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压力容器设计制造标准压力容器设计制造标准内容简介一、压力容器标准体系及状况一、压力容器标准体系及状况二、二、GB150-1998 GB150-1998 总总 论论三、材三、材 料料四、四、GB150-1998 GB150-1998 设计计算设计计算五、制造、检验与验收五、制造、检验与验收六、六、GB151-1999 GB151-1999 管壳式换热器管壳式换热器一、压力容器标准体系及状况一、压力容器标准体系及状况（一）标准体系  1. 标准层次（1）国家标准（GB）（2）行业标准（JB、HG 、SH等）（3）企业标准（QB）  2. 标准的性质（1）强制性标准：GB、JB、HG等（2）推荐性标准：GB/T、JB/T、HG/T等（3）指导性标准：GB150中“提示的附录” 、JB/T4710中“资料性附录”等（二）标准状况  1. 国家标准（1）GB 150-1998         钢制压力容器（2）GB 151-1999         管壳式换热器（3）GB 9019-2001       压力容器公称直径（4）GB 16749-1997     压力容器波形膨胀节（5）GB 5044-1985       职业性接触毒物危害程度分级（6）GB 50011-2001     建筑抗震设计规范（2008年版） （7）GB 50009-2001     建筑结构载荷规范（8）GB18442－2001    低温绝热压力容器 （9）GB/T12522-2009   不锈钢波形膨胀节（10）GB713-2008        锅炉和压力容器用钢  2. 行业标准 （1） JB/T4700 ~ 4707-2000    压力容器法兰 （2） JB4708-2000                    钢制压力容器焊接工艺评定  （3） JB/T4709-2000                 钢制压力容器焊接规程  （4） JB/T4710-2005                 钢制塔式容器 （5） JB/T4711-2003                压力容器涂敷与运输包装  （6） JB4712.1~ 4-2007          容器支座  （7） JB/T4714 ~ 4723-1992     浮头式换热器和冷凝器  等 （8） JB4726－2000                  压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 （9） JB4727－2000                  低温压力容器用低合金钢锻件 （10） JB4728－2000                 压力容器用不锈钢锻件（11）JB/T4730.1 ~ 6－2005    承压设备无损检测 （12） JB/T4731－2005             钢制卧式容器（13） JB4732-95              钢制压力容器—分析设计标准 (2005年版) （14）JB/T4736-2002        补强圈 （15）JB/T4740-1997       空冷式换热器型式与基本参数 （16） JB4744-2000         钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验 （17）JB/T4746-2002       钢制压力容器用封头 （18）JB/T4747-2002       压力容器用钢焊条订货技术条件  NB系列（1）NB/T47001-2009(JB/T4713) 钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数 （2） NB/T47002.1-2009      压力容器用爆炸焊接复合钢板 不锈钢-钢复合板（3） NB/T47002.2-2009      压力容器用爆炸焊接复合钢板 镍-钢复合板（4） NB/T47002.3-2009      压力容器用爆炸焊接复合钢板 钛-钢复合板（5） NB/T47002.4-2009      压力容器用爆炸焊接复合钢板 铜-钢复合板（6） NB/T47003.1-2009(JB/T4735.1)  钢制焊接常压容器 （7）NB/T47003.2-2009(JB/T4735.2) 固体料仓 （8）NB/T47004-2009(JB/T4752)     板式热交换器 （9） NB/T47005-2009(JB/T4753)     板式蒸发装置（10）NB/T47006-2009(JB/T4757)     铝制板翅式热交换器  HG系列（1） HG20580－1998         钢制化工容器设计基础规定 （2） HG20581－1998         钢制化工容器材料选用规定（3） HG20582－1998         钢制化工容器强度计算规定 （4） HG20593－1998         钢制化工容器结构设计规定 （5） HG20594－1998         钢制化工容器制造技术要求 （6） HG20595－1998        钢制低温压力容器技术规定（7） HG20660－2000 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类 （8） HG/T20592 ~ 20635-2009        管法兰、垫片和紧固件 （9） HG/T20570.2-1995                   安全阀的设置和选用 （10） HG/T21514 ~ 21535 -2005     钢制人孔和手孔（11）HG21594 ~21604－1999          不锈钢人孔和手孔 （12）HG/T21574-2008                       化工设备吊耳及工程技术要求 SH系列（1） SH/T3075-2009      石油化工钢制压力容器材料选用通则 （2）SH3022-1999          石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范 （3）SH/T3523-2009      石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程（4）SH/T3524-2009        石油化工静设备现场组焊技术规程 （5）SH/T3527-2009        石油化工不锈钢复合钢焊接规程（三）标准与法规的关系 1. 标准是侧重于技术方面的规定。

2. 规程是侧重于各环节、部门人员资格及 安全方面的主要要求和监检、管理的程序 3. 两者的内容是可以适当交叉的（四）GB150、JB4732、 (JB/T4735.1)  的关系  1. 适用范围  压力(MPa)温度(℃)介   质GB1500.1≤P≤35-253至700不限JB47320.1≤P＜100约＜475低于材料的蠕变温度不限  NB/T47003.1 (JB/T4735.1)P＜0.1＞-20至350不得用于极度和高度危害介质注：GB150-1998 《钢制压力容器》 JB4732-1995 《钢制压力容器-分析设计标准》 NB/T47003.1-2009《钢制焊接常压容器》  2. 常规设计：采用GB150、  基于经济方法的设计，其典型过程是确定设计载荷，选用设计公式、曲线或图表，并对材料取一个安全应力，最终给出容器的基本厚度，然后根据规范许可的构造细则及有关制造检验要求进行制造  3. 分析设计：采用JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》        基于考虑作用在容器上载荷的性质，进行详细的应力分析，计算得到的应力按其对容器破坏的作用分类，与许用应力强度比较和评定，并加上严格的材料、制造和检验要求。

 采用分析设计时（1）优点        a. 能解决常规设计难于解决的问题；        b. 科学、安全、经济 （2）特殊要求        a. 焊接接头100%检测、打磨；        b. 设计手段要求高；          c. 人员、单位资格要求高（3）考虑采用分析设计的条件   a. P≥10MPa，且δn＞25mm   b. P×Di＞10000MPa·mm   c. 球罐V＞650m3，且或δn＞25mm   d. GB150难于确定结构尺寸的容器或受压元件   e. δn＞75mm或重量5吨以上   f. 批量生产且总重量较大的容器二、二、GB150-1998 GB150-1998 总总 论论   1. 设计单位的职责（1）设计单位对设计文件的正确性和完整性负责（2）容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样（3）容器设计总图应盖有压力容器设计资格印章  2. 压力（1）工作压力Pw  内压容器         在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力 真空容器         在正常工作情况下，容器可能出现的最大真空度。

 外压容器         在正常工作情况下，容器可能出现的最大内外压力差2）设计压力Pd         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的条件，其值不低于工作压力  （3）计算压力Pc        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壳体各部位或元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计 （4）最大允许工作压力[Pw] 在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力该压力应是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后，计算得到的最大允许工作压力（且减去元件相应的液柱静压力）中的最小值 最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力）的依据5）试验压力PT 试验压力指在压力试验时，容器顶部的压力3. 温度（1）金属温度    容器元件沿截面厚度的温度平均值2）工作温度     容器在正常工作情况下介质温度3）设计温度      容器在正常工作情况，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度容器的设计温度是指壳体的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。

4）试验温度        试验温度指压力试验时，壳体的金属温度 4. 厚度（1）厚度附加量         厚度附加量C=C1+C2         设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管）厚度附加量的厚度      a. 材料厚度负偏差  c1钢板GB/T709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB713－－2008 锅炉和压力容器用钢锅炉和压力容器用钢板板 GB3531－－2008 低温压力容器用低合金钢钢板低温压力容器用低合金钢钢板 GB912-2008 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB3274－－2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB3280－－2007 不锈钢冷轧钢板和钢带不锈钢冷轧钢板和钢带GB4237-2007             不锈钢热轧钢板和钢带GB/T4238-2007          耐热钢板和钢带无缝钢管厚度负偏差无缝钢管厚度负偏差C1GB/T8163-2008          输送流体用无缝钢管 GB9948-2006            石油裂化用无缝钢管 GB/T14976-2002         输送流体用不锈钢无缝钢管 GB6479-2000            化肥设备用高压无缝钢管 GB5310-2008           高压锅炉用无缝钢管 腐蚀程度腐蚀程度不腐蚀不腐蚀轻微腐蚀轻微腐蚀腐腐 蚀蚀重腐蚀重腐蚀腐蚀速率腐蚀速率（（mm/年）年）＜＜0.05 0.05～～0.130.13～～0.25＞＞0.25腐蚀裕量腐蚀裕量（（mm））0≥1≥2≥3b   腐腐 蚀蚀 裕裕 量量 注：注：①①表中的腐蚀率系指均匀腐蚀。

表中的腐蚀率系指均匀腐蚀 ② ②最大腐蚀裕量不应大于最大腐蚀裕量不应大于6mm，否则应采取防腐措施否则应采取防腐措施 （2）计算厚度      按各章公式计算得到的厚度        容器受压元件为满足强度及稳定性要求，按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度3）设计厚度        计算厚度与腐蚀裕量之和（4）名义厚度      设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度5）有效厚度名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和） （6）最小厚度容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度 5. 载荷a)  内压、外压或最大压差；b)  液体静压力(≥5%P)；       需要时，还应考虑以下载荷c)  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；d)  附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；e)  风载荷、地震力、雪载荷；f)  支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；g)  连接管道和其他部件的作用力；h)  温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；i)  包括压力急剧波动的冲击载荷；j)  冲击反力,如流体冲击引起的反力等；k) 运输或吊装时的作用力。

  6. 许用应力       材料许用应力是以材料的极限为应力σ为基础，并选择合理的安全系数n后而得的即[σ]=极限应力/安全系数n           材料的极限应力可以用各种不同方式表示，容器用的材料一般用强度极限、屈服极限或设计温度下持久极限σ及蠕变极限σ者说来表示与这些极限应力相对应的安全系数也有不同的数值    安全系数n的选择           安全系数是用以保证受压元件安全的系数它的选择是设计中关键的问题，也是一个复杂的问题它的大小与设计水平、材料质量、制造方法、检验标准以及设备操作状态等有着密切关系近年来，随着科学技术发展和实践资料的积累，各国压力容器的安全系数都有所降低  7. 焊接接头系数       由于焊缝金属可能存在着未被发现的缺陷，夹渣、未焊透、裂纹、气孔等缺陷使焊接接头金属的强度降低同时在焊接接头的热影响区往往形成粗大晶粒而使金属母材强度或塑性也有所降低，因此形成压力容器薄弱的区域实践证明，许多容器破坏总是在其热影响区或焊缝开始的所以在强度计算中要引用焊接接头系数以弥补焊接接头对容器强度的削弱焊接接头系数φ=焊缝区材料强度/本体材料强度≤1焊接接头系数大小与以下主要因素有关： a. 焊接接头的结构形式：焊接接头设计是保证焊缝质量的重要条件。

一般双面焊的对接焊缝以及相当于双面焊（氩弧焊打底单面焊双面成型）的对接焊缝，焊接接头能焊透焊缝质量容易保证，故焊接接头系数可取大些单面焊不易保证焊透，带垫板的单面焊焊缝根部易形成初始裂纹，故焊接接头系数应取小些 b. 焊接接头无损检测的长度比例经过无损检查（包括射线透视和超声波探伤等）焊接接头质量有保证，无损检查比例越高（100%），缺陷愈少，焊接接头系数φ可取大些8. 压力试验容器制成后，在投入运转之前要检查容器的宏观强度（主要是焊缝的强度）和密闭性，因而要进行压力试验，试验合格后才能进行运转对需作焊后热处理的容器，应在全部焊接工作完毕并经热处理后进行压力试验如果容器压力试验后，需进行补焊或补焊后又经热处理，则必须重新进行压力试验，一般根据容器的特点选用液压或气压试验，并根据介质的特点决定是否进行致密性试验9.气密性试验       气密性试验的目的在于检查容器连接部位的密封性能和焊缝可能发生的渗漏因为气体检漏的灵敏度高，因此对密封性要求很高的容器，如盛装介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验       气密性试验应在液压试验合格后进行。

容器全部安装上安全附件、阀门、压力表和液面计等后方可进行气密性试验所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体 三、材三、材 料料1.总则    选材的基本原则       选择压力容器用材，须根据容器的使用条件（如温度、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等）、制造工艺、材料的焊接性能及经济合理性选择具有适宜的机械性能、耐腐蚀性能、物理性能等的材料注意在同一工程中应尽量注意用材统一2.钢材的使用范围和限制P46 第条3.材料代用P65 第10条四、四、GB150-1998 设计计算设计计算 （一）、内压圆筒 D——圆筒的中间直径或称中径，mm； D= = Di +δ D0——圆筒的外直径，mm； Di——圆筒的内直径，mm； δ——圆筒的计算厚度，mm； 1.圆筒受压力圆筒受压力P的轴向作用：的轴向作用：P在圆筒轴向产生的总轴向力：在圆筒轴向产生的总轴向力： F1=π×D2×P/4        此轴向力由圆筒横截面的面积来此轴向力由圆筒横截面的面积来承受，圆筒横截面积：承受，圆筒横截面积：f1=π×D×δ由此产生的圆筒轴向应力：由此产生的圆筒轴向应力：σm=当控制当控制σm≤[σ]t 时，时， 焊接接头系数焊接接头系数 则：则：时，则：时，则： 此即按圆筒轴向应力计算的壁厚公式。

此即按圆筒轴向应力计算的壁厚公式       焊缝部位可能存在着夹渣、气孔、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷，同时由于焊接加热过程中，对焊缝两侧的热影响产生许多不利因素，如焊接热影响区被淬硬，塑性下降、焊接内应力的产生等，都会使焊缝金属或母材的机械性能降低因此在设计时应将设计温度下圆筒材料的许用应力[σ] t 乘以一个焊接接头系数φ 2. 圆筒受压力圆筒受压力P的径向作用（见图）的径向作用（见图） P对圆筒径向作用，在半个圆筒投影面对圆筒径向作用，在半个圆筒投影面上产生的合力（沿图中垂直方向）：上产生的合力（沿图中垂直方向）：F2=P×D×L承受此垂直合力的圆筒纵截面面积：承受此垂直合力的圆筒纵截面面积：f2=2×δ×L由此产生的圆筒环向应力：由此产生的圆筒环向应力：σt=当控制当控制σt≤[σ]t时，时，        将Di=D-δ代入公式,以计算压力Pc代替设计压力P得出此式称为内压圆筒的计算公式（中径公式）此式称为内压圆筒的计算公式（中径公式）GB150-1998 第第26页式页式5-1 ））    由上述公式可以得出以下结论：     a、圆筒体上周向（环向）应力σt是经向（轴向）应力σm的两倍，而周向应力作用于纵向截面 ，环向应力所作用与环纵向截面。

    b、由于周向应力σt是经向应力σm的两倍，由此可知，周向应力所作用的纵向截面是危险截面这里可以说明为什么在焊接接头分类里，圆筒体的纵焊缝为A类焊接接头，环焊缝为B类焊接接头；在筒体上开椭圆形人孔时使长轴垂直与筒体轴线c、应力与D/δ成正比（二）、外压圆筒1．外压圆筒的稳定性           承受外压的圆筒，强度计算方法与受内压时相同，其周向力应力值为轴向应力的两倍，圆筒壁中产生的是压缩应力，而绝对值大小一样这种压应力如果达到材料的屈服极限或强度极限时，将和承受内压圆筒一样导致强度破坏然而这种现象极为少见通常外压圆筒壁内的压缩应力还远小于材料的屈服限时，筒体突然失去原来的形状被压瘪或发生褶绉而失效（如图），在圆筒横断面上呈现有规则的永久性波形，其波形数n可为2、3、4…      在外压作用下，筒体、球壳或封头突然发生失去原来形状的现象称之为失稳外压容器稳定性是设计中主要考虑的问题   外压圆筒失稳以前，筒壁中只是单纯的压应力状态在失稳时，伴随着突然变形，在筒内产生了以弯曲应力为的复杂的附加应力，这种变形与附加应力一直迅速发展到圆筒被压瘪由此可见，外压容器的失稳，实质上是容器从一种平衡状态（形状及应力状态）向另一种新的平衡状态的突变。

       为保证安全，必须使许用外压力低于临界外压力，即   [P]=Pcr/m   式中稳定安全系数m=3（圆筒体） 2、圆筒的临界压力及其计算（1）临界压力及影响因素       受外压作用的容器， 当外压力低于某一特定的值时，壳体亦能发生变形，但当压力卸除后壳体可恢复原来的形状，这时壳体变形属于弹性变形范围当外压力继续增加到某一特定值，产生了不能恢复的永久变形，即失去了原来的稳定性容器失稳时的压力称临界压力，以Pcr表示容器在Pcr作用下容器壁内应力称临界应力          临界压力值受若干因素影响，如受容器筒体几何尺寸及几何形状的影响，除此之外，载荷的均匀和对称性、筒体材料及边界条件等也有一定影响       a. 影响因素δ/D    两个圆筒形外压容器，当其他条件（材料、直径D、长度L）一定，而厚度不同时，当L/D相同，δ/D大者临界压力高，其原因是筒壁较厚抗弯曲的能力强；        b. 影响因素L/D    当δ/D相同，而长度L不同，L/D小者临界压力高，其原因是筒身较短圆筒的封头对筒壁起着一定支撑作用       筒体的几何形状（如不圆度）误差会降低筒壁临界压力，加速筒体的失稳。

不圆度定义为e=Dmax-Dmin，式中Dmax、Dmin分别为筒体直径的最大值和最小值    筒体材料的弹性模数E值大，抵抗变形能力强，临界压力就高由于各种钢材E值相差较小，若选用高强度钢代替一般碳素钢制造外压容器，并不能明显地提高筒体的临界压力，却使容器成本提高，因而是不恰当的要提高容器的临界压力，即增加稳定性，只有从几何尺寸上来考虑（2）长圆筒、短圆筒及刚性圆筒                承受外压的圆筒形壳体，按不同的几何尺寸失稳时的不同形式（波形数不同），将圆筒分为长圆筒、短圆筒及刚性圆筒等三种           长圆筒是指筒体的L/D值较大，筒体两端边界的支撑作用可以忽略，筒体失稳时Pcr仅与δ/D有关，而与L/D无关长圆筒失稳时波形数n为2           短圆筒是指筒体两端边界的支撑作用不可忽略，筒体失稳时Pcr与L/D及δ/D均有关短圆筒失稳时波形数n＞2的整数（5）计算长度           圆筒的计算长度指筒体外部或内部两刚性构件之间的最大距离，筒体外部焊接的角钢加强圈，筒体内部挡板或塔盘均可视为刚性构件；在两个刚性构件中，其中一个是凸型封头时，取计算长度L=L’+h+hi/3（hi为凸型封头曲面深度，h为直边高度）GB150第28页 图6-1，          凸型封头刚性大对圆筒体有一定支撑作用，可以提高临界压力。

在较薄板制造的筒体上焊接一定数量的加强圈，可使计算长度L降低，提高临界压力（三）、封头            压力容器常用的封头有凸形封头、锥形封头、变径段、平盖、和紧缩口其中凸型封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠形封头1. 椭圆封头椭圆封头A、内压作用下、内压作用下1）应力状况）应力状况a.薄膜应力（两向应力作用，纬（环）薄膜应力（两向应力作用，纬（环）向、经向）向、经向）a）标准椭圆封头薄膜应力分布：）标准椭圆封头薄膜应力分布：经向薄膜应力分布情况环向薄膜应力分布情况经向应力：最大应力在顶点经向应力：最大应力在顶点环向应力：最大拉应力在顶点，最大压应力在底环向应力：最大拉应力在顶点，最大压应力在底边b) 变形特征：变形特征：趋圆趋圆c) 计算对象意义：计算对象意义： 拉应力拉应力——强度计算强度计算 压应力压应力——稳定控制稳定控制b.弯曲应力（与圆筒连接）弯曲应力（与圆筒连接）a) 变形协调，形成边界力变形协调，形成边界力b) 产生二次应力产生二次应力2）对对接圆筒的影响对对接圆筒的影响外压圆筒计算长度外压圆筒计算长度L的意义：的意义： L为两个始终保持圆形的刚性截面之为两个始终保持圆形的刚性截面之间的距离。

椭圆封头曲面深度的间的距离椭圆封头曲面深度的1/3处可处可视为能保持圆形的截面，为此由两个椭视为能保持圆形的截面，为此由两个椭圆封头与圆筒相连接的容器，该圆筒的圆封头与圆筒相连接的容器，该圆筒的外压计算长度外压计算长度L=圆筒长度圆筒长度+两个椭圆封头两个椭圆封头的直边段长度的直边段长度+两倍椭圆封头曲面深度的两倍椭圆封头曲面深度的1/32.2.锥形封头锥形封头          1） 锥形封头分无折边锥形封头和折边锥形封头两种           锥壳是锥形封头的主体锥壳计算与其半顶角有关半顶角小的锥壳，在压力作用下受力与圆柱壳相类似，主要以薄膜应力承载，且环向应力与轴向应力也有2倍的关系，所以计算可按当量圆筒进行对半顶角较大的锥壳，压力作用下的受力与圆平板相接近，主要以弯曲应力承载，所以计算按圆平板进行            GB 150规定：锥壳半顶角≤60°时按圆筒计算，大于60°时按圆板计算         对于以薄膜应力承载的锥壳，其壁厚按当量圆筒计算但在锥壳与相邻圆筒连接部位由于变形协调引起的附加应力的作用尚需另行考虑附加应力的大小与锥壳半顶角大小直接相关半顶角较小时，锥壳与圆筒连接处变形协调产生的附加应力很小，不会影响锥壳的计算厚度。

但半顶角较大时，其边界力和由此引起的附加应力会大大增加，为此导致加厚锥壳与圆筒连接部位的厚度           当锥壳半顶角更大时，因边界力急剧增大会导致很大的厚度，从经济性出发，宜在锥壳端部增设一过渡圆弧段(环壳)，其作用类似碟形封头的过渡圆弧段，从而大大缓和锥壳端部的局部附加应力，此时锥形封头称折边锥形封头，且有大端折边与小端折边之分为有效缓解锥壳与圆筒间的附加应力，对折边的过渡段转角半径须有一定要求关于折边结构GB 150规定：       锥壳大端，当半顶角α≤30°时，可采用无折边结构；当α>30°时，应采用带过渡段的折边结构否则应按应力分析方法进行设计大端折边锥壳的过渡段转角半径r应不小于封头大端内直径的10%，且不小于该过渡段厚度的3倍    对锥壳小端，当锥壳半顶角α ≤45 °时，可采用无折边结构当α >45 °时，应采用带过渡段的折边结构小端折边锥壳的过渡段转角半径r应不小于封头小端内直径的5％，且不小于该过渡段厚度的3倍加强段长度加强段长度2）折边锥壳的厚度）折边锥壳的厚度 当锥壳大端或大、小端同时具有过渡段当锥壳大端或大、小端同时具有过渡段时，应分别确定各部分的厚度。

时，应分别确定各部分的厚度 若只取一种厚度组合时，应取各部分厚若只取一种厚度组合时，应取各部分厚度中最大值度中最大值 3. 平盖平盖1)应力状况：应力状况： 两向弯曲应力，径向、环向弯曲应力两向弯曲应力，径向、环向弯曲应力2)两种极端边界支持条件两种极端边界支持条件 a.简支：圆板边缘的偏转不受约束，简支：圆板边缘的偏转不受约束，σmax 在在板中心，板中心， 径向应力与环向应力相等径向应力与环向应力相等 b.固支：圆板边缘的偏转受绝对约束（等于零）固支：圆板边缘的偏转受绝对约束（等于零），，σmax在板边缘为径向应力在板边缘为径向应力 c.螺栓垫片联接的平盖按简支圆板处理，螺栓垫片联接的平盖按简支圆板处理，σmax在板中心在板中心在周边固支圆板中在周边固支圆板中（四）、开孔和开孔补强 ★★强度削弱强度削弱 ★★不连续应力不连续应力 ★★局部应力局部应力 ★★焊接缺陷和残余应力焊接缺陷和残余应力 开孔接管部位的应力集中的影响开孔接管部位的应力集中的影响允许不另行补强的最大开孔直径允许不另行补强的最大开孔直径开孔最大直径的限制开孔最大直径的限制注意：超范围时的解决方法注意：超范围时的解决方法应力分析法应力分析法压力面积法（HG20583-1998）钢制化工容器强度计算规定第7章 大开孔的补强计算 在我国，压力面积法尚不能作为合法的设计依据，当壳体开孔超出GB150规定时，该法只能参考使用。

（五）、法兰概述：           螺栓法兰连接是由一对法兰、若干个螺栓、螺母和一个垫片组成，其连接方式如图 :　　1、法兰类型常用的管法兰型式：板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰2、法兰密封面型式         法兰密封面型式常用有突平面、凹凸面、榫槽面和环面四种⑴．突平面(raised seal face)       突平面(平面)是由相对突起的一对平面组成的密封面 ，此密封面结构简单，制造方便，但密封性能相对较差，用于较低压力场合 ⑵．凹凸面(male．female seal face)      凹凸面是由一对相配合的凹面和凸面组成的密封面，此密封面便于安装时垫片对中，垫片不会被挤出密封面，密封性能优于平面适用于压力较高或介质为易燃、易爆、有毒的场合⑶．榫槽面(tongue-groove seal face)        榫槽面是由一对相配合的榫面和槽面组成的密封面， 密封垫片较窄，易被压紧，密封性好，适用于压力较高，介质易燃、易爆、有毒的场合但更换垫片困难，装配时应注意保护好密封榫面  ⑷．环面(ring joint)        环面是由一对相配合的环面组成的密封面，这种密封面适配金属环垫片。

用于温度、压力较高或有波动，介质渗透性较强的场合3、标准管法兰的选用  HG/T20592～20635-2009⑴  HG/T20592 ～20614-2009 PN系列（欧洲体系）A、B两个系列A系列为国际通用系列（俗称英制管）B系列为国内沿用系列（俗称公制管）采用B系列的管法兰应在公称直径DN的数值后标注（B）⑵  HG/T20615 ～20635-2009 Class系列（美洲体系）注意：两个体系间不能互相配用两个体系间不能互相配用　　⑶  压力-温度额定值    不同材料的法兰在不同的温度下有不同的最大许用压力      ⑷  紧固件的使用       商品级六角头螺栓及Ⅰ型六角螺母只能用于PN≤16，非有毒、非可燃以及非剧烈循环场合，配非金属平垫片                           商品级双头螺柱及Ⅰ型六角螺母只能用于PN≤40，非有毒、非可燃以及非剧烈循环场合⑸  板式平焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰和平焊环松套法兰不应使用于剧烈循环工况⑹  板式平焊法兰建议不使用在易燃易爆和高度、极度危害介质等要求的场合⑺  容器腐蚀裕量取3mm 时,对于内部联接用以及某些情况下的地脚螺栓如用碳钢则很难考虑腐蚀裕度的选取,建议采用不锈钢制螺栓。

⑻  接管法兰密封面朝向配置：          原则上所有接管的凹面应向上如果将容器顶部或侧面的接管法兰配置成凸面是不合理的，因为这样配置使密封面容易受到损伤而容器底部的管口应该设置成凸面结构，这样就易于垫片的安装和更换但是与阀门连接的管法兰密封面应与阀门匹配⑼   选择压力容器接管法兰的压力等级或密封面形式时，应考虑介质的毒性或易燃易爆性           按照HG20583 之5.2.3 规定，对易爆或毒性为中度危害的介质，管法兰的公称压力不小于；对毒性为高度或极度危害介质或强渗透性介质， 管法兰的公称压力不小于；           对毒性为高度或极度危害介质和三类压力容器应尽量采用带颈对焊管法兰对于真空或密封要求极为严格的连接，可以采用法兰焊唇的焊死结构⑽  压力容器接管法兰选用石棉橡胶垫时应注意的问题            当介质为水，蒸汽，空气，煤气，氨，碱液，惰性气体等，而工作条件为压力波动小，不经常拆卸的场合，我们经常选用石棉橡胶垫片            石棉橡胶垫片不能用于按照真空设计的设备中，因为石棉橡胶垫片存在微小的孔隙，这样就不能保证真空度,在这种情况下应该使用橡胶圈或者缠绕垫片。

缠绕垫片分为4 种基本形式：即基本型(A 型) ，带内环型(B 型) ，带外环型(C 型)和带内外环型(D 型) A 型适用于槽密封面，D 型适用于突面，B 型适用于凹凸面       介质为环氧乙烷的不能用含石棉的垫片       强渗透性介质如液氨等，不能使用泄漏率较高的非金属垫片TSG R0004-2009《《固定式压力容器安全技固定式压力容器安全技术监察规程术监察规程》》中关于管法兰的规定中关于管法兰的规定3.17 3.17 压力容器用管法兰压力容器用管法兰(1)(1)钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当参照行业标准参照行业标准HG/T20592HG/T20592～～HG/T20635-2009HG/T20635-2009《《钢制钢制管法兰、垫片、紧固件管法兰、垫片、紧固件》》系列标准的规定；系列标准的规定；(2)(2)盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应当按照行业标准兰应当按照行业标准HG/T20592HG/T20592～～HG/T20635HG/T20635系列标系列标准的规定，至少应用高颈对焊法兰、带加强环的金准的规定，至少应用高颈对焊法兰、带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合。

属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合4、标准容器法兰的选用 JB/T4700～4707-2000⑴  选用原则：优先选用标准法兰⑵  选用JB/T4700～4707标准法兰时，可免除计算⑶  JB/T4703筒体最小厚度问题：当需要与小于该厚度(δ0)的较薄圆筒对接时，需增加法兰高度按表3⑷  JB/T4700第条对长颈法兰当工作压力大于或等于倍本标准中规定的最大许用工作压力时，法兰与圆筒的对接焊缝必须进行100%的射线或超声检测该要求应在图样中标明⑸  腐蚀裕度:JB/T4702为2㎜，JB/T4703为3㎜⑹  凹凸面设备法兰密封面朝向配置的问题       立式容器的槽面或凹面应向上，卧式容器的槽面或凹面应位于筒体上⑺ 法兰热处理在下列任一情况下进行正火或完全退火热处理: a、法兰断面厚度大于76mm 的碳素钢或低合金钢制法兰； b、焊制整体法兰；c、 锻制法兰⑻  选用标准法兰的步骤a、按照公称直径DN和设计压力P确定法兰类型b 、按照P≤［P］的原则确定法兰的公称压力PNc、按照公称直径DN和公称压力PN，查出法兰的各部分尺寸，并标记出标准代号5、非标法兰设计（ GB150-1998第9章）⑴  螺栓法兰连接设计的内容a.　确定垫片材料、型式及尺寸;b.　确定螺栓材料规格及数量;c.　确定法兰材料，密封面型式及结构尺寸; d.　进行应力校核(计算中C2--腐蚀余量不包括)法兰的类型法兰的类型 法兰可分为法兰可分为 松式法兰松式法兰 整体法兰整体法兰 任意式法兰任意式法兰⑵  密封机理密封机理⑶  泄漏形式泄漏形式⑷⑷ 螺栓法兰连接的密封条件螺栓法兰连接的密封条件 界面泄漏是螺栓法兰密封的主要失效形式。

界面泄漏是螺栓法兰密封的主要失效形式防止界面泄漏需要满足两个密封条件：防止界面泄漏需要满足两个密封条件：予紧时，满足初始密封条件予紧时，满足初始密封条件操作时，满足工作密封条件操作时，满足工作密封条件 保证密封的条件保证密封的条件预紧时，法兰密封面预紧时，法兰密封面上的比压不低于预紧上的比压不低于预紧密封比压密封比压y工作时，法兰密封面工作时，法兰密封面上的比压不低于操作上的比压不低于操作密封比压，即密封比压，即m倍的倍的介质计算压力介质计算压力 影响密封的因素影响密封的因素螺栓预紧力螺栓预紧力                                法兰刚度法兰刚度                        压压紧紧面面形形式式和加工质和加工质 量量                              垫片性能垫片性能                                操作条件操作条件  平面形、平面形、O形、波形、齿形、八角形、形、波形、齿形、八角形、    椭圆形等椭圆形等   ①① 非金属垫片非金属垫片   常常用用材材料料：：石石棉棉橡橡胶胶板板、、橡橡胶胶板板、、聚聚四四氟氟乙乙烯烯、、合成纤维、石墨等。

合成纤维、石墨等②② 金属垫片金属垫片   常用材料：铜、铝、低碳钢、不锈钢、合金等常用材料：铜、铝、低碳钢、不锈钢、合金等③③ 组合式垫片组合式垫片包括：金属包垫片；缠绕式垫片；带骨架的非金属包括：金属包垫片；缠绕式垫片；带骨架的非金属垫片等 垫片形状垫片形状垫片类型垫片类型垫片垫片金属－非金属组合垫片金属－非金属组合垫片金属垫片金属垫片垫片断面形式垫片断面形式①① 要要有有全全面面的的观观念念，，综综合合考考虑虑温温度度、、压压力力、、介介质质、、压压紧紧面面形形式式等等方方面面要要求求，，其其中中温温度度和和压压力力是是影影响响密密封的主要因素，也是选择垫片的主要依据封的主要因素，也是选择垫片的主要依据②② 在在保保证证密密封封的的前前提提下下，，尽尽量量选选用用结结构构简简单单、、价价格格便宜、便于安装和更换的垫片便宜、便于安装和更换的垫片③③ 依据标准和规范，重视实践经验依据标准和规范，重视实践经验垫片选择原则垫片选择原则1、预紧工况、预紧工况   Fa=πDGby   DG---垫片计算直径垫片计算直径   b---垫片有效密封宽度垫片有效密封宽度   螺栓载荷螺栓载荷Wa=Fa2、操作工况、操作工况   FP=2πDGbmPC   螺栓载荷螺栓载荷WP=F+FP                          =              +2πDGbmPC 螺栓载荷螺栓载荷螺栓设计螺栓设计预紧工况：预紧工况：操作工况：操作工况：取取Am=max＜＜Aa，，AP＞＞    螺栓直径螺栓直径螺栓间距的限制螺栓间距的限制螺螺栓栓是是法法兰兰密密封封连连接接中中的的重重要要元元件件，，对对其其基基本本要要求是强度要高、韧性要好。

求是强度要高、韧性要好①① 螺螺母母更更换换比比螺螺栓栓容容易易，，且且螺螺母母价价廉廉，，所所以以要要求螺栓材料的强度比螺母高求螺栓材料的强度比螺母高②② 为为避避免免螺螺栓栓和和螺螺母母咬咬死死或或胶胶合合，，要要求求螺螺栓栓材材料的硬度比螺母高料的硬度比螺母高HB30以上③③ 对于对于t≤-20℃的螺栓，要求选用低合金钢，并的螺栓，要求选用低合金钢，并进行夏比进行夏比V形缺口低温冲击试验形缺口低温冲击试验 螺栓材料螺栓材料应力分析模型应力分析模型法兰强度校核条件：法兰强度校核条件： 法兰连接的合理设计  法兰连接合理设计的三个关键：  (1)   在垫片设计时，应控制尽可能小的垫片载荷  (2)   在螺栓配置设计中，应控制尽可能小的螺栓中心圆直径，从而构成尽可能小的法兰力矩，遵循“最小载荷准则”   (3)   在以上基础上，将法兰的锥颈和法兰环比例设计得当，使法兰各部分允分地发挥强度性能并保证足够的刚度，即趋于满应力状态，遵循“满应力准则”（六）、焊接结构1、GB150-1998《钢制压力容器》附录J2、HG20583-1998《钢制化工容器结构设计规定》     第11章焊接结构焊接接头形式焊接接头形式       坡口形式坡口形式坡口设计原则坡口设计原则1、尽量减少填充金属量。

尽量减少填充金属量2、保证焊透，避免产生各种焊接缺陷保证焊透，避免产生各种焊接缺陷3、便于施焊，改善劳动条件便于施焊，改善劳动条件4、减少焊接变形和残余变形量减少焊接变形和残余变形量1、尽量采用对接接头、尽量采用对接接头2、尽量采用全焊透结构、尽量采用全焊透结构 3、尽量减小焊缝处的应力集中、尽量减小焊缝处的应力集中 4、便于进行无损检验、便于进行无损检验 焊接结构设计原则焊接结构设计原则五、制造、检验与验收五、制造、检验与验收1.总则 1.1 筒体结构的适用范围筒体结构的适用范围 1.1.1 整体式结构整体式结构~满足强度、刚度、稳定性需要的厚度满足强度、刚度、稳定性需要的厚度由一整块连续的钢材构成由一整块连续的钢材构成 （不含耐蚀层）（不含耐蚀层） §a. 整整体体锻锻造造：：无无焊焊缝缝、、材材质质好好；；大大型型专专用用工工装装、、材材料料利用率低用于超高压利用率低用于超高压§b. 单层卷焊单层卷焊：工艺简单，应用广泛含无缝管）：工艺简单，应用广泛含无缝管）§c. .锻焊锻焊：兼具上述二者优点，有环缝无纵缝，适用于：兼具上述二者优点，有环缝无纵缝，适用于大型化重要场合大型化重要场合。

1.1.2 组合式结构组合式结构~满足强度、刚度、稳定性需要的满足强度、刚度、稳定性需要的厚度由板厚度由板~板、板板、板~带、板带、板~丝组合而成丝组合而成 板板~板板：多层包扎：多层包扎~安全可靠、经验丰富；热套安全可靠、经验丰富；热套~兼兼具多层与单层之优点，适用于大型化；多层绕板具多层与单层之优点，适用于大型化；多层绕板~机械化程度高，厂家少机械化程度高，厂家少板板~带带：型槽绕带：型槽绕带~由于钢带原因已停产；扁平钢带由于钢带原因已停产；扁平钢带倾角错绕倾角错绕~中国发明，适用于小化肥中国发明，适用于小化肥板板~丝丝：绕丝：绕丝~适用于超高压适用于超高压 1.1.3 衬里容器衬里容器~衬里工艺、质量要求、衬里工艺、质量要求、检验方法尚不成熟检验方法尚不成熟1.1.4 不适用产品的出路不适用产品的出路~另订标准（行另订标准（行标、企标）标、企标） 1.2 焊接接头与焊缝焊接接头与焊缝 焊接接头焊接接头~焊肉、熔合线、热影响区之组合焊肉、熔合线、热影响区之组合 焊缝焊缝~焊肉焊肉 1.3 焊接接头分类焊接接头分类 1.3.1 以往习惯性分类以往习惯性分类 先结构（对接、角接）先结构（对接、角接）~涉及施焊难易及无损检测；涉及施焊难易及无损检测；后位置（纵缝、环缝、封头拼接焊缝后位置（纵缝、环缝、封头拼接焊缝~涉及受力）。

涉及受力）1.3.2 GB150：：先考虑位置，后考虑结构，先考虑位置，后考虑结构，A、、B、、C、、D原因在于要兼原因在于要兼顾棱角、错边、无损检测的描述，如多层包扎容器层板顾棱角、错边、无损检测的描述，如多层包扎容器层板层的纵向接头层的纵向接头1.4 组合式与整体式安全性比较组合式与整体式安全性比较 1.4.1 中厚板质量优于厚板中厚板质量优于厚板1.4.2 危险纵缝各层错开，划整为零（环缝亦如此）危险纵缝各层错开，划整为零（环缝亦如此）1.4.3 层层间止裂，缺陷不会贯穿整个厚度，预应层层间止裂，缺陷不会贯穿整个厚度，预应 力增加安全裕度力增加安全裕度1.4.4 安全泄放孔符合先漏后破准则安全泄放孔符合先漏后破准则1.4.5 组合式工艺复杂，热容器不宜组合式工艺复杂，热容器不宜2.冷热加工成形2.1 成品最小厚度与工艺减薄成品最小厚度与工艺减薄 2.1.1 热卷筒节与冷、热成形封头的工艺减薄是不可避免的热卷筒节与冷、热成形封头的工艺减薄是不可避免的2.1.2 GB150中各种厚度的含义中各种厚度的含义a．计算厚度．计算厚度 δ：满足强度、刚度、稳定性的最小厚度（不含腐：满足强度、刚度、稳定性的最小厚度（不含腐蚀裕量蚀裕量C2））b．设计厚度．设计厚度=δ+C2：满足强度、刚度、稳定性与使用寿命的最：满足强度、刚度、稳定性与使用寿命的最小厚度小厚度c．名义厚度．名义厚度δn为为δ+C2+C1+Δ1 Δ1为圆整量为圆整量 2.1.3 成品最小厚度应以设计厚度为基准，成品最小厚度应以设计厚度为基准，但在国内无可行性但在国内无可行性2.1.4 成品最小厚度成品最小厚度≥δn-C1存在的问题及解存在的问题及解决途径决途径 需增加下料厚度；需增加下料厚度；图样中标注封头成型最小厚度图样中标注封头成型最小厚度P33第条第条2.2 坡口表面质量要求坡口表面质量要求 2.2.1 坡口表面质量要求坡口表面质量要求~无裂纹、分层、夹杂无裂纹、分层、夹杂2.2.2 坡口表面质量的检测坡口表面质量的检测 a．．σb>540MPa、、Cr-Mo经火焰加工坡口应采用经火焰加工坡口应采用MT或或PT（原因分析、为何材料以（原因分析、为何材料以540MPa为界）为界） 防止出现裂纹防止出现裂纹 在以往的生产实践中，由于在以往的生产实践中，由于16MnR的用量最大、试验最的用量最大、试验最全、质量相对稳定。

标准中规定全、质量相对稳定标准中规定16MnR的最高标准抗拉强度的最高标准抗拉强度下限值为下限值为510MPa，考虑到冶炼偏差问题加上，考虑到冶炼偏差问题加上30MPa得出得出540MPa故此以540MPa为界限，超出此值的要引起足够的为界限，超出此值的要引起足够的重视，这就是重视，这就是540MPa的由来  同一种裂纹发生在同一种裂纹发生在Q235-B当中和发生在标准抗拉强度下当中和发生在标准抗拉强度下限值大于限值大于540MPa及及Cr-Mo钢当中产生的危害程度是不能相提钢当中产生的危害程度是不能相提并论的，另外用火焰切割相当于表面淬火所以才有了此项并论的，另外用火焰切割相当于表面淬火所以才有了此项的规定 b．其他材料宏观检查（原因分析，何为宏观检查）．其他材料宏观检查（原因分析，何为宏观检查） 危害程度不同危害程度不同 (一）目视检查法一）目视检查法（二）锤击检查法（二）锤击检查法（三）灯光检查法（三）灯光检查法（四）光学潜望镜检查法（四）光学潜望镜检查法（五）内窥镜检查法（五）内窥镜检查法c．什么是无法．什么是无法MT、、PT检测的坡口，何为工艺保证检测的坡口，何为工艺保证 无法进行磁粉或渗透检测的坡口也有一些，如：从国外无法进行磁粉或渗透检测的坡口也有一些，如：从国外引进的自动化程度很高、一次成型的窄间隙电渣焊缝；多层引进的自动化程度很高、一次成型的窄间隙电渣焊缝；多层包扎容器的部分焊缝等。

对这些焊缝要改善切割工艺，具体包扎容器的部分焊缝等对这些焊缝要改善切割工艺，具体可采用用砂轮轻磨，去掉表面硬度、用牛头刨床加工坡口或可采用用砂轮轻磨，去掉表面硬度、用牛头刨床加工坡口或用等离子切割等方法来保证坡口质量用等离子切割等方法来保证坡口质量2.3 封头封头 2.3.1 凸形封头制造方式凸形封头制造方式 a．小封头整板成形．小封头整板成形 b．大、中封头先拼板后成形．大、中封头先拼板后成形 c．特大型封头分瓣成形后组焊．特大型封头分瓣成形后组焊 2.3.2 先拼板后成形封头先拼板后成形封头 GB150 100%UT或或RT的原因、检测时机及合格等级的原因、检测时机及合格等级a.原因原因 这一要求主要是针对封头成形时变形较大，缺陷容易扩这一要求主要是针对封头成形时变形较大，缺陷容易扩展而提出的，目的就是检验焊接接头在封头成形过程中是展而提出的，目的就是检验焊接接头在封头成形过程中是否被拉坏，与封头厚度计算无关否被拉坏，与封头厚度计算无关b. 检测时机检测时机 必须是于封头成形后再对其所有拼接接头进行必须是于封头成形后再对其所有拼接接头进行100%射射线或超声检测。

此时的检测结果才能如实反映成品封头的线或超声检测此时的检测结果才能如实反映成品封头的质量c.合格等级合格等级 一台压力容器中焊接接头无损检测的合格级别应是一一台压力容器中焊接接头无损检测的合格级别应是一致的，破坏往往是从最薄弱部位发生，少数焊接接头的质致的，破坏往往是从最薄弱部位发生，少数焊接接头的质量再高，对整个产品的安全也是没有实际意义的对要求量再高，对整个产品的安全也是没有实际意义的对要求100%射线或超声检测的容器而言，其封头上的所有拼接焊射线或超声检测的容器而言，其封头上的所有拼接焊接接头自然也要求接接头自然也要求100%无损检测，检测结果符无损检测，检测结果符JB/T4730射线射线ⅡⅡ级、超声级、超声ⅠⅠ级为合格；焊接接头系数取对仅需局级为合格；焊接接头系数取对仅需局部射线或超声检测的容器，其封头若采用先拼焊后成形的部射线或超声检测的容器，其封头若采用先拼焊后成形的方式制造，则基于上述理由，封头上的所有拼接接头应进方式制造，则基于上述理由，封头上的所有拼接接头应进行行100%射线或超声检测，以保证封头成形后的焊缝质量，射线或超声检测，以保证封头成形后的焊缝质量，但其检测结果的合格级别和容器其他部位的但其检测结果的合格级别和容器其他部位的A、、B类焊接接类焊接接头一致即可，即应符合头一致即可，即应符合JB/T4730射线射线ⅢⅢ级、超声级、超声ⅡⅡ级为合级为合格，焊接接头系数取。

格，焊接接头系数取          现有一只需局部射线或超声检测检测的大直径低压容器，其封头封头是在封头封头厂先拼焊后成形的碟形封头封头，成形后经100%射线检测检测合格，由于运输困难封头封头被切割成两半，运抵使用现场后再焊成一体，问最后这道焊缝的无损检测检测长度是多少？ 思考一下？思考一下？2.3.4 JB/T4746-2002 《《钢制压力容器用封头钢制压力容器用封头》》简介简介 a．范围：椭圆、碟形、锥形、球冠；整板成形、．范围：椭圆、碟形、锥形、球冠；整板成形、 先拼板后成形；冷、热冲压、旋压、卷制技术要先拼板后成形；冷、热冲压、旋压、卷制技术要求强制、型式参数参照求强制、型式参数参照 b．与筒节组对：内径或外圆周长、倾斜度、圆度、．与筒节组对：内径或外圆周长、倾斜度、圆度、切边交货切边交货 c．直径高．直径高25、、40mm只与直径不与厚度挂钩只与直径不与厚度挂钩2.4 圆度圆度 2.4.1 产品圆度与筒节圆度之区别产品圆度与筒节圆度之区别 a．作用；．作用； 筒节圆度保证组对质量筒节圆度保证组对质量 产品圆度保证设备受力均匀产品圆度保证设备受力均匀 b．检查时机；．检查时机； 筒节圆度在成型后组对前筒节圆度在成型后组对前 产品圆度在容器组装完成后产品圆度在容器组装完成后 c．组对工艺．组对工艺 立装、卧装立装、卧装2.4.2 内、外（真空）圆度要求之区别内、外（真空）圆度要求之区别 。

内压使圆筒受拉应力，圆筒有不圆向圆内压使圆筒受拉应力，圆筒有不圆向圆的趋势，有利于应力趋向均布；外压则相反，的趋势，有利于应力趋向均布；外压则相反，圆筒有圆向不圆的趋势，容易造成应力不均，圆筒有圆向不圆的趋势，容易造成应力不均，引起破坏在外压作用下可能会失稳，因故引起破坏在外压作用下可能会失稳，因故对圆度要求高对圆度要求高 2.5 结构设计细节结构设计细节2.5.1 双面、单面（带垫板、不带垫板）焊双面、单面（带垫板、不带垫板）焊2.5.2 倒圆与角焊缝修磨倒圆与角焊缝修磨2.5.3 不等厚对接不等厚对接2.5.4 法兰螺栓通孔跨中均布法兰螺栓通孔跨中均布 3.焊接3.1 焊接接头与母材之区别焊接接头与母材之区别 3.2 焊接质量要素与对策焊接质量要素与对策 3.2.1 力学性能力学性能~焊接工艺评定与产品焊接试板焊接工艺评定与产品焊接试板3.2.2 缺陷缺陷~无损检测无损检测3.2.3 外观质量外观质量~宏观检查宏观检查 3.4.1 余高的作用余高的作用 焊缝余高只是焊接工艺的需要，是对前一焊道焊缝余高只是焊接工艺的需要，是对前一焊道起保温、缓冷、细化晶粒、减少焊接应力等作用。

起保温、缓冷、细化晶粒、减少焊接应力等作用 3.4.2 余高的坏处余高的坏处 余高相当于局部形状突变，会引起应力集中，余高相当于局部形状突变，会引起应力集中，有可能是从余高边缘发生疲劳或脆性断裂的根源有可能是从余高边缘发生疲劳或脆性断裂的根源 中国和日本曾经联合做过试验，发现有余高的中国和日本曾经联合做过试验，发现有余高的设备比打磨后没有余高的设备使用寿命短倍设备比打磨后没有余高的设备使用寿命短倍 3.4.3 标准对余高的要求（国内、外产品的主要差标准对余高的要求（国内、外产品的主要差距）距）JB4732对疲劳设备要求打磨，其它设备有限制范对疲劳设备要求打磨，其它设备有限制范围基本上是不影响贴片即可，没要求打磨基本上是不影响贴片即可，没要求打磨欧美国家对余高的要求：    打磨外观质量好是国外产品畅销的原因之一，另外打磨之后能防环境腐蚀、避免产生过大的应力集中、延长了焊缝的使用寿命4.热处理4.1 热处理（按目的）的分类热处理（按目的）的分类 a. 焊后热处理（消应力、高强钢消氢、改善组织）b. 恢复力学性能热处理（消除冷作硬化）c. 改善力学性能热处理（退火、正火、淬火与回火）4.1.1 焊后（消除应力）热处理焊后（消除应力）热处理 a．目的．目的 消除过大的焊接应力，细化晶粒，改善组织消除过大的焊接应力，细化晶粒，改善组织 b．焊接应力产生的原因、特点及危害．焊接应力产生的原因、特点及危害a) 焊接应力因焊接过程中变形协调产生焊接应力因焊接过程中变形协调产生b) 焊接应力的特点：量值高，可能焊接应力的特点：量值高，可能≥屈服极限；一直屈服极限；一直存在；有存在；有“自限性自限性”；测量困难；测量困难c) 对容器的主要危害为应力腐蚀对容器的主要危害为应力腐蚀 c．需进行焊后热处理的条件．需进行焊后热处理的条件a) 通用条件通用条件: 厚度、材质与预热温度的不同组合厚度、材质与预热温度的不同组合b) 必做条件：必做条件： 图样注明应力腐蚀、盛装极度、图样注明应力腐蚀、盛装极度、高度危害介质高度危害介质c) 免做条件：奥氏体不锈钢免做条件：奥氏体不锈钢注意：注意：焊后热处理的厚度焊后热处理的厚度 GB150所指的是钢材厚所指的是钢材厚度度 δs , 即下料厚度，而不即下料厚度，而不是图样上的名义厚度是图样上的名义厚度。

4.1.2 恢复力学性能热处理恢复力学性能热处理 a．冷作硬化的原因及危害．冷作硬化的原因及危害 金属材料的冷成形，实质上是冷态金属在外载荷作金属材料的冷成形，实质上是冷态金属在外载荷作用下产生塑性变形，从而达到改变金属材料形状与尺寸用下产生塑性变形，从而达到改变金属材料形状与尺寸的要求这种塑性变形主要是金属内部晶粒间受剪应力的要求这种塑性变形主要是金属内部晶粒间受剪应力作用，产生滑移的结果作用，产生滑移的结果 金属材料在冷态塑性变形时所以会产生称冷作硬化金属材料在冷态塑性变形时所以会产生称冷作硬化现象，其原因是金属材料内部晶粒间产生滑移后，在滑现象，其原因是金属材料内部晶粒间产生滑移后，在滑移面上的晶格发生扭曲和畸变，使晶粒被拉长、破碎及移面上的晶格发生扭曲和畸变，使晶粒被拉长、破碎及纤维化，因而金属材料的强度与硬度升高而塑性与韧性纤维化，因而金属材料的强度与硬度升高而塑性与韧性下降上述现象称之为冷作硬化上述现象称之为冷作硬化 冷作硬化不仅给后续加工造成某些不便，更主要的冷作硬化不仅给后续加工造成某些不便，更主要的是由于金属材料塑性与韧性的降低，会影响容器产品的是由于金属材料塑性与韧性的降低，会影响容器产品的质量与运行安全。

质量与运行安全b．冷、中温卷筒热处理的条件．冷、中温卷筒热处理的条件 塑性、韧性的下降与相对变形量以及钢材种类有关，我塑性、韧性的下降与相对变形量以及钢材种类有关，我国国GB 150等标准就是以这两个指标作为划分是否需要进行等标准就是以这两个指标作为划分是否需要进行恢复力学性能热处理的条件恢复力学性能热处理的条件 所谓相对变形量就是钢材厚度与圆筒内径的比值，其中所谓相对变形量就是钢材厚度与圆筒内径的比值，其中钢材厚度代表几何刚性，即对变形的抵抗能力；圆筒内径代钢材厚度代表几何刚性，即对变形的抵抗能力；圆筒内径代表变形的绝对值，即变形后曲率的另一种表达方式二者的表变形的绝对值，即变形后曲率的另一种表达方式二者的比值越大，说明材料的加工硬化程度越严重，塑性、韧性指比值越大，说明材料的加工硬化程度越严重，塑性、韧性指标的下降越大标的下降越大 GB 150将钢材分为两大类：一类是碳素钢及将钢材分为两大类：一类是碳素钢及16MnR，由，由于其强度低，塑性与韧性储备相对较大于其强度低，塑性与韧性储备相对较大,允许的相对变形量允许的相对变形量可适当放宽；另一类是其他低合金钢，允许的相对变形量严可适当放宽；另一类是其他低合金钢，允许的相对变形量严于前者。

于前者 c．冷成形封头热处理（奥氏体不锈钢除外）．冷成形封头热处理（奥氏体不锈钢除外） 封头成形时的变形量远大于筒体有的国外标准用纤维伸长封头成形时的变形量远大于筒体有的国外标准用纤维伸长率来衡量封头成形时的变形量，并以此作为判断封头冷成形后是率来衡量封头成形时的变形量，并以此作为判断封头冷成形后是否需要进行恢复力学性能热处理的指标否需要进行恢复力学性能热处理的指标 GB 150等标准规定，冷成形的封头应进行热处理我们之所等标准规定，冷成形的封头应进行热处理我们之所以没有采用纤维伸长率这一判断方法，主要原因在于我国尚缺乏以没有采用纤维伸长率这一判断方法，主要原因在于我国尚缺乏优质的封头专用钢，国产压力容器用钢的纯净化程度以及质量稳优质的封头专用钢，国产压力容器用钢的纯净化程度以及质量稳定性与发达国家相比存在一定差距，实践证明用国产钢材冷成形定性与发达国家相比存在一定差距，实践证明用国产钢材冷成形的封头质量尚存在一定问题，有可能在使用过程中或在水压试验的封头质量尚存在一定问题，有可能在使用过程中或在水压试验时开裂，有的甚至在成形过程中即发生开裂，为安全计，时开裂，有的甚至在成形过程中即发生开裂，为安全计，GB 150作出了上述规定。

作出了上述规定 考虑到国内有的封头制造企业正拟和钢厂开展这方面的研制考虑到国内有的封头制造企业正拟和钢厂开展这方面的研制工作，为给今后的发展留有余地，工作，为给今后的发展留有余地，GB 150规定当制造单位确保冷规定当制造单位确保冷成形后的材料性能符合设计、使用要求时不受此限成形后的材料性能符合设计、使用要求时不受此限  除图样另有规定，冷成形的奥氏体不锈除图样另有规定，冷成形的奥氏体不锈钢封头可不进行热处理，因为奥氏体不锈钢封头可不进行热处理，因为奥氏体不锈钢有足够的韧性储备钢有足够的韧性储备       恢复力学性能热处理，可采取消除应力退火亦可采用正火或正火加回火，标准未作具体规定，但国内多数采用消除应力退火4.1.3 改善材料力学性能热处理改善材料力学性能热处理        通过热处理改善钢材力学性能，可在钢厂进行亦可在通过热处理改善钢材力学性能，可在钢厂进行亦可在容器制造企业进行多数是在钢厂进行容器制造企业进行多数是在钢厂进行 由于钢厂的热处理技术水平与生产经验优于容器制造厂，由于钢厂的热处理技术水平与生产经验优于容器制造厂，更易保证钢材热处理的质量。

由钢厂直接购进经热处理的更易保证钢材热处理的质量由钢厂直接购进经热处理的钢材，既给容器制造企业提供了方便的条件，同时在工艺钢材，既给容器制造企业提供了方便的条件，同时在工艺和质量管理方面亦提出了新的要求，那就是当材料供货和质量管理方面亦提出了新的要求，那就是当材料供货(即即从钢厂购进从钢厂购进)的热处理状态与使用的热处理状态与使用(即设计要求即设计要求)的热处理状的热处理状态相一在整个设备制造过程中态相一在整个设备制造过程中(主要是在热加工中，如热成主要是在热加工中，如热成形、热处理等形、热处理等)不得破坏供货时的热处理状如对于调质不得破坏供货时的热处理状如对于调质(淬火淬火加回火加回火)状态供货的钢材，如采用热成形状态供货的钢材，如采用热成形(热卷或热冲压热卷或热冲压)其其加热温度将超过温度，从而破坏了钢材供货时的热处理状加热温度将超过温度，从而破坏了钢材供货时的热处理状态，该钢材虽然化学成分没有变化，但其金相组织与性变态，该钢材虽然化学成分没有变化，但其金相组织与性变了，使用时将会发生危险了，使用时将会发生危险材料的供货热处理状态如在材料的供货热处理状态如在程程中遭到破坏，则必须重新进行热处理，中遭到破坏，则必须重新进行热处理，   4.1.4 消氢处理消氢处理 工程实践和科学实验证明，氢进人金属后将对金属的力工程实践和科学实验证明，氢进人金属后将对金属的力学性能造成严重的损伤，溶解于金属晶格中的氢使塑性、韧学性能造成严重的损伤，溶解于金属晶格中的氢使塑性、韧性明显下降，甚至产生裂纹，导致脆性破坏。

性明显下降，甚至产生裂纹，导致脆性破坏 金属中的氢可以是在设备制造工艺过程中吸收的，如焊接金属中的氢可以是在设备制造工艺过程中吸收的，如焊接时氢溶融在液态金属中，冷却后氢即保留在焊缝中；时氢溶融在液态金属中，冷却后氢即保留在焊缝中；       焊接时的氢可能来自焊接材料吸附的水分，因此，焊材焊接时的氢可能来自焊接材料吸附的水分，因此，焊材库要求安装去湿机，焊材使用前应严格烘干并放入保温瓶内；库要求安装去湿机，焊材使用前应严格烘干并放入保温瓶内；氢亦可能来自施焊环境中的水分，因此在雨、雪环境下或当氢亦可能来自施焊环境中的水分，因此在雨、雪环境下或当相对湿度大于相对湿度大于90％时应采取有效的防护措施，否则禁止施焊％时应采取有效的防护措施，否则禁止施焊 焊缝与金属材料中吸收的氢，可以通过后热处理扩散出来焊缝与金属材料中吸收的氢，可以通过后热处理扩散出来实践证明，只要焊后能及时进行焊后热处理，既可消除过大实践证明，只要焊后能及时进行焊后热处理，既可消除过大的焊接应力，亦可使焊接接头中的扩散氢逸出的焊接应力，亦可使焊接接头中的扩散氢逸出 4.2 焊后热处理方法焊后热处理方法整体炉内；分段炉内；局部；现场整体炉内；分段炉内；局部；现场4.3 焊后热处理工艺焊后热处理工艺进、出炉炉温；进、出炉炉温；升、降温速度；升、降温速度；炉内气氛；炉内气氛；炉外冷却炉外冷却5.无损检测5.1 不同方法的特点及选择不同方法的特点及选择 制造过程中常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗制造过程中常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗透等四种，前两种主要用于埋藏缺陷的检测，后两种则适用于透等四种，前两种主要用于埋藏缺陷的检测，后两种则适用于表面缺陷的检测。

射线检测的主要优点是可以长期保存的质量表面缺陷的检测射线检测的主要优点是可以长期保存的质量鉴证底片；超声检测的主要优点是易发现裂纹等面型缺陷，而鉴证底片；超声检测的主要优点是易发现裂纹等面型缺陷，而裂纹对压力容器的运行安全往致命的每种方法各有特点，一裂纹对压力容器的运行安全往致命的每种方法各有特点，一种无损检测方法不可能取代另一种对一台具体产品而言其无种无损检测方法不可能取代另一种对一台具体产品而言其无损检法有时却不是可以任意选择的，例如超声可以检测奥氏体损检法有时却不是可以任意选择的，例如超声可以检测奥氏体不锈钢钢板、锻件等原材料，但是奥氏体钢焊接接头的超声检不锈钢钢板、锻件等原材料，但是奥氏体钢焊接接头的超声检测方法作为测方法作为“资料性附录资料性附录”才首次纳入才首次纳入JB／／T 4730-2005标准标准中；奥氏体不锈钢、钛、铝、铜等非铁磁性材料只能采用渗透中；奥氏体不锈钢、钛、铝、铜等非铁磁性材料只能采用渗透方法进行表面检测，但对铁磁性材料应优先选择磁粉检测，因方法进行表面检测，但对铁磁性材料应优先选择磁粉检测，因为渗透法只能检测表面的为渗透法只能检测表面的“开口开口”缺陷，而磁粉则不仅可检测缺陷，而磁粉则不仅可检测表面的表面的“开口开口”及及“闭口闭口”缺陷，亦可检测近表面的埋藏缺陷。

缺陷，亦可检测近表面的埋藏缺陷5.2 正确选择方法是设计者的责任正确选择方法是设计者的责任 GB 150等标准规定，按等标准规定，按“图样规定的方法图样规定的方法”进行进行无损检测，这就意味着正确选择无损检测方法是压力无损检测，这就意味着正确选择无损检测方法是压力容器设计者的主要责任容器设计者的主要责任 设计者应根据无损检测方法的不同特点、被检容设计者应根据无损检测方法的不同特点、被检容器的具体情况器的具体情况(如材质、结构、厚度、预计可能产生缺如材质、结构、厚度、预计可能产生缺陷类型等陷类型等)选择适宜的无损检测方法并在图样技术要求选择适宜的无损检测方法并在图样技术要求上注明如图样技术要求上写明应进行上注明如图样技术要求上写明应进行“射线或超声射线或超声检测检测”、、“磁粉或渗透检测磁粉或渗透检测”，则意味着设计者认为，则意味着设计者认为不同检测方法对该被检容器是等效的，此时选不同检测方法对该被检容器是等效的，此时选己损检测方法的权力就由设计者交予制造单位，今后己损检测方法的权力就由设计者交予制造单位，今后如证明制造单位检测方法选择不当，设计者亦应旦相如证明制造单位检测方法选择不当，设计者亦应旦相应的责任应的责任 。

5. 3 选择时建议考虑的因素选择时建议考虑的因素a．材质．材质b．结构．结构c．厚度．厚度d．方法．方法 5.4 A、、B类焊接接头无损检测长度的选择类焊接接头无损检测长度的选择 5.4.1 100%射线或超声检测的条件射线或超声检测的条件 a．厚度．厚度 钢材厚度钢材厚度δs超过某一量值时，其超过某一量值时，其A、、B类焊接接头类焊接接头应按图样规定进应按图样规定进100％射线或超声检测采用较厚钢％射线或超声检测采用较厚钢材制造的容器，意味着其设计参数材制造的容器，意味着其设计参数(压力、温度压力、温度)较高较高或规格或规格(直直)较大、危险性较大、危险性(P×V)及制造成本较高，对这及制造成本较高，对这样的重要产品应严格要求样的重要产品应严格要求 b．材质．材质 对于强度级别较高对于强度级别较高(标准抗拉强度下限值标准抗拉强度下限值Rm>540MPa)以及除以及除12CrMo、、15CrMoR、、15CrMo以以外的其他外的其他Cr-Mo低合金钢制造的容器，由于其可焊性较低合金钢制造的容器，由于其可焊性较差、韧性储备相对较低，焊接时易产生缺陷且缺陷在使差、韧性储备相对较低，焊接时易产生缺陷且缺陷在使用过程中易扩展，因此，不论其厚度大小均应按图样规用过程中易扩展，因此，不论其厚度大小均应按图样规定的方法，对其定的方法，对其A、、B类焊接接头进行类焊接接头进行100％射线或超声％射线或超声检测；检测；c. 安全性。

安全性 进行气压试验的容器以及图样注明盛装毒性为极度进行气压试验的容器以及图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器，一旦发生事故其后果可能危害或高度危害介质的容器，一旦发生事故其后果可能是灾难性的这类容器属于安全性要求较高的产品，不是灾难性的这类容器属于安全性要求较高的产品，不管其材质、厚度如何，均应图样规定的方法，对其管其材质、厚度如何，均应图样规定的方法，对其A、、B类焊接接头进行类焊接接头进行100％射线或超声检测；％射线或超声检测； d．结构的特殊性．结构的特殊性 多层包扎压力容器内筒的多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头和类焊接接头和热套压力容器各单层筒的热套压力容器各单层筒的A类焊接接头，在制类焊接接头，在制造中若不进行造中若不进行100％无损检测，则产品制成后，％无损检测，则产品制成后，由于被层板层或内、外层筒所覆盖无法再进行由于被层板层或内、外层筒所覆盖无法再进行检测 e. 低温容器低温容器 为了防止容器在低温下发生脆性破坏，为了防止容器在低温下发生脆性破坏，GB 150规定设计温度低于规定设计温度低于-40℃℃或接头厚度大于或接头厚度大于25mm的低温容器，应按图样规定，进行的低温容器，应按图样规定，进行100％射线或超声检测。

％射线或超声检测e.图样要求        上述五方面是标准关于100％射线或超声检测的规定标准的规定仅是针对多数产品的最低要求，也即共性要求，它不可能全部涵盖所有产品的特殊性，对某些运行工况苛刻、安全性要求高的产品仅按标准的规定进行无损检测是难以满足要求的根据实际情况，在图样技术要求上提出高于标准或标准所没有的要求，既是设计者应有的权力，也是设计者应负的责任5.4.2 局部射线与超声检测局部射线与超声检测 a．局部检测的含义与目的．局部检测的含义与目的 局部无损检测实质上就是对产品逐台抽检，其局部无损检测实质上就是对产品逐台抽检，其目的在于在保证产品基本质量要求的前提下，节约目的在于在保证产品基本质量要求的前提下，节约无损检测经费及工时标准允许进行局部无损检测无损检测经费及工时标准允许进行局部无损检测的产品都是厚度较小的产品都是厚度较小(即压力较低，直径不大即压力较低，直径不大)，材，材质、安全性及结构无特殊要求的一般产品，它们的质、安全性及结构无特殊要求的一般产品，它们的特点是：量大面广、数量多；安全性要求不高特点是：量大面广、数量多；安全性要求不高(其射其射线与超声检测的合格指标，可比线与超声检测的合格指标，可比100％的产品低一％的产品低一级级)，对这类产品进行局部检测的节约效果是十分显，对这类产品进行局部检测的节约效果是十分显著的。

著的  局部射线或超声检测的最小范围，标局部射线或超声检测的最小范围，标准规定不得少于各条焊接接头长度的准规定不得少于各条焊接接头长度的20％，％，且不小于且不小于250㎜㎜ 考虑到低温压力容器安考虑到低温压力容器安全的特殊性，标准规定不得少于各条焊接全的特殊性，标准规定不得少于各条焊接接头长度的接头长度的50％，且不少％，且不少250mm所以有有250mm的限制，是因射线底片的长度的限制，是因射线底片的长度一般为一般为250mmb．局部检测产品中应．局部检测产品中应100%检测的部位检测的部位 上述是按整台产品来划分检测长度的在标准允许局部检测上述是按整台产品来划分检测长度的在标准允许局部检测的产品中，某些部位基于如下各项理由应对该部位进行的产品中，某些部位基于如下各项理由应对该部位进行100％射％射线或超声检测，但检测结果的合格级别应与整台产品相一致线或超声检测，但检测结果的合格级别应与整台产品相一致(即射即射线线ⅢⅢ级、超声级、超声ⅡⅡ级级)，且其检测长度可计人局部检测长度之内且其检测长度可计人局部检测长度之内 (1) 由于拼板的焊接接头在封头成形的弯曲变形中可能会受到由于拼板的焊接接头在封头成形的弯曲变形中可能会受到损伤，标准规定先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头，应于损伤，标准规定先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头，应于封头成形后进行封头成形后进行100％的射线或超声检测；％的射线或超声检测； (2) 开孔是对容器强度的削弱，且产生应力集中，当开孔位于开孔是对容器强度的削弱，且产生应力集中，当开孔位于或靠近或靠近A、、B类焊接接头时，为避免二者交互影响，标准规定将以类焊接接头时，为避免二者交互影响，标准规定将以开孑开孑L中心为圆心，以中心为圆心，以1．．5倍开孔直径为半径画圆，该圆中所包倍开孔直径为半径画圆，该圆中所包容的容的A、、B类焊接接头应均应进行类焊接接头应均应进行100％射线或超声检测；％射线或超声检测； (3) A、、B类焊接接头一旦被补强圈、支座、垫板、内件覆盖后，类焊接接头一旦被补强圈、支座、垫板、内件覆盖后，随后将无法再进行检测，标准要求于覆盖前对其进行随后将无法再进行检测，标准要求于覆盖前对其进行100％射线％射线或超声检测；或超声检测；(4) 接管与壳体相连的对接接头，我国标准接管与壳体相连的对接接头，我国标准(GB 150等等)考虑到形状尺寸检查及无损检测的叙述方便，将其划考虑到形状尺寸检查及无损检测的叙述方便，将其划分为分为A或或B类接头，标准对这类焊接接头的要求是，凡类接头，标准对这类焊接接头的要求是，凡能进行射线或超声检测者都应按图样规定的方法，进能进行射线或超声检测者都应按图样规定的方法，进行行1 00％射线或超声检测。

这类接头包括嵌入式接管％射线或超声检测这类接头包括嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊接接头；公称直径不小于与圆筒或封头对接连接的焊接接头；公称直径不小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头 公称直径小于或等于公称直径小于或等于250mm的接管与长颈法兰、的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头，由于难以进行射线接管与接管对接连接的焊接接头，由于难以进行射线或超声检测，且因开孔较小，因此，不论是或超声检测，且因开孔较小，因此，不论是100％无％无损检测或局部无损检测的容器，均不要求对这类焊接损检测或局部无损检测的容器，均不要求对这类焊接接头进行射线或超声检测接头进行射线或超声检测5.5 对局部检测的正确理解与执行对局部检测的正确理解与执行 局部局部(射线或超声射线或超声)检测是针对量大面广的一般产品，采用抽检测是针对量大面广的一般产品，采用抽检的方式，在保证质量前提下的节约措施，因此，正确执行有检的方式，在保证质量前提下的节约措施，因此，正确执行有关局部无损检测的各项规定是十分重要的，这里既包括对制造关局部无损检测的各项规定是十分重要的，这里既包括对制造方的要求，也包括对设计和使用方的要求。

方的要求，也包括对设计和使用方的要求 (1) 压力容器中不同的焊接接头，不仅其焊接结构、焊接方法压力容器中不同的焊接接头，不仅其焊接结构、焊接方法与工艺可能不同，施焊的焊工亦可能不同同一台容器与工艺可能不同，施焊的焊工亦可能不同同一台容器(尤其是尤其是大型容器大型容器)由多名焊工同时施焊因此，正确执行抽检的要求是由多名焊工同时施焊因此，正确执行抽检的要求是制造方应对每条制造方应对每条A、、B类焊接接头均进行局部射线或超声检测，类焊接接头均进行局部射线或超声检测，某一条焊接接头的质量无法代表其他接头的焊接质量，故而绝某一条焊接接头的质量无法代表其他接头的焊接质量，故而绝不允许用某条焊接接头的无损检测结果来替代其他焊接接头的不允许用某条焊接接头的无损检测结果来替代其他焊接接头的无损检测无损检测 (2) 抽检部位也十分关键，一般应选择易产生焊接缺陷的部位，抽检部位也十分关键，一般应选择易产生焊接缺陷的部位，如焊缝交叉部位焊缝交叉部位的金属，相当于经历了两次热如焊缝交叉部位焊缝交叉部位的金属，相当于经历了两次热熔化与冷却凝固的过程，且该处受力状态复杂易产生焊接缺陷熔化与冷却凝固的过程，且该处受力状态复杂易产生焊接缺陷。

 (3) 进行局部无损检测的焊接接头，发现有不允许进行局部无损检测的焊接接头，发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度(即扩检即扩检)，增加的长度为该焊接接头长度的，增加的长度为该焊接接头长度的10％，且％，且不小于不小于250mm若仍有超标缺陷时，则对该焊接接头若仍有超标缺陷时，则对该焊接接头做做100％检测标准的上述规定说明，哪条焊接接头％检测标准的上述规定说明，哪条焊接接头发现超标缺陷，即仅在该焊接接头扩检，而无需涉及发现超标缺陷，即仅在该焊接接头扩检，而无需涉及其他焊接接头，理由和其他焊接接头，理由和(1)款相同，即不同焊接接头的款相同，即不同焊接接头的焊接结构、焊接方法、焊接工艺与焊工可能不同，某焊接结构、焊接方法、焊接工艺与焊工可能不同，某条焊接接头存在质量问题，并不意味其他焊接接头质条焊接接头存在质量问题，并不意味其他焊接接头质量同样不佳量同样不佳 此外，不论是扩检还是缺陷去除焊补后的重新检此外，不论是扩检还是缺陷去除焊补后的重新检测，都必须采用原检测方法，只有这样才能保证前后测，都必须采用原检测方法，只有这样才能保证前后可对比性。

可对比性  (4)  对局部无损检测焊接接头中未抽检的部分，制造方无法保证其没有超标缺陷，但一经发现，制造方仍需对其质量负责所谓负责的含义就是制造方有义务进行缺陷去除和焊补所有的超标缺陷是否都应去除和焊补，标准规定，对局部检测的焊接接头，若作进一步检测可能会发现气孔等不危及容器安全的超标缺陷，如果这也不允许时，就应选择100％射线或超声检测现将标准上述规定的含义解释如下：       所谓不危及容器安全的超标缺陷是指在容器使用的全过程中不会发生变化、扩展的缺陷，即所谓的“死缺陷”只有在容器使用过程中发生扩展的缺陷，即所谓的“活缺陷”，才可能诱发事故的产生，某些重要的容器使用时或压力试验时采用声发射方法进行监控，就是为了发现有无“活缺陷”     气孔只能在焊接过程中产生，在容器使用过程中气孔的数量、大小及形状不大可能发生变化，因此，不太大的超标气孔属于不危及容器安全的超标缺陷对局部无损检测的容器而言，进一步检测时若发现气孔超标，标准允许不做返修处理，因为焊接返修是个复杂的工艺过程，稍不注意会诱发其他的质量问题若设计者认为设计的这台容器安全性要求较高，连气孔也不允许超标，则设计时就应选择100％的检测率，而不应选择局部无损检测。

      既然不大的超标气孔不会危及容器的安全，那么100％射线或超声检测的产品是否允许气孔超标呢?答案是否定的因为气孔并不都是很有规则的，大的密集气孔会减小容器壳体的受力面积不同的压力容器有不同的安全等级要求需100％射线或超声检测容器的安全等级要求，高于局部检测的容器，这不仅反映在检测长度的多少上，亦反映在检测结果合格级别的高低上，不同合格级别的主要区别之一就在于气孔的数量和大小6.压力试验6.1 耐压试验耐压试验 6.1.1 目的目的内压：内压： 全面综合检验产品的整体强度和致密性全面综合检验产品的整体强度和致密性还可能起到如下作用：还可能起到如下作用：(1) 通过短时超压通过短时超压,有可能减缓某些局部区域的峰值应力，有可能减缓某些局部区域的峰值应力，在一定程度上起到消除或降低（残余）应力，使应力分布在一定程度上起到消除或降低（残余）应力，使应力分布趋于均匀的作用趋于均匀的作用2) 根据近代断裂力学观点，短时超压可以使裂纹产生闭根据近代断裂力学观点，短时超压可以使裂纹产生闭合效应，也即钝化了裂纹尖端，使容器在正常工作压力下合效应，也即钝化了裂纹尖端，使容器在正常工作压力下运行更为安全。

运行更为安全外压（真空）：外压（真空）： 为了检查产品的致密性为了检查产品的致密性6.1.2 介质的选择介质的选择 a．液压与气压安全性的比较．液压与气压安全性的比较 液压与气压试验的目的和作用是相同的，进行其中液压与气压试验的目的和作用是相同的，进行其中一种即可由于液压与气压试验的安全性相差极大，条一种即可由于液压与气压试验的安全性相差极大，条件允许应优先选择液压试验，只有当无法进行液压试验件允许应优先选择液压试验，只有当无法进行液压试验时，才允许采用气压试验时，才允许采用气压试验 液体的可压缩性极小，压力试验时一旦液体泄漏，液体的可压缩性极小，压力试验时一旦液体泄漏，能很快释放出积聚的能量能很快释放出积聚的能量(p×V)，及时导致容器内压力，及时导致容器内压力的大幅度急速下降，因而事故的危害性较小的大幅度急速下降，因而事故的危害性较小        气压试验比液压试验危险的主要原因是气体的可压气压试验比液压试验危险的主要原因是气体的可压缩性气压试验一旦发生破坏事故，不仅要释放积聚的缩性气压试验一旦发生破坏事故，不仅要释放积聚的能量，而且要以最快的速度恢复在升压过程中被压缩的能量，而且要以最快的速度恢复在升压过程中被压缩的体积，其破坏力极大，相当于爆炸时的冲击波。

因此，体积，其破坏力极大，相当于爆炸时的冲击波因此，GB 1 50要求气压试验应有安全措施，该安全措施需经要求气压试验应有安全措施，该安全措施需经试验单位技术总负责人批准，并经本单位安全部门检查试验单位技术总负责人批准，并经本单位安全部门检查监督b．允许进行气压试验的条件．允许进行气压试验的条件   (1) 容器充满液体介质后，会因自重和液体容器充满液体介质后，会因自重和液体的重量导致容器本身或基础破坏，这主要指的重量导致容器本身或基础破坏，这主要指直径大．压力低且充装气态介质的容器直径大．压力低且充装气态介质的容器 (2) 因结构原因液压试验后难以将残存液体因结构原因液压试验后难以将残存液体吹干排尽，而使用时容器内又不允许残存任吹干排尽，而使用时容器内又不允许残存任何液体何液体(如毒化触媒或导致产品品质劣化如毒化触媒或导致产品品质劣化) 6.2 气密性试验气密性试验 6.2.1 目的目的 气密性试验的目的是检查容器是否存在不允许的泄漏，气密性试验的目的是检查容器是否存在不允许的泄漏，检查的重点是可拆的连接部位以及焊接接头检查的重点是可拆的连接部位以及焊接接头6.2.2 介质的选择以及气压与气密的关系介质的选择以及气压与气密的关系 常用的试验介质有空气、氨、卤素、氦等。

气密性试验常用的试验介质有空气、氨、卤素、氦等气密性试验最常用的介质是空气由于氨具有较强的渗透性且极易在最常用的介质是空气由于氨具有较强的渗透性且极易在水中扩散被水吸收，因此对有较高致密性要求的容器，如水中扩散被水吸收，因此对有较高致密性要求的容器，如液氨蒸发器、衬里容器等，常要求进行以氨为试验介质的液氨蒸发器、衬里容器等，常要求进行以氨为试验介质的气密性试验，又称氨渗漏试验卤素做气密性试验是一种气密性试验，又称氨渗漏试验卤素做气密性试验是一种高灵敏度的测漏方法，但对试验环境的清洁度要求较高，高灵敏度的测漏方法，但对试验环境的清洁度要求较高，常用于不锈钢及钛设备的气密性试验氦作的气密性试验常用于不锈钢及钛设备的气密性试验氦作的气密性试验 它的测漏灵敏度很高，但对试验环境的要求比卤素检测还它的测漏灵敏度很高，但对试验环境的要求比卤素检测还要苛刻，试验费用较高，一般仅用于对泄漏有特殊要求的要苛刻，试验费用较高，一般仅用于对泄漏有特殊要求的场合，在国内某些大型石化装置中已有应用场合，在国内某些大型石化装置中已有应用  6.2.3 正确提出气密性试验的要求正确提出气密性试验的要求  气密性试验属于并非必做的试验项目，因为多数容器没气密性试验属于并非必做的试验项目，因为多数容器没有严格的致密性要求，且压力试验也同时具备一定的检漏功有严格的致密性要求，且压力试验也同时具备一定的检漏功能，因此，能，因此，GB 150对二者提出了不同的要求，即制造完工对二者提出了不同的要求，即制造完工的容器应按图样规定进行压力试验的容器应按图样规定进行压力试验(液压试验或气压试验液压试验或气压试验)或或增加气密性试验。

一般来说，下述情况下要求进行气密性试增加气密性试验一般来说，下述情况下要求进行气密性试验：验： (1) 容器内的介质毒性程度为极度危害或高度危害的介质，容器内的介质毒性程度为极度危害或高度危害的介质，一旦发生微量泄漏，将严重危及人的生命安全：造成环境污一旦发生微量泄漏，将严重危及人的生命安全：造成环境污染 (2) 因生产工艺条件或介质价格昂贵等原因，设计要求不因生产工艺条件或介质价格昂贵等原因，设计要求不允许有微量泄漏的容器允许有微量泄漏的容器6.2.4 气压试验合格的容器是否还需进行气密性试验气压试验合格的容器是否还需进行气密性试验 由于不同由于不同试验的介的介质的渗透性不同，如用空气的渗透性不同，如用空气进行行气压试验时不漏，并不能保证用氨或氦进行气密气压试验时不漏，并不能保证用氨或氦进行气密性试验时也不漏，这需要设计者根据气压试验与气性试验时也不漏，这需要设计者根据气压试验与气密性试验所选择的介质进行判断，如二者选择的试密性试验所选择的介质进行判断，如二者选择的试验介质相同，则气压试验合格的容器无需再进行气验介质相同，则气压试验合格的容器无需再进行气密性试验。

密性试验六、六、GB151-1999 管壳式换热器管壳式换热器（一）适用范围1.1   固定管板式换热器、浮头式换热器、 U形管式换热器、填料函式换热器              DN ≤2600mm      PN ≤35MPa      DN（mm）×PN  MPa） ≤17500  注：GB151中：超出上述参数范围的换热器也可参照本标准进行设计与制造（二）换热面积          1. 计算换热面积：以换热管外经为基准，扣除深入管板内的换热管的长度后，计算得到的面积（ m 2）；对 U形管换热器，一般不包括U形管弯管段的面积，当需要把U形管弯管部分计入换热面积时，则应使U形端的壳体进（出）口安装在U形管末端以外，以消除U形管末端流体停止的换热损失；2. 公称长度LN：      以换热管的长度（m）作为换热器的公称长度，换热管为直管时，取直管长度；换热管为U形管时，取U形管的直管段的长度（三）设计温度设计温度：指在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属横截面的温度平均值），设计温度与设计压力一起作为设计载荷 （P11）       管程设计温度是指管程的管箱设计温度（不是换热管的设计温度） （是标志在铭牌上的） 。

       壳程设计温度是指壳程壳体圆筒的设计温度（是标志在铭牌上的）       同时受管程、壳程温度作用的元件，应按金属温度确定设计温度，该温度应通过传热计算确定，也可以在已使用的同类换热器上测定，也可以根据成熟的设计经验确定如换热管的设计温度）（四）隔板槽面积 Ad P27、P28第条（五）ts 沿长度平均的壳程圆筒金属温度P39第6行（六）tt 沿长度平均的换热管金属温度P39第7行（七）换热管受压失稳的当量长度 LcrP59 图32（八）管箱热处理P92第条（九）压力试验顺序    1. 换热管与管板接头的试压：换热器的寿命及事故的发生往往在于连接接头的失效，故通过连接接头的试压以保证接头的可靠性尤为重要    2. 壳程试压；    3. 管程试压    4. 管程压力高于壳程压力时管接头的试压：    a. 提高于壳程试验压力；    b. 壳程用氨渗漏、卤素渗漏和氦渗漏试验（十）铜管的许用应力条       SW6-1998设计软件为T2退火状态的许用应力，实际进厂为轻拉状态，所以在计算时应输入轻拉状态的数据即第2行的数据安全性 l 足够的强度 l 足够的刚度(或稳定性) l 可靠的密封性能 l 一定的使用寿命                          经济性l经济可靠的材料l经济的制造方法l低的操作和维护费用l长周期的安全运行安全、稳定、长寿命、满足使用要求、优质原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济      总结： 压力容器的基本要求压力容器质量 正确选材　正确设计正确制造严格检验按照标准规范要求减少内应力减少不连续应力无损检测保证焊缝质量材料的韧性我的工作体会l应正确和熟练的掌握、理解，并应用好压力容器相应的标准、法规和技术规范l不断的积累经验，扩大知识面l正确妥善地解决压力容器设计、制造中的实际问题l一定要有安全和经济的意识                  谢谢大家谢谢大家。