更為平穩(wěn)。當(dāng)壓力容器的設(shè)計(jì)文件沒有給出最大允許工作壓力時(shí)，那么可以認(rèn)為該容器的設(shè)計(jì)壓力即是最大允許工作壓力。

〔6〕平安閥的整定壓力(開啟壓力)Pz：平安閥瓣在運(yùn)行條件下開場升起的設(shè)定壓力，也是在設(shè)計(jì)圖樣的技術(shù)特性表中填寫的壓力?！?〕平安閥的泄放壓力Pf〔爆破片的爆破壓力〕：泄放裝置的泄放壓力，即介質(zhì)連續(xù)排放時(shí)的壓力，包括設(shè)計(jì)壓力和超壓限度兩局部，平安泄放量計(jì)算時(shí)用到。各壓力間的關(guān)系如以以以下圖示：最大允許工作壓力MAWP可能大于也可能小于PT單腔容器計(jì)算壓力Pc≥P7〕壓力試驗(yàn)壓力試驗(yàn)包括耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)包括液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)和氣液組合試驗(yàn)。泄漏試驗(yàn)包括氣密性試驗(yàn)、氨檢漏試驗(yàn)、鹵素檢漏試驗(yàn)和氦檢漏試驗(yàn)等。壓力試驗(yàn)?zāi)康模簤毫θ萜髦圃焱戤吅蠡蚨ㄆ跈z驗(yàn)時(shí)，都要進(jìn)展壓力試驗(yàn)，其目的是考核缺陷對壓力容器平安性的影響。壓力試驗(yàn)值：〔1〕內(nèi)壓容器：a)液壓試驗(yàn):b)氣壓或氣液組合試驗(yàn)：

〔2〕外壓或真空容器：a)液壓試驗(yàn)：PT＝1.25Pb)氣壓試驗(yàn)：PT＝1.1P外壓容器或真空容器以內(nèi)壓進(jìn)展耐壓試驗(yàn)。夾套容器：視內(nèi)筒為內(nèi)壓或外壓容器，分別按內(nèi)壓或外壓容器的試驗(yàn)壓力公式確定試驗(yàn)壓力；夾套按內(nèi)壓容器確定試驗(yàn)壓力。需校核內(nèi)筒在夾套液壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性，如不滿足穩(wěn)定性要求，那么需在夾套液壓試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)筒內(nèi)保持一定的壓力。對于有特殊要求的設(shè)備按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行，例如乙炔設(shè)備，水壓試驗(yàn)壓力值很高?！?〕泄漏試驗(yàn)：PT＝P8〕無損檢測無損檢測分焊縫內(nèi)部檢測和外表檢測。內(nèi)部檢測又分射線檢測(RT)和超聲檢測(UT)。外表檢測常用的是磁分檢測(MT)和滲透檢測(PT)。檢測方法和合格級別執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730.1～4730.5-2005?承壓設(shè)備無損檢測??！?〕焊縫內(nèi)部檢測焊縫內(nèi)部內(nèi)部缺陷主要指裂紋、氣孔、未焊透、夾渣等。UT被檢測部位需外表加工到Ra6.3，且靠波形判斷缺陷位置和大小，不直觀。RT被檢測部位不需要外表加工，但要正反面可接近，放置探頭和底片，可從底片上直接判斷缺陷的各類、大小和分布小。焊縫內(nèi)部檢測多采用射線檢測，檢測分為局部檢測和全部檢測，一般容器的局部檢測比例≥各條焊接接頭長度20%，且不少于250mm，低溫容器為≥各條焊接接頭長度50%。局部檢測合格級別為Ⅲ級，100%檢測合格級別為Ⅱ級?！?〕焊縫外表檢測焊縫外表或近外表的缺陷是指貫穿外表的微裂紋、氣孔等。外表檢測不需被測外表加工，內(nèi)能用肉眼判斷缺陷位置，不能確定深度。有磁性的金屬材料優(yōu)先采用磁粉外表檢測，無磁性材料采用滲透檢測。表面檢測的合格級別為Ⅰ級。二、壓力容器設(shè)計(jì)條件內(nèi)容用戶提供的設(shè)計(jì)條件圖是壓力容器設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，GB150.1-2021中明確規(guī)定了設(shè)計(jì)條件至少包含以下內(nèi)容：容器設(shè)計(jì)所依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)；［是指常規(guī)設(shè)計(jì)還是分析設(shè)計(jì)］操作參數(shù)〔包括工作壓力、工作溫度、液位高度、接收載荷等〕；［高溫容器一定要注意接收載荷］壓力容器使用地及其自然條件〔包括環(huán)境溫度、抗震設(shè)防烈度、風(fēng)和雪載荷等〕；［容器置于室內(nèi)還是室外，北方要考慮冬季低溫］介質(zhì)組分與特性；［介質(zhì)的毒性與腐蝕性等］預(yù)期使用年限；［根據(jù)使用經(jīng)歷和介質(zhì)腐蝕特性］幾何參數(shù)和管口方位；[容積、直徑、立式或臥式等要求］設(shè)計(jì)需要的其他必要條件。［換熱器的換熱面積、攪拌釜的電機(jī)功率等］

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√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√遼表的壓力容器設(shè)計(jì)條件圖有4種：普通容器、換熱器、攪拌容器和塔器。其中并不是所有內(nèi)容都必填，但設(shè)計(jì)必需的內(nèi)容一定要填寫。1、所有容器共性的必填內(nèi)容1〕介質(zhì)介質(zhì)的性質(zhì)直接關(guān)系到容器的選材?！飳τ诟g性介質(zhì)要注明濃度；★對于有毒有害和易燃易爆介質(zhì)，要根據(jù)HG20660-2000?壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性和爆炸危險(xiǎn)程度與分類?注明毒性級別和易燃易爆性；★對于蒸汽要注明是飽和蒸汽還是過熱蒸汽，這關(guān)系到確定工作溫度；★對于攪拌容器中的介質(zhì)要注明粘度；★對于反響容器的介質(zhì)要注明反響物和生成物，清楚是放熱反響還是吸熱反響以及是否增壓。2〕工作壓力在不考慮管路壓力損失的情況下：★壓縮空氣儲罐的工作壓力是壓縮機(jī)的標(biāo)定壓力；★蒸汽分汽缸的工作壓力是鍋爐的產(chǎn)汽壓力；★普通儲罐和過濾器的工作壓力是進(jìn)料泵的揚(yáng)程；★液化氣和液化石油氣的工作壓力是工作溫度下的飽和蒸汽壓力。一般用戶不必提出設(shè)計(jì)壓力，但特殊用戶可能提出要求，比方石油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件單，往往設(shè)計(jì)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工作壓力。3〕工作溫度工作溫度是設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一，值得注意的幾個(gè)問題：★對于飽和蒸汽，工作溫度與工作壓力是對應(yīng)關(guān)系；★對于壓縮空氣儲罐，如果與壓縮機(jī)直連，工作溫度可能高于100℃，這關(guān)系到平安閥選型計(jì)算中介質(zhì)密度確實(shí)定；★對于換熱器，管、殼程介質(zhì)的進(jìn)、出口溫度都要注明，這不但表達(dá)出工藝的合理性，還關(guān)系到溫差應(yīng)力的計(jì)算；★腐蝕性介質(zhì)的選材與工作溫度和介質(zhì)濃度直接相關(guān)；★根據(jù)工作溫度考慮設(shè)備保溫或保冷的問題。4〕構(gòu)造簡圖★反響出主要構(gòu)造尺寸，直徑、高度〔立式〕或長度〔臥式〕；★接收定位尺寸和管口方位；★支撐方式、和地腳方位；★附件的位置和要求，壓力表、測溫儀表、平安閥和液位計(jì)等；★內(nèi)件構(gòu)造和要求，隔板、孔板、內(nèi)伸管等。5〕管口表★接收的連接形式，是法蘭還是螺紋，連接法蘭標(biāo)準(zhǔn)；★PN、DN及法蘭密封面形式；★螺紋規(guī)格，是內(nèi)螺紋還是外螺紋；★管口用途。假設(shè)在簡圖中將以上信息都表達(dá)清楚了，也可不填寫管口表，在條件圖的管口表處注明“見附圖〞。6〕主體材質(zhì)★一般非腐蝕性介質(zhì)選用碳鋼或低合金鋼，例如Q245R、Q345R、Q235B等；★一般腐蝕性介質(zhì)，或食品工業(yè)選用不銹鋼或不銹鋼+碳鋼復(fù)合鋼板，例如06Cr19Ni10〔304〕；★一般醫(yī)藥工業(yè)選用鉻鉬不銹鋼，例如022Cr17Ni12Mo2〔316L〕。7〕預(yù)期使用年限根據(jù)HG/T20580?鋼制化工容器設(shè)計(jì)根底規(guī)定?給出的參考值如下：★一般容器、換熱器：10年；★分餾塔類、反響器和高壓換熱器：20年；★環(huán)形容器：25年；★重要的反響容器〔如加氫反響器、氨合成塔等〕：30年。2、換熱器條件除以上的共性條件外，還要提供如下內(nèi)容：1〕換熱面積，按GB151-1999?鋼制管殼式換熱器?的規(guī)定，換熱器的換熱面積用換熱管的有效傳熱局部外徑計(jì)算；2〕構(gòu)造形式，常用的有固定管板式、U形管式、浮頭式和填函式；3〕換熱管規(guī)格、長度、數(shù)量、排布方式、管間距，盡量選用GB151中的標(biāo)準(zhǔn)尺寸；4〕管、殼程的程數(shù)；5〕折流板或支持板的數(shù)量；6〕是否保溫，及保溫材料名稱和容重，保溫層厚度；7〕其他特殊要求。3、攪拌器的條件除之前所述的共性條件外，還要提供如下內(nèi)容：1〕攪拌器的電機(jī)功率；2〕攪拌槳形式；3〕攪拌器轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向；4〕其他特殊要求。4、應(yīng)注意的其他特殊條件1〕臥式容器要注明是放置在水泥平面上還是鋼平臺上，假設(shè)放置在水泥根底上，應(yīng)預(yù)埋根底墊板；2〕內(nèi)裝填料的容器要注明填料的規(guī)格和容重，以便確定孔板的孔徑和支撐；3〕是否存在循環(huán)載荷，例如壓力或溫度循環(huán)載荷，判斷是否存在疲勞問題；4〕是否設(shè)置平安閥，假設(shè)系統(tǒng)中設(shè)置，要在條件圖中注明。假設(shè)在設(shè)備上設(shè)置，對于壓縮空氣儲罐最好提供壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量，對于液體儲罐要提供液體流量；5〕小于DN500的設(shè)備，例如分汽缸，最好用無縫鋼管做筒體；6〕對于立式容器，其上封頭上的接收法蘭的螺栓孔分布要求，對于有預(yù)制管段的襯膠設(shè)備尤其重要。三、壓力容器設(shè)計(jì)主要內(nèi)容壓力容器設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容：▼根據(jù)給定的工藝設(shè)計(jì)條件，▼遵循現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，▼在確保平安的前提下，經(jīng)濟(jì)、正確地選擇材料，▼并進(jìn)展構(gòu)造、強(qiáng)〔剛〕度和密封設(shè)計(jì)。壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)的根本步驟：用戶提供設(shè)計(jì)條件圖↓分析容器的工作條件，確定設(shè)計(jì)參數(shù)↓構(gòu)造分析、初步選材↓選擇適宜的標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)↓受力分析和強(qiáng)度計(jì)算↓確定構(gòu)件尺寸和材料↓繪制圖紙，提供設(shè)計(jì)計(jì)算書和其它技術(shù)文件1、壓力容器設(shè)計(jì)的理論根底D級壓力容器設(shè)計(jì)遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是GB150，GB150是中國第一部壓力容器國家標(biāo)準(zhǔn)，是常規(guī)設(shè)計(jì)方法。1)GB150的主要理論根底設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么：是彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么和失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。應(yīng)力分析方法：以材料力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ)，并引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)。強(qiáng)度理論：最大拉應(yīng)力理論，即第一強(qiáng)度理論。〔分析篇是最大切應(yīng)力理論，第三強(qiáng)度理論〕。2〕壓力容器失效形式〔1〕強(qiáng)度失效：因材料屈服或斷裂引起的壓力容器失效。①韌性斷裂：壓力容器在載荷作用下，應(yīng)力到達(dá)或接近材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生的斷裂。厚度過薄和超壓是引起壓力容器韌性斷裂的主要原因。②脆性斷裂：變形量很小、且在應(yīng)力值遠(yuǎn)低于材料的強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生的斷裂。材料脆性和缺陷〔夾渣、分層、折疊等〕都會引起壓力容器的脆性斷裂。制造缺陷〔焊縫裂紋等〕和使用產(chǎn)生的缺陷也會導(dǎo)致脆性斷裂的發(fā)生。③疲勞斷裂：在交變載荷作用下，經(jīng)過一定周期后發(fā)生的斷裂。壓力、溫度的波動，振動引起的應(yīng)力變化等都屬疲勞載荷。④蠕變斷裂：壓力容器在高溫下長期受載，隨時(shí)間的增加材料不斷發(fā)生蠕變變形，造成厚度明顯減薄，最終導(dǎo)致斷裂。⑤腐蝕斷裂：因均勻腐蝕導(dǎo)致的厚度減薄，或局部腐蝕造成的凹坑引起的斷裂?！?〕剛度失效：由于壓力容器的變形大到足以影響其正常工作而引起的失效。例如在風(fēng)載作用下塔發(fā)生過大彎曲變形，塔盤傾斜影響正常工作?！?〕失穩(wěn)失效：在壓力作用下，壓力容器突然失去原有的形狀引起的失效。例如真空或外壓容器被壓癟?！?〕泄漏失效：由于界面泄漏或滲透泄漏引起的失效?！?〕交互失效：由于剛度失效引起的泄漏失效，由于腐蝕引起的失穩(wěn)失效等。

壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先確定容器最可能發(fā)生的失效形式，選擇適宜的失效判據(jù)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么，確定適用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，再按標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)展設(shè)計(jì)和校審。2、壓力容器用鋼材壓力容器用鋼材包括板、管、鍛件、棒。1〕壓力容器用鋼根本要求選擇壓力容器受壓元件用鋼時(shí)，應(yīng)考慮容器的使用條件〔如設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等〕、材料的性能〔力學(xué)性能、工藝性能、化學(xué)性能和物理性能〕、容器的制造工藝以及經(jīng)濟(jì)合理性。壓力容器用鋼不但要有強(qiáng)度的要求，還要有強(qiáng)度與塑性的配合，還要有良好的可焊性。壓力容器焊接用鋼大多是低碳鋼，要求C≤0.025%。↗C能↗鋼的強(qiáng)度極限和屈服極限，但會降低材料的焊接性能，提高脆性轉(zhuǎn)變溫度。所以壓力容器用鋼限制碳的含量，依靠參加其他低含量合金元素來提高鋼的強(qiáng)度。壓力容器用鋼還要求控制鋼中雜質(zhì)P、S的含量：用于焊接的碳素鋼和低合金鋼：P≤0.035%、S≤0.035%。壓力容器專用鋼的碳素鋼和低合金鋼：P≤0.030%、S≤0.020%。2〕常用壓力容器鋼材的標(biāo)準(zhǔn)GB713-2021?鍋爐和壓力容器用鋼板?，如Q245R、Q345R鋼板；GB/T3274-2007?碳素構(gòu)造鋼和低合金構(gòu)造鋼熱軋厚鋼板及鋼帶?，如Q235B鋼板；GB24511-2021?承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶?，如06Cr19Ni10鋼板；GB/T8163-2021?輸送流體用無縫鋼管?，如10、20鋼管，厚度≤10mm；GB9948-2006?石油裂化用無縫鋼管?，如10、20鋼管，厚度≤30mm；GB6479-2000?高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管?，如20鋼管，厚度≤40mm；GB/T14976-2002?流體輸送不銹鋼無縫鋼管?,如0Cr18Ni9鋼管，厚度≤28mm；GB13296-2007?鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管?，如0Cr18Ni9鋼管，厚度≤14mm；3〕壓力容器常用鋼板適用范圍﹡1﹡2﹡1：GB150.2-2021中規(guī)定，碳素鋼和碳錳鋼鋼材在高于425℃下長期使用時(shí)，應(yīng)考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。因?yàn)樘妓劁摵吞煎i鋼在上述情況下，鋼中的滲碳體會產(chǎn)生分解，F(xiàn)e3C→3Fe+C(石墨)，而這一分解和石墨化，最終會使鋼中的珠光體局部或全部消失，使材料的強(qiáng)度及塑性下降，而沖擊值下降尤甚，鋼材明顯變脆。﹡2：GB150.2-2021中規(guī)定，奧氏體型鋼材的使用溫度高于525℃時(shí)，鋼中含碳量應(yīng)不小于0.04%。這是因?yàn)楦邷厥箠W氏體中的碳溶解度提高，當(dāng)溫度下降時(shí)，過飽和的C與晶界附近的Cr化合成Cr23C6，造成晶界附近貧鉻，引起晶間腐蝕傾向。奧氏體鋼在使用溫度500～550℃時(shí)，假設(shè)含碳量太低，強(qiáng)度和抗氧化性會顯著下降。4〕鋼材許用應(yīng)力壓力容器鋼材的許用應(yīng)力，是以不同的強(qiáng)度極限值除于不同的平安系數(shù)，取其中的最小值確定的。GB150中除奧氏體不銹鋼是用Rp0.2/1.5確定的外，大多材料都是Rm/2.7確定的。下表是碳鋼、低合金鋼和高合金鋼的許用應(yīng)力取值：表中：Rm——材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，MPa；ReL(Rp0.2)——材料標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度〔或0.2%非比例延伸強(qiáng)度〕，MPa；RDt——材料在設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時(shí)斷裂的持久強(qiáng)度的平均值，MPa；Rnt——材料在設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時(shí)蠕變率為1%的蠕變極限平均值，MPa。3、內(nèi)壓圓筒〔單層〕強(qiáng)度設(shè)計(jì)1〕、厚度計(jì)算公式其中：δ——計(jì)算厚度，mm；Pc——計(jì)算壓力，MPa；Di——容器內(nèi)徑，mm；Do——容器外徑，mm；φ——焊接接頭系數(shù)；[σ]t——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力。計(jì)算公式是由圓筒的薄膜應(yīng)力{由無力矩理論[對于薄殼(K=δ/D≤1.2)忽略彎曲內(nèi)力，只計(jì)最大拉應(yīng)力]}按最大拉應(yīng)力準(zhǔn)那么導(dǎo)出的，其適用范圍是：Pc≤0.4[σ]tφ，即K≤1.5。內(nèi)徑外徑薄殼圓筒的應(yīng)力：軸向應(yīng)力：環(huán)向應(yīng)力：其中：P——設(shè)計(jì)壓力；

D——中徑；

t——壁厚。環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的二倍。圓筒厚度公式的來源球殼厚度公式的來源2〕、強(qiáng)度校核公式3〕最大允許工作壓力計(jì)算公式內(nèi)徑外徑內(nèi)徑外徑4〕厚度確實(shí)定圖樣上注明的厚度是名義厚度，理論上δn=δ+C1+C2再向上圓整到鋼板的標(biāo)準(zhǔn)厚度，但在設(shè)計(jì)中還要考慮的因素很多：〔1〕GB150中要求的殼體成形后，不包括C2的最小厚度要求：碳鋼、低合金鋼制容器不小于3mm；高合金鋼制容器不小于2mm?！?〕換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151的最小壁厚要求：；碳鋼、低合金鋼高合金鋼〔3〕開孔補(bǔ)強(qiáng)的需要；〔4〕支承強(qiáng)度和剛度要求；〔5〕襯里設(shè)備的剛度要求；〔6〕選用材料的厚度限制；〔7〕利用制造廠庫存材料等?？傊搀w壁厚確實(shí)定，要在保證平安的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)等各種因素后確定。4、內(nèi)壓橢圓封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要介紹常用的以內(nèi)徑為準(zhǔn)的橢圓封頭。

1)厚度計(jì)算公式其中：δh——橢圓封頭計(jì)算厚度，mm；

K——橢圓封頭形狀系數(shù)，，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭K=1。其物理意義：K＝封頭上最大總應(yīng)力/圓筒上周向薄膜應(yīng)力。內(nèi)徑由半球形封頭厚度計(jì)算公式演變來的2〕橢圓封頭的受力特點(diǎn)薄壁橢圓球殼在內(nèi)壓作用下，存在徑向應(yīng)力σr和環(huán)向應(yīng)力σθ，徑向應(yīng)力σr總是大于0，但環(huán)向應(yīng)力σθ卻隨著橢圓的形狀變化而不同。

圖1徑向應(yīng)力分布圖，在頂點(diǎn)σr最大，且與σθ相等；在赤道σr最小。環(huán)向應(yīng)力在頂點(diǎn)處總是大于0，但在赤道處卻存在三種情況：圖2環(huán)向應(yīng)力分布(1)圖3環(huán)向應(yīng)力分布(2)圖4環(huán)向應(yīng)力分布(3)圖2：時(shí)σθ＞0圖3：時(shí)σθ=0圖4：時(shí)σθ＜0，可能發(fā)生周向皺褶而導(dǎo)致局部屈服失效。這就是為什么GB150規(guī)定：Di/2hi≤2橢圓形封頭δe≥0.15%Di；Di/2hi＞2橢圓形封頭δe≥0.30%Di。3〕厚度確實(shí)定和筒體一樣考慮諸多因素，一般取與筒體等厚，利于焊接。5、平蓋平蓋也是壓力容器常用的封頭形式之一。1〕厚度計(jì)算公式其中：δp——平蓋計(jì)算厚度，mm；Dc——平蓋計(jì)算直徑，mm；K——構(gòu)造特征系數(shù)。是以薄板〔0.01＜δp/R＜0.2〕理論為依據(jù)，按塑性失效原理確定的。2〕平板受力特點(diǎn)〔1〕板內(nèi)環(huán)向應(yīng)力σθ與徑向應(yīng)力σr均為彎曲應(yīng)力，沿板厚成線性分布；〔2〕薄板構(gòu)造的最大彎曲應(yīng)力：薄殼構(gòu)造的最大拉應(yīng)力：一樣R/t〔R為平板半徑，t為平板厚度〕條件下，薄板所需厚度比薄殼大；(3)平板應(yīng)力與固定方式有關(guān)〔4〕周邊固支的最大正應(yīng)力為支承處的σr；周邊簡支的最大正應(yīng)力為中心處的σr，是固支的1.65倍。〔5〕最大撓度都在中心，周邊簡支的是固支的4.08倍?！?〕周邊固支的在剛度和強(qiáng)度兩方面均優(yōu)于周邊簡支的，工程中是介于兩者之間的。3〕設(shè)計(jì)應(yīng)用〔1〕做備用口接收盲板，按壓力等級選用標(biāo)準(zhǔn)件；〔2〕用于低壓、小直徑設(shè)備的封頭，但比較厚，換熱器用的比較多；〔3〕用于造紙機(jī)械的烘缸，但是加筋構(gòu)造，厚度計(jì)算公式有變化。6、開孔補(bǔ)強(qiáng)壓力容器上必有開孔，在開孔部位，不但會削弱容器強(qiáng)度，而且由于構(gòu)造連續(xù)性受到破壞，殼體和接收變形不一致，在開孔和接收處將產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，局部區(qū)域的峰值應(yīng)力可達(dá)器壁根本應(yīng)力的3倍以上，這種局部的應(yīng)力增長現(xiàn)象，稱為“應(yīng)力集中〞，開孔補(bǔ)強(qiáng)就是為降低開孔處的應(yīng)力集中程度。1〕開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法GB150中有等面積法和分析法，HG/T20582(六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之一)中有壓力面積法?！?〕等面積法的適用范圍：a〕圓筒Di≤1500mm時(shí)，開孔最大直徑d0p≤Di/2，且d0p≤520mm；Di>1500mm時(shí)，d0p≤Di/3，且d0p≤1000mm；b〕凸形封頭或球殼上開孔最大直徑d0p≤Di/2；c〕錐殼上開孔最大直徑d0p≤Di/3，Di為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑?！?〕分析法適用范圍d≤0.9D，開孔率比等面積法大的多。是GB150新增內(nèi)容，計(jì)算復(fù)雜?！?〕壓力面積法適用范圍又叫大開孔補(bǔ)強(qiáng)，適用于di/Di超出GB150等面積補(bǔ)強(qiáng)法的情況。〔4〕等面積法簡介它是建立在無限大平板開小孔的彈性分析理論根底上的帶有經(jīng)歷性的方法。等面積補(bǔ)強(qiáng)方法規(guī)定：局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積Ae，必須大于或等于開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)截面積A，即Ae≥A。Ae=A1+A2+A3+A4其中：A1——?dú)んw的強(qiáng)度充裕面積；當(dāng)A1+A2+A3≥A時(shí)，不用另加補(bǔ)強(qiáng)；A2——接收的強(qiáng)度充裕面積；當(dāng)A1+A2+A3＜A時(shí)，另加補(bǔ)強(qiáng)A4；A3——焊縫截面積；當(dāng)A1+A2+A3+A4≥A時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算合格。A4——另加補(bǔ)強(qiáng)面積。

從上圖中可看出，接收的內(nèi)伸局部幾乎都可做為補(bǔ)強(qiáng)面積，所以，當(dāng)工藝條件允許〔不是向下的排凈口〕，制造條件允許〔不是襯里設(shè)備〕時(shí)，在補(bǔ)強(qiáng)面積差的不大的情況下，采用內(nèi)伸構(gòu)造可解決問題，但是有限度的〔h2內(nèi)〕。2〕開孔補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)造形式：〔1〕補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)采用的最多?！?〕整體補(bǔ)強(qiáng)a)殼體整體加厚，增加多了不經(jīng)濟(jì)，一般加2mm左右可承受；b)厚壁接收補(bǔ)強(qiáng)，計(jì)算差的少的可用，但厚壁管要考慮采購是否方便；c)整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)，一般用于高壓場合，D級用的較少。

補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)3〕補(bǔ)強(qiáng)圈的適用范圍a〕低合金鋼的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm＜540MPa；b〕補(bǔ)強(qiáng)圈厚度≤1.5δn；c〕殼體δn≤38mm。假設(shè)條件允許，推薦以厚壁管代替補(bǔ)強(qiáng)圈進(jìn)展補(bǔ)強(qiáng)。4〕不另行開孔補(bǔ)強(qiáng)的條件a〕P≤2.5MPa；b〕相鄰開孔中心距≥兩孔直徑之和；3個(gè)以上開孔，任意兩孔中心距≥2.5兩孔直徑之和；c〕d0≤89mm；d〕接收壁厚滿足下表，表中C2=1mm:e〕開孔不得位于A、B類焊接接頭上；f〕Rm≥540MPa時(shí)，全焊透。5〕設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題a〕中、低壓容器設(shè)計(jì)多數(shù)是采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，一般采用與殼體一樣材料，且等厚〔開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算往往不需要等厚〕；b〕符合前面“4〕〞的條件的開孔，不必計(jì)算；c〕現(xiàn)在都是利用強(qiáng)度計(jì)算軟件計(jì)算，對于同等條件〔都開在筒體上或都開在封頭同一半徑上〕的不同規(guī)格的開孔，如果較大的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算合格了，那么等厚的較小規(guī)格的開孔補(bǔ)強(qiáng)可省略不算；d〕對于標(biāo)準(zhǔn)人孔的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，要注意接收的焊接接頭系數(shù)不一定是1；e〕對于補(bǔ)強(qiáng)面積差的不多的情況，可將接收所在位置殼體的焊接接頭系數(shù)取1，計(jì)算就能通過，但要在圖樣上注明“××接收避開焊縫〞。7、平安泄放裝置包括平安閥和爆破片平安裝置。常規(guī)設(shè)計(jì)中最常用的是彈簧式平安閥，依閥瓣的開啟高度分為全啟式和微啟式。全啟式適用于泄放氣體、蒸汽及液化氣介質(zhì)，微啟式一般適用于泄放液體。平安閥適用于清潔、不含固體顆粒、黏度低的介質(zhì)。爆破片適用于壓力快速增長的場合。如沒有特殊要求，優(yōu)先選用平安閥。彈簧式平安閥的工作原理：當(dāng)平安閥閥瓣下的介質(zhì)壓力超過彈簧的壓緊力時(shí)，閥瓣被頂起，排出的氣體由于下調(diào)節(jié)環(huán)的反彈而作用在閥瓣夾持圈上，使閥門迅速翻開，隨著閥瓣的上移，氣體沖擊在上調(diào)節(jié)環(huán)上，使排氣方向趨于垂直向下，排氣產(chǎn)生的反作用力推著閥瓣向上，并且在一定的壓力范圍內(nèi)使閥瓣保持在足夠的提升高度上，隨著氣體不斷排出，系統(tǒng)內(nèi)的壓力逐步降低，此時(shí)，彈簧的作用力將抑制作用于閥瓣上的氣體壓力和排氣的反作用力，從而關(guān)閉平安閥。平安閥的最大優(yōu)點(diǎn)是泄壓后可自動恢復(fù)連續(xù)操作，而爆破片卻不能。1〕容器平安泄放量計(jì)算對于直連壓縮機(jī)儲氣罐，取壓縮機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的最大產(chǎn)氣量；對于直連鍋爐的儲汽罐，取鍋爐單位時(shí)間內(nèi)的最大產(chǎn)氣量；一般氣體儲罐：Ws=2.83×10-3ρvd2其中：Ws——壓力容器的平安泄放量，kg/h；ρ——?dú)怏w泄放壓力下密度，kg/m3；ρ0－氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)〔1個(gè)大氣壓，0℃〕下的密度；Tf－氣體泄放溫度：設(shè)計(jì)溫度+273，K〔絕對溫標(biāo)〕；P0－0.101MPa〔絕壓〕；T0－273K〔絕對溫標(biāo)〕；Pf—平安閥的泄放壓力，max{1.1P，0.02}+0.101MPa〔絕壓〕；P－容器的設(shè)計(jì)壓力，對于只裝一個(gè)平安閥時(shí)P＞Pz；Pz——平安閥的整定壓力，Pz=(1.05～1.1)PwMPa〔表壓〕；V——壓力容器進(jìn)口管內(nèi)氣體的流速，m/s，一般氣體10～15，飽和水蒸汽20～30；過熱水蒸汽30～60；d——壓力容器進(jìn)口管的內(nèi)徑，mm。2〕平安泄放裝置的泄放面積計(jì)算a)氣體〔臨界條件下〕其中：A——平安泄放裝置最小泄放面積，mm2，對于全啟式平安閥，是指喉徑處的截面積；對于微啟式平安閥，是指喉徑處的簾面積，h=d0〔1/40～1/20〕為閥瓣開啟高度；對于微啟式平安閥的閥瓣開啟高度GB150上有更詳細(xì)的規(guī)定。注意：對法蘭連接的平安閥一般喉徑都小于公稱直徑。C——?dú)怏w特性系數(shù)，，可根據(jù)氣體的絕熱指數(shù)k，從GB150表B.4中查取，對于常見雙原子氣體如空氣、氮?dú)狻⒀鯕獾葹?56；K——泄放系數(shù)，平安閥按閥門樣本選取，樣本上沒有時(shí)可參照99版?容規(guī)?選取，全啟式0.6~0.7；微啟式帶調(diào)節(jié)圈0.4~0.5，不帶調(diào)節(jié)圈0.25~0.35；爆破片與接口管道形狀有關(guān)：〔形狀不易確定時(shí)取0.62〕M——?dú)怏w摩爾質(zhì)量，kg/kmol，數(shù)值就是分子量；Z——?dú)怏w在操作溫度、壓力下的壓縮系數(shù)，根據(jù)介質(zhì)的臨界溫度、臨界壓力，和泄放溫度、泄放壓力，計(jì)算出比照溫度和比照壓力，從右圖中查取。介質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力從物性手冊中可查取，對于空氣取1，在中、低壓下的雙原子氣體也可取1。b)飽和蒸汽ⅰ、當(dāng)Pf≤10MPa時(shí)：ⅱ、當(dāng)10MPa＜Pf≤22MPa時(shí)：c)液體其中：ζ——液體動力黏度校正系數(shù)，見圖B.2，當(dāng)液體黏度不大于20℃水的黏度時(shí)取ζ＝1；ΔP——泄放裝置泄放時(shí)內(nèi)、外壓差，MPa?！病?儲氣罐〕3〕裝有平安泄放裝置的壓力容器設(shè)計(jì)壓力確實(shí)定a)平安閥：當(dāng)裝設(shè)一個(gè)時(shí)，P＞Pz；當(dāng)裝有多個(gè)時(shí)其中一個(gè)Pz＜P，其他的Pz=1.05P。注意！當(dāng)容器要求做氣密性試驗(yàn)時(shí)，PT=P，并要求帶平安閥試驗(yàn)，不允許平安閥起跳，這時(shí)P＜Pz＜［Pw]，圖樣上要注明＜［Pw]。b)爆破片：首先確定爆破片的最低標(biāo)定爆破壓力Psmin:

選定爆破片的制造范圍：計(jì)算爆破片的設(shè)計(jì)爆破壓力Pb=Psmin+∣制造范圍下限∣確定設(shè)計(jì)壓力P≥Pb+制造范圍上限。由此可看出，同一Pw時(shí)，安裝爆破片比安裝平安閥時(shí)的設(shè)計(jì)壓力大。例如一臺工作壓力1.0MPa的壓力容器：假設(shè)裝一個(gè)平安閥，Pz=〔1.05～1.1〕Pw，取Pz=1.08，取P=1.1。假設(shè)裝一個(gè)反拱型爆破片，Psmin≥1.25Pw，取Psmin=1.25，選全范圍Pb=1.25+0.065=1.315P≥Pb+0.11=1.4158、臥式容器設(shè)計(jì)臥式容器的設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)JB/T4731-2005?鋼制臥式容器?，其適用條件：P≤35MPa；在均勻載荷作用下；對稱的雙鞍座。1〕力學(xué)模型把臥式容器當(dāng)做承受均布載荷、雙支點(diǎn)的外伸簡支梁，同時(shí)考慮充滿液體靜壓作用于端封頭以及對圓筒水平縱向截面的力矩作用。以以以下圖中：F——支反力，是所有重力載荷〔物料重量、設(shè)備自重、保溫層質(zhì)量等〕的一半；q——重力均布載荷；M——重力載荷引起的彎矩；Fτ——重力載荷引起的剪力。

危險(xiǎn)截面力學(xué)模型剪力圖彎矩圖2〕應(yīng)力計(jì)算只簡單介紹常用的不帶加強(qiáng)圈的應(yīng)力計(jì)算，如果按JB/T4712-2007?容器支座第1局部鞍式支座?選用的鞍座，可不對鞍座進(jìn)展強(qiáng)度校核，固只介紹圓殼體上的應(yīng)力，分為三組應(yīng)力：a〕軸向應(yīng)力：σ1——圓筒中間截面頂點(diǎn)軸向應(yīng)力；σ2——圓筒中間截面最低點(diǎn)軸向應(yīng)力；σ3——支座處圓筒橫截面內(nèi)鞍座邊角處的軸向應(yīng)力；σ4——支座處圓筒橫截面內(nèi)最低點(diǎn)的軸向應(yīng)力；b〕周向應(yīng)力：σ5——支座處圓筒橫截面內(nèi)最低點(diǎn)的周向應(yīng)力；σ6——無加強(qiáng)圈時(shí)鞍座邊緣處的圓筒周向應(yīng)力；σ′6——鞍座邊緣處圓筒周向應(yīng)力；c〕剪應(yīng)力：τ——圓筒切向剪應(yīng)力；τh——封頭切向剪應(yīng)力。軸向應(yīng)力由兩局部組成，第一項(xiàng)為哪一項(xiàng)由內(nèi)壓引起的薄膜應(yīng)力，第二項(xiàng)是由彎矩引起的彎曲應(yīng)力。各軸向應(yīng)力作用點(diǎn)如圖示。其中σ3，當(dāng)A≤Ra/2時(shí)在支承截面頂點(diǎn)，否那么且鞍座處無加強(qiáng)圈時(shí)在接近水平位置。●●●●●σ1σ2σ3(σ3)σ4(1)軸向應(yīng)力軸向應(yīng)力判據(jù)：操作狀態(tài)：最大拉應(yīng)力〔最大正值〕：max{σ1，σ2，σ3，σ4｝≤φ［σ］t最大壓應(yīng)力〔最小負(fù)值〕：min{σ1，σ2，σ3，σ4｝≤φ［σ］tac還有水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力校核。A≤Ra/2時(shí)〔2〕周向應(yīng)力周向應(yīng)力判據(jù)：｜σ5｜≤［σ］t｜σ6｜≤1.25［σ］t｜σ′6｜≤1.25［σ］tL/Ra＜8時(shí)L/Ra≥8時(shí)L/Ra≥8時(shí)L/Ra＜8時(shí)(3)剪應(yīng)力剪應(yīng)力判據(jù)：τ≤0.8［σ］tτh≤1.25［σ］t-σh

A≤Ra/2時(shí)A＞Ra/2時(shí)3)設(shè)計(jì)注意問題〔1〕支座應(yīng)盡量使A≤0.5Ra，當(dāng)無法滿足時(shí)，A不宜大于0.2L?！?〕鞍座一個(gè)選用固定式，一個(gè)選用滑動式，固定式的鞍座宜放在設(shè)備約束較大一側(cè)，如較大接收一側(cè)?！?〕設(shè)備假設(shè)放置在水泥根底上，在滑動式鞍座下應(yīng)預(yù)埋根底墊板。〔4〕在低壓工況下，臥式容器的壁厚往往不是由薄膜應(yīng)力決定的，可能是由周向應(yīng)力決定的。〔5〕選用標(biāo)準(zhǔn)鞍座，只能說明鞍座的強(qiáng)度足夠，并不代表臥式容本身平安，所以一定要進(jìn)展臥式容器強(qiáng)度計(jì)算。〔☆2分汽缸〕9、外壓容器設(shè)計(jì)真空容器和帶有正壓夾套的容器內(nèi)筒都要進(jìn)展外壓設(shè)計(jì)計(jì)算，外壓計(jì)算是一個(gè)先假設(shè)容器壁厚，通過圖表法計(jì)算出許用外壓力［P］，直到Pc≤[P]，否那么反復(fù)試算的過程。GB150把外壓圓筒分為D0/δe≥20的薄壁圓筒和D0/δe＜20的厚壁圓筒。薄壁圓筒僅需進(jìn)展穩(wěn)定性校核，厚壁圓筒要同時(shí)考慮失穩(wěn)和強(qiáng)度失效?，F(xiàn)在都是利用強(qiáng)度計(jì)算軟件進(jìn)展計(jì)算，例如利用SW6計(jì)算軟件，輸入假設(shè)壁厚后，如果校核計(jì)算不合格，計(jì)算軟件會給出修改設(shè)計(jì)的選擇方案：a)給出在輸入的計(jì)算壓力下滿足要求的最大計(jì)算長度；b)給出在輸入的計(jì)算長度條件下壁厚要增加到多少；c)增設(shè)加強(qiáng)圈。

外壓容器，包括夾套容器的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：1〕計(jì)算壓力確實(shí)定要考慮可能出現(xiàn)的最大內(nèi)、外壓力差來確定。2〕外壓計(jì)算長度外壓容器計(jì)算時(shí)，外壓長度確定的正確與否，直接關(guān)系到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。真空容器夾套容器帶加強(qiáng)圈容器3〕壁厚確實(shí)定一般情況下，按外壓確定的殼體壁厚，比按內(nèi)壓確定的壁厚厚的多。而且外壓設(shè)計(jì)計(jì)算與材料的強(qiáng)度指標(biāo)關(guān)系不大，主要與材料的彈性模量E相關(guān)，所以當(dāng)外壓計(jì)算不合格時(shí)，不能用選擇更高強(qiáng)度的材料來解決問題。4〕增設(shè)加強(qiáng)圈如果按外壓計(jì)算壁厚太厚，特別是用不銹鋼時(shí)，從經(jīng)濟(jì)性考慮，增設(shè)加強(qiáng)圈更合理。加強(qiáng)圈規(guī)格是按抗彎需求計(jì)算出來的。加強(qiáng)圈與筒體間一般采用連續(xù)焊。5〕腐蝕裕量對于不完全夾套容器的內(nèi)筒和下封頭，其C2的取值要考慮雙面腐蝕，如果是含有固體物料的攪拌容器，還要考慮介質(zhì)的磨蝕。6〕水壓試驗(yàn)對于夾套容器內(nèi)筒，如果水壓試驗(yàn)外壓校核不合格，水壓試驗(yàn)時(shí)內(nèi)筒要保壓?！病?反響鍋〕10、管殼式換熱器設(shè)計(jì)GB151-1999?管殼式換熱器?〔快出新標(biāo)準(zhǔn)了〕中包含四種主要構(gòu)造形式的換熱器：固定管板式、浮頭式、U形管式和填料函式。換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是管板的強(qiáng)度計(jì)算，比較復(fù)雜，如果手算需要幾天的時(shí)間，現(xiàn)在用計(jì)算軟件計(jì)算，所以這里只簡單介紹設(shè)計(jì)思路，和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題和構(gòu)造形式。1〕管殼式換熱器的主要構(gòu)造形式〔1〕固定管板式其典型構(gòu)造如右圖，管束連接在管板上，管板與殼體焊接。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單、緊湊、承受壓力較高，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)易于堵管或更換。缺點(diǎn)是當(dāng)管、殼程溫差或換熱管與殼體材料線脹系數(shù)相差較大時(shí)，熱應(yīng)力較大。適用于殼程介質(zhì)清潔，管、殼程溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合。上管箱管板換熱管折流板膨脹節(jié)拉桿下管箱(2)浮頭式其典型構(gòu)造如上圖，只有一端管板與殼體固定，另一端可自由移動，所以稱為浮頭。浮頭由浮頭管板、鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體內(nèi)抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。其特點(diǎn)是管間和管內(nèi)清洗方便，但其構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)比固定管板式的高，設(shè)備比較笨重，材料消耗量大，浮頭端小蓋在操作中無法檢查，制造時(shí)對密封要求較高。適用于殼體和管束間溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合。浮頭管板鉤圈浮頭蓋〔3〕U形管式其典型構(gòu)造如上圖，特點(diǎn)是只有一塊管板，管束由多根U形管組成，換熱管的兩端固定在同一塊管板上，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。由于受彎曲半徑的限制，換熱管排布較少，管板利用率較低；管束最內(nèi)層間距較大，殼程液體易形成短路，對傳熱不利。內(nèi)層換熱管不能更換，只能堵死，且壞一根等于壞兩根，報(bào)廢率較高。其構(gòu)造比較簡單，價(jià)格廉價(jià)，承壓能力強(qiáng)，適用于管、殼程溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢需要清洗，又不適宜采用浮頭式的場合。U形管〔4〕填料函式

其構(gòu)造如上圖示，與浮頭式相似，只是浮頭露在殼體之外，滑動部位采用填料函式密封構(gòu)造。管束可伸縮，不產(chǎn)生熱應(yīng)力。構(gòu)造較浮頭式簡單，制造方便，節(jié)省材料，造價(jià)比較低，且管束可抽出，管內(nèi)、管間都能進(jìn)展清洗，維修方便。因填料處易產(chǎn)生泄漏，一般適用于4MPa以下的工作條件，且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì)，使用溫度也受填料的物性限制。填料函式換熱器出在已很少采用。填料函填料填料壓蓋2〕管殼式換熱器的主要零部件及設(shè)計(jì)〔1〕管板GB151的管板計(jì)算公式力學(xué)模型是：把實(shí)際的管板簡化為承受均布載荷、放置在彈性根底上，且受管孔削弱的當(dāng)量圓平板。同時(shí)考慮管束對管板撓度的約束作用〔忽略對轉(zhuǎn)角的約束作用〕、管板周邊不布管區(qū)對管板應(yīng)力的影響、管板邊緣不同的連接構(gòu)造對管板邊緣轉(zhuǎn)角的約束作用和管板兼作法蘭時(shí)力矩的影響。①管板最小厚度δmina)焊接時(shí)δmin≥12mm；b)脹接時(shí)：嚴(yán)格場合δmin≥d0；一般場合d0≤25時(shí)δmin≥0.75d025＜d0＜50時(shí)δmin≥0.70d0d0≥50時(shí)δmin≥0.65d0②管孔排列形式常用機(jī)械清洗時(shí)③換熱管孔中心距SS≥1.25d0，常用的中心距：④布管限定圓b3=0.25d且≥8⑤管橋管板加工圖的技術(shù)要求中要注明管橋?qū)挾绕?，?dāng)換熱管外徑、孔中心距、管板厚度與表中不同時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。注意：１、2021版GB150規(guī)定GB/T8163管不得用于管殼式換熱器的換熱管，可用的都是高級管，固不存在Ⅱ級管。２、鋼管采用強(qiáng)度焊或強(qiáng)度焊加貼脹時(shí)，可放寬用Ⅱ級管的表。⑥管孔公差管板加工圖中要注明管孔公差，換熱管外徑與表中不同時(shí)，可按相近的管徑選取。⑦管板的固定方式兼作法蘭焊接式不作法蘭焊接式夾持式⑧圖面其他要求管板密封面與軸線垂直度公差按GB/T1184的9級公差選??；假設(shè)脹接，管孔與管板密封面的垂直度公差按GB/T1184的9級公差選取，管孔外表不允許存在貫穿的縱向條痕。螺栓孔中心圓及任意兩孔弦長的偏差要求；鍛制管板級別不低于Ⅱ級；拼接收板的對接接頭100%射線檢測；碳鋼或低合金鋼制拼接收板進(jìn)展焊后消除應(yīng)力熱處理；不同材料做管板的厚度限制不同，如Q235B不大于30mm，Q235C不大于40mm；對于復(fù)合材料制作的管板的特殊要求。管板是管殼式換熱器的主要構(gòu)件之一，管板的強(qiáng)度計(jì)算是換熱器強(qiáng)度計(jì)算中的重頭戲，計(jì)算時(shí)要同時(shí)考慮到不同的危險(xiǎn)工況組合：只有Ps，Pt=0，不計(jì)溫差應(yīng)力；只有Ps，Pt=0，計(jì)溫差應(yīng)力；只有Pt，Ps=0，不計(jì)溫差應(yīng)力；只有Pt，Ps=0，計(jì)溫差應(yīng)力。在不同危險(xiǎn)工況組合下，計(jì)算出相應(yīng)的管板應(yīng)力〔管板徑向應(yīng)力，周邊徑向應(yīng)力，周邊剪切應(yīng)力〕、殼體法蘭應(yīng)力、換熱管軸向力、殼程筒體軸向力、換熱管與管板連接拉脫力。根據(jù)不同的應(yīng)力性質(zhì)，不同的判據(jù)(一次應(yīng)力≤1.5［σ］t一次應(yīng)力+二次應(yīng)力≤3［σ］t)進(jìn)展應(yīng)力校核。當(dāng)管板應(yīng)力超標(biāo)時(shí)，可采用兩種方法進(jìn)展調(diào)整：↗管板；↘殼體軸向剛度，設(shè)置膨脹節(jié)。〔2〕換熱管換熱管有光管、波節(jié)管、螺旋槽管等，最常用的是光管。換熱管的外徑和壁厚按鋼管標(biāo)準(zhǔn)系列選用常用規(guī)格，長度最好也按GB151推薦的管長選取。①常用換熱管標(biāo)準(zhǔn)GB150.2-2044中規(guī)定，GB/T8163中的10、20和Q345D，GB/T14976中的鋼管不得用于管殼式換熱器〔注：舊圖上常用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)〕。現(xiàn)可選標(biāo)準(zhǔn)：碳鋼和低合金鋼管：a)GB9948?石油裂化用無縫鋼管?中的高級管；b)GB6479?高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管?中的高級管；c)GB5310?高壓鍋爐用無縫鋼管?。高合金鋼管：a)GB13296?鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管?；b)GB/T21833?奧氏體－鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管?中的高級管；c)GB/T24593?鍋爐和熱交換器用奧氏體不銹鋼焊接收?，P≤10MPa，不得用于極度或高度危害介質(zhì)；d)GB/T21832?奧氏體－鐵素體型雙相不銹鋼焊接鋼管?中的Ⅳ鋼管，限制條件同上。②換熱管與管板的連接方式a)強(qiáng)度脹接保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的脹接。常用的脹接方法有機(jī)械脹、液壓脹、爆炸脹等。脹管器使管頭直徑增大產(chǎn)生塑性變形，板管只產(chǎn)生彈性變形，撤出脹管器后，管板彈性恢復(fù)，擠壓力實(shí)現(xiàn)貼合，到達(dá)穩(wěn)固與密封的目的。適用范圍：P≤10MPa；設(shè)計(jì)溫度≤300℃；無劇烈振動，無過大溫度變化及無明顯的應(yīng)力腐蝕。b)強(qiáng)度焊保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的焊接。由于管孔不需要開槽，對管孔的光潔度要求不高，管子端部不需要退火和磨光，加工簡單，而且強(qiáng)度高，所以是最常用的連接方式。適用范圍：

P≤35MPa；無較大振動及無間隙腐蝕。c)脹焊并用脹焊并用又分為“強(qiáng)度脹+密封焊〞和“強(qiáng)度焊+貼脹〞。顧名思義，前者以強(qiáng)度脹保證拉脫力，以焊接實(shí)現(xiàn)密封；后者焊接承受拉脫力，脹接消除管與板間隙。一般認(rèn)為先焊后脹為宜，以防脹管用的潤滑油清洗不凈，焊接時(shí)形成氣孔，影響焊縫質(zhì)量。適用范圍：密封性能要求高；承受振動或疲勞載荷；有間隙腐蝕；采用復(fù)合管板。強(qiáng)度脹+密封焊強(qiáng)度焊+貼脹⑧圖面其他要求換熱器裝配圖上要注明換熱管的精度等級和外徑、壁厚偏差要求；裝配圖的技術(shù)特性表中注明換熱管與管板的連接方式；換熱管拼接時(shí)要符合GB151中的相關(guān)規(guī)定：

▲一根管的對接焊縫，直管不得超過一條；U形管不得超過二條；最短管長不應(yīng)小于300mm；包括至少50mm直管段的U形彎管段范圍內(nèi)不得拼接；▲對接后通球試驗(yàn)；▲對接接頭射線檢測，抽查數(shù)量不少于10%；▲焊后逐根液壓試驗(yàn)，PT=2P。d)U形管的彎制規(guī)定。〔3〕管箱①構(gòu)造要求管箱圓筒厚度除按GB150強(qiáng)度計(jì)算外，還要滿足表中最小厚的要求：軸向開口的單程管箱，最小深度；多程管箱，兩程間的流通面積＞1.3每程換熱管流通面積；分程隔板最小厚度要求，必要時(shí)開淚孔。管箱重量＞30kg時(shí)，設(shè)吊耳。②圖面要求碳鋼和低合金鋼制帶有分程隔板的管箱，側(cè)向開孔＞Di的，焊后消除應(yīng)力熱處理。碳鋼和低合金鋼高合金鋼〔4〕殼程換熱器的殼程一般由筒體、管板〔或設(shè)備法蘭〕、工藝接收、折流板〔或支持板〕、拉桿、殼程分程隔板和防沖板組成。①筒體厚度除按GB150強(qiáng)度計(jì)算外，還要滿足前表中最小厚的要求；用作筒體的碳鋼和低合金鋼鋼管應(yīng)采用無縫鋼管。②折流板折流板的最小厚度、外徑尺寸及偏差、孔徑尺寸及偏差，根據(jù)設(shè)備直徑和管徑查GB151中的相應(yīng)表格確定；布置折流板時(shí)，靠近殼程物料進(jìn)、出口的，其缺口應(yīng)在進(jìn)、出口遠(yuǎn)端；最小折流板間距≥1/5Di，且≥50mm，最大間距≤Di；對于汽、液共存的臥式換熱器，折流板開排汽、液口。③拉桿拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣，任何折流板應(yīng)不少于3個(gè)支承點(diǎn)；do≥19mm，適用拉桿、定距管構(gòu)造；do≤14mm，適用拉桿與折流板點(diǎn)焊構(gòu)造；拉桿的數(shù)量和直徑按GB151表43、44選取。④防沖板當(dāng)物料進(jìn)口速度較大時(shí)，按GB151設(shè)置防沖擋板。3〕換熱器設(shè)計(jì)其他應(yīng)注意的問題〔1〕換熱面積按換熱管的外徑，有效傳熱長度計(jì)算。對U形管不包括U形彎管段?！?〕腐蝕裕量C2管板、浮頭法蘭、球冠形封頭和鉤圈考慮雙面腐蝕；平蓋、凸形封頭、管箱和筒體只考慮單面腐蝕；管板開槽時(shí)，高出局部可作為C2；設(shè)備法蘭和管法蘭內(nèi)直徑面上考慮C2；換熱管不考慮C2；折流板、支持板、拉桿、定距管等非受壓無件不考慮C2?！?〕工作溫度圖樣上工作溫度應(yīng)填寫物料進(jìn)、出口溫度。〔4〕支座①臥式L≤3000mm時(shí)，LB＝〔0.4~0.6〕L；L＞3000mm時(shí)，LB＝〔0.5~0.7〕L；盡量LC＝LC′。②立式DN≤800mm時(shí)，至少安裝兩個(gè)支座，且對稱布置；DN＞800mm時(shí)，至少安裝四個(gè)支座，且均勻布置?！?〕壓力試驗(yàn)順序①固定管板式殼程試壓，同時(shí)檢查換熱管接頭；管程試壓。②U形管式、填函式用試驗(yàn)壓環(huán)進(jìn)展殼程試驗(yàn)，同時(shí)檢查換熱管接頭；管程試壓。③浮頭式用試驗(yàn)壓環(huán)和浮頭專用工具進(jìn)展管頭試壓；管程試壓。殼程試壓?！?〕當(dāng)Pt＞PS時(shí)提高殼程試驗(yàn)壓力至與管程試驗(yàn)壓相等，并對殼程進(jìn)展試驗(yàn)應(yīng)力校核；當(dāng)壓差較大，試驗(yàn)應(yīng)力校核不合格，可適當(dāng)增加殼體厚度；當(dāng)增加殼體厚度不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可用氨滲漏等方法檢查管頭。〔☆4換熱器〕〔☆5紡絲桶〕四、壓力容器設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)及近期修訂情況上表是D級壓力容器設(shè)計(jì)常用的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，下面簡單介紹近5年來D級壓力容器設(shè)計(jì)的常用標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況。1、GB150.1～150.4-2021?壓力容器?2021年11月21日發(fā)布，2021年3月1日實(shí)施。替代GB150-1998?鋼制壓力容器?。GB150是中國壓力容器的核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由獨(dú)立成篇的四局部組成：GB150.1?壓力容器第1局部：通用要求?GB150.2?壓力容器第2局部：材料?GB150.3?壓力容器第3局部：設(shè)計(jì)?GB150.4?壓力容器第4局部：制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收?與GB150-1998比較，常規(guī)設(shè)計(jì)相關(guān)的主要變化：1〕、擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍：●將有色金屬制壓力容器納入標(biāo)準(zhǔn)范圍，不僅局限于鋼制，如鋁、鈦、銅、鎳、鋯等制壓力容器；●適用溫度-269～900℃。鋁的低溫適用范圍-269℃，鎳合金的高溫適用范圍900℃。2〕、修改了容器建造參與方的資格和職責(zé)要求●明確了只有?固容規(guī)?管轄范圍內(nèi)的壓力容器設(shè)計(jì)、制造單位應(yīng)持有相應(yīng)的特種設(shè)備設(shè)計(jì)、制造許可證。●規(guī)定容器的用戶或設(shè)計(jì)委托方應(yīng)以正式書面形式向設(shè)計(jì)單位提出設(shè)計(jì)條件?！衩鞔_了設(shè)計(jì)文件的保存時(shí)間應(yīng)在容器設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)。3〕、修訂了確定材料許用應(yīng)力的平安系數(shù)：●材料抗拉強(qiáng)度Rm的平安系數(shù)由3.0調(diào)整為2.7；●碳鋼和低合金鋼屈服強(qiáng)度ReLr的平安系數(shù)由1.6調(diào)整為1.5。4〕、修改了壓力試驗(yàn)的相關(guān)要求：●氣壓試驗(yàn)壓力由原來的1.15P改為1.1P；●增加了氣、液組合試驗(yàn)方法；●改變了只有氣密試驗(yàn)作為泄漏試驗(yàn)方法的規(guī)定，增加了氨滲漏、氦質(zhì)譜鹵素等泄漏試驗(yàn)的方法。5〕、構(gòu)造設(shè)計(jì)的補(bǔ)充：●增加了按外壓進(jìn)展壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算的相應(yīng)公式；●增加了偏心錐殼、低壓折邊平封頭、帶筋平封頭和拉撐構(gòu)造的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；●焊接構(gòu)造形式進(jìn)展了整理和補(bǔ)充。2、TSGR0004-2021?固定式壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程?2021年8月31日公布，2021年12月1日實(shí)施，過渡期至2021年11月30日。2021年12月1日正式施行。替代1999版?壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程?。?固容規(guī)?屬于特種設(shè)備法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系中的第四層次——平安技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與1999版相比較，常規(guī)設(shè)計(jì)相關(guān)的主要變化：1〕、適用范圍僅適用于固定式壓力容器；2〕、壓力容器類別的劃分方法：根據(jù)設(shè)計(jì)壓力、容積和介質(zhì)危害性三個(gè)因素，查閱相應(yīng)的圖表決定容器的類別，簡單易行；3〕、分類方法改變，類別的表達(dá)方式由一、二、三類，改為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類；4〕、明確設(shè)計(jì)委托方應(yīng)以正式書面形式向設(shè)計(jì)單位提出設(shè)計(jì)條件；5〕、平安系數(shù)：材料抗拉強(qiáng)度的平安系數(shù)由3.0調(diào)整為2.7；屈服強(qiáng)度的平安系數(shù)由1.6調(diào)整為1.5。6〕、壓力試驗(yàn)：●增加了氣、液組合試驗(yàn)方法；●增加了氨、氦和鹵素等泄漏試驗(yàn)的方法；7〕、容積：一般應(yīng)當(dāng)扣除永久連接的內(nèi)件體積；8〕、主要受壓元件去掉了補(bǔ)強(qiáng)圈；9〕、檢查孔：只提出應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要設(shè)置人孔、手孔等檢查孔，沒有給出前版的具體規(guī)格要求，由設(shè)計(jì)者確定；10〕、盛裝液化氣體的固定式壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，由原規(guī)定50℃飽和蒸汽壓力，修改為工作壓力；11〕、明確快開門構(gòu)造的定義，強(qiáng)調(diào)快開門容器應(yīng)具有平安聯(lián)鎖功能，不再強(qiáng)調(diào)平安聯(lián)鎖裝置，去掉“同步報(bào)警功能〞的要求。3、GB/T25198-2021?壓力容器封頭?2021年9月26日發(fā)布，2021年2月1日實(shí)施。比較JB/T4746-2002?鋼制壓力容器用封頭?的主要變化：1〕、適用于有色金屬；2〕、增加封頭構(gòu)造形式：●增加了半球形封頭；●增加了平底形封頭；3〕、類型代號改變：●以內(nèi)徑為準(zhǔn)的碟形封頭THA[原DHA]●以外徑為準(zhǔn)的碟形封頭THB[原DHB]●球冠形封頭SDH[原PSH]●30o錐形封頭CHA(30)[原CHA]●45o錐形封頭CHA(45)[原CHB]●60o錐形封頭CHA(60)[原CHC]4〕、要求圖樣上注明封頭最小成形厚度，例如：EHA1000X10〔8.2〕。4、HG/T20592~20635-2021?鋼制管法蘭、墊片、緊固件?2021年2月5日發(fā)布，2021年7月1日實(shí)施。代替HG20592~20635-1997。常規(guī)設(shè)計(jì)相關(guān)的主要變化：1〕、公稱壓力單位改變，由原MPa改為bar；2〕、標(biāo)記中接收直徑Ｂ系列要求標(biāo)注〔原Ａ系列要求標(biāo)注〕，例如：法蘭PL100(B)-6RF；３〕、PN10和PN16的DN65板式平焊法蘭８個(gè)螺孔〔原４個(gè)〕；４〕、平焊環(huán)松套法蘭類型代號PJ/RJ〔原PJ/PR〕；５、NB/T47020～47027-2021?壓力容器法蘭?2021年11月9日發(fā)布，2021年３月１日實(shí)施。代替JB/T4700~4707-2000。６、NB/T47