PDF《压力容器—分析设计 压力容器-分析设计》

ICS23.

020.30 中华人民共和国国家标准GBxxx.1~xxx.6―201* 代替JB

4732 2005 压力容器-分析设计 Pressure Vessels-Design by Analysis (征求意见稿) 201*-**-**发布 201*-**-**实施 中华人民共和国国家标准GB/T xxxxx.1~xxxxx.6―201* 部分代替 JB 4732―1995 压力容器―分析设计 Pressure Vessels―Design by Analysis (征求意见稿) 201*-**-**发布 201*-**-**实施 国家市场监管总局国家标准化管理委员会发布ICS23.020.30 中华人民共和国国家标准GBxxx.1~xxx.6―201* 代替JB

4732 2005 压力容器-分析设计 Pressure Vessels-Design by Analysis (征求意见稿) 201*-**-**发布 201*-**-**实施 中华人民共和国国家标准GB/Txxxxx.1―201* 部分代替 JB 4732―1995 压力容器―分析设计 第1部分:通用要求 Pressure Vessels―Design by Analysis Part 1:General Requirements (征求意见稿) 201*-**-**发布 201*-**-**实施 国家市场监管总局国家标准化管理委员会发布GB/T XXXXX.1―201* I 目次前言・I 引言・I

1 范围・1

2 规范性引用文件・1

3 术语与符号・2

4 失效模式・9

5 基本要求・9 附录 A(规范性附录)标准的符合性声明及修订

18 附录 B(规范性附录)风险评估报告・19 GB/T XXXXX.1―201* II 前言本标准的本部分全部技术内容为推荐性. 本标准 GB/T xxxxx 《压力容器-分析设计》分为以下

6 部分: ――第1部分:通用要求;

――第2部分:材料;

――第3部分:典型受压元件及结构;

――第4部分:应力分类方法;

――第5部分:弹-塑性分析方法 ――第6部分:制造、检验和验收. 本部分为 GB/T xxxxx 的第

1 部分:通用要求.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 JB 4732―1995《钢制压力容器―分析设计标准》的部分内容.主要增加了以下内 容. a) 引言中增加了系列标准之间的关系及使用原则. b) 修改、增加了部分名词术语. ――设计应力强度修改为许用应力;

――应力强度修改为当量应力;

――修改了疲劳、棘轮现象等术语的定义;

――增加了当量应力、失效及失效模式等名词术语. c) 修订了确定许用应力的安全系数. ――抗拉强度的安全系数由 2.6 调整为 2.4;

――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) 增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则. f) 增加了附录 A:标准的符合性声明及修订. g) 增加了附录 B:风险评估报告. 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)提出并归口. 本部分起草单位: 本部分主要起草人: 本标准本部分为首次制定. GB/t xxxxx.1―201* III 引言本标准是全国锅炉压力容器标准化技术委员会(以下简称 委员会 )负责制订和归口的压力 容器通用技术标准之一,用以规范按本标准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基于分析设计方法的压力容器建造过程(即指设计、制造、检验和验 收工作)中应遵循的技术要求、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关键技术要求和禁用规定. 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. 本标准规定的技术方法和技术要求不涉及任何专利.但注意本标准的工程应用可能会涉及特定 专利,本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任. 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用性;

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. 本系列标准第

1 部分给出了按分析设计建造的压力容器的通用要求,包括相关管理要求,通用 的名词术语等;

本系列标准第

2 部分给出了按分析设计建造的压力容器的钢制材料相关要求及材料性能数据;

本系列标准第

3 部分给出了按分析设计建造的压力容器的典型受压元件及结构设计要求,具体 给出了常用容器部件按解析法设计的壁厚计算公式,可作为本系列标准第

4 部分、第5部分的设计 基础. 本系列标准第

4 部分给出了按分析设计建造的压力容器中采用应力分类法进行设计的相关规定;

本系列标准第

5 部分给出了按分析设计建造的压力容器中采用弹塑性分析`进行设计的相关规 定;

本系列标准第

6 部分给出了按分析设计建造的压力容器中所涵盖结构形式容器的制造、检验和 验收要求. 进行应力分析设计计算时可以选择或不选择以第

3 部分作为设计基础,进而采用第

4 部分或第

5 部分进行具体设计计算以确定满足设计计算要求中防止结构失效所要求的元件厚度或局部结构尺 寸.当独立采用第

4 部分或第

5 部分作为设计基础时,无需相互满足. 对于标准技术条款的询问应以书面形式向国家标准化管理委员会提交,并有义务提供可能需要 GB/T XXXXX.1―201* IV 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,国家标准化管理委 员会有权拒绝回答. 对于未经委员会书面授权或认可的其他机构对标准的宣贯或解释所产生的理解歧义和由此产 生的任何后果,本委员会将不承担任何责任. GB/t xxxxx.1―201*

1 压力容器―分析设计 第1部分:通用要求

1 范围 1.1 GB/T XXXXX 规定了采用分析设计方法设计的钢制压力容器 (以下简称容器) 的建造要求, 提供了以弹性应力分析或弹塑性应力分析和塑性失效准则为基础的设计方法.本部分规定了采 用分析设计方法设计的容器材料、设计、制造、检验和验收的通用要求. 1.2 GB/T XXXXX 适用的设计压力 a) 大于或等于 0.1MPa 且小于 100MPa 的容器;

b) 真空度高于或等于 0.02MPa 的容器. 1.3 GB/T XXXXX 适用的设计温度范围按各部分适用的温度范围确定. 1.4 下列容器不在 GB/T XXXXX 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) 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) ;

c) 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器;

d) 直接火焰加热的容器;

e) 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. 1.5 容器界定范围 1.5.1 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. 1.5.2 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件. 1.5.3 非受压元件与受压元件的连接焊缝. 1.5.4 直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等. 1.5.5 容器的超压泄放装置(见GB/T 150.1 附录 B) .

2 规范性引用文件 下列文件对于本文件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 于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件. GB/T 150.1―2011 压力容器 第1部分:通用要求 GB/T

151 热交换器 GB/T

12337 钢制球形储罐 GB/T XXXXX.1―201*

2 GB/T

26929 压力容器术语 NB/T

47041 塔式容器 NB/T

47042 卧式容器 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

3 术语与符号 3.1 术语和定义 GB/T

26929 中规定的以及下列术语和定义适用于本文件. 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 GB/t xxxxx.1―201*

3 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. 3.1.10 计算厚度 required thickness 按本标准相应公式或方法计算得到的厚度. 需要时, 尚应计入其他载荷所需厚度 (见5.3.2) . 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. 3.1.16 当量应力 equivalent stress 由强度理论定义的用作任意应力状态下强度判据的组合应力. GB/Txxxxx.3 典型受压元件及 结构设计总体上采用第三强度理论;

GB/T xxxxx.4 基于应力分类法进行设计或强度核算,以及 GB/T xxxxx.5 基于弹塑性应力分析方法进行强度设计采用第四强度理论. 3.1.17 总体结构不连续 gross structural discontinuity 系指几何形状、材料或载荷的不连续,使结构在较大范围内的应力或应变发生变化,对结 构总的应力分布与变形产生显著影响. 总体结构不连续的实例如:封头、法兰、接管、支座等与壳体的连接处,以及不等直径或 不等壁厚的壳体连接处等. 3.1.18 局部结构不连续 local structural discontinuity 系指几何形状、材料或载荷的不连续,它仅使结构在很小范围内的应力或应变发生变化, 对结构总的应力分布和变形无显著影响.例如:小的过渡圆角处,壳体与小附件连接处,以及 GB/T XXXXX.1―201*

4 未全熔透的焊缝等. 3.1.19 正应力 normal stress 是正交于所考虑截面的应力分量,也称为法向应力. 通常正应力沿部件厚度的分布是不均匀的, 此应力由两种成分组成, 一是均匀分布的成分, 它等于沿该截面厚度应力的平均值;

另一是随着截面厚度各点位置不同而变化的成分. 3.1.20 切应力 shear stress 是与所考虑截面相切的应力成分,也称为剪应力. 3.1.21 薄膜应力 membrane stress 是沿截面厚度均匀分布的应力成分,它等于沿所考虑截面厚度的应力平均值. 3.1.22 弯曲应力 bending stress 沿厚度方向线性或非线性分布的正应力变化成分.对于非线性的弯曲应力,本标准的弯曲 应力是指等效线性化得到的线性弯曲应力. 3.1.23 一次应力 primary stress 为平衡压力与其他机械载荷所必须的正应力或切应力. 对理想塑性材料,一次应力所引起的总体塑性流动是非自限的,即当结构内的塑性区扩展 到使之变成几何可变的机构........