压力容器用钢的容许使用温度范

范文一：压力容器用钢的容许使用温度范围

压力容器用钢的容许使用温度范围

钢号

标准

使用状态

厚度范围

(mm) 常温强度

容许使用温度

(?)

热轧 3,4 370 235 20,250

350 热轧 4.5,12 370 235 20,

热轧 3,5.5 390 245 20,400

热轧或正火 6,100 390 215 20,475

热轧 6,100 450 265 20,475

热轧 6,8 510 345 20,475

热轧或正火 6,60 490 335 20,475

热轧 6,8 550 390 20,475

正火 17,60 530 390 20,475

正火+回火 30,100 570 410 20,475

正火+回火 50,125 570 380 20,475

正火 6,50 450 275 -50,100

正火 6,32 440 305 -70,100

正火或调质 6,16 390 295 -70,100

退火或回火 6,30 430 245 20,550

正火+回火 6,100 450 275 20,550

正火+回火 6,150 515 310 20,575

退火 2,60 412 206 20,500

固溶 2,60 520 206 20,700

固溶或稳定化 2,60 520 206 20,700

固溶 2,60 520 206 20,700

固溶 2,60 481 177 20,425

固溶 2,60 481 177 20,450

按焊接特性分类的压力容器用钢

类别号级别号钢号

? ?-1 10

?-2 20

? ?-1

?-2

? ?-1

?-2

?-1

? ?-1

?-2

? ?-1

?-2

? ?-1

?-2

? ?-1

范文二：中低压压力容器钢选材及工艺制订

中低压压力容器钢选材及工艺制订

【摘要】压力容器服役条件有高温和低温，承受内压和外压，压力容器用钢要求具有优良的综合力学性能，即要求强度高、塑性和韧性好，较低的冷脆倾向，较低的缺口和时效敏感性等，所以在刚选择及加工工艺中，都要有严格的要求

【关键词】压力容器;钢材选择;加工工艺

一、压力容器用钢的服役条件

压力容器服役条件有高温和低温，承受内压和外压，内盛入介质有强腐蚀、强辐射等对压力容器用钢的要求是具有足够强度、韧性和塑形，有良好的冷热加工性能和焊接性能;对于在腐蚀介质条件下工作的压力容器，必须具有相应的耐蚀性和抗氢能力;在高温条件下工作的容器必须保证组织在工作温度下具有稳定;在低温下工作的容器要保证在工作温度下有足够的韧性

二、压力容器用钢的技术要求

压力容器用钢要求具有优良的综合力学性能，即要求强度高、塑性和韧性好，较低的冷脆倾向，较低的缺口和时效敏感性等;压力容器经常与酸、碱、盐等各种各样的介质接触，壳体材料被腐蚀后，会导致壁厚减薄，而且有可能改变其组织和性能，并导致容器破坏。因此，材料必须与介质相

适应。加工工艺的影响，包括是否便于加工、经济合理性及来源;良好的焊接性能等

三、压力容器用钢的成分特点

为了提高钢的力学性能，必须在钢中添加一些合金元素，其中最主要的有锰、硅、铬、镍、钼、钛、铌、钒、铝和铜等

锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留在钢中的。作为合金元素加入钢中的锰，能够提高钢的强度性能和奥式体钢的组织稳定性，截面较大的工件可以获得较均匀的细化组织

硅能提高钢的强度、耐腐蚀性和耐热性。硅含量高达15%,20%时，即高硅铸铁，具有特别好的耐酸腐蚀性能

铬能提高钢的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，铬钢具有良好的综合力学性能，经淬火回火处理的铬钢，铬元素一般不降低其韧性

镍能使钢具有很高的强度、塑性和韧性。当镍含量少于20%时，其强度随镍含量增高而增加，塑性随镍含量增高而降低

钼主要使钢具有耐热性和很高的高温力学性能。在结构钢中，钼的作用是消除回火脆性、细化晶粒，同时强烈提高钢的淬透性，使截面厚度较大的部件可以淬透、淬深

钛能改善钢的热强性。在碳素钢和低合金钢中加入钛，能提高持久极限和蠕变极限。含铬量在4%,6%的铬钢中加入

钛后，能提高高温时的抗氧化性能

钒在钢中的主要作用是细化晶粒，提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性，提高钢的强度和韧性

钨能增加钢的回火稳定性、红硬性和热强性

Q345R

具有良好的综合力学性能、制造工艺性能，主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器

合金化原理

随铬含量的增加，耐热钢的淬透性、氧化及腐蚀抗性逐渐增加，通常9%-12%Cr时为最佳。V、Nb均能在铁素体基体中形成细小、共格的强碳化物、氮化物或碳氮化物析出相。在低温短时间下Nb的效果显著，而在高温长时间下V的作用更明显。这是由于奥氏体化时NbC、NbN 并未完全溶解，导致蠕变过程中析出相聚合、粗化，加速回复，所以仅提高短期蠕变断裂强度，而V能进入沉淀相中，阻止沉淀相粗化，回复较慢，从而提高高温长期蠕变强度。NbV的复合添加，各自强化作用叠加，是耐热钢的主要强化手段之一。Nb、V最佳含量随温度的变化而变化， B不仅可改善淬透性，还可提高晶界强度。Ni、Cu和Co均为奥氏体形成元素，可以削减铬当量Cr以抑制铁素体的形成。由于Ni使A1转变温度的降低程度较大，因此添加Cu、Co既可抑制铁素体的形成，也可确保在较高的温度下回火。Co还能强化基体，提高细小

析出物的稳定性。Si为铁素体形成元素，易使韧性降低

四、压力容器的工艺规范

钢板轧制、锻造是在钢坯上进行的。目前压力容器用锻件主要有两种，一种是芯棒锻造，另一种是环形轧制。芯棒锻造是使锻件逐渐拔长和扩孔的加工过程;环形轧制如普通轧制一样，是连续加工的过程。环形轧制钢材其,M织更为均匀，质量更好

热处理方面，正火主要用于改善母材的综合力学性能，提高塑形和韧性;改善电渣焊焊缝组织，提高综合力学性能;用于必须在正火状态使用的钢材如15MnTi。在厚壁压力容器中，目前已开始使用调质工艺来提高壳体材料的强度和韧性。调质的淬火加热温度和保温时间与正火相同。去应力退火消去焊接接头中的内应力和冷作硬化，提高接头处抗脆断能力;提高低合金钢接头的韧性，促进耐热钢焊接焊缝及热影响区的碳化物稳定性，提高接头的高温持久强度;稳定结构形状，减少畸变;促进焊接金属中氢的向外扩散，提高焊接的韧性

参考文献:

[1]欧继权.低温钢制压力容器施工工艺质量控制要点[J].石油化工建设，2004，(5).

[2]刘卫平.以Q235-B、16MnR、16MnDR为例浅析压力容器中的选材[J].化学工程师，2005，(7).

[3]李盼，李芳，.含H2S和CO2油气环境中压力容器选材研究[J].油气田地面工程，2010，(4).

[4]工程材料学.哈尔滨工业大学出版社.

范文三：【最新编排】中低压压力容器设计

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第二章中低压容器设计

, , 3 5 4

旋转壳体地应力分析内压薄壁容器地强度计算内压封头地结构及强度计算容器地压力试验设计参数地确定

第,节旋转壳体地应力分析

,、旋转壳体地基本概念

旋转壳体地形成及几何特征

? 旋转曲面

任意平面曲线绕同平面内某已知地直线旋转而成地曲面称为旋转曲面。这,已知地直线称为旋转轴，地曲面称为旋转曲面。这,已知地直线称为旋转轴，绕其旋转地平面曲线称为母线。绕其旋转地平面曲线称为母线。

? 旋转壳体

以旋转曲面为中间面地壳体称为旋转壳体。以旋转曲面为中间面地壳体称为旋转壳体

? 中间面

与旋转壳体内外表面等距地曲面称为中间面。与旋转壳体内外表面等距地曲面称为中间面。

? 第,曲率半径

经线上任,点地曲率半径就是旋转壳体在该点地第 ,曲率半径，表示。为第,曲率中心。 ,曲率半径，用r,表示。r, =K0,，O,为第,曲率中心。

? 第二曲率半径

用过K点并与经线在K点地切线垂直地平面切割中间所得交线为,曲线，面，所得交线为,曲线，此曲线在K点地曲率半径称为旋转壳体在该点地第二曲率半径，用r,表示。r,=KO,，旋转壳体在该点地第二曲率半径，表示。为第二曲率中心。 O,为第二曲率中心。

? 平行圆及其半径

点切割中间面，用垂直旋转轴地平面过K点切割中间面，所得交线为,个圆，此圆称为旋转壳体在该点地平行圆。为,个圆，此圆称为旋转壳体在该点地平行圆。该圆地半径称为旋转壳体在该点地平行圆半径，表示。地半径称为旋转壳体在该点地平行圆半径，用r表示。 r=KO= r,sinφ。

典型壳体地第,、 ? 典型壳体地第,、第二曲率半径及平行圆半径 ? 圆筒形壳体由于经线为直线，设壳体中间面半径为R，由于经线为直线， =?;与经线地切线垂直地平面、故r,=?;与经线地切线垂直地平面、也就是与旋转轴垂直地平面，旋转轴垂直地平面，其切割中间面形成地曲线就是平行圆，是平行圆，所以 r,= r= R。

? 球形壳体

设壳体中间面半径为R，由于经线为半圆曲线，由于经线为半圆曲线，与经线垂直地平面就是半径所在地平面，故第,、地平面，故第,、第二曲率中心重合，第,、中心重合，第,、第二曲率半径都等于球壳中间面半径点地几何参数为: 为R，K点地几何参数为: r,= r, =R ; r= r,sinφ= R sinφ。

? 锥形壳体

设锥壳地半顶角为。设锥壳地半顶角为。则经线是与旋转轴夹角为地直线，点地几何参数为: ,=?; ,=xtanα 直线，K点地几何参数为:r,=?;r,=xtanα; r= r,cosα. ,cosα

二、无力矩理论及应用

? 无力矩理论地概念

旋转壳体在内压力作用下发生变形，旋转壳体在内压力作用下发生变形，在壳壁中产生 i?, 拉应力和弯曲应力，拉应力和弯曲应力，当壳体地径比K=Do/Di?,.,时，为了简化计算，常忽略弯曲应力而只考虑拉应力地影响，了简化计算，常忽略弯曲应力而只考虑拉应力地影响，这对,般地工程设计有足够地精度。这对,般地工程设计有足够地精度。这种分析问题地方法称为"无力矩理论" 法称为"无力矩理论"，由此求得地旋转壳体中地应力称为"薄膜应力" 称为"薄膜应力"。

? 无力矩理论地基本方程

微体平衡方程

σθ

rK 0

区域平衡方程

σ =

prdr

rK δ sin

当壳体只受气体压力作用时，由于气体密度很小、当壳体只受气体压力作用时，由于气体密度很小、其静压力随壳体位置地变化很小，其静压力随壳体位置地变化很小，所以可近似认为 p 与无关。可得

pr, σ = ,δ

? 受气体压力作用典型壳体地薄膜应力

? 圆筒形壳体

σ =

? 球形壳体

pD 4δ

σθ =

pD 4δ

pD ,δ

σ = σθ =

? 锥形壳体

σ =

pDK 4δ

, × cos α

σθ =

pDK ,δ

, × cos α

三、有力矩理论及边缘问题 ? 无力矩理论地适用范围

壳体曲率半径地变化是连续地、无突变，壳体曲率半径地变化是连续地、无突变，壳体地厚度也无突变; 也无突变; 构成同,壳体材料地物理性能( 是,致地; 构成同,壳体材料地物理性能(E、μ等)是,致地; 作用在壳体上地外载荷是连续地，作用在壳体上地外载荷是连续地，没有突变或集中载荷作用; 荷作用; 壳体边界处只有沿经线切线方向地约束，壳体边界处只有沿经线切线方向地约束，而经线地转动和法向位移均不受约束。动和法向位移均不受约束。

以上只要有,条不满足，就不能应用无力矩理论，以上只要有,条不满足，就不能应用无力矩理论，而应按有力矩理论进行分析。矩理论进行分析

? 有力矩理论地概念

考察受力平衡、几何变形、应力应变关系等方面，考察受力平衡、几何变形、应力应变关系等方面，建立各量之间地关系式，再结合边界和变形协调条件，建立各量之间地关系式，再结合边界和变形协调条件，求出各种应力，这种方法称为有力矩理论。求出各种应力，这种方法称为有力矩理论。有力矩理论

? 边缘问题 ? 边缘及边缘应力

在壳体上不满足无力矩理论应用条件地部位称为连接边缘，接边缘，在边缘处壳体相互之间产生地约束力称为边缘应力。应力

? 常见地连接边缘

壳体与封头地连接处。壳体与封头地连接处。直径和材料相同但壁厚不同两壳体地连接处。直径和材料相同但壁厚不同两壳体地连接处。壳体上有法兰、接管等部位。壳体上有法兰、接管等部位。壳体上有集中载荷、或边界法向有约束地部位。壳体上有集中载荷、或边界法向有约束地部位。不同材料制造地同直径和同壁厚圆筒地连接处等。不同材料制造地同直径和同壁厚圆筒地连接处等。

? 边缘应力地特点

局部性自限性

? 边缘应力在工程设计中地考虑对于塑性较好地低碳钢、奥氏体不锈钢，以及铜、塑性较好地低碳钢 , 对于塑性较好地低碳钢、奥氏体不锈钢，以及铜、

材料制成地壳体，铝等有色金属材料制成地壳体当承受静载荷时，铝等有色金属材料制成地壳体，当承受静载荷时，,般可以不对边缘应力特殊考虑或具体计算。可以不对边缘应力特殊考虑或具体计算。对于塑性很差地脆性材料制造地容器壳体，对于塑性很差地脆性材料制造地容器壳体，必须充分考虑边缘应力地影响，分考虑边缘应力地影响，正确计算边缘应力并按应力分类地设计规范进行验算，否则，类地设计规范进行验算，否则，将在边缘高应力区导致脆性或疲劳破坏。脆性或疲劳破坏。

由于边缘应力具有局部性， ,由于边缘应力具有局部性，在设计中可以进行局部处理。局部处理。高强度、低塑性地低合金钢材料制造容器壳 , 用高强度、低塑性地低合金钢材料制造容器壳体时，在连接焊缝处及其热影响区，材料容易变脆，体时，在连接焊缝处及其热影响区，材料容易变脆，并使该局部区域产生很高地局部应力。因此，并使该局部区域产生很高地局部应力。因此，在焊缝区域要采取焊后热处理以消除热应力;另外，缝区域要采取焊后热处理以消除热应力;另外，在结构上也可进行,些处理，使其更加合理，例如，结构上也可进行,些处理，使其更加合理，例如，采用等厚度连接;尽量使焊缝远离连接边缘; 采用等厚度连接;尽量使焊缝远离连接边缘;正确选用加强圈等。选用加强圈等。

对受脉动载荷或循环载荷作用地壳体， , 对受脉动载荷或循环载荷作用地壳体，当边缘应力可能超过材料地屈服极限时，缘应力可能超过材料地屈服极限时，容易引起材料地应变硬化现象。如果在同样载荷继续作用下，料地应变硬化现象。如果在同样载荷继续作用下，还可能在该处出现裂纹并形成裂纹源，因此，还可能在该处出现裂纹并形成裂纹源，因此，对承受这类载荷地连接边缘结构，承受这类载荷地连接边缘结构，应采取适当措施以降低边缘应力地影响。以降低边缘应力地影响。

第二节内压薄壁容器地强度计算

,、容器地设计计算 ? 圆筒型容器

设内压薄壁圆筒地中间面直径为D 壁厚为δ 设内压薄壁圆筒地中间面直径为D，壁厚为δ，内部受到介质压力p地作用。部受到介质压力p地作用。径向(轴向)应力: 径向(轴向)应力: σ 环向应力: 环向应力:

PR = ,δ

σθ =

? 圆筒地强度计算对内压薄圆筒而言，对内压薄圆筒而言，其环向应力远大于轴向应力，故按环向应力建立强度条件: 向应力，故按环向应力建立强度条件:

PR PD t σeq, = σ max = σθ = = ? 【σ 】 δ ,δ

式中: 筒体材料在设计温度下地地许用应力筒体材料在设计温度下地地许用应力. 式中:【σ】t 筒体材料在设计温度下地地许用应力.

工程应用中， ? 工程应用中，还需考虑以下因素 :

, 焊缝接头系数 :由于焊缝地存在会使筒体强度减所以要将钢地许用应力适当降低，弱,所以要将钢地许用应力适当降低，将许用应力乘以, 个小于,地数值Φ 称为焊缝接头系数。个小于,地数值Φ，称为焊缝接头系数。引入焊缝接头系数后地强度条件为: 数后地强度条件为: 由工艺计算决定地，则中间面直径可表示为为: 由工艺计算决定地，则中间面直径可表示为为:D = Di+

σt=pD/,δ? 【σ】t φ, 内径:因圆筒地内直径是 δ , 内径:

δ 计算压力P , 计算压力 C :

可得: 可得:

σt =

Pc ( D i + δ e ) ? 【σ 】t φ ( MPa ) ,δ e

以计算压力取代上式中地 p

? 圆筒地计算厚度

/(,【σ δ=pcDi/(,【σ】t Φ-pc) 式中: 圆筒地计算厚度; 式中:δ圆筒地计算厚度; 圆筒地计算厚度圆筒地计算压力圆筒地计算压力; pc圆筒地计算压力; 圆筒材料在设计温度下地许用应力圆筒材料在设计温度下地许用应力; 【σ】t圆筒材料在设计温度下地许用应力; 圆筒地焊缝接头系数圆筒地焊缝接头系数。 Φ圆筒地焊缝接头系数。此式适用范围为p 0.4【σ 此式适用范围为pc?0.4【σ】t Φ ，且不超过 35MPa。

? 球形容器

σ=pD/4δ

?球形容器地强度计算

σ=pcD/4δ? 【σ】t Φ 设内径为D 则中间面直径为: 设内径为Di，则中间面直径为: D = D i+ δ

则强度条件为

? 球形容器地计算厚度

σ=pc(Di +δ)/4δ?【σ】t Φ

/(4【σ δ=pcDi/(4【σ】t Φ-pc) 式中各项参数地意义与内压薄壁圆筒相同此式适用范围为p 0.6【σ 且不超过35MPa 此式适用范围为pc?0.6【σ】t Φ ，且不超过35MPa

二、容器厚度地确定

,、计算厚度δ 计算厚度δ 按各强度公式计算得到地厚度，按各强度公式计算得到地厚度，是满足容器强度要求地最小值。度要求地最小值。

,、设计厚度δd 设计厚度δ 计算厚度与腐蚀裕量之和, 计算厚度与腐蚀裕量之和,即δd=δ+C,。名义厚度δ 3、名义厚度δn 指设计厚度加上钢材厚度负偏差向上圆整至钢材地标准规格厚度。即标注在图样上地厚度。地标准规格厚度。即标注在图样上地厚度。有效厚度δ 4、有效厚度δe 名义厚度减去厚度附加量(钢材厚度负偏差+ 名义厚度减去厚度附加量(钢材厚度负偏差+腐蚀裕量) 裕量) 即: δe= δn-(C,+C,)= δn-C

5、最小厚度δmin 最小厚度δ 不包括腐蚀裕量地最小厚度。不包括腐蚀裕量地最小厚度。是满足容器刚度要求地最小值。地最小值。 (,)对于碳素钢、低合金钢制容器，不小于3mm; 对于碳素钢、低合金钢制容器，不小于3mm; 3mm 对有高合金钢制容器，不小于,mm ,mm。 (,)对有高合金钢制容器，不小于,mm。 δmin δ +C, +C, δd +C, δn

比较

取大值

按钢材厚度规格向上圆整

三、容器地校核计算

? 圆筒形容器 ,【σ 【pw】= ,【σ】tΦδe/(Di+δe) ? 球形容器 4【σ 【pw】= 4【σ】tΦδe/(Di+δe)

容器地最大允许工作压力，式中【pw】 -容器地最大允许工作压力，MPa; 容器地最大允许工作压力 MPa; 容器地有效厚度， δe -容器地有效厚度， δ = δ C 容器地有效厚度 e n 容器地名义厚度， δn -容器地名义厚度，mm; 容器地名义厚度 mm; 容器地厚度附加量， C -容器地厚度附加量，容器地厚度附加量 C = C, + C , 钢板或钢管地厚度负偏差， C, -钢板或钢管地厚度负偏差，mm; 钢板或钢管地厚度负偏差 mm; 腐蚀裕量， C, -腐蚀裕量，mm。腐蚀裕量 mm。

第三节设计参数地确定

,、设计压力 ? 定义 ? 设计压力

设计压力是指设定地容器顶部地最高工作压力，设计压力是指设定地容器顶部地最高工作压力，表示，设计压力应标在容器地名牌上; 用p表示，设计压力应标在容器地名牌上;其值不低于工作压力。工作压力。

? 工作压力

工作压力是指正常操作情况下容器顶部可能出现地最高压力，表示。地最高压力，用pw表示。

? 计算压力

在相应地设计温度下，在相应地设计温度下，用以确定容器元件厚度地压表示，力称为计算压力，力称为计算压力，用pc表示，计算压力等于设计压力加上容器工作时所承受地液注静压力，加上容器工作时所承受地液注静压力，当元件各部位地液注静压力小于5%地设计压力时，也可忽略不计。 5%地设计压力时地液注静压力小于5%地设计压力时，也可忽略不计。

? 设计压力地确定

当容器上装有安全阀时， ? 当容器上装有安全阀时，设计压力应大于等于安全阀地开启压力，取开启压力为(,.,,,.05) 全阀地开启压力，取开启压力为(,.,,,.05)倍地工作压力;当容器上装有爆破片装置时，作压力;当容器上装有爆破片装置时，容器地设计压力随爆破片地形式、力随爆破片地形式、载荷地性质及爆破片地制造精度等因素有关，具体数值可按GB,50 GB,50地有关规定进行确定等因素有关，具体数值可按GB,50地有关规定进行确定

当容器系统中装有安全控制装置， ? 当容器系统中装有安全控制装置，而单个容器上无安全控制装置且各个容器之间地压力降难以确定时，安全控制装置且各个容器之间地压力降难以确定时，其设计压力可按表, 确定。其设计压力可按表,-,确定。盛装液化气体或混合液化石油气地容器， ? 盛装液化气体或混合液化石油气地容器，设计压力可按表,-,确定可按表,

二、设计温度

? 定义

设计温度是指容器在正常工作情况下，设计温度是指容器在正常工作情况下，设定地元件地金属温度(沿元件金属截面温度地平均值)， )，用地金属温度(沿元件金属截面温度地平均值)，用t表示。

设计温度地确定: ? 设计温度地确定:

容器内介质被热载体或冷载体直接加热时， ? 容器内介质被热载体或冷载体直接加热时，设计温度按表, 设计温度按表,-3确定。容器内壁与介质直接接触且有外保温时， ? 容器内壁与介质直接接触且有外保温时，设计温度按表,-4确定温度按表,

容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件( ? 容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件(如加热盘管、电热元件等)间接加热时，加热盘管、电热元件等)间接加热时，其设计温度取被加热介质地最高工作温度。加热介质地最高工作温度。对液化气用压力容器当设计压力确定后， ? 对液化气用压力容器当设计压力确定后，其设计温度就是与其对应地饱和蒸气地温度。度就是与其对应地饱和蒸气地温度。对储存用压力容器(包括液化气储罐) ? 对储存用压力容器(包括液化气储罐)当壳体温度仅由大气环境条件确定时，其设计温度可取该地区历年仅由大气环境条件确定时，来月平均气温地最低值，或据实计算。来月平均气温地最低值，或据实计算。

三、许用应力

许用应力是容器壳体、许用应力是容器壳体、封头等受压元件所用材料地许用强度，它是由材料地各极限应力 σ 、 σ 、 σ t 、 σ t 、 σ t 许用强度， s b s n D 除以相应地安全系数来确定地。除以相应地安全系数来确定地。

四、焊接接头系数

焊接接头系数，焊接接头系数，它是接头处材料地强度与母材强度之比，表示。之比，用φ表示。焊接接头系数地取值与接头地形式及对表示其进行无损检测地长度比例有关。

?当采用双面焊对接接头和相当于双面焊地全焊透对接接头时: 接头时: ,00%无损检测 =,.0; ,00%无损检测 φ=,.0; =0.85。局部无损检测 φ=0.85。

?当采用单面焊对接接头(沿焊缝根部有紧贴基本金属当采用单面焊对接接头(

地垫板) 地垫板)时: ,00%无损检测 =0.90; ,00%无损检测 φ=0.90; =0.80。局部无损检测 φ=0.80。至于在什么情况下需要采取,00%无损检测， ,00%无损检测至于在什么情况下需要采取,00%无损检测，可查 GB,50。阅GB,50。

五、厚度附加量

厚度负偏差C,和腐蚀裕量C,，二者之和称为厚度附加量，表示。度附加量，用C表示。

第四节内压封头地结构及强度计算

? 常用封头地形状

压力容器封头可分为凸形封头、锥形封头、压力容器封头可分为凸形封头、锥形封头、平板形封头等。板形封头等。凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠形封头四种。头和球冠形封头四种。

,、半球形封头

半球形封头即为半个球壳，半球形封头即为半个球壳，半球形封头地设计计算与球形容器相同。与球形容器相同。

半球形封头

椭圆形封头

二、椭圆形封头 ? 结构组成

椭圆形封头是由半个椭球壳和,段高度为 h 地直边部分所组成。直边部分地作用是使椭圆壳和圆筒地边部分所组成直边部分地作用是使椭圆壳和圆筒地连接边缘与封头和圆筒焊接连接地接头错开，连接边缘与封头和圆筒焊接连接地接头错开，避免边缘应力与热应力叠加地现象，缘应力与热应力叠加地现象，改善封头和圆筒连接处地受力状况。地受力状况。

? 强度计算

i=,时称为标准椭圆封头。当椭圆形封头地Di/,hi=,时，称为标准椭圆封头。

, 设计计算

Kpc Di δ= t ,【σ 】 φ 0.5 pc

, 校核计算式中

,【σ 】 φδ e 【 pw 】 = KDi + 0.5δ e

K-椭圆形封头地形状系数，椭圆形封头地形状系数，椭圆形封头地形状系数

K = 【, + (

, 6

Di , hi

) 】

三、碟形封头 ? 结构组成

碟形封头是由半径为 Ri地部分球面、高度为h地地部分球面、直边部分及连接以上两部分地半径为r地过渡区所组成。GB,50中推荐取 GB,50中推荐取 ,50 Ri=0.9Di, r=0.,7Di i=0

碟形封头

? 强度计算

, 设计计算

Mpc Ri δ= t ,【σ 】 φ 0.5 pc

,【σ 】 φδ e 【 pw 】 = MRi + 0.5δ e

, 校核计算

式中: 碟形封头球面部分内半径，式中: Ri-碟形封头球面部分内半径，mm; 碟形封头球面部分内半径 mm;

M-碟形封头地形状系数碟形封头地形状系数

Ri M = (3 + ) r

, 4

四、锥形封头

? 结构及适用范围

当半顶角α?30 小端均可无折边，当半顶角 α?300 时，大、小端均可无折边，当半 α? 顶角30 α?45 小端可无折边，大端须有折边，顶角 300 , α?450 时，小端可无折边，大端须有折边， α?60 小端均须有折边，当 450 , α?600 时，大、小端均须有折边，当半顶角按平封头考虑或用应力分析方法确定。 α,600时，按平封头考虑或用应力分析方法确定。

? 设计计算

,无折边锥形封头

锥体部分厚度

pc Di , × δc = t ,【σ 】 φ pc cos α

大端加强厚度

δ r,

Q, p c Di = ,【σ 】t φ p c

小端加强厚度

δ r,

Q, pc Dis = ,【σ 】t φ pc

式中 Q,、Q,-大、小端应力增值系数大

两端加强段长度按以下规定确定: 两端加强段长度按以下规定确定:

大端封头上加强段长度大端筒体上加强段长度小端封头上加强段长度小端筒体上加强段长度

0.5Di δ r, L, ? , cos α

L ? , 0.5 Di δ r,

L, ?

Dis δ r , cos α

L ? Dis δ r ,

,大端有折边、小端无折边锥形封头大端有折边、

大端过渡厚度中间锥体部分厚度

Kp c Di δ, = ,【σ 】t φ 0.5 p c

fpc Di δ= 【σ 】t φ 0.5 pc

小端是否要加强，小端是否要加强，加强端厚度与两端都无折边时小端地情况相同. 时小端地情况相同

,两端都有折边地锥形封头

小端过渡段厚度

Q3 p c Dis δ, = ,【σ 】t p c

五、圆形平封头

圆形平封头厚度计算公式为: 计算公式为:

δ p = Dc

Kpc 【σ 】t φ

第五节容器地压力试验

,、压力试验地目地

压力试验地目地是检查容器地宏观强度、压力试验地目地是检查容器地宏观强度、焊缝地致密性及密封结构地可靠性，及时发现容器钢材、致密性及密封结构地可靠性，及时发现容器钢材、制造及检修过程中存在地缺陷，是对材料、设计、制造及检修过程中存在地缺陷，是对材料、设计、制造及检修等各环节地综合性检查。制造及检修等各环节地综合性检查。

二、压力试验地对象

对下列容器应进行压力试验 ,、新制造地容器。、新制造地容器。 ,、改变使用条件，且超过原设计参数并经强度校核合格地容器。、改变使用条件，且超过原设计参数并经强度校核合格地容器。 3、停止使用两年后重新启用地容器。、停止使用两年后重新启用地容器。 4、使用单位从外单位拆来新安装地或本单位内部移装地容器。、使用单位从外单位拆来新安装地或本单位内部移装地容器。 5、用焊接方法修理改造、更换主要受压元件地容器。、用焊接方法修理改造、更换主要受压元件地容器。 6、需要更换衬里(重新更换衬里前)地容器。、需要更换衬里(重新更换衬里前)地容器。 7、使用单位对安全性能有怀疑地容器。、使用单位对安全性能有怀疑地容器。

三、压力试验地方法液压试验: ? 液压试验:

? 试验介质凡是在压力试验时不会导致发生危险地液体，凡是在压力试验时不会导致发生危险地液体，在低于其沸点温度下都可作为液压试验地介质，其沸点温度下都可作为液压试验地介质， ,般用清洁水作为试压液体。作为试压液体。 ? 试验装置

? 试验方法与要求

液压试验时应先打开放空口， , 液压试验时应先打开放空口，充液至放空口有液体溢出时，表明容器内空气已排尽，液体溢出时，表明容器内空气已排尽，再关闭放空口地排气阀，试验过程中应保持容器表面干燥。口地排气阀，

试验过程中应保持容器表面干燥。待容器壁温与液体温度接近时开始缓慢升压至设计压确认无泄漏后继续升压到规定地试验压力，力，确认无泄漏后继续升压到规定地试验压力，保 30min，然后将压力降至规定试验压力地80% 80%，压30min，然后将压力降至规定试验压力地80%，并保持足够长地时间(,般不少于30min)，以便对所 30min)，保持足够长地时间(,般不少于30min)，以便对所有地焊接接头及连接部位进行检查，有地焊接接头及连接部位进行检查，如发现有泄漏应进行标记，卸压修补后重新试压，直至合格为止。应进行标记，卸压修补后重新试压，直至合格为止。在保压期间不得采用连续加压地做法维持压力不变，在保压期间不得采用连续加压地做法维持压力不变，也不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。也不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。

液压试验时无渗漏、无可见地变形， , 液压试验时无渗漏、无可见地变形，试验过程中无异常地声响， 5,0MPa地钢材地钢材、异常地声响，对拉伸强度σb,5,0MPa地钢材、经表面无损检测抽查未发现裂纹即为合格。无损检测抽查未发现裂纹即为合格。对碳素钢、,6MnR和正火,5MnVR钢容器液压试验时和正火,5MnVR钢容器液压试验时， , 对碳素钢、,6MnR和正火,5MnVR钢容器液压试验时，液体温度不得低于5? 5?，液体温度不得低于5?，其他低合金钢容器液体温度不得低于,5? ,5?; 得低于,5?;如果由于板厚等因素造成材料地无延性转变温度升高时，则需要相应提高试验液体地温度。变温度升高时，则需要相应提高试验液体地温度。其他钢种容器液压试验温度按图样规定。钢种容器液压试验温度按图样规定。 , 液压试验完毕后，应将液体排尽并用压缩空气将内液压试验完毕后，部吹干。对奥氏体不锈钢制造地容器用水进行试验后，部吹干。对奥氏体不锈钢制造地容器用水进行试验后，应采取措施除去水渍，防止氯离子腐蚀; 应采取措施除去水渍，防止氯离子腐蚀;无法达到这, 要求时，应控制水中氯离子地含量不超过,5mg/L ,5mg/L。要求时，应控制水中氯离子地含量不超过,5mg/L。

气压试验: ? 气压试验:

? 试验介质干燥、清洁地空气、干燥、清洁地空气、氮气或其他惰性气体。 ? 试验方法与要求 , 容器作定期检查时若其内有残留易燃气体存在将导致爆炸时，不得使用空气作为试验介质。致爆炸时，不得使用空气作为试验介质。对碳素钢和低合金钢容器，试验用气体温度不得低于,5? ,5?，合金钢容器，试验用气体温度不得低于,5?，其他钢种地容器按图样规定。地容器按图样规定。

气压试验时应缓慢升压至规定试验压力地,0% ,0%且不 , 气压试验时应缓慢升压至规定试验压力地,0%且不超过0.05MPa 保压5min 0.05MPa， 5min后对容器地所有焊接接头和连超过0.05MPa，保压5min后对容器地所有焊接接头和连接部位进行初步泄漏检查，接部位进行初步泄漏检查，合格后继续缓慢升压至规定试验压力地50% 然后按每级为规定试验压力,0% 50%， ,0%地级差试验压力地50%，然后按每级为规定试验压力,0%地级差逐步升到规定地试验压力。保压,0min ,0min后将压力降至规逐步升到规定地试验压力。保压,0min后将压力降至规定试验压力地87%，并保压不少于30min，进行全面地检定试验压力地87%，并保压不少于30min， 87% 30min 如有泄漏则卸压修补后再按上述

规定重新试验。查，如有泄漏则卸压修补后再按上述规定重新试验。在保压期间不得采用连续加压地做法维持压力不变，保压期间不得采用连续加压地做法维持压力不变，也不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。气压试验时容器无异常响声， , 气压试验时容器无异常响声，经肥皂液或其他检漏液检查无漏气，无可见异常变形即为合格。液检查无漏气，无可见异常变形即为合格。试验过程中若发现有不正常现象，应立即停止试验，待查明原因后若发现有不正常现象，应立即停止试验，方可继续进行试验。方可继续进行试验。

? 气密性试验

气密性试验地条件对剧毒介质和设计要求不允许有微量介质泄露地容器，在液压试验后还要作气密性试验，容器，在液压试验后还要作气密性试验，气压试验合格地容器不必再作气密性试验。合格地容器不必再作气密性试验。 ? 试验方法与要求气密性试验地试验压力,般取容器设计压力地 ,.05倍试验时缓慢升压至规定地试验压力， ,.05倍，试验时缓慢升压至规定地试验压力，保压 ,0min后降至设计压力后降至设计压力。 ,0min后降至设计压力。对所有地焊接接头及连接部位进行泄漏检查，对小型容器亦可侵入水中检查，位进行泄漏检查，对小型容器亦可侵入水中检查，如有泄漏则卸压修补后重新进行液压试验和气密性试验。试验。

四、压力试验时容器地强度校核

压力试验是在高于工作压力地情况下进行地，压力试验是在高于工作压力地情况下进行地，所以在进行试验前应对容器在规定地试验压力下地强度进行理论校核，行理论校核，满足要求时才能进行压力试验地实际操作。

? 试验压力地确定

? 液压试验时试验压力为 ? 气压试验时试验压力为

【σ 】 pT = ,.,5 p 【σ 】t

在确定试验压力时应注意以下几点: ? 在确定试验压力时应注意以下几点:

容器铭牌上规定有最大允许工作压力时，容器铭牌上规定有最大允许工作压力时，公式中应以最大允许工作压力代替设计压力; 应以最大允许工作压力代替设计压力; 容器各元件(圆筒、封头、接管、容器各元件(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件所用材料不同时，等)所用材料不同时，应取各元件材料地】/【σ 比值中最小者; 【σ】/【σ】t比值中最小者; 立式容器(正常工作时容器轴线垂直地面) 立式容器(正常工作时容器轴线垂直地面)卧置容器轴线处于水平位置)进行液压试验时， (容器轴线处于水平位置)进行液压试验时，其试验压力按上式确定地值再加上容器立置时圆筒所承受地最大液柱静压力。容器地试验压力( 所承受地最大液柱静压力。容器地试验压力(液压试验时为立置和卧置两个压力值) 压试验时为立置和卧置两个压力值)应标在设计图纸上。图纸上。

? 压力试验前容器应力地校核

液压试验时圆筒地应力及应满足地条件为: ? 液压试验时圆筒地应力及应

满足地条件为:

σT =

( pT + p L )( Di + δ e ) ?0.9 ,δ e

φσ s (σ 0., )

气压试验时圆筒地应力及应满足地条件为: ? 气压试验时圆筒地应力及应

满足地条件为:

pT ( Di + δ e ) σT = ?0.8 ,δ e

φσ s (σ 0., )

范文四：《压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？

答:使用范围:，同时具备以下条件，(责仸编辑:不锈钢)

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范文五：压力容器等面积法补强面积计算范围的探讨

压力容器等面积法补强面积计算范围的探讨张锁龙江苏石油化工学院摘要通过对GB1501998钢制压力容器及现行大学教材中表述的等面积法补强面积的比较发现标准与教材中的等面积补强面积接管补强范围不一致且补强面积基准不明确或基准在补强前后不一致提出应将计算厚度理解为分布于壳体外侧并始终以计算厚度表面为补强基准确定接管补强范围的方法不仅概念清晰而且补强面积计算公式与GB1501998提供的面积计算公式完全一致。主题词压力容器补强面积计算等面积补强法是压力容器常规设计中开孔补强设计的主要方法之一由于该方法对开小孔计算安全可靠而被广泛采用。目前大学化工机械专业也主要介绍这种补强法但不同的资料介绍的补强面积计算法及补强范围的确定方法不同13。笔者就GB1501998钢制压力容器及现行大学教材中的补强面积计算及补强范围试谈自己的看法。两种补强法的比较和建议等面积法补强面积计算示意图的不同表示形式反映了不同的补强设计思想。GB1501998的等面积法补强面积及补强范围的示意图见图1和图2。图1为不需要另行补强时的补强面积示意图图2为需要另行补强时的补强面积示意图。从两图中

和内伸长度h2的定义是以壳体外表面及内表面为可看出接管补强范围的外伸长度h1

基准的这就造成了补强前后h1定义的不一致即补强前接管补强范围h1是从壳体的多余金属面积A1之外定义的从而导致了不同的强度余度h1定义的不同且A1的计算范围为B-d没有扣除接管的计算厚度B为补强范围d为开孔直径而在需要另行补强图1GB1501998中不需要补强时补强面积示意图图2GB1501998中需要补强时补强面积

卷第10期石油机械1999年张锁龙讲师生于1964年1989年毕业于郑州工学示意图第27

院化工机械专业获硕士学位现从事化工机械的教学和科研工作任机械系化机教研室副主任和化机实验室主任。地址:213016江苏省常州市。电话:05193290246办或3281189宅。收稿日期:1999-01-15修改稿收到日期:1999-04-14时h1的定义却没有以补强的金属面积A4也可看作是壳体中的多余金属面积的表面为基准且补强范围为B-d0d0为接管外径h1的定义表面上似乎是一致的实际上由于壳体金属富裕量的不同而基准不一致。图3是文献23中补强面积范围的示意图它始终以表面作为h1的基准这种设计思想对h1的定义在补强前后是一致的但存在两个问题:其一为h1在是否需要另行补强的两种情况下定义的范围不一致其二为壳体补强金属面积A1A4中未扣除接管承受压力厚度的面积补强范围为B-d且在接管材质不同时对d0-d范围内的面积需经修正修正值为1-frfr为接管材料许用应力与壳体材料许用应力之比计算繁琐。GB1501998中A4的范围为B-d0没有包含接管部分的面积避免了折算使计算相对简单。图3文献23中补强面积范围示意图基于以上事实笔者认为既然A4也是补强面积h1从壳体的多余金属面积A1之外定义就不唯一故认为应以计算厚度表面为h1的定义基准而美、日等国却以外表面为基准为了一致将面积示意图改为图4所示即将计算厚度理解为分布图4笔者建议补强面积示意图于壳体的外侧h1仍以壳体外表面为基准以计算厚度内外表面为基准也是以计算表面为基准从图中可以看出面积A1从外侧调整到内侧避免了概念上的含糊使等面积补强面积计算范围的定义明确概念清楚且计算公式与GB1501998完全一致。结论1现行教材给出的等面积补强面积计算方法中接管补强面积范围无明确的基准造成接管补强面积计算的偏差。2GB1501998中的等面积补强面积计算公式完全正确但是其计算厚度应以外表面为基准多余厚度在容器内侧。符号说明A1壳体多余金属面积A2接管多余金属面积A3焊缝面积A4补强圈补强面积di接管内径n壳体名义厚度e壳体有效厚度壳体计算厚度t接管计算厚度nt接

管名义厚度C腐蚀余量。参考文献1GB1501998钢制压力容器.1998:74782王志文.化工

容器及设备.北京:化学工业出版社1990:1031053刁玉玮王立业.化工设备机械基础.大

连:大连理工大学出版社1989:190195本文编辑朱必兰41第27卷第10期张锁龙:压力容

器等面积法补强面积计算范围的探讨

thoughtthatwhenthescrewpumprunsnormallywiththeriseoftemperaturetheflexibilityoftubingstringincreasesandtherodstringisbendedwiththesameflexibility.Anexampleofcalculationispresented.SubjectConceptTermsscrewpumptubingstringbendingsuckerrodstringeffectcalculationZhangSuolongJiangsuInstituteofPetrochemicalTechnologyChangzhouCityJiangsuProvince.Investigationincalculationrangeofpressurevesselreinforcementarea.CPM19992710:4041TheequalareareinforcementmethodsdescribedintheexistingteachingmaterialandChinesesstardardarecomparedanditisfoundthatthereinformentareascalculatedbythesemethodsarenotidenticalandthereinforcementareacriterionsareunclear.Thereforeitisproposedthatthecalculatedthicknessshouldberegardedasdistributingontheexternalsideofthevesselbodyandthereinforcementrangeoftheconnectingtubeshouldbedeterminedbytakingthecalculatedthicknesssurfaceasreinforcementcriterion.SubjectConceptTermspressurevesselreinforcementareacalculationWangXinxinChinaPetroleumMaterialEquipmentCorporationBeijingChenChengde.Developmentandprospectsforproducingtechnologyofdrillpipes.CPM19992710:444649Thedevelopmentandcurrentstatusofproducingtechnologyofdrillpipesareintroduced.Intheproductionofdrillpipesfrictionweldingiscommonlyappliedatpresent.Thefailurepatternsofdrillpipesarefatiguefracturecorrosionfatigueandoverloadandthefailurelocationsincludethedrillpipebodyupsettransitionalareatooljointthreadandweldingseamarea.Theproducingtechnologyandtechnicalrequirementsforfrictionweldingofdrillpipebodyandjointareexpounded.Itisindicatedthatbymeansofstictcontrolofmetallurgicalprocessofbodyandjointblanksandbyimprovingtheshapeofbodyupsettransitionalareatheservicelifeofdrillpipescanbeimprovedeffectively.Suggestionsondevelopingtrendofdrillpipesareputforward.SubjectConceptTermsdrillpipeproducingtechnologycurrentstatusdevelopmentSunZhaofuYellowRiverDrillingCorporationShengliPetroleumAdministrationDongyingCityShandongProvinceGuoGongxi.Orientationofresearchofmechanicaldrivedrillingrigs.CPM19992710:4749AbriefcommentonthecurrentstatusofoildrillingrigsinChinaisgivenandadetaileddescriptionofModelZJ45Lmechanicaldrivedrillingrigdevelopedonthebasisoflatestadvancedtechniquesaremade.ModelZJ45Lrighasobviousadvantagesintheaspectsofmodularizeddesignintegratedsealcombinedchaincasetransmissionderricksubstructureandpneumaticcontrolbutimprovementisstillneeded.Thegeneralorientationofoldrigsupgradingandnewrigsdevelopmentisindicated.SubjectConceptTermsdrillingrigmechanicaldrivestructuralanalysisdevelopingorientationYangKeHuazhongUniversityofTechnologyWuhanCaiWei.Measuresforantiinterferenceofindustrialcontrolsoftware.CPM19992710:5355ThecharacteristicsofinterferenceinindustrialenvironmentlieinmanmadeinterferenceinterferenceofthePCvalueofprogramcounterinterferenceofI/OinterfacestateincreaseofdataacquisitioinerrorinterferenceofRAMdataareaandcontrolstatebeingoutoforder.Thesoftwarecontermeasuretotheprogramrunningoutoforderistopromptlyrecoversystemtooriginalstateafteroddstateisfound.Asforthedeadlockresultedfrominterferencetimepiececanbeusedinsoftwareprogramming.Digitalwaveflittingtechniquecanbeadoptedtosolvetheproblemofdataacquisitionerror.ThewaytoovercomingRAMdataareainterferenceistoadoptthecheckingmethodandstandardsettingmethod.Lastlythemethodsofsoftwareredundancysettingpresentoutputstateregisterunitandsettingselfcheckingprogramtosolvetheproblemofcontrolstatebeingoutoforder.SubjectConceptTermscontrolsystemsoftwareantiinterferencemeasure-4-

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