钢制压力容器标准体系.docx
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钢制压力容器标准体系
钢制压力容器
GB150—1998
引言随着科学技术的发展,科技成果的应用,使规范不断完善,在GB150-1998《钢制压力容器》
规范的基础上,结合中国国情,合理采用了美国ASME別-1卷、日本JISB8370〜8285规范的最新成果,
修订了原规范的不合理的或与其它规范法规不相吻合的部分内容,制订了GB150-1998《钢制压力容器》规
范。
在制订GB150-98规范时,遵循了以下几条原则。
撤消了部分单元设备和自成体系的受压元
件设计内容,另行制订产品规范,使GB150成为压力容器的基础规范。
将GB150-89第8章卧式容器”
从规范中分离出来,这部分内容将单独出规范JB4731-98《钢制卧式容器》,现已报批。
将第9章直立
容器”和相关的附录F直立容器高振型计算”从规范中分离出来,这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中,成为塔式容器的产品规范。
撤消附录E“U型膨胀节”,独立出新规范GB16749-97
《压力容器波形膨胀节》,已于1997年8月1日实施。
撤消附录H“钢制压力容器渗透探伤”和附录L
例题,前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单,后者尚未编制出来。
充分体现近年
来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步,使规范能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。
例如新增加撤消了一些钢材的牌号,严格了钢板超声检测的要求。
以实施中取得的经验
为依据,修正原规范中的错误和不足,完善规范的技术内容,力求先进。
充分协调本规范和相关规范、
法规在技术内容上的一致性,以利于将规范用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。
1998年3月国
家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》规范,并要求从1998年10月1日起执行。
学习和贯彻新GB150规范是提高压力容器质量,保证压力容器安全使用的前提。
为了更好地了解、学习和贯彻新GB150,本文将新、旧GB150规范中的主要变化,以表格方式逐项对比,在比较工程中,为了做到准确,读者便于查阅,尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。
1压力容器规范体系
详见表1
表1压力容器规范体系
序
号
GB150-1998
GB150-89
1
《压力容器安全技术监察规程》90版
2
GB150-1998《钢制压力容器》
GB150-89
3
GB151-1998《管壳式换热器》
GB151-89《钢制管壳式换热器》
4
GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》
B150-89附录E“U型膨胀节”
5
GB12337-1998《钢制球形储罐》
GB12337-90
6
JB4732-95《钢制压力容器一分析设计规范》
7
JB4731-1998《钢制卧式容器》
GB150-89中第8章卧式容器”
8
JB4710-92《钢制塔式容器》
GB150-89第9章直立容器”和附录F直立容器高振型
计算”
9
JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》
JB2880-81《钢制焊接常压容器》
10
JB4730-94《压力容器无损检测》
JB1151-73《高压无缝钢管的超声波探伤技术条件》
JB1152-81《锅炉、压力容器对接焊缝的超声波探伤》只代替容器部分,锅炉部分还用JB1152-81。
JB3963-85《压力容器锻件超声波探伤》
JB3965-85《钢制压力容器磁粉探伤》
JB4248-86《压力容器锻件的磁粉检验》
ZBJ74003-88《压力容器用钢板超声波探伤技术条件》
GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量等级》只代替容器部分,锅炉部分还用GB3323-87
11
JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》
12
JB/T4709-92《钢制压力容器焊接规程》
13
GB6654-1996《压力容器用钢板》,
GB6654〜55-86
14
GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢板》,
代替GB3531-83及87修改单
15
JB4726-94《低温压力容器用碳素钢和低合金锻
件》
JB755-85《压力容器锻件技术条件》
16
JB4727-94《低温压力容器用碳素钢和低合金锻
件》
17
JB4728-94《压力容器用不锈钢锻件》
18
JB4733-1996《压力容器用爆炸不锈钢复合钢
板》
19
JB4700-92《压力容器法兰分类与技术条件》
2压力容器规范的对比
我国的钢制容器规范已完备了从常压至lOOMPa体系,为便于选择,表2列出了GB150-1998JB4732-95,以及JB/T4735-19973个规范之间适用范围及其主要的技术要求的区别及比较。
表2压力容器规范对比
JB4732-95
GB150-1998
JB/T4725-1997
工程
《钢制压力容器一分析设计规范》
《钢制压力容器》
《钢制焊接常压容器》
设计
压力
小于100MPa
0.1〜35MPa
小于0.1MPa
范围
(v1000Kgf/cm2)
(1〜35kgf/cm2)
(v0.1kgf/cm2)
设计
温度
范围
低于以钢材蠕变(105h蠕变率为
1%)控制其许用应力强度的相应温
度(其温度范围约在475'C以下)
按钢材允许的使用温度确定
(-196C〜700C)
大于-20C至350C(奥氏体钢不受此限制)
工程
JB4732-95
GB150-1998
JB/T4725-1997
许用
碳素钢或低合金钢:
碳素钢或低合金钢:
碳素钢或16MnR:
应力
nb>2.6,n>1.5
nb>3.0ns>1.6
nb>2.5ns>1.5
或许用应力强度的基准
(即
安全系数的取值)
奥氏体钢:
ns>1.5
对特殊要求的低合金高强度钢将
取nb>2.4
nD>1.5nn>1.0
奥氏体钢:
ns>1.5nD>1.5
nn>1.0
(取最小值时,其nD>1.25)
奥氏体钢:
ns》1.5
对盛装物料价质)的限
制
不限
不限
不得用于盛装毒性为极度或高度
危害的介质
是否需要应力分析或疲劳分析
需要,但有免除条件,见规范的3.9
条和3.10条
一般不需要,当超出本规范规定,由其是无法用常规确定结构尺寸,允许用应力分析为基础的设计,见规范中1.4条
不需要
容器壳体的无损检测要求
所有焊接接头均须100%无损检测;对需逐张进行超声波检测的钢
板,见规范的6.2.5条
按钢种及厚度条件确定无损检测的要求见规范的10.8.2.1〜10.8.2.3条。
局部无损检测不得少于各条接头长度的20%。
对
需逐张进行超声波检测的钢
板,见规范的4.2.9条
按容器的公称容积、壁厚、设计温度、盛装的物料,以及高合金钢制容器,确定是否无损检测,检测的长度不少于各类焊接接头长度的10%。
见规范的第15.1.3.条和
15.2.4
强度
理论
用第山强度理论:
以结构的最大剪应力作为构件判断依据,并引入了当量应力强度概念。
采用当量应力强度“S为最大剪应力的两倍作为控制值,将其限制在设计应力强度极限Sm以下,即:
S=2TmaxVSm
第I强度理论:
一点是最大主应力作为构件的判断依据。
当构件的主应力b超过许用应力即为失效,
基于第I强度理论,但特点是:
绝
大多数以最小厚度决定壳壁厚度
失效
准则
基于塑性失产准则,用结构进入塑性后的极限承载能力、安定性,以及疲劳寿命评定结构是否失效。
允许结构局部进入塑性区,允许峰值应力部位作有限寿命设计
弹性失效准则,认为结构一旦
失去弹性(一点的最大主应力点变形进入塑性)即失效,如一点的主应力到达b后,即认为失效
一般为弹性失效准则,但对储罐、料仓多为制造焊接工艺所需之最小厚度为壳壁的厚度,且多以稳定失效为安全界限
计算
方法
用实用的详细应力分析(包括:
载荷分析、结构分析、应力分析、强度评定),做出应力分析报告
以材料力学或板壳薄膜理论公式,计入带有经验的修正系数的简化公式
与GB150-1998类同
强度
控制
将应力分类,依据各种应力导致结构破坏的性质及危险程度,按照等安全裕度准则给予不同的许用值
不区分应力性质及危险程度统统采用同一许用应力,但区分载荷和结构给岀不同的系数
与GB150-1998类同
资格
要求
a设计单位需取得应力分析资格证书;设计文件(包括;计算分析报告、图样,以及质量检验的证明文件等)必须由具有资格证书的分析设计人员三人签署。
b、制造单位必须具有三类容器的制造许可证
C、焊接必须持有相应类别资格的焊工担任无损检测须由I或H级探伤人员担任
a、设计单位和制造单位有相应类别的设计批准书或制造许可
证。
b、焊接必须持有相应类别资格
的焊工担任
C、无损检测须持有无损探伤资格的人员担任
a、设计或制造单位均无资格要求。
b、规范的第15.1.3条规定的容器必须持有考试合格证的焊工担任。
C、需进行无损检测的容器(见规范的第15.2.4.1条规定),应有无损探伤资格的人员担任
结
果
可较精确地计算岀容器的实际应力,对各种应力按其性质进行分类与评定,这样既可保证容器的安全又可设计岀体轻质优的容器,包括容面较宽,能计算较复杂的结构和计算多种载荷。
设计及制造费用较高,但节省钢材。
多用于高参数的容器或承受特殊载荷的容器
计算简单,使用方便,但粗确度较差,且往往偏于保守,而有些情况下又可能不安全,如有疲劳要求的容器等,较复杂的结构不能包容
在相应范围内,较经济
3新老规范材料的变化3.1增加的钢号
钢板:
13MnNiMoNbR30〜120mmGB6654-96
15CrMoR6〜100GB6654-96
00Cr18Ni5Mo3Si2奥氏体双相钢
GB4237-92
钢板:
14Cr1MoR、07MnNiMoVDR(调质板)和07MnGrMoVR(调质板)
钢管:
09MnD及奥氏体焊管,撤消了09Mn2VD(列于附录A)
锻件:
20D、09MnNiD、16MnMoD、20MnMoD、08MnNiCr、10Ni3MoVD、00Cr18Ni9、00Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni1、00Cr17Ni4Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si2(JB4726〜4728-94)。
3.2撤消的钢号
锻件:
25、45、1Cr18Ni9Ti
在本规范附录A或撤消了我国在引进装置中常用的国外钢材,例如在GB150-89版中列
入的ASMESA516,SA537CL1,SA662;日本JISB规范中的SS41,SPV36;德国DIN规范中的RSt37-2,19Mn6,13CrMo44,10CrMo910等。
对于使用国外钢材仍可遵照本GB150-1998规范中附录A1.3条的规定。
3.3增加附录H
增加附录H“材料的指导性规定”提示的附录)。
其中列入了12Cr2Mo1R钢板及
09CrCuSb无缝钢管。
12Cr2Mo1R钢板相当于ASMESA387、Cr22C12,在8
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