压力容器设计基本知识
（讲稿）
一．基本概念
1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程
1）《特种设备安全监察条例》（本文简称《条例》）， 是国务院2003年3月11日公布的条例，条例自2003年6月1日起施行。原《锅炉压力容器安全监察暂行条例》同时废止。
2）《压力容器安全技术监察规程》（本文简称《容规》），此《容规》自2000年1月1日起正式实施。在安全监察中，包括的七个环节是：设计、制造、安装、使用、检验、改造和修理。此规程与《条例》有不一致之处，应按《条例》的内容修改。
3）《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》，此规则自2003年1月1日起实施。
1．2 标准和法规（规程）的关系。
《容规》第4条规定，压力容器的设计、制造（组焊）、安装、使用、检修、修理和改造，均应严格执行本规程的规定；第5条规定：本规程是压力容器质量监督和安全监察的基本要求，有关压力容器标准、部门规章、企事业单位规定等，如果与本规程的规定相抵触时，应以本规程为准。
GB150总论第3.1条规定：容器的设计、制造、检验和验收除必须符合本标准规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规和规章。
因此，当标准与法规或规程有不一致时，应按法规（和规程）的规定执行。
1．3 压力容器的含义（定义）
根据《条例》第八十八条中的规定，压力容器用语的含义是：“压力容器，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等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于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等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于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。”
1．4 压力容器设计标准简述
我国压力容器专业性的具有一定规模的压力容器的设计和制造，起于五十年代初期。
1980年起，压力容器设计方面依据为：《钢制石油化工压力容器设计规定》和《钢制管壳式换热器设计规定》。
GB150-1998《钢制压力容器》是强制性的压力容器国家标准。该标准对钢制压力容器的设计、制造、检验和验收作出具体的规定。是压力容器的基本标准。
对压力小于O.1MPa的钢制容器的设计，按压力容器行业标准JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》的规定。
卧式容器和立式容器的设计尚应符合行业标准JB4710-2000《钢制塔式容器》和JB4731-2005《钢制卧式容器》的规定。
GB151-1999《管壳式换热器》标准，是用钢、铝、铜、钛和镍等材料制造的管壳式换热器的设计制造和验收标准。
化工行业标准HG20580～HG20585–1998， 是针对化工设备的特点，对钢制压力容器设计和制造方面提出更详细的规定，有关设计方面的标准是：
HG20580-1998 《钢制化工容器设计基础规定》
HG20581-1998 《钢制化工容器材料选用规定》
HG20582-1998 《钢制化工容器强度计算规定》
HG20583-1998 《钢制化工容器结构设计规定》
其它配套标准如零部件如封头、法兰、支座、加固圈等标准，材料标准、焊接标准等已日趋完备。
1．5 D1级和D2级压力容器说明
根据《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》第三条规定， 压力容器设计类别和级别的划分是：（一）A类、（二）C类、（三）D类和（四）SAD类。其中D类又分：D1级和D2级。
1．D1级 系指第一类压力容器
2．D2级 系指第二类低、中压容器
第一类和第二类的具体划分见《容规》第6条的规定。
注：压力等级的划分是：按容器的设计压力P的大小，其中：
（一） 低压（代号L）0.1MPa≤ P ＜1.6MPa
（二） 中压（代号M）1.6MPa≤ P ＜10MPa
二 GB150-1998《钢制压力容器》
GB150-1998《钢制压力容器》（简称GB150），包括正文十章和八个附录。
十章正文目次是：①范围；②引用标准；③总论；④材料；⑤内压圆筒和内压球壳；⑥外压圆筒和外压球壳；⑦封头；⑧开孔和开孔补强；⑨法兰；⑩制造、检验与验收。
八个附录中，属于标准的附录有：附录A 材料的补充规定；附录B 超压泄放装置；附录C 低温压力容器；附录D 非圆形截面容器。属于提示的附录有：附录F 钢材的高温性能；附录G 密封结构；附录H 材料的指导性规定；附录J 焊接结构。
标准的附录E 产品焊接试板的力学性能检验，已被新发布的JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能试验》所代替。
1．范围
GB150-1998《钢制压力容器》规定了“钢制压力容器的设计、制造、检验和验收要求”。
即是说：GB150是碳素钢、低合金钢和高合金钢制的压力容器，在设计、制造、检验和验收的整个过程中，必须遵守的强制性国家标准。
标准中规定适用的压力容器的设计参数的范围是：容器的设计压力不大于35MPa；
适用的设计温度范围按钢材允许的使用温度而定。
对于D类压力容器，设计压力范围应小于10MPa。
在GB150的1.3和1.4中，还规定出不属该标准规定范围的各类压力容器，
其中有：直接用火焰加热的容器；核能装置中的容器；经常搬运的容器；设计压力低于0.1MPa 的容器；真空度低于0.02MPa的容器；要求作疲劳分析的容器；内直径小于150 mm的容器；此外，还有旋转或往复运动的机械设备中自成整体的受压器室，以及已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料和搪玻璃容器等。
2．标准
在GB150所列的引用标准中包括GB 、GB/T、JB 和JB/T四种代号的标准，标准分为强制性标准和推荐性标准（推荐性标准一经采用，即具有强制性的性质）。GB/T是推荐性的国家标准，JB是机械工业的行业标准，JB/T是机械工业推荐性的行业标准，而JB或JB/T中排号为4XXX号码的，规定为压力容器行业的标准。例如：
国家强制性标准：GB6654-1996《压力容器用钢板》； GB4237-92《不锈钢热轧钢板》
国家推荐性标准：GB/T229-94《金属夏比缺口冲击试验方法》；GB/T1804-92《一般公差 线性尺寸的未注公差》
压力容器行业标准：JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》；JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
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