压力容器通用要求新GB150宣贯教材xm.ppt

GB150.1-2011压力容器 第1部分：通用要求,压力容器 第1部分：通用要求1 前言 现代压力容器建造技术标准的发展趋势具有如下特点：1)采用基于失效模式的设计方法保证容器在完整寿命周期内的功能性、安全性和经济性；2)在设计、制造、检验等环节广泛采用以计算机技术应用为代表的信息技术，实现以可靠性为基础的质量控制术；3)更广的标准适用范围，实现技术标准和安全法规的协调一致，包容其他国家的技术要求，体现综合建造能力；接受WTO组织的意见，在世界范围内公示（GB150-2011在2011年1月6月在国际上公示6个月）,GB150.1压力容器 通用要求,4)谋求提高本国压力容器产品在国际贸易中的国家竞争力。压力容器材料的安全系数，是为保证压力容器产品安全可靠性，应用科学手段和使用经验，在确定材料许用应力（或设计应力强度）时，所放的安全裕量。由于考经验确定的，所以各国的标准有不小的差异，也直接影响到压力容器产品的国际竞争性：美国ASME-1（2007版）以前，材料的抗拉强度安全系数为nb=3.5，ns（n0.2）=1.5；美国ASME-2（2007版）nb=2.4，ns(n0.2)=1.5；欧盟EN13445（2002版）非直接火压力容器碳钢、低合金钢：nb=2.4，ns(n0.2)=1.5；奥氏体不锈钢：n1.0=1.5(延伸率=30%35%)；中国GB150-1998碳钢、低合金钢：nb=3.0，ns(n0.2)=1.6；奥氏体不锈钢：nb=3.0，ns(n0.2)=1.5;中国JB4732-1995碳钢、低合金钢和奥氏体不锈钢：nb=2.7，ns(n0.2)=1.5；随着压力容器制造业、及其理论研究和科学实践的进步和发展，在保证压力容器安全性的前提下，节省材料而满足经济性指标以适应市场经济竞争的要求，即压力容器安全系数有降低的趋势，这在GB150-2011标准中得到体现。,GB150.1压力容器 通用要求,2 发展历史 我国于上世纪6070年代就着手编制中国自己的压力容器建造标准，相应的设计建造标准发展大致经历了3个时期：第时期：解放初期百业待兴、渴求发展（参照苏联模式）：1959年四部委联合颁布多层高压容器设计与检验规程；1960年化工部颁布石油化工设备零部件标准；1967年颁布第一版钢制石油化工压力容器设计规定；第二时期：改革开放初期百花齐放、百家争鸣：1973年颁布JB741-73钢制焊接容器技术条件和JB1127-73碳素钢及 低合金钢焊接球形容器技术条件；,GB150.1压力容器 通用要求,1977年石化部和一机部联合颁布钢制石油化工压力容器设计规定。其中的附件包含了JB741钢制焊接容器技术条件,JB1147钢制管壳式换热器技术条件等13项制造标准；1980年一机部、石油部和化工部联合颁布钢制石油化工压力容器设计规定（补充本）；1985年一机部、化工部和中石化总公司联合颁布钢制石油化工压力容器设计规定；第三时期：深入开放时期目前中国已经从压力容器的进口国家转型为国际贸易平衡的国家；1989年形成了中国第一部国家标准GB150-1989钢制压力容器；1998年进行一次修订，即GB150-1998钢制压力容器；,GB150.1压力容器 通用要求,GB150.1压力容器 通用要求,中国压力容器国家标准GB150的编制，充分参考了如美国ASME、日本JIS、英国BS5500、德国AD规范等世界先进标准，同时具有中国的特色。经过多年的应用和实践，GB150已成为中国钢制压力容器设计、制造和检验的核心基础标准，是中国压力容器行业应用最广泛的标准，也是我国特种设备行业在世界上知名度最高的标准。由于GB150是强制性标准，因此中国的压力容器建造必然遵循。在这套压力容器标准体系的控制和引领下，中国的压力容器产业取得了举世瞩目的成就。,GB150.1压力容器 通用要求,近十年来，以欧盟和美国为代表的发达国家先后推出了新的压力容器设计建造标准。综合了国际最新的压力容器的设计制造技术，提出了许多新理念、新观点和新方法，极大地增强了其国际竞争力。我国现行的压力容器设计建造标准GB150-1998 钢制压力容器已不能适应行业的建造技术发展和国际化潮流，因此有必要完成适应现代中国压力容器行业技术发展水平的修订，建立完善的技术体系，实现安全法规和技术标准的协调和统一，规范压力容器的建造方法，实现标准技术指标的国际接轨，提高中国压力容器产品的国际竞争力。为此，全国锅炉压力容器标准化技术委员会根据国家标准化管理委员会的标准制、修订计划，于2009年7月在兰州组织相关专家召开了“GB150-1998 钢制压力容器标准修订工作启动会议,正式修订GB150标准。,2 修订过程和修订原则21 修订过程2009年7月25日在兰州组织召开了“GB150-1998钢制压力容器标准修订工作启动会议”；2009年8月30日在北京组织召开了GB150.3设计部分修订工作讨论会议，并形成“GB150.3设计部份修订工作讨论会”会议纪要；2009年9月17日在北京组织召开了GB150.4制造部分编制大纲讨论会议，形成“GB150.4制造部分编制大纲”。2009年10月12日在北京组织召开了GB150修订工作讨论会议。2009年12月11日在北京组织召开了GB150.3设计部分修订工作会议。2010年1月6日在海口组织召开了GB150标准修订初稿工作讨论会议。,GB150.1压力容器 通用要求,GB150.1压力容器 通用要求,2010年2月6日在常州组织召开了GB150.2材料部分修订工作讨论会议。2010年3月13日在北京组织召开了GB150.3设计部分征求意见稿讨论会议，会议形成了设计部分征求意见稿。2010年4月11日在网上发布了“关于发布国家标准固定式压力容器征求意见稿的通知”2010年6月8月分别组织各标准起草小组，对征求意见进行处理。2010年9月15日完成对征求意见的处理，形成送审稿并向全体委员提交送审。2011年1月31日完成对审查意见的处理，形成报批稿提交国家标准化管理委员会，并同时提交WTO通报。2011年11月21日WTO通报意见处理完毕，经国家标准化管理委员会批准。2012年3月1日GB150-2011压力容器正式实施。,22 修订原则 目前国际压力容器标准技术领域的综合发展方向：趋同性：信息技术的高速发展，使世界范围内的先进技术迅速普及，围绕技术发展的技术标准也必然为技术的使用者所接受，因此世界范围内的压力容器技术要求正在向统一的方向发展。区域性：由于历史的原因和区域的原因，目前已经形成了以北美、日本的ASME体系和欧洲的承压设备的 PED 指令及其协调标准（EN）体系的格局。各个国家都有各自的标准，如东南亚、南美、日本、韩国等是ASME标准的面目，中国的GB150标准随着中国压力容器产业的日夜发展，以逐渐成为区域性大标准。,GB150.1压力容器 通用要求,相容性：尽管世界上的各国的技术标准的技术内容不完全相同，但各国都把自己的标准与其它标准相容作为目标，以实现标准的互相认可。如ASME在1999年进行一个研究项目，对PED指令/EN标准（欧洲技术标准）进行彻底分析，并将其与ASME VIII-1对设计、建造和行政管理的要求进行系统的比较，证明ASME标准增加一些内容以后就可以满足PED的要求。同样，欧盟标准也在研究如何满足ASME规范等；贸易性：标准是国际贸易规则的组成部分和贸易纠纷仲裁的重要依据，主宰国际标准将有利于获得巨大的市场份额和经济利益，实施国际标准化战略的实质是争夺国际市场的控制权。经济性：是建立标准必须考虑的一个重要原则。,GB150.1压力容器 通用要求,本次标准修订的原则:2.2.1 安全技术法规和技术标准协调一致的原则2.2.2 建立GB150压力容器基础标准原则2.2.3 标准技术采用成热科技成果原则2.2.4 标准技术指标国际接轨原则2.2.5 扩大标准适用性原则2.2.6 便于修订原则2.2.7 标准的各方参与原则（设计、制造、监督检验等）,GB150.1压力容器 通用要求,3 标准的主要技术内容 3.1 标准的结构和主要技术内容 GB 1502011压力容器是一系列标准的组合，规定了金属制压力容器建造的基本要求、典型受压元件的设计计算方法和制造、检验与验收的要求。标准按压力容器建造的逻辑顺序分为四个部分：GB 150.1压力容器第l部分：通用要求；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。,GB150.1压力容器 通用要求,3.1.1 GB 150.1压力容器第 1 部分：通用要求 本标准的第1部分由四章正文和六个规范性附录构成。四章的内容分别是：范围、规范性引用文件、名词术语与符号和通用要求。六个附录分别是：附录A(规范性附录)标准的符合性声明及修订；附录B(规范性附录)超压泄放装置；附录C(规范性附录)以验证性爆破试验确定容器设 计压力；附录D(规范性附录)对比经验设计方法；附录E(规范性附录)局部结构应力分析评定；附录F(规范性附录)风险评估报告。,GB150.1压力容器 通用要求,3.1.2 GB 150.2.压力容器 第2部分：材料 本标准的第2部分由七章正文、二个规范性附录和二个资料性附录构成。3.1.3 GB 150.3压力容器 第3部分：设计 本标准的第3部分由由七章正文、三个规范性附录和二个资料性附录构成。3.1.4 GB 150.4压力容器 第4部分：制造、检验和验收 本标准的第4部分由十三章正文构成。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2 标准的设计准则3.2.1 适用范围3.2.1.1 标准使用参数适用范围（1）设计压力的适用范围：0.1P35 MPa以及0.1P0.002 MPa;（2）设计温度适用范围：269900（钢制容器253800）；（3）材料适用范围：金属（钢、有色金属）材料；（4）工作介质适用范围：不限。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.1.2 结构形式适用范围（1）按主体结构：立式容器（包括塔式容器）、卧式 容器、球形容器、管壳式换热器；（2）按截面形状：圆形截面和非圆形截面容器；（3）按壳壁结构：单层容器 多层容器多层包扎（多层筒节包扎和多层整体包扎）容器、套合和钢带错绕筒体容器；,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.1.3 标准管辖容器的区域适用范围（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。（2）接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。（3）非受压元件与受压元件的连接焊缝。（4）直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等。（5）容器的超压泄放装置（见附录 B）。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.1.3 本标准的不适用范围：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(对非同形截面,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同家标准或行业标准的容器，,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.2 标准所考虑的失效模式 失效模式与设计规范中所考虑的设计载荷和使用工况有密切的联系。,GB150.1压力容器 通用要求,(1)以失效模式为依据的设计方法 ISO 165285综合世界主要工业国家的技术标准规定，参照欧洲标准的内容，针对锅炉和压力容器常见的失效形式，在标准中将其归为三大类、14种失效模式，明确了针对失效模式的设计技术应用理念。,GB150.1压力容器 通用要求,第一大类：短期失效模式：脆性断裂；韧性断裂；超量变形引起的接头泄露；超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂；弹性、塑性或弹塑性失稳(垮塌)：，,GB150.1压力容器 通用要求,第二大类：长期失效模式 蠕变断裂；蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递；蠕变失稳；冲蚀、腐蚀；环境助长开裂如：应力腐蚀开裂、氢致开裂；,GB150.1压力容器 通用要求,第三大类：循环失效模式：扩展性塑性变形；交替塑性；弹性应变疲劳(中周和高周疲劳)或弹-塑性应变疲劳(低周疲劳)；环境助长疲劳。,GB150.1压力容器 通用要求,对于压力设备标准，在确定设计准则和设计方法中至少要考虑如下失效模式：脆性断裂；韧性断裂；接头泄露；弹性或塑性失稳；蠕变断裂。,GB150.1压力容器 通用要求,(2)GB150对于基于失效模式设计的考虑 经过多年的实践和参照国际上同类标准的技术内容，GB150 标准在技术内容中直接和间接考虑了如下失效模式，并针对所考虑的失效模式确定了相应的设计准则和强度理论：a)脆性断裂：通过材料选用要求、材料韧性要求、制造和检验要求、以及结构形式要求，防止脆性断裂的发生；b)韧性断裂：通过材料选用要求、结构强度设计方法、许用应力规定，防止韧性断裂的发生；,GB150.1压力容器 通用要求,c)接头泄露：通过法兰设计方法和特殊密封结构的设计方法，结构要求以 及对密封垫片和螺柱、螺母的要求，防止接头泄漏的发生；d)弹性或塑性失稳：通过外压结构设计方法防止整体失稳；通过局部应力分析和评定，控制局部塑性失稳；e)蠕变断裂：通过限制材料的使用温度范围控制蠕变断裂的发生。腐蚀是压力容器的最常见的失效模式，但在不同的工程应用中差别极大，不可能在标准中进行规定。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.3 失效准则和强度理论 金属强度失效准则主要包含弹性失效准则、塑性失效准则和爆破失效准则。1、弹性失效准则：壳体内壁金属纤维超过该材料的实际屈服点（即丧失弹性进入塑性）时，就认为该容器已经失效。美国的ASME规范、日本的JIS规范、西德的AD规范以及英国、法国意大利等许多国家的压力容器规范均采用该失效准则。中国的GB150也是如此；2、塑性失效准则：壳体内壁金属纤维达到屈服限，并不导致壳体发生破坏，因为壳体的外层金属为弹性状态，他对内层已屈服的材料的进一步塑性流,GB150.1压力容器 通用要求,动有约束作用。只有当压力继续升高后，塑性区线外扩展到壳体的外表，使壳体整体屈服后才最终发生破坏。此时才达到壳体承载的极限。塑性失效准则一般用于多层容器和高压容器。3、爆破失效准则：假如壳体为理想塑性体，当壳体屈服后，及时压力不再升高，壳体直径将不断增大，壁厚不断减小，最终导致壳体破坏。实际制造的壳体的金属材料，都不是理想塑性体，并且都有明显的应变硬化现象。即使壳体整体屈服后，若压力不再升高，壳体并不会破坏。只有压力升至一定水平壳体才发生破坏而失效；爆破失效准则在超高压容器设计中得到了应用。,GB150.1压力容器 通用要求,强度理论 在实际工程应用中主要有以下几个典型的强度理论:1.第一强度理论：又称最大主应力理论,其强度条件可表示为:1；2.第二强度理论：又称最大应变理论，其强度条件可表示为:1；3.第三强度理论：又称最大剪应力理论，强度条件即为:1-3。4.第四强度理论：又称剪切变形能理论，强度条件即为:第一强度理论仅对脆性材料比较适用，对压力容器所用的材料有相当的差距，但由于在建立最初压力容器规范时，只考虑了因强度不足所引起的破坏，故采用了第一强度理论。在“按规则设计”规范的发展过程中，不再作出较大的更动而习惯一直沿用至今。,GB150.1压力容器 通用要求,第二强度理论考虑了三向应力的综合影响，许多脆性材料的试验结果与其符合。第三强度理论被许多塑性材料的实验证实，而且偏于安全。此理论已被广泛用于塑性材料的强度计算，但不适用于脆性材料。第四强度理论比第三强度理论更与许多塑性材料的实验结果相符合。因此，第四强度理论在高压（超高压）容器的设计中获得广泛的应用。当然，他也不适合脆性材料。总之，上述四个强度理论在理论上由其使用的方向，金属制压力容器的设计主要是第一、第三和第四强度理论。我国的压力容器标准GB150和JB4732也参照了美国ASME-1和ASME-2，分别采用的是第一强度理论和第三强度理论。从薄壳理论的角度讲，这两个理论导出的壳体计算公式相同的（中径公式），在K1.5时的误差满足工程设计要求。但对JB4732要对局部结构分析三向应力、涉及更多的失效模式就不能用第一强度理论。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.4 安全系数 压力容器安全系数在我国安全技术规范中指的是“确定材料许用应力的系数”，事实上，在标准的制定中对于所涉及到的下列失效模式，标准均要考虑相应的安全系数：对于以韧性断裂的强度失效；对于以低温脆断为代表的脆性断裂失效；对于以法兰接头泄漏为代表的接头泄漏失效；对于以高温材料性能退化为代表的高温蠕变失效；对于以结构失稳为代表的弹性和塑性失稳失效；对于疲劳失效等等。,GB150.1压力容器 通用要求,安全系数的确定和国家的综合技术能力以及压力容器的建造历史有关，一般要考虑如下的因素：(1)压力容器材料的技术水平和供应稳定状况；(2)强度设计准则和设计计算方法的可靠性；(3)压力容器建造的技术能力和装备能力；(4)压力容器建造的质量管理方式和管理水平；(5)压力容器使用管理的水平；(6)压力容器事故的频发程度等。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.4.1 确定材料基本许用应力的系数 在世界各国的压力容器标准中，确定材料基本许用应力的系数一般主要针对材料的抗拉强度、屈服强度、高温持久断裂强度和高温蠕变强度设定相应的设计裕度，以防止由于前述原因等引起的失效。3.2.4.2 针对外压失稳失效模式的稳定安全系数 GB 1502011 中所采用的稳定安全系数如下：1.对于圆筒的外压稳定计算，取稳定安全系数m=3.0;2.对于球壳和成形封头(包括椭圆形、碟形、半球形、球冠形)封头的外压稳定计算，取稳定安全系数m=15;3.对于圆筒加强圈的外压稳定计算，取稳定安全系数m=3.0。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.4.3 紧固件的安全系数 紧固件的安全系数针对的是接头泄漏失效模式，用于确定密封螺栓许用应力的系数要高于对板、锻、管材的系数，其原因如下：(1)在紧固螺栓的操作中的螺栓预紧力难于定量控制；(2)操作过程中的载荷循环或波动可能使螺栓伸长，引起连接松动、垫片松弛，需要多次紧固螺栓；(3)由于螺栓和法兰的材料不同或二者具有不同的使用温度，会引起附加热应力；(4)用于密封的螺栓材料不允许产生塑性变形，所以只控制屈服强度系数ns。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.4.4 疲劳失效的安全系数 JB 47321995在建立疲劳分析的S-N曲线时，考虑到分析结果的不确定性，结构的缺口效应的不可知性和实验数据确定的精度，规定了如下安全系数：(1)对于除螺柱以外的材料，分别考虑寿命和应力幅规定了相应的安全系数.对于疲劳寿命N设定三个分安全系数：数据分散度：2.0；尺寸因素：2.5；表面、环境：4.0。总体疲劳寿命安全系数为20；对于交变应力幅Sa取2.0。,GB150.1压力容器 通用要求,(2)对于螺柱材料，由于实验采用了实际螺栓材料和尺寸，已经考虑丁螺柱的疲劳强度减弱系数和平均应力的修正，因此给出如下安全系数：总体疲劳寿命安全系数5.7；对于交变应力幅Sa取1.5。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.5 建造参与各方的资格与职责（GB150.1-2011中4.2）GB150.1-2011用“金属制压力容器建造要求”来涵盖GB150对金属制压力容器材料、设计、制造、检验和验收的全部要求，其“建造”一词的定义实际上与特种设备安全监察条例（2009修订版）中第三条中特种设备的“生产”相符特种设备的生产（含设计、制造、安装、改造、维修，下同）。3.2.5.1 用户或设计委托方的职责提出设计条件3.2.5.2 设计单位的资格要求和职责3.2.5.3 制造单位的职责3.2.5.4 国家安全管理机构的资格和职责,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.6术语和定义3.2.6.1 压力(1)工作压力 在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。(2)设计压力 设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。(3)计算压力；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；,GB150.1压力容器 通用要求,(4)试验压力 进行耐压试验或泄漏试验时，容器顶部的压力。(5)最高允许工作压力 maximum allowable working pressure(MAWP)第一次进入压力容器标准 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,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.6.2 温度(1)设计温度 容器在正常厂作情况下，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。(2)试验温度 进行耐压试验或泄漏试验时，容器壳体的金属温度。(3)最低设计金属温度 第一次进入压力容器标准 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。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.6.3 厚度(1)计算厚度 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。对于外压元件，系指满足稳定性要求的最小厚度。(2)设计厚度 计算厚度与腐蚀裕量之和。(3)名义厚度 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。,GB150.1压力容器 通用要求,(4)有效厚度 名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。(5)最小成形厚度 受压元件成形后保证设计要求的最小厚度。以上各厚度间的关系见图。最小成形厚度的取值：当图纸没有注明最小成形厚度时，图面标注的名义厚度减去钢板负偏差就是最小成形厚度。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.7 载荷考虑(GB150.1-2011中4.3.2）3.2.8 最小厚度和厚度附加量3.2.8.1 壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度：a）碳素钢、低合金钢制容器，不小于3mm；b）高合金钢制容器，一般不小于2mm。3.2.8.2 厚度附加量(1)腐蚀裕量 为防止容器元件在运行过程中由于腐蚀、机械磨损而导致厚度减薄，设计者应考虑实际情况和可能的失效模式规定容器元件的腐蚀裕量，具体规定如下：,GB150.1压力容器 通用要求,a)对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量；b)容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量；c)介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量不小于1 mm，(2)钢材厚度负偏差 在选取钢板或钢管的厚度负偏差时，应按相应钢材标准的规定选取。当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6时，钢材厚度负偏差可忽略不计。(3)加工裕量；一般由制造厂考虑。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.9 焊接接头型式和焊接接头系数3.2.9.1 焊接接头分类 GB150规定容器受压元件之间的焊接接头分为A、B、C，D四类，如图2所示。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.9.2 焊接接头系数3.2.10 压力试验要求3.2.10.1 内压容器的耐压试验 内压容器的耐压试验包括液压试验、气压试验和气液组合试验，其试验压力的最小值规定如下：a)液压试验：b)气压试验或气液组合试验：容器铭牌上规定有最高允许工作压力时，公式中应以最高允许工作压力代 替设计压力。,GB150.1压力容器 通用要求,3.2.10.2 外压容器以内压进行耐压试验，试验压力按如下规定：a)液压试验：b)气压试验或气液组合试验：3.2.10.3 多腔压力容器的压力试验（GB150.1-2011中4.6.1.7）应注意校核相邻两腔之间受压元件的强度刚度和稳定性；图样上应注明最大允许压差；可以提高某腔的试验压力（如换热器管板），应校核其强度。3.2.10.4 耐压试验的免除（GB150.1-2011中4.6.4）3.2.10.5 泄漏试验种类有、氨捡漏、卤素捡漏和氦捡漏试验；介质毒性程度为极度、高度危害以及不允许微量泄漏的容器；在耐压试验合格后进行，试验介质和试验要求应在图面上注明；气密性试验压力等于设计压力。,GB150.1压力容器 通用要求,3.3 其他要求 a)附录C以验证性爆破试验确定容器设计压力，规定了采用验证性实验分析，如实验应力分析、验证性液压试验的原则要求;b)附录D对比经验设汁方法，规定了利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计的原则 要求；c)附录E局部结构应力分析和评定，规定了局部结构采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定的原则要求。,GB150.1压力容器 通用要求,4 GB1502011的主要变化 相对于GB150一1998钢制压力容器，GB1502011压力容器系列标准有如下主要变化：4.1 增加了标准引言，说明标准的性质和使用方法（GB150.1-2011）4.2 扩大了标准适用范围：1）通过标准引用方式，将特定结构容器管壳式换热器、钢制球形储罐、卧式容器和塔式容器以及铝、钛、铜、镍及镍合金、锆有色金属制压力容器和特殊结构压力容器纳入标准范围；2）规定了在满足本标准的前提下处理超标准范围的设计方法：对不能按GB150.3确定结构尺寸的容器或受压元件，可以按一下方式进行设计（详见GB150.1-2011中4.1.6规定）：a）验证性实验分析法；b）对比经验设计法；c）（局部结构）应力分析法；,GB150.1压力容器 通用要求,3)扩大了标准的设计温度适用范围：对于GB150中的所有材料，在-269900设计温度范围内均可选择到适用材料；GB150.2-2011对钢材的使用范围为-253800,其低温范围扩展到液氢的设汁温度-253,高温范围为设计温度800（S31008）；GB150.1-2011的最低设计温度-269是铝和铝合金压力容器的设计温度最低值；900是镍铁铬合金之压力容器设计温度上限。由于GB150.1-2011引用了有色金属制压力容器标准而将这些标准纳入GB150的范畴，所以GB150-2011的温度范围包含了这些标准的使用范围。4.3增大了标准规定的材料选择范围、更新了材料的各项性能，使得材料的应用更加科学化（GB150.2-2011）：复合板增加了镍-钢、钛-钢和铜-钢3个标准；碳素钢和低合金钢钢材（钢板、钢管和锻件）的冲击功最低值按TSG R004的规定提高了指标；按TSG R004所规定得安全系数重新确定了钢板、钢管和锻件的许用应力；,GB150.1压力容器 通用要求,增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板钢号(7个低合金钢钢板、6个高合金钢板)；提高了碳素钢和低合金钢钢板的超声波检测要求、将钢板的使用温度下限值作了详细的规定，与关于固定式压力容器安全技术监察规程的实施意见（质检特函201086号）附件1“相关技术措施”相符。增加了钢管钢号2个低合金钢管、2个奥氏体型高合金俐无缝钢管，4个奥氏体-铁素体型高合金钢无缝钢管、5个奥氏体型高合金钢和3个奥氏体-铁素体型钢号焊接钢管；列入了用钢棒加工的接管，并作了相关规定；增加了锻件钢号4个低合金钢钢锻件、4个奥氏体型高合合钢钢锻件、2个奥氏体-铁素体型高合金钢钢锻件；螺柱(含螺栓)用钢棒中调整了35CrMoA和40CrNiMoA低温用螺柱的最低冲击试验温度，提高了30CrMoA、35CrMoA和40CrNiMoA螺柱最低冲击功指标，增加了S31008高温用高合金钢螺柱和应变强化处理的S30408低温用高合金钢螺柱；增加了4个低合金钢钢板和2个低合金钢管的技术要求。列出了新增钢号的相关性能数据参考值。,GB150.1压力容器 通用要求,4.4 修改了容器建造参与方的资格和职责要求（GB150.1-2011）。压力容器建造的定义：压力容器建造的定义，应与特种设备安全监察条例（2009修订版）中第三条“特种设备的生产”相符，即特种设备的设计、制造、安装、改造、维修。在GB150-2011中为压力容器的设计、制造（安装、改造、维修）、检验和验收。a)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（GB150.1-2011中4.2.2.1）；b)规定了设计文件应包含风险评估报告以及设计文件保存时间为容器的设计使用年限（GB150.1-2011中4.2.2.2）；c)规定了制造单位在建造过程中依据质量计划实施建造的要求，以及制造资料保存时间为容器的设计使用年限（GB150.1-2011中4.2.2.3）；d)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（GB150.1-2011附录C中C2.3）。,GB150.1压力容器 通用要求,4.5 修订了确定材料许用应力的安全系数：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；对奥氏体钢允许采用Rpl.0确定许用应力。,GB150.1压力容器 通用要求,4.6 增加或优化若干设计方法，如：1)增加基于分析设计的筒体径向平齐接管的补强设计方法(开孔率适用范围，可达0.9)；2)增加钢带错绕筒体设计方法；3)增加偏心锥壳；4)低压平封头等元件的设计计算方法；5)增加整体法兰和按整体法兰计算的任意法兰的刚度校核计算要求等；6)调整丁部分平盖的K系数；7)修订了双锥密封结构的设计计算方法，扩大了结构的适用范围等。,GB150.1压力容器 通用要求,4.7 首次引入基于风险的设计理念，在标准中增加了在容器设计阶段进行风险评估的要求和实施细则(附录F)，设计阶段进行风险评估的目的如下：全面分析压力容器在建造和使用过程中可能出现的失效模式，提出防止这些失效的方法和措施，保证压力容器在使用条件下的本质安全；依据风险工程的理论，系统评价风险的水平，采取必要的措施，将风险控制在可以接受的水平；,GB150.1压力容器 通用要求,告诉压力容器的最终用户，说明容器可能出现的破坏形式，以及当发生破坏时应该采取的措施，便于制定合适的应急预案；提供足够的信息，保证容器的安全使用。压力容器的用户分为两种类型：(1)成套装置的设备管理者：对工艺流程非常清楚，对装置中的介质危害程度和事故处理有相当的了解；(2)一般的容器使用者：对介质特性和事故处理没有经验。,GB150.1压力容器 通用要求,4.7.1 压力容器设计的可靠性4.7.2 压力容器设计中需要考虑的失效模式 我国正在制定的承压设备损伤模式判别标准审查稿中列出了承压设备需要考虑的损伤模式和失效机理，将我国承压设备的损伤模式和失效机理分为四大类：第1类：腐蚀减薄；第2类：环境开裂；第3类：组织劣化；第4类：机械损伤。,GB150.1压力容器 通用要求,这些技术内容可以为设计者在编制风险评估报告时提供参考：(1)该损伤模式的定义描述；(2)该损伤模式的机理、表象、形态或者典型图谱；(3)容易产生该损伤模式的敏感材料；(4)影响该损伤模式的主要因素；(5)容易发生该损伤模式的主要装置和典型设备；(6)预防该损伤模式的建议措施；(7)该损伤模式的监测、检测方法；(8)与该损伤模式相关或伴随的其他损伤模式。,GB150.1压力容器 通用要求,4.7.3 风险评估报告的内容 在标准中应该给设计者一个规范化的风险评价系统，评价报告的内容如下：(1)所设计的压力容器的基本设计参数：压力、温度、材料、介质和外载荷等；(2)主要操作条件工况的描述；(3)设计者应该列出所有在设计工况条件下有可能发生的危害，如：爆炸、泄漏、破损、变形等；(4)对于标准已经有规定的失效模式，说明采用标准的条款；,GB150.1压力容器 通用要求,(5)对于标准没有规定的失效模式和计算方法，说明设计中关于载荷和相应的安全系数的考虑；(6)介质的性质，对少量泄漏、大量涌出和爆炸状况下如何处置的措施；(7)根据周围人员的可能伤及情况，规定合适的人员防护设备；(8)风险控制不仅仅涉及使用中的失效模式，同时也包括在建造过程中的起吊、运愉、安装、操作、检验以及维修等。,GB150.1压力容器 通用要求,4.7.4 其他的信息 包括容器的使用说明、维修和改造中的注意事项，风险评估报告的日期签署、校核方式与设计图纸一致。目前国际上的技术标准中把设计阶段的风险评估分为三个部分：危害识别、风险评估和风险控制，其系统的标准和行业规定的风险可接受准则都已经相当完备，可以支撑设计阶段风险评估工作的实施。我国的设计阶段风险评估主要针对危害识别和风险控制，主要的目的就是提高设计工作的可靠 性。,GB150.1压力容器 通用要求,4.8 通过对1992年至2008年间国内外数千起压力容器事故的统计、调研和原因分析，确定了影响压力容器本质安全的若干因素，提出了以失效模式为基础的压力容器设计理念。4.9 增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则。a)增加附录C，以验证性爆破试验确定容器设计压力；b)增加附录D，对比经验设计方法；c)增加附录E，局部结构应力分析和评定。,GB150.1压力容器 通用要求,4.10 修改了压力试验的相关要求 1)增加了气、液组合试验方法；2)完善了温度补偿方法；3)增加了泄漏试验的方法；4)增加了免除耐压试验的条件。4.11 重新界定了低温容器的定义（GB150.1-2011中3.1.15）1)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；2)设计温度低于-196的奥氏体不锈钢制容器。按GB150.2-2011中4.2.6规定，双相不锈钢（使用温度下限为-20）和铁素体不锈钢（使用温度下限为0）；,GB150.1压力容器 通用要求,4.12经验化的疲劳设计（GB150.1-2011中4.3.1条）对于有成功使用经验的承受循环载荷的容器，经设计单位技术负责人批准，可按本标准进行设计，并按JB 4732附录C补充疲劳分析和评定，同时满足其相关制造要求。理解:1）符合JB 4732“疲劳分析的免除”条件的承受循环载荷的容器，完全按GB150进行常规设计，但应满足JB 4732“疲劳分析的免除”的条件的规定和注意事项；2）不符合JB 4732“疲劳分析的免除”条件的承受循环载荷的容器（属于超出GB150的范畴），但有按GB150进行常规设计的成功使用经验。属于对比经验设计方法，按GB150.1-2011附录D（和附录E）执行。即总体结构（壳体壁厚）按GB150进行设计，局部（不连续处）按JB 4732附录C补充疲劳分析和评定内容。3）上述疲劳分析和评定步骤、规则按JB 4732规定，但材料的设计应力强度值（Sm）取GB150的许用应力值，制造要求满足JB 4732附录C要求；4）设计单位和设计人员不要求具备分析设计资格证书。,GB150.1压力容器 通用要求,4.13 增加了标准的符合性声明及修订要求（GB150.1-2011附录 A）4.13.1 标准的符合性声明符合中国的安全技术规范TSG R0004固定式压力容器安全技术监察规程的相应规定；4.13.2 标准的修订采用提案审查制度。,GB150.1压力容器 通用要求,4.14 修订了超压泄放装置的技术内容 在整体结构的修订方面，附录B共分10节，原B3符号一节取消，对于需用到的符号在相关计算公式中给予说明。增设B8泄放装置泄放面积计算，并将安全阀与爆破片的计算公式统一。其余各节仍保留，仅顺序有所调整。国际标准和GB150的引用标准均为爆破片安全装置(Bursting disc safety devices)，为与ISO4126 及GB567保持致，爆破片装置统一改称为“爆破片安全装置(Bursting