GB150-2011《压力容器》课件.ppt
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- 压力容器 GB150 2011 课件
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1、12前前 言言l 压力容器需要满足的基本要求:压力容器需要满足的基本要求:总体要求总体要求 满足使用条件满足使用条件,保证安全可靠,尽量做到经济合理。保证安全可靠,尽量做到经济合理。实现功能性,保证安全性,改善经济性实现功能性,保证安全性,改善经济性 具体要求具体要求1.对设备的操作条件和载荷进行正确的估计;对设备的操作条件和载荷进行正确的估计;2.对容器元件的的总体应力、局部应力和温差应力,以及可能对容器元件的的总体应力、局部应力和温差应力,以及可能产生的失效形式等进行全面分析和评估产生的失效形式等进行全面分析和评估,并采用不同的设计方法;并采用不同的设计方法;3.根据容器的操作条件和作用,
2、正确选择材料和合理的结构设根据容器的操作条件和作用,正确选择材料和合理的结构设计;计;4.必须遵守我国的有关标准、规范和制造技术条件;对于重要必须遵守我国的有关标准、规范和制造技术条件;对于重要容器,还应进行全面的技术经济分析。容器,还应进行全面的技术经济分析。3前前 言言 压力容器压力容器设计设计要考虑要考虑 一、有足够的一、有足够的强度强度 容器壳体及附件必须具有足够的强度来承受工作容器壳体及附件必须具有足够的强度来承受工作载荷。设计时要尽可能地使零部件达到等强度。载荷。设计时要尽可能地使零部件达到等强度。二、有足够的二、有足够的刚度刚度 三、有合理的设计使用三、有合理的设计使用寿命寿命
3、四、有合理的四、有合理的结构结构 压力容器的结构,要在满足工艺要求的同时,满压力容器的结构,要在满足工艺要求的同时,满足足制造、检验、运输、安装、操作和检修制造、检验、运输、安装、操作和检修的要求。的要求。p 为此国家制定了为此国家制定了,对设计、,对设计、制造、检验和验收作了规定要求,使我们这些与此有制造、检验和验收作了规定要求,使我们这些与此有关的责任人的产品达到设计数据和设计计算正确;结关的责任人的产品达到设计数据和设计计算正确;结构设计和技术要求合理。构设计和技术要求合理。4一一.压力容器设计主要特点压力容器设计主要特点1.1.压力容器设计一般包括结构设计压力容器设计一般包括结构设计(
4、选择选择)、设计计算与材料选择。设计计算与材料选择。其中结构是设计计算其中结构是设计计算的基础,即根据各类承压零部件不同的结构、的基础,即根据各类承压零部件不同的结构、形状形状,分别进行设计计算分别进行设计计算。5一一.压力容器设计主要特点压力容器设计主要特点2.2.压力容器设计计算一般要解决如下三类问题压力容器设计计算一般要解决如下三类问题:2.1 2.1 强度强度-在外界压力作用下不允许产生塑性在外界压力作用下不允许产生塑性(永久永久)变变形形,是涉及安全的主要问题是涉及安全的主要问题,如筒体、封头等;如筒体、封头等;2.2 2.2 刚性刚性-在外力作用(制造、运输、安装与使用)下在外力作
5、用(制造、运输、安装与使用)下产生不允许的弹性变形,如法兰(密封)、管板等;产生不允许的弹性变形,如法兰(密封)、管板等;2.3 2.3 稳定性稳定性-在外力作用下防止突然失去原有形状的稳在外力作用下防止突然失去原有形状的稳 定性,如外压及真空容器。定性,如外压及真空容器。6二二.压力容器制造的主要特点压力容器制造的主要特点 1.1.依各类承压零部件不同的结构、依各类承压零部件不同的结构、形状形状,采用不同加工方法分别制造采用不同加工方法分别制造,然后通过多种方法然后通过多种方法(焊接、法兰螺焊接、法兰螺栓、螺纹栓、螺纹)连接在一起连接在一起,构成一台完构成一台完整的容器整的容器,其中焊接是主
6、要方法其中焊接是主要方法。7二二.压力容器制造的主要特点压力容器制造的主要特点 2.2.在制造的全过程中要采用多种冷、热加工在制造的全过程中要采用多种冷、热加工方法方法,其中热加工其中热加工(焊接、热处理、热成形焊接、热处理、热成形)以其技术的复杂性、质量要求的多样性以及以其技术的复杂性、质量要求的多样性以及质量检验的难度质量检验的难度,成为影响产品安全运行的成为影响产品安全运行的关键。关键。8三三.压力容器产品质量的主要特点压力容器产品质量的主要特点 压力容器产品的质量主要是安全要求压力容器产品的质量主要是安全要求,而非性能要求而非性能要求,因此采取严格的市场准入因此采取严格的市场准入(单单
7、位、人员位、人员)制度制度,以及全过程以及全过程 (设计、制造、设计、制造、使用使用)质量控制区。质量控制区。9四四.特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例v按特种设备安全监察条例按特种设备安全监察条例中华人民共和国国务院令第中华人民共和国国务院令第549号第九十九条号第九十九条:(一)锅炉,是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备,其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉;有机热载体锅炉。(二)(二)压力容器(含气瓶)压力容器(含气瓶),是指盛装气
8、体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压),且压力与容积的乘积大于(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于或者等于1.0MPaL的气体、液化
9、气体和标准沸点等于或者低于的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶;氧舱等。液体的气瓶;氧舱等。(三)压力管道,是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。(四)电梯,是指动力驱动,利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级(踏步),进行升降或者平行运送人、货物的机电设备,包括载人(货)电梯、自动扶梯、自动人行道等。(五)起重机械,是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备
10、,其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。(六)客运索道,是指动力驱动,利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备,包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。(七)大型游乐设施,是指用于经营目的,承载乘客游乐的设施,其范围规定为设计最大运行线速度大于或者等于2ms,或者运行高度距地面高于或者等于2m的载人大型游乐设施。(八)场(厂)内专用机动车辆,是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。特种设备包括其所用的材料、附属的安全附件、安全保护
11、装置和与安全保护装置相关的特种设备包括其所用的材料、附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。设施。10四四.压力容器压力管道设计许可规则压力容器压力管道设计许可规则 附件附件A 压力容器设计许可级别压力容器设计许可级别n nA1A级级(1)A1级,指超高压容器、高压容器(注明单层级,指超高压容器、高压容器(注明单层、多层、多层););(2)A2级,指第三类低、中压容器;级,指第三类低、中压容器;(3)A3级,指球形储罐级,指球形储罐;(4)A4级,指非金属压力容器。级,指非金属压力容器。n nA2 C级级(1)C1级,指铁路罐车;级,指铁路罐车;(2)C2级,指汽车罐车、长管拖
12、车;级,指汽车罐车、长管拖车;(3)C3级,指罐式集装箱。级,指罐式集装箱。n nA3D级级 (1)D1级,指第一类压力容器;级,指第一类压力容器;(2)D2级,指第二类压力容器级,指第二类压力容器。n nA4 SAD级级指压力容器应力分析设计。指压力容器应力分析设计。注:不属于压力容器安全技术监察规程、超高压容器安全技术监察规程注:不属于压力容器安全技术监察规程、超高压容器安全技术监察规程范围的压力容器,其设计单位至少应当取得压力容器范围的压力容器,其设计单位至少应当取得压力容器A级、级、C级或级或D级中任一级级中任一级别的许可。别的许可。11四四.固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容
13、器安全技术监察规程 TSG R0004-2009容规附件容规附件A *记忆诀窍记忆诀窍 压力容器的设计压力划分为四个等级压力容器的设计压力划分为四个等级:低压低压(L)(L):0.1MPaP 1.6MPa;中压中压(M)(M):1.6MPaP10MPa;高压高压(H)(H):10MPaP100MPa;超高压超高压(U)(U):P100MPa。12五五.GB150.GB150与容规的适用范围的差异与容规的适用范围的差异GB150GB150与容规的适用范围关于与容规的适用范围关于压力限定压力限定的差异的差异 容规的适用范围对压力的限定是:容规的适用范围对压力的限定是:最高工作压最高工作压力力大于等
14、于大于等于0.1MPa,而小于而小于100MPa;GB150的适用范围对压力的限定是:的适用范围对压力的限定是:设计压力设计压力大大于等于于等于0.1MPa,而而小于小于等于等于35MPa,以及设计压力以及设计压力小小于于等于等于0.02MPa。TSG R0004-2009TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0002-2005TSG R0002-2005 低压低压 中压中压 高压高压 超高压超高压 0.1 1.6 10 1000.1 1.6 10 100MPa -。-。-。-*-*-。-*-0.1 -0.1 -0.02-0.02
15、0.10.1 3535MPa 100100MPa外压容器外压容器 真空容器真空容器 常压容器常压容器 压力容器压力容器 分析设计标准分析设计标准 GB150 JB4735 GB150 JB4732 基于第基于第强度理论强度理论 第第强度理论强度理论 第第强度理论强度理论 13五五.GB150GB150与容规的适用范围的差异与容规的适用范围的差异 GB150GB150与与 容规的适用范围关于容规的适用范围关于介介质限定质限定的差异的差异的适用范围对介质的限定是:的适用范围对介质的限定是:气体、气体、液化气体、液化气体、介质最高工作温度高于或者等于其标准沸介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液
16、体;点的液体;GB150 GB150的适用范围的适用范围对介质没有限定对介质没有限定。14五五.GB150GB150与容规的适用范围的差异与容规的适用范围的差异 GB150GB150与容规的与容规的适用形式适用形式上的差异上的差异的适用形式的限定是:的适用形式的限定是:固定式固定式压力压力容器容器 TSG R0004TSG R0004 TSG R0001 TSG R0001 非金属压力容器安全技术监察规程非金属压力容器安全技术监察规程 TSG R0002 TSG R0002 超高压容器安全技术监察规程超高压容器安全技术监察规程 TSG R0003 TSG R0003 简单压力容器安全技术监察规
17、程简单压力容器安全技术监察规程 TSG R0005 TSG R0005 移动式压力容器安全技术监察规程移动式压力容器安全技术监察规程 GB150 GB150的适用范围的适用范围对形式没有限定对形式没有限定。15六六.GB150压力容器压力容器 GB150是一本人手一册的工具是一本人手一册的工具书,我们每个人要熟练运用!书,我们每个人要熟练运用!下面请各位下面请各位 GB150.1GB150.4-2011压力容器作为我国压力容器建造的基础标准替代了原GB150-1998钢制压力容器。2012.3.1实施16六六.GB150压力容器压力容器 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
18、基于失效模式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技术;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;4.谋求要求本国产品在国际贸易中的国家竞争力。17六六.GB150压力容器压力容器(一)标准的结构 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18六六.GB150压力容器压力容器 这种编排方式在组合使用(包括GB150以外的)时对设计人员提出了更高的要求。如:GB150.1
19、的1.3.2钢制容器不得超过按GB150.2中列入材料的允许使用温度范围;GB150.1的1.4.1本标准适用钢制容器的结构形式按本部分以及GB150.2-GB150.4的相应规定;GB150.1的4.1.4固定式压力容器安全技术监察规程管辖范围内的压力容器设计应接受特种设备安全监察机构的监察;GB150.1的4.1.6对不能按GB150.3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:附录C、D、E(而这些都要按容规1.9不符合本规程时的特殊处理规定报国家质量监督检疫总局(简称国家质检总局),由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审)19六六.GB150压力容器压力
20、容器(二)标准的内容 1)GB150.1压力容器第1部分:通用要求 本标准的第第1部分由四章正文和六个规范性附录构成部分由四章正文和六个规范性附录构成。四章正文的内容分别是:范围、规范性引用文件、名词术语与符号和通用要求:六个规范性附录分别是:附录A标准的符合性声明及修订、附录B超压泄放装置、附录C以验证性爆破试验确定容器设计压力、附录D对比经验设计方法、附录E局部结构应力分析和评定和附录F风险评估报告。20六六.GB150压力容器压力容器 GB150.1压力容器-通用要求代替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),主要技术变化如下:扩大了标准的使用范围
21、,使用各种金属材料制压力容器;修订了确定许用应力的安全系数;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;增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则;增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则。21六六.GB150压力容器压力容器 2)GB150.2压力容器第2部分:材料 第第2部分由七章正文、二个规范性附录和二个资料部分由七章正文、二个规范性附录和二个资料性附录构成性附录构成。七章正文的内容分别是:范围、规范性引用文件、总则、钢板、钢管、钢锻件、螺柱(含螺栓)和螺母用钢棒;二个规范性附录分别是:附录A材料的补充规定和附录DQ235系列钢板的使用规定;二个资料附录分别是:
22、附录B钢材高温性能参考值和附录C高合金钢钢号近似对照。22六六.GB150压力容器压力容器 GB150.2压力容器-材料代替GB150-1998的材料部分(第4章、附录A、附录F和附录H),主要变动内容如下:引用文件中的钢材标准全部进行了更新;碳素钢和低合金钢钢材的冲击功最低值按TSG R0004的规定提高了指标;按TSG R0004所规定的安全系数重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力。23六六.GB150压力容器压力容器 3)GB150.3压力容器第3部分:设计 本标准的第第3部分由由七章正文、三个规范性附录部分由由七章正文、三个规范性附录和二个资料性附录构成和二个资料性附录构成。七章正文
23、的内容分别是:范围、规范性引用文件、内压圆筒和内压球壳、外压圆筒和外压球壳、封头、开孔与开孔补强、法兰;(圆筒径向接管开孔补强设计的分析法)三个规范性附录分别是:附录A非圆形截面容器、附录B钢带错绕筒体和附录E关于低温压力容器的基本设计要求:二个资料性附件分别是:附录C密封结构和附录D焊接接头结构。24六六.GB150压力容器压力容器 GB150.3压力容器-设计在GB1501998第5章至第9章、附录C、附录D、附录G和附录J的基础上进行修订编制。主要变化如下:内压圆筒和内压球壳,增加了按外径进行壁厚设计计算的相应公式;修订了外压曲线图;增加了对应于高强度材料的外压曲线,增加了相对的应力系数
24、B曲线图选用表;增加了偏心锥壳、低压折边平封头、带筋平封头和拉撑结构的设计计算方法;调整了部分平盖的结构特征系数K;增加了使用于平封头与筒体全焊透连接结构的塑性分析设计方法;增加了IR0.002时,球冠形封头与锥壳的设计方法。25六六.GB150压力容器压力容器 4)GB150.4压力容器第压力容器第4部分:部分:制造、检验和验收制造、检验和验收 本标准的第第4部分由十三章正文构成部分由十三章正文构成。十三章正文的内容分别是:范围、规范性引用文件、名词术语、总则、材料复验与标志移植、加工成型与组装、焊接、热处理、试件、无损检测、耐压试验和泄露试验、多层容器和容器出厂要求。26六六.GB150压
25、力容器压力容器 GB150.4压力容器-制造、检验和验收代替GB150-1998钢制压力容器中的第10章和附录C的部分内容,主要技术内容变化如下:主要内容与TSG R0004完全协调一致;将容器焊接接头分类的规定移至GB150.1并增加E类接头;增加了多层整体包扎和钢带错绕压力容器的制造、检验与验收要求;修改了容器出厂质量证明文件所包含的内容,增加了应提供的文件。27六六.GB150.1压力容器压力容器 第第1部分:通用要求部分:通用要求 标准适用参数适用范围1.2设计压力的使用范围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。28六六.GB150.1压力
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