PDF《压力容器 第1部分：通用要求》

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020.30 中华人民共和国国家标准GB 150.1―20XX 部分代替GB 150―1998 压力容器 第1部分:通用要求 Pressure Vessels Part 1: General Requirements (报批稿) 2011-**-**发布 2011-**-**实施 国家质量监督检验检疫总局 发布GB 150.1―2011 I 目次前言 引言

1 范围・1

2 规范性引用文件

2 3 名词术语与符号

3 4 通用要求・5 附录 A(规范性附录) 符合性声明

13 附录 B(规范性附录) 超压泄放装置

14 附录 C(规范性附录) 以验证性爆破试验确定容器设计压力・25 附录 D(规范性附录) 对比经验设计方法

28 附录 E(规范性附录) 局部结构应力分析和评定

30 附录 F(规范性附录) 风险评估报告・31 附录 G(资料性附录) 标准提案/问询表

32 GB 150.1―2011 II 前言GB

150 《压力容器》分为以下四部分: ――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. 本部分为 GB

150 的第

1 部分.本部分按照 GB/T 1.1―2009《标准化工作导则》给出的规则起 草. 本部分代替 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) , 与GB150―1998 相比,主要技术变化如下: a)扩大了标准的适用范围. ――通过引用标准的方式,适用于金属材料制压力容器;

――规定了在满足本标准设计准则的前提下处理超标准范围的设计方法;

――规定了各种结构形式的容器所依据的标准. b) 修改了容器建造参与方的资格和职责要求. ――规定了设计文件的保存时间;

――增加了用户或委托方在设计阶段提供书面设计条件的职责;

――规定了检验机构的检验人员对验证性爆破试验见证和报告认可的职责. c) 修订了确定许用应力的安全系数. ――对抗拉强度的安全系数由 3.0 调整为 2.7;

――对碳钢和低合金钢屈服强度的安全系数由 1.6 调整为 1.5;

――对奥氏体不锈钢可以采用 Rp1.0 确定许用应力. d) 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. e) 增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则. f) 增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则. 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会提出并归口. 本部分负责起草单位:中国特种设备检测研究院. 本部分参加起草单位:国家质检总局特种设备安全监察局、浙江大学、合肥通用机械研究院、 中国石化工程建设公司、华东理工大学、甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司. 本部分主要起草人:寿比南、陈刚、郑津洋、陈学东、杨国义、谢铁军、李世玉、徐锋、王晓 雷、李军、邱清宇、张延丰、吴全龙. 本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB 150―

1989、GB 150―1998. 本标准委托全国锅炉压力容器标准化技术委员会负责解释. GB 150.1―2011 III 引言全国锅炉压力容器标准化技术委员会(以下简称 委员会 )是根据《标准化法》由国家标准 化管理委员会批准成立的全国性的从事锅炉、压力容器和压力管道标准化的技术工作组织,负责上 述领域的标准化技术归口工作.在国家标准业务上直接受国家标准化管理委员会归口管理,在行业 标准业务上接受国家能源局归口管理. 本标准是委员会负责制订和归口的压力容器大型通用技术标准之一,用以规范在中国境内建造 或使用的压力容器设计、制造、检验和验收的相关技术要求. 本标准的技术条款包括了压力容器建造过程(即指设计、制造、检验和验收工作)中应遵循的 强制性要求、特殊禁用规定以及推荐性条款,其中推荐性条款不是必须执行的部分.由于本标准没 有必要、也不可能囊括适用范围内压力容器建造中的所有技术细节,因此,在满足法规所规定的基 本安全要求的前提下,不应禁止本标准中没有特别提及的技术内容.本标准不能作为具体压力容器 建造的技术手册,亦不能替代培训、工程经验和工程评价.工程评价是指由知识渊博、娴于规范应 用的技术人员所做出针对具体产品的技术评价.但工程评价应符合本标准的相关技术要求,不得违 反本标准中的强制性要求和禁用规定. 本标准不限制实际工程设计和建造中采用先进的技术方法,但工程技术人员采用先进的技术方 法时应能做出可靠的判断,确保其满足本标准规定,特别是关于强制性的设计规定(如强度或稳定 性设计公式等) . 本标准规定的技术方法和技术要求不涉及任何专利.但本标准的工程应用可能会涉及特定专 利,本标准使用者应承担与专利权益相关的责任. 本标准既不要求也不禁止设计人员使用计算机程序实现压力容器的分析或设计,但采用计算机 程序进行分析或设计时,除应满足本标准要求外,还应确认: 1)所采用程序中技术假定的合理性;

2)所采用程序对设计内容的适应性;

3)所采用程序输入参数及输出结果用于工程设计的正确性. 委员会对标准的修订采用提案审查制度.任何单位和个人均有权利对本标准的修订提出建议, 修订建议应采用 标准修订提案表 (见附录 G)方式提交委员会.委员会对收到的 标准修订提 案表 进行审查,根据审查结果,将采纳的技术内容纳入下一版标准. 委员会仅针对标准的技术条款进行解释.询问应以书面形式向委员会秘书处提交,并有义务提 供可能需要的资料.与标准条款没有直接关系或不能被理解的询问将视为技术咨询的范畴,委员会 有权拒绝回答或经协议提供有偿技术服务. 委员会负责本标准的宣贯工作.对于未经委员会书面授权或认可的其他机构在标准宣贯中产生 的标准理解歧义和由此产生的任何后果,本委员会将不承担任何责任. GB 150.1―2011

1 压力容器 第1部分:通用要求

1 范围 1.1 本标准适用于金属制压力容器(以下简称容器)的建造,本部分规定了容器材料、设计、制造、检验和验收的通用要求. 1.2 本标准适用的设计压力 1.2.1 钢制容器不大于 35MPa. 1.2.2 其他金属材料制容器按相应引用标准确定. 1.3 本标准适用的设计温度范围 1.3.1 设计温度范围:-269℃~900℃. 1.3.2 钢制容器不得超过按 GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围. 1.3.3 其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定. 1.4 本标准适用的钢制容器结构形式和建造要求按本部分以及 GB 150.2~GB 150.4 的相应规定;

特 定结构容器以及铝、钛、铜、镍及镍合金、锆制容器除满足本标准的相关要求外,还应满足以下相 应要求: a) 管壳式换热器的适用范围和建造要求按 GB151 的规定;

b) 钢制球形储罐的适用范围和建造要求按 GB12337 的规定;

c) 卧式容器的适用范围和建造要求按 JB/T

4731 的规定;

d) 塔式容器的适用范围和建造要求按 JB/T

4710 的规定;

e) 铝制焊接容器的适用范围和建造要求按 JB/T

4734 的规定;

f) 钛制焊接容器的适用范围和建造要求按 JB/T

4745 的规定;

g) 铜制焊接容器的适用范围和建造要求按 JB/T

4755 的规定;

h) 镍及镍合金焊接容器的适用范围和建造要求按 JB/T

4756 的规定;

i) 锆制压力容器的适用范围和建造要求按 NB/T

47011 的规定. 1.5 下列容器不在本标准的适用范围内: a) 设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器;

b) 《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器;

c) 旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室(如泵壳、压缩机外壳、涡轮 机外壳、液压缸等) ;

d) 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器;

e) 直接火焰加热的容器;

f) 内直径(对非圆形截面,指截面内边界的最大几何尺寸,如:矩形为对角线,椭圆为长轴) 小于 150mm 的容器;

g) 搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容器. GB 150.1―2011

2 1.6 容器界定范围 1.6.1 容器与外部管道连接: a) 焊接连接的第一道环向接头坡口端面;

b) 螺纹连接的第一个螺纹接头端面;

c) 法兰连接的第一个法兰密封面;

d) 专用连接件或管件连接的第一个密封面. 1.6.2 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件. 1.6.3 非受压元件与受压元件的连接焊缝. 1.6.4 直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等. 1.6.5 容器的超压泄放装置(见附录 B) . 1.7 对不能按 GB 150.3 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: a) 验证性实验分析,如实验应力分析、验证性液压试验,具体要求按附录 C 的规定;

b) 利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计,具体要求按附录 D 的规定;

c) 采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定,具体要求按附录 E 的规定.

2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本 标准.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准. GB 150.2 压力容器 第2部分:材料 GB 150.3 压力容器 第3部分:设计 GB 150.4 压力容器 第4部分:制造、检验和验收 GB

151 管壳式换热器 GB 567(所有部分) 爆破片安全装置 GB/T

12241 安全阀 一般要求 GB

12337 钢制球形储罐 GB/T **** 压力容器名词术语 基本术语 JB

4708 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T

4709 钢制压力容器焊接规程 JB/T

4710 钢制塔式容器 JB/T

4711 压力容器涂敷与运输包装 JB/T 4730(所有部分) 承压设备无损检测 JB/T

4731 钢制卧式容器 JB

4732 钢制压力容器―分析设计标准(2005 年确认) JB/T

4734 铝制焊接容器 JB/T

4745 钛制焊接容器 JB/T

4755 铜制压力容器 JB/T

4756 镍及镍合金制压力容器 NB/T 47002(所有部分) 压力容器用爆炸焊接复合板 NB/T

47011 锆制压力容器 GB 150.1―2011

3 TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R1001 压力容器压力管道设计许可规则

3 术语与符号 3.1 术语和定义 GB/T ****中规定的以及下列术语和定义适用于本标准. 3.1.1 压力 pressure 垂直作用在容器单位表面积上的力.在本标准中,除注明者外,压力均指表压力. 3.1.2 工作压力 operating pressure 在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力. 3.1.3 设计压力 design pressure 设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件,其值不低 于工作压力. 3.1.4 计算压力 calculation pressure 在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,包括液柱静压力等附加载荷. 3.1.5 试验压力 test pressure 进行耐压试验或泄漏试验时,容器顶部的压力. 3.1.6 最高允许工作压力 maximum allowable working pressure (MAWP) 在指定的相应温度下,容器顶部所允许承受的最大压力.该压力是根据容器各受压元件的有效 厚度,考虑了该元件承受的所有载荷而计算得到的,且取最小值. 注:当压力容器的设计文件没有给出最高允许工作压力时,则可以认为该容器的设计压力即是最高允许工作压 力. 3.1.7 设计温度 design temperature 容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值) .设计温度 与设计压力一起作为设计载荷条件. 3.1.8 试验温度 test temperature 进行耐压试验或泄漏试验时,容器壳体的金属温度. 3.1.9 最低设计金属温度 minimum design metal temperature 设计时,容器在运行过程中预期的各种可能条件下各元件金属温度的最低值. GB 150.1―2011

4 3.1.10 计算厚度 required thickness 按本标准相应公式计算得到的厚度.需要时,尚应计入其他载荷所需厚度(见4.3.2) .对于外 压元件,系指满足稳定性要求的最小厚度. 3.1.11 设计厚度 design thickness 计算厚度与腐蚀裕量之和. 3.1.12 名义厚度 nominal thickness 设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度. 3.1.13 有效厚度 effective thickness 名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差. 3.1.14 最小成形厚度 minimum required fabrication thickness 受压元件成形后保证设计要求的最小厚度. 3.1.15 低温容器 low-temperature pressure vessel 设计温度低于-20℃的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器,以及设计温度 低于-196℃的奥氏体不锈钢制容器. 3.2 符号 C ―― 厚度附加量,mm;

C1 ―― 材料厚度负偏差,按4.4.6.1,mm;

C2 ―― 腐蚀裕量,按4.4.6.2,mm;

Di ―― 圆筒或球壳的内直径,mm;

Et ―― 材料在设计温度下的弹性模量,MPa;

p ―― 设计压力,MPa;

pT ―― 试验压力最低值,MPa;

Ro ―― 圆筒的外半径,mm;

Rm ―― 材料标准抗拉强度下限值,MPa;

ReL(Rp0.

2、Rp1.0) ―― 材料标准室温屈服强度(或0.2%、1.0%非比例延伸强度) ,MPa;

( ) t p1.0 t

2 .

0 p t eL R R R 、 ―― 材料在设计温度下的屈服强度(或0.2%、1.0%非比例延伸强度) ,MPa;

t D R ―― 材料在设计温度下经

10 万小时断裂的持久强度的平均值,MPa;

t n R ―― 材料在设计温度下经

10 万小时蠕变率为 1%的蠕变极限平均值,MPa;

σT ―― 试验压力下受压元件的应力,MPa;

[σ] ―― 容器元件材料在耐压试验温度下的许用应力,MPa;

[σ]t ―― 容器元件材料在设计温度下的许用应力,MPa;

[ ]t

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