壓力容器設(shè)計(jì)制造200問答

第一章規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)

1-1壓力容器設(shè)計(jì)必須遵循哪些主要法規(guī)和規(guī)程？

答：1.國發(fā)[1982]22號：《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》（簡稱《條例》”

2.勞人鍋[1982]6號：《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》實(shí)施細(xì)則；

3.勞部發(fā)[1995]264號：關(guān)于修改《〈鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》

實(shí)施細(xì)則》“壓力容器部分”有關(guān)條款的通知；

4.質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[1999]154號：《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（簡稱熔規(guī)》”

5.勞部發(fā)[1993]370號：《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》；

6.勞部發(fā)[1998]51號：《壓力容器設(shè)計(jì)單位資格管理與監(jiān)督規(guī)則》；

7.勞部發(fā)[1995]145號：關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)單位實(shí)施《鋼制壓力容器一分

析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定；

8.勞部發(fā)[1994]262號：《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》；

9.化生字[1987]1174號：《液化氣體鐵路槽車安全管理規(guī)定》；

10.質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[1999]218號：《醫(yī)用氧艙安全管理規(guī)定》。

1-2壓力容器設(shè)計(jì)單位的職責(zé)是什么？

答：1.設(shè)計(jì)單位應(yīng)對設(shè)計(jì)文件的正確性和完整性負(fù)責(zé)；

2.容器的設(shè)計(jì)文件至少應(yīng)包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖樣；

3.容器設(shè)計(jì)總圖應(yīng)蓋有壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書標(biāo)志。

1-3GB150-1998《鋼制壓力容器》的適用與不適用范圍是什么？

答：適用范圍：

1.設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa的鋼制容器；

2.設(shè)計(jì)溫度范圍按鋼材允許的使用溫度確定。

不適用范圍：

1.直接用火焰加熱的容器；

2.核能裝置中的容器；

3.旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械設(shè)備（如泵、壓縮機(jī)、渦輪機(jī)、液壓缸等）中

自成整體或作為部件的受壓器室；

4.經(jīng)常搬運(yùn)的容器；

5.設(shè)計(jì)壓力低于0.IMPa的容器；

6.真空度低于0.02MPa的容器；

7.內(nèi)直徑（對非圓形截面，指寬度、高度或?qū)蔷€，如矩形為對角線、

橢圓為長軸）小于150mm的容器；

8.要求作廢勞分析的容器；

9.已有其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的容器，諸如制冷、制糖、造紙、飲料等行業(yè)中的

某些專用容器和搪玻璃容器。

1-4《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的適用與不適用范圍是什么？

答：適用于同時具備下列3個條件的壓力容器（第2條第2款中特指的除外）:

1.最高工作壓力（0,）大于等于0.IMPa（不含液體靜壓力）；

2.內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m,且容積（V）大

于等于0.025m3；

3.盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。

不適用于下列壓力容器：

1.超高壓容器；

2.各類氣瓶；

3,非金屬材料制造的壓力容器；

4.核壓力容器、船舶和鐵路機(jī)車上的附屬壓力容器、國防或軍事裝備用

的壓力容器、真空下工作的壓力容器（不含夾套壓力容器）、各項(xiàng)鍋爐安全技

術(shù)監(jiān)察規(guī)程適用范圍內(nèi)的直接受火焰加熱的設(shè)備（如煙道式余熱鍋爐等）；

5.正常運(yùn)行最高工作壓力小于0.IMpa的壓力容器（包括在進(jìn)料或出料

過程中需要瞬時承受壓力大于等于0.IMPa的壓力容器，不包括消毒、冷卻等

工藝過程中需要短時承受壓力大于等于0.IMPa的壓力容器）；

6.機(jī)器上非獨(dú)立的承壓部件（包括壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、泵、柴油機(jī)的氣缸

或承壓殼體等，不包括造紙、紡織機(jī)械的烘缸、壓縮機(jī)的輔助壓力容器）；

7.無殼體的套管換熱器、波紋板換熱器、空冷式換熱器、冷卻排管。

1-5《容規(guī)》和GB150-1998對壓力容器的范圍如何劃定？

答：除壓力容器本體外還應(yīng)包括：

1.壓力容器與外部管道或裝置焊接連接的第一道環(huán)向焊縫的焊接坡口、

螺紋連接的第一個螺紋接頭、法蘭連接的第一個法蘭密封面、專用連接或管件

連接的第一個密封面；

2.壓力容器開孔部分的承壓蓋及其緊固件；

3.非受壓元件與壓力容器本體連接的焊接接頭。

1-6什么是爆炸極限？

答：可燃?xì)怏w、可燃液體的蒸氣或可燃粉塵和空氣混合達(dá)到一定濃度時，

遇到火源就會發(fā)生爆炸。達(dá)到爆炸的空氣混合物的濃度范圍，稱之為爆炸極限。

爆炸極限通常以可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵在空氣中的體積百分?jǐn)?shù)來表示。其最低

濃度稱為“爆炸下限”，最高濃度稱為“爆炸上限”。當(dāng)濃度低于爆炸下限或高

于爆炸上限時，都不會發(fā)生爆炸。

1-7什么是燃點(diǎn)和閃點(diǎn)？

答：燃點(diǎn)是指可燃物質(zhì)加溫受熱，并點(diǎn)燃后，所放出的燃燒熱，能使該物

質(zhì)揮發(fā)出足夠量的可燃蒸氣來維持燃燒的繼續(xù)。此時加溫該物質(zhì)所需的最低溫

度，即為該物質(zhì)的“燃點(diǎn)”，也稱為著火點(diǎn)。物質(zhì)的燃點(diǎn)越低，越容易燃燒。

閃點(diǎn)是指可燃液體揮發(fā)出來的蒸氣與空氣形成混合物，遇火源能夠發(fā)生閃

燃的最低溫度。閃點(diǎn)與燃點(diǎn)不同，閃點(diǎn)略低于燃點(diǎn)。

1-8易燃與可燃液體是如何分類的？

答：一般分為四級二類：

第一級閃點(diǎn)＜28℃

第二級閃點(diǎn)228c至W45C

第三級閃點(diǎn)＞45℃至W120℃

第四級閃點(diǎn)》120℃

第一、二級的液體稱為易燃液體類；第三、四級的液體稱為可燃液體類。

1-9什么叫化學(xué)危險物質(zhì)？

答：凡是具有各種不同程度的燃燒、爆炸、毒害、腐蝕、放射性等危險特

性的物質(zhì)，受到摩擦、撞擊、震動、接觸火源、日光曝曬、遇水受潮、溫度變

化或遇到性能有抵觸的其它物質(zhì)等外界因素的影響，因而引起燃燒、爆炸、中

毒、灼傷等等人身傷亡或使財(cái)產(chǎn)損壞的物質(zhì)，都屬化學(xué)危險物質(zhì)。

1-10何謂易燃介質(zhì)？

答：易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸下限＜10%或爆炸上限與下限之差2

20%的氣體，以及閃點(diǎn)W45%的液體。

1-11壓力容器的介質(zhì)毒性程度和易燃介質(zhì)如何劃分？

答：（一）壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性程度和易燃介質(zhì)的劃分參照HG20660

《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類》的規(guī)定。無規(guī)定時，按

下述原則確定毒性程度：

1.極度危害（I級）最高容許濃度vo.Img/m'；

2.高度危害（n級）最高容許濃度0.1?<1.Omg/m、

3.中度危害（HI級）最高容許濃度1.0~<10mg/mi；

4.輕度危害（IV級）最高容許濃度210mg/m；'。

（二）壓力容器中介質(zhì)為混合物質(zhì)時，應(yīng)以介質(zhì)的組分并按上述毒性程度

或易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門提

供介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)的依據(jù)，無法提供依據(jù)時，按毒性危害程

度或爆炸危險程度最高的介質(zhì)確定。

1-12如何劃分壓力容器的壓力等級？

答：按壓力容器的設(shè)計(jì)壓力（0）分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個壓

力等級，具體劃分如下：

1.低壓（代號L）0.lMPa^p<1.6MPa

2.中壓（代號M）1.6MPa^/?<10MPa

3.高壓（代號H）10MPa^p<100MPa

4.超高壓（代號U）夕2100MPa

1-13壓力容器的品種主要劃分為哪幾種？

答：按壓力容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，分為反應(yīng)壓力容器、換熱

壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下：

（一）反應(yīng)壓力容器（代號R）：主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的

壓力容器，如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、

超高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等；

（二）換熱壓力容器（代號E）：主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容

器，如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器、消毒

鍋、染色器、烘缸、蒸炒鍋、預(yù)熱鍋、溶劑預(yù)熱器、蒸鍋、蒸脫機(jī)、電熱蒸汽

發(fā)生器、煤氣發(fā)生爐水夾套等；

（三）分離壓力容器（代號S）：主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖

和氣體凈化分離的壓力容器，如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌器、

吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；

（四）儲存壓力容器（代號C,其中球罐代號B）：主要是用于儲存、盛裝

氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，如各種型式的儲罐。

1-14《容規(guī)》對容積是怎樣定義的？對于管殼式換熱器殼程和管程、夾套容

器中夾套內(nèi)的容積如何計(jì)算？

答：容積是指壓力容器的幾何容積，即由設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注的尺寸計(jì)算（不考

慮制造公差）并圓整，且不扣除內(nèi)件體積的容積。

對于管殼式換熱器，殼程容積為不扣除殼程內(nèi)換熱管等內(nèi)件體積的殼程幾

何容積，管程容積為管箱兒何容積與換熱管內(nèi)容積之和。對于夾套容器，夾套

內(nèi)的容積為扣除內(nèi)容器所占體積的夾套幾何容積。

1-15《容規(guī)》將壓力容器分為三類的目的是什么？其劃分的原則是什么？

答：為有利用于安全技術(shù)監(jiān)督和管理，將《容規(guī)》適用范圍內(nèi)的壓力容器

劃分為三類，劃分的原則為：

1.下列情況之一的，為第三類壓力容器：

（1）高壓容器；

（2）中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；

（3）中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且P/乘積大

于等于lOMPa?m3）；

（4）中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且0/乘積大

于等于0.5MPa,mf）；

（5）低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且0廠乘積大于等

于0.2MPa?m3）；

（6）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；

（7）中壓搪玻璃壓力容器；

（8）使用強(qiáng)度級別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于

540Mpa）的材料制造的壓力容器；

（9）移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐

式汽車［液化氣體運(yùn)輸（半掛）車、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車、永久氣體運(yùn)輸

（半掛）車］和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；

（10）球形儲罐（容積大于等于50mb；

（11）低溫液體儲存容器（容積大于5m3）。

2.下列情況之一的，為第二類壓力容器（本條第1款規(guī)定的除外）：

（1）中壓容器；

（2）低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；

（3）低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危

害介質(zhì)）；

（4）低壓管殼式余熱鍋爐；

（5）低壓搪玻璃壓力容器。

3.低壓容器為第一類壓力容器（本條第1款、第2款規(guī)定的除外）。

1-16多腔壓力容器的類別如何劃分？

答：多腔壓力容器（如換熱器的管程和殼程、余熱鍋爐的汽包和換熱室、

夾套容器等）按類別高的壓力腔的類別作為該多腔容器的類別，但應(yīng)按每個壓

力腔各自的類別分別提出設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求。對各腔進(jìn)行類別劃定時，應(yīng)根

據(jù)各自腔內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)特性、幾何容積、材料及各腔的品種分別確定各

自的類別，不能將兩個及其以上腔體的參數(shù)組合起來劃分類別。如：有一帶夾

套的容器，容器內(nèi)工作壓力小于0.IMPa,介質(zhì)毒性程度為高度危害；夾套內(nèi)為

120C的低壓飽和蒸汽，該容器應(yīng)劃為第一類壓力容器，而不是劃為第二類或

第三類壓力容器。

1-17《容規(guī)》與《條例》及標(biāo)準(zhǔn)有何關(guān)系？

答：國務(wù)院發(fā)布的《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》（以下簡稱《條例》）,

屬行政法規(guī)，是我國鍋爐、壓力容器安全監(jiān)察工作的基本法規(guī)，是鍋爐、壓力

容器安全監(jiān)察工作的依據(jù)和準(zhǔn)則。依據(jù)《條例》制訂的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)

察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）也屬行政法規(guī)，是從安全角度對壓力容器安全監(jiān)

督提出最基本的要求。

國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)屬民事訴訟范疇，是設(shè)計(jì)、制造壓力容器產(chǎn)品的依據(jù)。

《容規(guī)》是壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督和管理的依據(jù)。由于安全技術(shù)監(jiān)督的內(nèi)容同

標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)、性質(zhì)、工作進(jìn)度和角度不同，有些與標(biāo)準(zhǔn)一致，有些可能不一致,

這是正常的，并不矛盾。二者無大小之分，作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造單位，遵守

《容規(guī)》和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是一致的，二者不協(xié)調(diào)時，宜按高的要求執(zhí)行。但作為壓

力容器安全監(jiān)察部門，只要產(chǎn)品符合《容規(guī)》要求即可。

第二章材料

2-1如何選擇壓力容器用鋼？

答：選擇壓力容器用鋼應(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)、材料的焊接性能、容器的制造工藝以及經(jīng)濟(jì)合理性。

一般情況下，按下述原則進(jìn)行選材：

(1)所需鋼板厚度小于8mm時，在碳素鋼與低合金高強(qiáng)度鋼之間，應(yīng)盡

量采用碳素鋼鋼板(多層容器用材除外)；

(2)在剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的場合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。在強(qiáng)度設(shè)

計(jì)為主的場合，應(yīng)根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)等使用限制，依次選用Q235-A、Q235-B、

Q235-C.20R、16MnR等鋼板;

(3)所需不銹鋼厚大于12mm時，應(yīng)盡量采用襯里、復(fù)合、堆焊等結(jié)構(gòu)形

式；

(4)不銹鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計(jì)溫度小于等于500℃的耐熱用鋼；

(5)珠光體耐熱鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計(jì)溫度小于等于350C的耐熱用鋼。在

必須使用珠光體耐熱鋼作耐熱或抗氫用途時，應(yīng)盡量減少、合并鋼材的品種、

規(guī)格；

(6)碳素鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)的常壓、低壓容器，壁厚不大的中壓容

器，鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其它由剛性或結(jié)構(gòu)因素決定壁厚的場合;

(7)低合金高強(qiáng)度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)、壁厚較大(28mm)的受壓容

器；

(8)珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕，或設(shè)計(jì)溫度350?650℃

的壓力容器用耐熱鋼；

(9)不銹鋼用于介質(zhì)腐蝕性較高(電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕)、防鐵離子污

染或設(shè)計(jì)溫度大于500C或設(shè)計(jì)溫度小于T00C的耐熱或低溫用鋼；

(10)不含穩(wěn)定化學(xué)元素且含碳量大于0.03%的奧氏體不銹鋼需經(jīng)焊接或400℃

以上熱加工時，不應(yīng)使用于可能引起不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境。

2-2碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼Q235鋼號A級、B級、C級三個等級的區(qū)別是什么？

答：它們的主要區(qū)別為沖擊試驗(yàn)溫度不同：Q235A級不做沖擊試驗(yàn)；Q235B

級做常溫20CV型沖擊試驗(yàn)；Q235c級做0CV型沖擊試驗(yàn)。

2-3碳對鋼的焊接性能有何影響？其他合金元素又有何影響？

答：鋼材焊接時，焊縫熱影響區(qū)被加熱到Ac3以上，快速冷卻后會被淬硬。

鋼材含碳量愈高，熱影響區(qū)的硬化與脆化傾向愈大，在焊接應(yīng)力作用下容易產(chǎn)

生裂紋。鋼的化學(xué)成分對鋼淬硬性的影響通常折算成碳當(dāng)量，用CE表示。一

般認(rèn)為鋼可焊性好壞的臨界碳當(dāng)量為0.45%o國際焊接協(xié)會推薦的碳素鋼和低

合金鋼常用碳當(dāng)量計(jì)算公式為：

C%=C%+-Mn%+-Cr%+-Mo%+-V%+—Ni%+—Cu%

*F65551515

焊接時，焊縫區(qū)域由于高溫作用會引起晶粒長大，從而增加焊后開裂的

傾向；鋼中加入細(xì)化晶粒和阻礙晶粒長大的元素，如Mo、Ti、V,且以Al脫

氧時，有利于改善焊接性能，而C、Ni、Mn則會增加開裂的危險。

2-4碳素鋼沸騰鋼板Q235-A?F的適用范圍是什么？

答：容器設(shè)計(jì)壓力oWO.6MPa；

鋼板使用溫度為0?250℃；

用于殼體時，鋼板厚度不大于12mm；

不得用于易燃介質(zhì)以及毒性程度為中度、高度或極度危害介質(zhì)的壓力容

器；

不得用于制造直接受火焰加熱的壓力容器。

2-5碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板Q235-A、B、C的適用范圍是什么？

答：它們的適用范圍是：

a)Q235-A鋼板：

容器設(shè)計(jì)壓力0Wl.OMPa；

鋼板使用溫度為0?350℃；

用于殼體時，鋼板厚度不大于16mm；

不得用于液化石油氣介質(zhì)以及毒性程度為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容

器；

不得用于制造直接受火焰加熱的壓力容器。

b)Q235-B鋼板:

容器設(shè)計(jì)壓力0W1.6MPa；

鋼板使用溫度為0?350℃；

用于殼體時，鋼板厚度不大于20mm；

不得用于毒性程度為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器。

c）Q235-C鋼板:

容器設(shè)計(jì)壓力pW2.5MPa；

鋼板使用溫度為0?400℃；

用于殼體時，鋼板厚度不大于30mm。

2-6碳素鋼和碳鎰鋼在高于425℃溫度下長期使用時，應(yīng)注意什么問題？為什

么？

答：GB150T998規(guī)定，碳素鋼和碳錦鋼在高于425c溫度下長期使用時，

應(yīng)考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。因?yàn)樘妓劁摵吞尖佷撛谏鲜銮闆r下，鋼中

的滲碳體會產(chǎn)生分解，F(xiàn)e3c-3Fe+C（石墨），而這一分解及石墨化最終會使鋼

中的珠光體部分或全部消失，使材料的強(qiáng)度及塑性均下降，而沖擊值下降尤甚,

鋼材明顯變脆，美國ASME規(guī)范對此也有同樣規(guī)定。

2-7奧氏體鋼的使用溫度高于525c時，應(yīng)注意什么問題？為什么？

答：GB150T998規(guī)定，奧氏體鋼的使用溫度高于525℃時，鋼中含碳量應(yīng)

不小于0.04%。這是因?yàn)閵W氏體鋼在使用溫度高于500?550C時，若含碳量

太低，強(qiáng)度及抗氧化性會顯著下降。因此，一般規(guī)定超低碳（CW0.03%）奧

氏體不銹鋼的使用范圍，18-9型材料用到400C左右，18T2-2型材料用到

450℃左右，使用溫度超過650℃時，國外對于304、316型材料一般要求用H

級，即含碳量要稍高一些（C=0.04~0.1%）,主要也是考慮耐蝕，而且耐熱及

有熱強(qiáng)性。

2-8不銹鋼復(fù)合鋼板的使用范圍如何確定？

答：不銹鋼復(fù)合鋼板的使用范圍應(yīng)同時符合基材和復(fù)材使用范圍的規(guī)定。

2-9何種碳素鋼和低合金鋼鋼板，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用？為什么？

答：用于殼體厚度大于30mm的20R和16MnR、用于其它受壓元件（法蘭、

管板、平蓋等）的厚度大于50mm的20R和16MnR以及厚度大于16mm的15MnVR

應(yīng)在正火狀態(tài)下使用。這主要是考慮國內(nèi)軋制設(shè)備條件限制，較厚板軋制比小,

鋼板內(nèi)部致密度及中心組織質(zhì)量稍差；另外對鋼板正火處理可細(xì)化晶粒及改善

組織，使鋼板有較好的韌性、塑性以及較好的綜合機(jī)械性能。

2-10調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨和用于多層包扎容器內(nèi)筒的碳素鋼和低合金鋼鋼板為何應(yīng)

逐張進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和夏比（V型缺口）沖擊（常溫或低溫）試驗(yàn)？

答：低合金鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，屈服點(diǎn)大大提高了，但沖擊韌性不夠穩(wěn)定，

為了正確判斷綜合力學(xué)性能，所以要逐張進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn)來驗(yàn)證。

多層包扎容器內(nèi)筒是一種承受高壓力的設(shè)備內(nèi)筒，其設(shè)計(jì)壓力為10~

lOOMPa；同時高壓容器往往還需要承受較高的溫度和各種介質(zhì)的腐蝕，操作條

件苛刻，故高壓容器的材料驗(yàn)收、制造檢驗(yàn)要求都比較高，這樣才能保證高壓

容器的安全使用。

2-11使用溫度小于0℃時，用于殼體的厚度大于25mm的20R,厚度大于38mm

的16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的18MnMoNbR>13MnNiMoNbR鋼板為何

要以批進(jìn)行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)？試樣為何橫向取樣？低溫沖擊功

的指標(biāo)是多少？

答：因?yàn)楹穸冗_(dá)到一定限度的20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度

的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR鋼板，無延性轉(zhuǎn)變溫度可能就在T9.99℃?0℃之

間，非常危險，但又未按低溫材料對待，為避免這個問題，就要求在上述溫度

區(qū)間進(jìn)行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)以驗(yàn)證能否滿足設(shè)計(jì)要求。

由于澆鑄鋼錠時形成化學(xué)成份不均勻（金相上稱偏析）或含有雜質(zhì)，則在

熱軋變形后不均勻部分和雜質(zhì)就順著金屬仰長方向延伸，形成所謂“流線”或

纖維狀組織（金相稱帶狀組織），這時金屬力學(xué)性能就表現(xiàn)出各向異性，即平

行于流線方向（縱向）的力學(xué)性能要高于垂直于流線方向（橫向）的力學(xué)性能，

尤其塑性和韌性更為突出，所以制造容器鋼板標(biāo)準(zhǔn)中取力學(xué)性能低的橫向作為

沖擊值標(biāo)準(zhǔn)，以提高材料安全使用可靠性。

低溫沖擊功的指標(biāo)為：20R的AKV218J；16MnRA5MnVR的AKV220J；15MnVNR、

18MnMoNbR、13MnNiMoNbR的AKv^27J0

2-12用于制造壓力容器殼體的碳素鋼和低合金鋼鋼板，什么條件下應(yīng)逐張進(jìn)

行超聲檢測？其合格等級應(yīng)不低于JB4730規(guī)定中的幾級？

答：符合下列條件之一的，應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測：

1.盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的壓力容器。

2.盛裝介質(zhì)為液化石油氣且硫化氫含量大于100mg/L的壓力容器。

3.最高工作壓力大于等于lOMPa的壓力容器。

4.GB150第4章和附錄C、GB151《管殼式換熱器第GB12337《鋼制球形

儲罐》及其他國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測的鋼板。

5.移動式壓力容器。

用于上述第1、第2、第5款所述容器的鋼板的合格等級應(yīng)不低于JB4730

規(guī)定中的H級；用于上述第3款所述容器的鋼板的合格等級應(yīng)不低于JB4730

規(guī)定中的HI級；用于上述第4款所述容器的鋼板的合格等級符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

定。

2-13低合金鋼鋼板使用溫度等于或低于-20C時，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)

溫度應(yīng)符合什么要求？

答：低合金鋼鋼板使用溫度等于或低于-20℃時，其使用狀態(tài)及最低沖擊

試驗(yàn)溫度按下表的規(guī)定：

鋼號使用狀態(tài)厚度，mm最低沖擊試驗(yàn)溫度，°C

熱軋6-25

16MnR-20

正火6-120

07MnCrMoVR調(diào)質(zhì)16~50-20

6~36-40

16MnDR正火

>36-100-30

07MnNiCrMoVDR調(diào)質(zhì)16?50-40

15MnNiDR正火，正火加回火6-60-45

09Mn2VDR正火，正火加回火6-36-50

09MnNiDR正火，正火加回火6-60-70

2-14什么是奧氏體不銹鋼的敏化范圍？

答：奧氏體不銹鋼在427?870℃范圍內(nèi)緩慢冷卻時，在晶界上有高銘的碳

化物Cr23c6析出，造成碳化物鄰近部分貧格，引起晶間腐蝕傾向，這一溫度范

圍稱為敏化范圍。

2-15何謂固溶熱處理？它對奧氏體不銹鋼性能有何作用？

答：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后

快速冷卻，以得到飽和固溶體的工藝稱固溶熱處理。通過固溶處理鋁鍥不銹鋼

將高溫組織在室溫下固定下來獲得被碳過飽和的奧氏體，以改善鋁鍥不銹鋼的

耐腐蝕性。此外，它還能提高鋁銀不銹鋼的塑性和韌性。

2-16目前防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的措施大致有哪幾種？什么是可能引起

晶間腐蝕的環(huán)境？

答：大致有三種：①固溶化處理；②降低鋼中的含碳量；③添加穩(wěn)定碳化

物的元素。

可能引起晶間腐蝕的環(huán)境是指存在電解質(zhì)的電化學(xué)腐蝕環(huán)境?？赡芤饖W

氏體不銹鋼晶間腐蝕的電解質(zhì)主要是酸性介質(zhì)，如工業(yè)醋酸、甲酸、銘酸、乳

酸、硝酸（常溫稀硝酸除外）、草酸、磷酸、鹽酸、硫酸、亞硫酸、尿素反應(yīng)

介質(zhì)等?；瘜W(xué)純醋酸、醇類、醛類、酮類、酚類、烷類、汽油等溶液及其氣相

介質(zhì)對奧氏體不銹鋼不會產(chǎn)生晶間腐蝕，因此，對接觸這些介質(zhì)的奧氏體不銹

鋼設(shè)備，不必做晶間腐蝕傾向性試驗(yàn)。此外，對于以防止鐵離子污染為目的的

奧氏體不銹鋼設(shè)備，也不需要進(jìn)行晶間腐蝕傾向性試驗(yàn)。

2-17什么是應(yīng)力腐蝕破裂？奧氏體不銹鋼在哪些介質(zhì)中易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破

裂？

答：應(yīng)力腐蝕破裂是金屬在應(yīng)力（拉應(yīng)力）和腐蝕的共同作用下（并有一

定的溫度條件）所引起的破裂。應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象較為復(fù)雜，當(dāng)應(yīng)力不存在時，腐

蝕甚微；當(dāng)有應(yīng)力后，金屬會在腐蝕并不嚴(yán)重的情況下發(fā)生破裂，由于破裂是

脆性的，沒有明顯預(yù)兆，容易造成災(zāi)難性事故?？僧a(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞的金屬材

料與環(huán)境的組合主要有以下幾種：

1.碳鋼及低合金鋼：介質(zhì)為堿液、硝酸鹽溶液、無水液氨、濕硫化氫、

醋酸等；

2.奧氏體不銹鋼：氯離子、氯化物+蒸汽、濕硫化氫、堿液等；

3.含鉗奧氏體不銹鋼：堿液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸銅的水溶液等；

4.黃銅：氨氣及溶液、氯化鐵、濕二氧化硫等；

5.鈦：含鹽酸的甲醇或乙醇、熔融氯化鈉等；

6.鋁：濕硫化氫、含氫硫化氫、海水等。

2-18奧氏體不銹鋼焊接接頭能否采用超聲波檢測？為什么？

答：由于奧氏體不銹鋼中存在的雙晶晶界等顯著影響超聲波的衰減及傳

播，因此目前超聲波檢測未能在這種不銹鋼中得到廣泛的采用。

2-19用GB713-1997《鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板》中的20g鋼板可代用什

么容器用鋼板？

答：GB713-1997《鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板》中的20g鋼板可代用

Q235-C鋼板。

2-20碳素鋼和低合金鋼鋼管使用溫度低于或等于-20℃時，其使用狀態(tài)及最低

沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合什么要求？

答：碳素鋼和低合金鋼鋼管使用溫度低于或等于-20C時，其使用狀態(tài)及

最低沖擊溫度按下表的規(guī)定：

鋼號使用狀態(tài)壁厚，mm最低沖擊試驗(yàn)溫度，℃

10正火W16-30

20G正火W16-20

16Mn正火W20-40

09MnD正火〈16-50

因尺寸限制無法制備5mmX10mmX55mm小尺寸沖擊試樣的鋼管，免做沖擊

試驗(yàn)，各鋼號鋼管的最低使用溫度按GB150附錄C（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）表C1的規(guī)定。

2-21碳素鋼10號鋼無縫鋼管使用溫度W-20C時，應(yīng)選用哪個標(biāo)準(zhǔn)的鋼管？

答：低溫用碳鋼無縫鋼管的材料-一般為10號鋼，現(xiàn)在10號鋼無縫鋼管有

3個標(biāo)準(zhǔn)：

GB6479-2000《化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管》，在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10號鋼鋼管

的供貨狀態(tài)是正火，并保證-20℃時的沖擊值。經(jīng)供需雙方協(xié)議，10號鋼鋼管

可做-30℃夏比（V型缺口）沖擊試驗(yàn)。

GB8163-1999《輸送流體用無縫鋼管》，在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10號鋼鋼管的供

貨狀態(tài)是熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨，無沖擊試驗(yàn)要求。

GB9948-88《石油裂化用無縫鋼管》，在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10號鋼鋼管的供貨

狀態(tài)是熱軋管終軋、冷拔管正火，無低溫沖擊試驗(yàn)要求。

因此10號鋼無縫鋼管用于W-20C的場合時，應(yīng)選用GB6479-2000《化肥

設(shè)備用高壓無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的鋼管，并應(yīng)提出正火狀態(tài)供貨及低溫沖擊試驗(yàn)要

求。

2-22壓力容器用鋼鍛件分為幾級？其選用級別根據(jù)什么確定？

答：壓力容器用碳素鋼、低合金鋼及不銹鋼鍛件分為I、n、ni、w四個

級別，低溫壓力容器用低合金鋼鍛件分為n、in、w三個級別。

鍛件的選用級別由設(shè)計(jì)者根據(jù)其形狀、使用條件及尺寸、重量大小確定，

并應(yīng)在圖樣上注明（在鋼號后附上級別符號，如

2-2316MnD鋼鍛件使用溫度等于或低于-20℃時，其熱處理狀態(tài)及最低沖擊試

驗(yàn)溫度是什么？

答：應(yīng)符合下表的規(guī)定：

鋼號熱處理狀態(tài)公稱厚度,mm最低沖擊試驗(yàn)溫度，C

W200-40

16MnD正火加回火，倜質(zhì)

>200-300-30

2-24低溫用螺柱的鋼號及熱處理狀態(tài)、沖擊試驗(yàn)要求是如何規(guī)定的？

答：應(yīng)符合下表的規(guī)定：

鋼號熱處理狀態(tài)規(guī)格,mm最低沖擊試驗(yàn)溫度，℃AKV，J

30CrMoA調(diào)質(zhì)WM56-100227

WM56-100

35CrMoA調(diào)質(zhì)227

M60-M80-70

M52-M80-70

40CrNiMoA調(diào)質(zhì)231

M85-M140-50

2-25壓力容器受壓元件采用國外材料應(yīng)符合那些要求？

答：1.應(yīng)選用國外壓力容器規(guī)范允許使用且已有使用實(shí)例的材料，其使

用范圍應(yīng)符合材料生產(chǎn)國相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并有該材料的質(zhì)量證明書。

2.制造單位首次使用前，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定和焊工考試，并對化學(xué)成

分、力學(xué)性能進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，滿足使用要求后，才能投料制造。

3.技術(shù)要求一般不得低于國內(nèi)相應(yīng)材料的技術(shù)指標(biāo)。

4.國內(nèi)首次使用且標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540Mpa的材料，

應(yīng)按《容規(guī)》第7條規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。

國內(nèi)材料生產(chǎn)單位生產(chǎn)國外牌號的材料時，應(yīng)完全按照該牌號的國外標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定的冶煉方法進(jìn)行生產(chǎn)，力學(xué)性能和彎曲性能試驗(yàn)的試樣型式、尺寸、加工

要求、試驗(yàn)方法等驗(yàn)收要求也應(yīng)執(zhí)行國外標(biāo)準(zhǔn)，批量生產(chǎn)前應(yīng)通過產(chǎn)品鑒定并

經(jīng)國家安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，可按上述的國外鋼材對待。

2-26采用新研制的材料或未列入GB150等標(biāo)準(zhǔn)的材料制造壓力容器時，應(yīng)滿

足什么要求？

答：應(yīng)將該材料的試驗(yàn)驗(yàn)證資料和第三方的檢測報告提交全國壓力容器標(biāo)

準(zhǔn)化技術(shù)委員會進(jìn)行技術(shù)評審并獲得該委員會出具的準(zhǔn)許試用的證明文件（應(yīng)

注明使用條件），并按《容規(guī)》第7條規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。

2-27鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合什么要求？

答：應(yīng)符合下列要求：

1.設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)大于8MPa,設(shè)計(jì)溫度范圍為-269?200℃。

2.設(shè)計(jì)溫度大于75c時，一般不選用含鎂量大于等于3%的鋁合金。

2-28鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合什么要求？

答：應(yīng)符合下列要求：

1.設(shè)計(jì)溫度：工業(yè)純鈦不應(yīng)高于230C,鈦合金不應(yīng)高于300C,鈦復(fù)合

板不應(yīng)高于350℃。

2.用于制造壓力容器殼件的鈦材應(yīng)在退火狀態(tài)下使用。

3.鈦材壓力容器封頭成形應(yīng)采用熱成形或冷成形后熱校形。對成形的鈦

鋼復(fù)合板封頭，應(yīng)做超聲檢測。

4.鈦材壓力容器一般不要求進(jìn)行熱處理，對在應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的鈦

容器或使用中厚板制造的鈦容器，焊后或熱加工后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火。鈦鋼

復(fù)合板爆炸復(fù)合后，應(yīng)做消除應(yīng)力退火處理。

5.鈦材壓力容器的下列焊縫應(yīng)進(jìn)行滲透檢測：

（1）接管、法蘭、補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體或封頭連接的角焊縫；

（2）換熱器管板與管子連接的焊縫；

（3）鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層焊縫及鑲條蓋板與復(fù)合板復(fù)層的搭接焊縫。

2-29銅及銅合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)為什么狀態(tài)?

答:一般應(yīng)為退火狀態(tài)。

第三章鋼制焊接壓力容器

3-1什么叫工作壓力？什么叫設(shè)計(jì)壓力？什么叫計(jì)算壓力？

答：工作壓力指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。

設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)

載荷條件，其值不低于工作壓力。

計(jì)算壓力指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱

靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時，可忽略不計(jì)。

3-2設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力有何不同，如何確定？

答：設(shè)計(jì)壓力是對容器的各個腔體而言的，是容器選擇材料、劃分類別、

提出制造和檢驗(yàn)要求、確定試驗(yàn)壓力等的依據(jù)，也是確定容器各個受壓元件計(jì)

算壓力的依據(jù)。容器各個腔體的設(shè)計(jì)壓力是根據(jù)其工作壓力、安全閥的開啟壓

力或爆破片的爆破壓力等確定的。設(shè)計(jì)壓力不得低于工作壓力，裝有安全泄放

裝置時，不得低于安全閥的開啟壓力或爆破片的爆破壓力。

計(jì)算壓力是對容器的各個受壓元件而言的，僅用于確定容器各個受壓元件

滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度要求的厚度。容器各個受壓元件的計(jì)算壓力是根據(jù)容器

各個腔體的設(shè)計(jì)壓力加液柱靜壓力對它單獨(dú)和共同作用的情況確定的。對于單

腔容器，介質(zhì)全為氣體時，容器上各個受壓元件的計(jì)算壓力均為該容器的設(shè)計(jì)

壓力；介質(zhì)中有液體時，受液柱靜壓力作用的受壓元件的計(jì)算壓力為容器的設(shè)

計(jì)壓力加上液柱靜壓力。對于多腔容器中受多腔壓力作用的受壓元件，應(yīng)根據(jù)

生產(chǎn)操作中可能出現(xiàn)的情況確定其計(jì)算壓力，如：確定換熱器管板的計(jì)算壓力

時，要考慮殼程壓力單獨(dú)作用、管程壓力單獨(dú)作用和它們共同作用的情況；確

定帶夾套的容器中內(nèi)容器上被夾套包圍的受壓元件的計(jì)算壓力時，要考慮內(nèi)容

器壓力單獨(dú)作用、夾套壓力單獨(dú)作用和它們共同作用的情況，同時還要考慮其

在夾套試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。

3-3何謂臨界狀態(tài)、臨界溫度、臨界壓力？

答：臨界狀態(tài)是物質(zhì)氣液態(tài)平衡共存時的邊緣狀態(tài)。在此狀態(tài)下，液體密

度和飽和蒸氣密度相同，因而它們的界面消失。這種狀態(tài)只能在臨界溫度和臨

界壓力下實(shí)現(xiàn)，可用臨界點(diǎn)表示。

臨界溫度是物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時的溫度。是當(dāng)采用加壓的方法使氣體液化

時所允許的最高溫度。在這個溫度以上，物質(zhì)只能處于氣體狀態(tài)，不能單用壓

縮方法使之液化。

臨界壓力是物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時的壓力。是在臨界溫度時使氣體液化所需

的最小壓力，也就是液體在臨界溫度時的飽和蒸氣壓。

3-4在固定式液化氣體壓力容器設(shè)計(jì)中，如何確定設(shè)計(jì)壓力？

答：1.盛裝液化氣體的固定式壓力容器的設(shè)計(jì)壓力按下述規(guī)定確定：

a）盛裝臨界溫度大于等于50℃液化氣體的固定式壓力容器，設(shè)計(jì)有可靠

的保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于所盛裝液化氣體在可能達(dá)到的最高工作溫

度下的飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于所盛裝液化氣體在

50C時的飽和蒸氣壓力。

b）盛裝臨界溫度小于50℃液化氣體的固定式壓力容器，設(shè)計(jì)有可靠的保

冷設(shè)施，并有試驗(yàn)實(shí)測最高工作溫度且能保證低于臨界溫度時，其設(shè)計(jì)壓力不

得低于所盛裝液化氣體在試驗(yàn)實(shí)測最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力；無試驗(yàn)實(shí)

測溫度或無保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于所盛裝液化氣體在設(shè)計(jì)所規(guī)定的

最大充裝量時，溫度為50℃的氣體壓力。

2.固定式液化石油氣儲罐的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)按不低于50C時混合液化石油氣

組分的實(shí)際飽和蒸氣壓來確定，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在圖樣上注明限定的組分和對應(yīng)的

壓力。若無實(shí)際組分?jǐn)?shù)據(jù)或不做組分分析，其設(shè)計(jì)壓力按下述規(guī)定確定：

a）混合液化石油氣50℃飽和蒸氣壓力小于等于異丁烷50℃飽和蒸氣壓力，

設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于可能達(dá)到的最高工作溫度下異

丁烷的飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于50℃異丁烷的飽和

蒸氣壓力。

b）混合液化石油氣50℃飽和蒸氣壓力大于異丁烷50℃飽和蒸氣壓力且小

于等于丙烷50C飽和蒸氣壓力，設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低

于可能達(dá)到的最高工作溫度下丙烷的飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓

力不得低于50C丙烷的飽和蒸氣壓力。

c）混合液化石油氣50℃飽和蒸氣壓力大于丙烷50℃飽和蒸氣壓力，設(shè)計(jì)

有可靠的保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于可能達(dá)到的最高工作溫度下丙烯的

飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時，其設(shè)計(jì)壓力不得低于50℃丙烯的飽和蒸氣壓力。

注］液化石油氣指國家標(biāo)準(zhǔn)GB11174規(guī)定的混合液化石油氣；異丁烷、丙烷、丙烯

50c的飽和蒸氣壓力應(yīng)按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定。

3-5GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的載荷有哪些？

答：1.內(nèi)壓、外壓或最大壓差；

2.液體靜壓力；

需要時，還應(yīng)考慮下列載荷：

3.容器的自重（包括內(nèi)件和填料等），以及正常工作條件下或壓力試驗(yàn)狀

態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷；

4.附屬設(shè)備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；

5.風(fēng)載荷、地震力、雪載荷。

6.支座、底座圈、支耳及其他型式支撐件的反作用力；

7.連接管道和其他部件的作用力；

8.溫度梯度或熱膨脹量不同而引起的作用力；

9.包括壓力急劇波動的沖擊載荷；

10.沖擊反力，如由流體沖擊引起的反力等。

11.運(yùn)輸或吊裝時的作用力。

3-6GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)除了規(guī)定的常規(guī)設(shè)計(jì)方法以外還允許采用什么方法進(jìn)行

設(shè)計(jì)？

答：還允許用以下方法設(shè)計(jì)，但需經(jīng)全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會評定、

認(rèn)可。

——包括有限元法在內(nèi)的應(yīng)力分析；

——驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)分析（如實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析、驗(yàn)證性液壓試驗(yàn)）；

——用可比的已投入使用的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3-7什么叫計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度、有效厚度？

答：計(jì)算厚度指按有關(guān)公式計(jì)算得到的厚度。需要時，尚應(yīng)計(jì)入其他載荷

所需厚度。

設(shè)計(jì)厚度指計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。

名義厚度指設(shè)計(jì)厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的

厚度，即標(biāo)注在圖樣上的厚度。

有效厚度指名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材厚度負(fù)偏差。

3-8鋼制壓力容器圓筒加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度是多少？

答：1.對碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于3mm；

2.對高合金鋼制容器，不小于2mm；

3.對鋼制管殼式換熱器，按GB151的規(guī)定;

4.對鋼制塔式容器，按JB4710的規(guī)定。

3-9厚度附加量由哪兩部分組成？

答：厚度附加量按下式確定：

C=C+C2

式中：C——厚度附加量，mm；

C.——鋼材厚度負(fù)偏差，mm；

C2----腐蝕裕量，mm。

3-10鋼材厚度負(fù)偏差如何確定？

答：鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差按鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不

大于0.25mm,且不超過名義厚度的6%時，負(fù)偏差可忽略不計(jì)。

3-11為什么要考慮腐蝕裕量？具體規(guī)定如何？

答：為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度削弱減薄，應(yīng)考慮腐

蝕裕量。具體規(guī)定如下：

a）對有腐蝕或磨損的元件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對金屬材料的

腐蝕速率確定腐蝕裕量；

b）容器各元件受到的腐蝕程度不同時，可采用不同的腐蝕裕量；

c）介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸汽或水的碳素鋼或低合金鋼制容器，腐蝕裕量

不小于1mm。除此以外的其他情況可參照下表選?。?/p>

腐蝕程度不腐蝕輕微腐蝕腐蝕重腐蝕

腐蝕速率（mm/年）<0.050.05-0.130.13-0.25>0.25

腐蝕裕量（mm）0212223

注：①表中的腐蝕裕量系指均勻腐蝕。

②最大腐蝕裕量不應(yīng)大于6mm,否則應(yīng)采取防腐措施。

3-12GB150-1998中確定材料許用應(yīng)力的依據(jù)是什么？為什么螺栓材料的許用

應(yīng)力選取的較低？

答：鋼材（除螺栓材料外）的許用應(yīng)力按下表確定：

許用應(yīng)力，MPa

材料

（取下列各值中的最小值）

*.O-：

碳素鋼、低合金鋼

3.01.61.61.51.0

明（。0.2）.

局合金鋼

3.01.51.51.51.0

1）對奧氏體高合金鋼制受壓元件，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于蠕變范圍，且允許有微量的永久變形時，可

適當(dāng)提高許用應(yīng)力至0.9TT；（CT[2），但不超過當(dāng)職。此規(guī)定不適用于法蘭或其他有微量永久變

形就產(chǎn)生泄漏或故障的場合。

螺栓材料的許用應(yīng)力按下表確定:

螺栓直徑許用應(yīng)力,MPa

材料熱處理狀態(tài)

mm（取下列各值耳口的最小值）

U

WM22

2.7

碳素鋼熱軋、正火

M24-M48

2.5

WM22，（嗎2）

3.5

低合金鋼2k

M24-M48調(diào)質(zhì)

馬氏體高合金鋼3.01.5

2M52。；（以2）

2.7

WM22，（嗎2）

1.6

奧氏體IW]合金鋼固溶

M24-M48。；（嗎2）

1.5

表中：4——鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，MPa；

cr.v（cr02）一鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服點(diǎn)（或0.2%屈服強(qiáng)度），MPa；

<.?2）——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)（或0.2%屈服強(qiáng)度），MPa；

（J'D——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時斷裂的持久強(qiáng)度的平均值，MPa；

（T：——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時蠕變率為1%的蠕變極限，MPa。

螺栓材料的許用應(yīng)力選取的較低，是因?yàn)椋?/p>

第一，由于螺栓在工作過程中絕不允許出現(xiàn)塑性變形，否則將會引起法蘭

密封的失效，所以螺栓只需對材料在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)和持久強(qiáng)度取安全系

數(shù)，而未規(guī)定對強(qiáng)度限和蠕變限的安全系數(shù)。

第二，螺栓在工作時的受力狀態(tài)比較復(fù)雜，它在承受軸向拉力為主的同時,

還要承受彎矩和扭矩，在擰緊時尚需克服摩擦阻力矩，而在上述強(qiáng)度計(jì)算中均

把受力狀態(tài)簡化為只受軸向拉力，因此，應(yīng)降低其許用應(yīng)力，也即其安全系數(shù)

應(yīng)比其他元件的安全系數(shù)為大。

第三，螺栓的安全系數(shù)按螺栓規(guī)格的大小分檔，這是因?yàn)樾≈睆铰菟ㄔ诎?/p>

裝使用過程中出現(xiàn)超載的可能性大，因此，小直徑螺栓的安全系數(shù)較大直徑螺

栓的安全系數(shù)大。

第四，螺栓的安全系數(shù)隨螺栓的熱處理狀態(tài)不同而不同，這是因?yàn)椴牧贤?/p>

過調(diào)質(zhì)處理后，屈服點(diǎn)提高較多，而強(qiáng)度限提高較少，致使材料的屈強(qiáng)比提高,

降低了抗塑性變形的能力，因此調(diào)質(zhì)狀態(tài)螺栓的安全系數(shù)高于熱軋和正火狀態(tài)

螺栓的安全系數(shù)。

3-13不銹鋼復(fù)合鋼板在設(shè)計(jì)計(jì)算中如需計(jì)入復(fù)層材料的強(qiáng)度時，其設(shè)計(jì)溫度

下的許用應(yīng)力如何確定？

答：對于復(fù)層與基層結(jié)合率達(dá)到JB4733T996標(biāo)準(zhǔn)中B2級板以上的復(fù)合

鋼板，在設(shè)計(jì)計(jì)算中如需計(jì)入復(fù)層材料的強(qiáng)度時，設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力按下

式確定：

⑸,=■一+⑸；&

式中：匕］'——設(shè)計(jì)溫度下復(fù)合鋼板的許用應(yīng)力，MPa；

［田；——設(shè)計(jì)溫度下基層鋼板的許用應(yīng)力，MPa；

匕］；——設(shè)計(jì)溫度下復(fù)層材料的許用應(yīng)力，MPa；

4——基層鋼板的名義厚度，mm；

82——復(fù)層材料的厚度，不計(jì)入腐蝕裕量，mm0

3-14計(jì)算成形封頭厚度時，選取許用應(yīng)力應(yīng)注意什么問題？

答：由于成形封頭在圖紙上標(biāo)注的厚度是名義厚度，它不包括封頭成形減

薄量，即沖制封頭時用的鋼板的厚度一般均厚于封頭的名義厚度。因此，當(dāng)用

封頭名義厚度選取許用應(yīng)力時，可能導(dǎo)致許用應(yīng)力偏高，造成安全隱患。例如，

設(shè)計(jì)溫度為200℃的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，選材為16MnR板，通過計(jì)算取名義厚度

為16mm,剛好能滿足強(qiáng)度要求，這時16mm厚的16MnR鋼板的許用應(yīng)力按

GB150-1998表4-1選取為170MPa。但是，考慮到封頭成形減薄量，沖制封頭

的板厚會是18mm,這時按GB150-1998表4-1,板材的許用應(yīng)力是159MPa。再

按159MPa計(jì)算原封頭，16mm的厚度就會滿足不了要求。因此，在計(jì)算成形封

頭厚度時，當(dāng)封頭名義厚度恰好是許用應(yīng)力表中分擋板厚的上限時;特別要注

意許用應(yīng)力的修正。

3-15內(nèi)壓容器試驗(yàn)壓力如何確定？

答：內(nèi)壓容器液壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

PT=L25p

kJ

內(nèi)壓容器氣壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

PT=LI5P

式中：A----試驗(yàn)壓力，MPa；

P----設(shè)計(jì)壓力，MPa；

[<T]——容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；

[cr]——容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa。

注：容器各元件（圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件等）所用材料不同時，應(yīng)取各元

件材料的61/6丁比值中的最小者。

3-16真空容器如何進(jìn)行壓力試驗(yàn)？其試驗(yàn)壓力如何確定？

答：真空容器以內(nèi)壓進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

真空容器液壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

A=1.25夕

真空容器氣壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

A=1.15。

式中：pt----試驗(yàn)壓力，MPa；

p----設(shè)計(jì)壓力，MPa。

3-17對于由兩個（或兩個以上）壓力室組成的容器，確定試驗(yàn)壓力時有何要

求？

答：對于由兩個（或兩個以上）壓力室組成的容器，應(yīng)在圖樣上分別注明

各個壓力室的試驗(yàn)壓力，并校核相鄰殼壁在試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。如果不能滿

足穩(wěn)定要求，則應(yīng)規(guī)定在作壓力試驗(yàn)時，相鄰壓力室內(nèi)必須保持一定壓力，以

使整個試驗(yàn)過程（包括升壓、保壓和卸壓）中的任-時間內(nèi)，各壓力室的壓力

差不超過允許壓差，圖樣上應(yīng)注明這一要求和允許壓差值。

3-18容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)時，對試驗(yàn)液體有什么要求？

答：試驗(yàn)液體一般采用水，需要時也可采用不會導(dǎo)致發(fā)生危險的其它液體。

試驗(yàn)時液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。

奧氏體不銹鋼制容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)后應(yīng)將水漬清除干凈。當(dāng)無法達(dá)到

這一要求時，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg/Lo

試驗(yàn)溫度：

a）碳素鋼、16MnR和正火15MnVR鋼容器液壓試驗(yàn)時，液體溫度不得低于

5℃；其他低合金鋼容器，液壓試驗(yàn)時液體溫度不得低于15℃。如果由于板厚

等因素造成材料無延性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗(yàn)液體溫度；

b）其他鋼種容器液壓試驗(yàn)溫度按圖樣規(guī)定。

3-19何種情況下方可采用氣壓試驗(yàn)？對試驗(yàn)的安全和試驗(yàn)用氣體有何要求？

答：下列情況下方可采用氣壓試驗(yàn)：

1.容器容積過大，無法承受液體的重量；

2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓試驗(yàn)不足以充分檢驗(yàn)各個部位的試壓要求；

3.由于結(jié)構(gòu)原因用液體不適合的，如容器內(nèi)不允許有微量殘留液體而無

法排凈或不能充滿液體的容器；

4.其它難以克服的困難，諸如大型容器供水困難者。