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1GB150《压力容器》浙江工程设计有限公司童希亚2前言压力容器需要满足的基本要求：•总体要求•满足使用条件,保证安全可靠，尽量做到经济合理。•——实现功能性，保证安全性，改善经济性•具体要求•1.对设备的操作条件和载荷进行正确的估计；•2.对容器元件的的总体应力、局部应力和温差应力，以及可能产生的失效形式等进行全面分析和评估,并采用不同的设计方法；•3.根据容器的操作条件和作用，正确选择材料和合理的结构设计；•4.必须遵守我国的有关标准、规范和制造技术条件；对于重要容器，还应进行全面的技术经济分析。3前言•压力容器设计要考虑•一、有足够的强度容器壳体及附件必须具有足够的强度来承受工作载荷。设计时要尽可能地使零部件达到等强度。•二、有足够的刚度•三、有合理的设计使用寿命•四、有合理的结构压力容器的结构，要在满足工艺要求的同时，满足制造、检验、运输、安装、操作和检修的要求。为此国家制定了GB150《压力容器》，对设计、制造、检验和验收作了规定要求，使我们这些与此有关的责任人的产品达到设计数据和设计计算正确；结构设计和技术要求合理。4一.压力容器设计主要特点1.压力容器设计一般包括结构设计(选择)、设计计算与材料选择。其中结构是设计计算的基础，即根据各类承压零部件不同的结构、形状,分别进行设计计算。5一.压力容器设计主要特点2.压力容器设计计算一般要解决如下三类问题:2.1强度-在外界压力作用下不允许产生塑性(永久)变形,是涉及安全的主要问题,如筒体、封头等；2.2刚性-在外力作用（制造、运输、安装与使用）下产生不允许的弹性变形，如法兰（密封）、管板等；2.3稳定性-在外力作用下防止突然失去原有形状的稳定性，如外压及真空容器。6二.压力容器制造的主要特点1.依各类承压零部件不同的结构、形状,采用不同加工方法分别制造,然后通过多种方法(焊接、法兰螺栓、螺纹)连接在一起,构成一台完整的容器,其中焊接是主要方法。7二.压力容器制造的主要特点2.在制造的全过程中要采用多种冷、热加工方法,其中热加工(焊接、热处理、热成形)以其技术的复杂性、质量要求的多样性以及质量检验的难度，成为影响产品安全运行的关键。8三.压力容器产品质量的主要特点压力容器产品的质量主要是安全要求，而非性能要求，因此采取严格的市场准入(单位、人员)制度，以及全过程(设计、制造、使用)质量控制区。9四.《特种设备安全监察条例》按《特种设备安全监察条例》中华人民共和国国务院令第549号第九十九条：•（一）锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。•（二）压力容器（含气瓶），是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。•（三）压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。•（四）电梯，是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。•（五）起重机械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备，其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机；额定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。•（六）客运索道，是指动力驱动，利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备，包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。•（七）大型游乐设施，是指用于经营目的，承载乘客游乐的设施，其范围规定为设计最大运行线速度大于或者等于2m／s，或者运行高度距地面高于或者等于2m的载人大型游乐设施。•（八）场（厂）内专用机动车辆，是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。•特种设备包括其所用的材料、附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。10四.《压力容器压力管道设计许可规则》•附件A压力容器设计许可级别nA1A级•(1)A1级，指超高压容器、高压容器（注明单层、多层）；•(2)A2级，指第三类低、中压容器；•(3)A3级，指球形储罐；•(4)A4级，指非金属压力容器。nA2C级•(1)C1级，指铁路罐车；•(2)C2级，指汽车罐车、长管拖车；•(3)C3级，指罐式集装箱。nA3D级•(1)D1级，指第一类压力容器；•(2)D2级，指第二类压力容器。nA4SAD级•指压力容器应力分析设计。•注：不属于《压力容器安全技术监察规程》、《超高压容器安全技术监察规程》范围的压力容器，其设计单位至少应当取得压力容器A级、C级或D级中任一级别的许可。11四.《固定式压力容器安全技术监察规程》★TSGR0004-2009《容规》附件A*记忆诀窍压力容器的设计压力划分为四个等级:•低压(L):0.1MPa≤P1.6MPa；•中压(M):1.6MPa≤P10MPa；•高压(H):10MPa≤P100MPa；•超高压(U):P≥100MPa。12五.GB150与《容规》的适用范围的差异★GB150与《容规》的适用范围关于压力限定的差异《容规》的适用范围对压力的限定是：最高工作压力大于等于0.1MPa，而小于100MPa；GB150的适用范围对压力的限定是：设计压力大于等于0.1MPa，而小于等于35MPa，以及设计压力小于等于－0.02MPa。TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0002-2005≤低压＜≤中压＜≤高压＜≤超高压0.11.610100MPa-----------。----------。------------。------------*---------------------*---------------------。--------------*-----------0.1-0.020.135MPa100MPa外压容器真空容器常压容器压力容器分析设计标准GB150≤＜JB4735＜≤GB150≤JB4732＜基于第Ⅰ强度理论第Ⅰ强度理论第Ⅲ强度理论13五.GB150与《容规》的适用范围的差异★GB150与《容规》的适用范围关于介质限定的差异☆容规的适用范围对介质的限定是：•⑴气体、•⑵液化气体、•⑶介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体；☆GB150的适用范围对介质没有限定。14五.GB150与《容规》的适用范围的差异★GB150与《容规》的适用形式上的差异☆容规的适用形式的限定是：固定式压力容器TSGR0004①TSGR0001《非金属压力容器安全技术监察规程》②TSGR0002《超高压容器安全技术监察规程》③TSGR0003《简单压力容器安全技术监察规程》④TSGR0005《移动式压力容器安全技术监察规程》☆GB150的适用范围对形式没有限定。15六.GB150《压力容器》•GB150是一本人手一册的工具书，我们每个人要熟练运用！下面请各位打开书：•GB150.1~GB150.4-2011《压力容器》作为我国压力容器建造的基础标准替代了原GB150-1998《钢制压力容器》。•2012.3.1实施16六.GB150《压力容器》•现代压力容器建造技术标准的发展趋势具有如下特点：1.采用基于失效模式的设计方法，保证容器在完整寿命周期内的功能性、安全性和经济性；(设计理念的变更）2.在设计、制造、检验等环节广泛采用以计算机技术应用为代表的信息技术，实现以可靠性为基础的质量控制技术；3.更广的标准适用范围，实现技术标准和安全法规的协调一致，包容其他国家的技术要求，体现综合建造能力；4.谋求要求本国产品在国际贸易中的国家竞争力。17六.GB150《压力容器》•（一）标准的结构•第1部分：通用要求•第2部分：材料•第3部分：设计•第4部分：制造、检验和验收18六.GB150《压力容器》•这种编排方式在组合使用（包括GB150以外的）时对设计人员提出了更高的要求。如：•GB150.1的1.3.2钢制容器不得超过按GB150.2中列入材料的允许使用温度范围；•GB150.1的1.4.1本标准适用钢制容器的结构形式按本部分以及GB150.2-GB150.4的相应规定；•GB150.1的4.1.4《固定式压力容器安全技术监察规程》管辖范围内的压力容器设计应接受特种设备安全监察机构的监察；•GB150.1的4.1.6对不能按GB150.3确定结构尺寸的容器或受压元件，可以采用以下方法进行设计：附录C、D、E（而这些都要按《容规》1.9不符合本规程时的特殊处理规定——报国家质量监督检疫总局（简称国家质检总局），由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审）19六.GB150《压力容器》•（二）标准的内容1）GB150.1《压力容器》第1部分：通用要求•本标准的第1部分由四章正文和六个规范性附录构成。四章正文的内容分别是：范围、规范性引用文件、名词术语与符号和通用要求：六个规范性附录分别是：附录A——标准的符合性声明及修订、附录B——超压泄放装置、附录C——以验证性爆破试验确定容器设计压力、附录D——对比经验设计方法、附录E——局部结构应力分析和评定和附录F——风险评估报告。20六.GB150《压力容器》•GB150.1《压力容器-通用要求》代替GB150-1998《钢制压力容器》中的部分内容（第1章-第3章、附录B、附录C），主要技术变化如下：§扩大了标准的使用范围，使用各种金属材料制压力容器；§修订了确定许用应力的安全系数；§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；§增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则；§增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则。21六.GB150《压力容器》•2）GB150.2《压力容器》第2部分：材料第2部分由七章正文、二个规范性附录和二个资料性附录构成。七章正文的内容分别是：范围、规范性引用文件、总则、钢板、钢管、钢锻件、螺柱（含螺栓）和螺母用钢棒；二个规范性附录分别是：附录A——材料的补充规定和附录D——Q235系列钢板的使用规定；二个资料附录分别是：附录B——钢材高温性能参考值和附录C——高合金钢钢号近似对照。22六.GB150《压力容器》•GB150.2《压力容器-材料》代替GB150-1998的材料部分（第4章、附录A、附录F和附录H），主要变动内容如下：§引用文件中的钢材标准全部进行了更新；§碳素钢和低合金钢钢材的冲击功最低值按TSGR0004的规定提高了指标；§按TSGR0004所规定的安全系数重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力。23六.GB150《压力容器》•3）GB150.3《压力容器》第3部分：设计本标准的第3部分由由七章正文、三个规范性附录和二个资料性附录构成。七章正文的内容分别是：范围、规范性引用文件、内压圆筒和内压球壳、外压圆筒和外压球壳、封头、开孔与开孔补强、法兰；（圆筒径向接管开孔补强设计的分析法）三个规范性附录分别是：附录A——非圆形截面容器、附录B——钢带错绕筒体和附录E——关于低温压力容器的基本设计要求：二个资料性附件分别是：附录C——密封结构和附录D——焊接接头结构。24六.GB150《压力容器》•GB150.3《压力容器-设计》在GB150—199