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GB150.1-2011《压力容器.通用要求》-新GB150宣贯教材


GB150.1-2011

《压力容器 第1部分:通用要求》

郑州大学: 王 三 保 电 话: 0371-63887306 Email:

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GB150.1《压力容器 通用要求》
压力容器

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: [) 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箅机技术应用

第1部分:通用要求

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,实现技术标准和安个法规的协调 一致,包容其他国家的技术要求,体现综合建造能力; 4) 谋求提高本国产在国际贸易中的国家竞争力。

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找国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 第二时期:改革开放初期 第三时期: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;

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法兰的设计计算
?增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意式法兰的刚度校核 计算要求; ?增加了波齿垫片设计选用要求。 原标准中附录C“低温压力容器”内容调整为本部分的附录E。 附录D、附录G和附录J内容纳入本部分的附录A、附录C和附录

D。
主要调整变化为: ?增加了附录B“钢带错绕筒体设计”; ?附录C扩大了双锥密封的适用范围; ?附录D焊接结构根据实际情况进行了整理和调整。

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2 修订过程和修订原则
2.1 修订过程 2.2 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; ● 区域性; ● 相容性;

● 贸易性;
● 经济性。

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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

2.2.7 便于修订原则
2.2.8 标准的各方参与原则

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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 150—2011《压力容器》是—系列标准的组合,规定了压力 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; ——6B 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。

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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 力分析评定和附录F(规范性附录)风险评估报告。

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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。

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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 (2)设计温度适用范围: 3.2.1.2 结构形式适用范围 3.2.1.3 标准管辖区域适用范围

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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,

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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,表1给出了世界各国标
准中所考虑的载荷条件对比分析:

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(1)以失效模式为依据的设计方法
ISO 16528[5]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。

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第一大类:短期失效模式(Short term failure modes):
● 脆性断裂(Brittle fracture); ● 韧性断裂(Ductile rupture); ● 超量变形引起的接头泄露(Leakage at joints due to excessive deformations);

● 超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂(Crack
formation Or ductile tearing due to excessive local strains) ; ● 弹性、塑性或弹塑性失稳(垮塌)(Instability-elastic, plastic or elastic-plastic):,

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第二大类:长期失效模式(Long term failure modes) ● 蠕变断裂(Creep Rupture);

● 蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传
递(Creep-excessive deformations at mechanical joints or resulting in unacceptable transfer of load): ● 蠕变失稳(Creep instability) ● 冲蚀、腐蚀(Erosion,corrosion);

● 环境助长开裂如:应力腐蚀开裂、氢致开裂
(Environmentally assisted cracking e.g. stress corrosion cracking,hydrogen induced cracking,etc)。

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第三大类:循环失效模式(Cyclic failure modes):
● 扩展性塑性变形 Progressive plastic deformation; ● 交替塑性 Alternating plasticity; ● 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) Fatigue under elastic strains (medium and high cycle fatigue)or under elasticplasticstrains(low cycle fatigue); ● 环境助长疲劳Environmentally assisted fhtigue

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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(Brittle fracture);,

● 韧性断裂(Ductile rupture);
● 接头泄露(Leakage at joints);

● 弹性或塑性失稳(Elasti co rplastic instability)


● 蠕变断裂(Creep rupture)。

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(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(Brittle fracture):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(Ductile rupture):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;

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c) 接头泄露(Leakage at joints):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(Elastic or plastic instability):通 过外压结构设计方法防止整箍体失稳;通过局部应力分析 和评定,控制局部塑性失稳; e) 蠕变断裂(Creep rupture):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。

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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; 2、塑性失效准则;

3、爆破失效准则。
爆破失效准则在超高压容器设计中得到了应用。按 爆破失效准则计算圆筒体爆破压力的计算方法中以福贝 尔公式最为典型,即为: 2

? s' pb ? ? s' (2 ? ' ) ln K ?b 3

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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: 第一强度理论: 基于该理论的强度条件可表示为:

σ1≤[σ]
第二强度理论:又称最大拉应变理论: 第三强度理论:又称最大剪应力理论。强度条件即为 : σ1-σ3≤[σ]目前我国的JB 4732标准,2007年以前的ASME 、Ⅷ—div2篇等采用了该强度理论作为强度计算的依据。

第四强度理论:又称剪切变形能理论或歪形能理沦(亦
有称畸变能理论)。

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新规范在弹塑性分析中明确规定要采用
Mises屈服条件。与此相统一,弹性应力分析的

控制参数也改为米赛斯等效应力,而且弹塑性
分析中的应变参数也选为米赛斯等效应变。

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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;

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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

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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 150—2011 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。

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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。

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3.2.4.4 疲劳失效的安全系数 JB 4732—1995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。

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(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。

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3.2.5 建造参与各方的资格与职责
3.2.5.1 用户的职责

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

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3.2.6.1 压力 pressure
(1)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 。 (2)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—
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; calculation prcssure 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;

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(4)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。 (5)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

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3.2.6.2 温度 temperature (1)设计温度 design temperature 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 test temperature
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 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。

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3.2.6.3 厚度 (1)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。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 design thickness 计算厚度与腐蚀裕量之和。 (3)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。

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(4)有效厚度 effective thickness 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 mpnpmum required fabrication

thickness:
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。

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3.2.7 载荷考虑
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 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:

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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;

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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。

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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:

[? ] pT ? 1.25 p [? ]t

b)’气压试验或气液组合试验:

[? ] pT ? 1.1 p t [? ]

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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:

pT ? 1.25 p
pT ? 1.1 p

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 3.2.10.5 耐压试验的免除 3.2.10.6 泄漏试验

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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 GB150—2011的主要变化
相对于GB150一1998《钢制压力容器》, GB150—2011《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


4.2 扩大了标准适用范围:

1) 通过标准引用方式,将有色金属制压力容
器和特殊结构压力容器纳入标准范围; 2) 扩大了标准的设计温度适用范围:

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● 对于GB150中的所有材料,在-269℃~900℃设计温 度范围内均可选择到适用材料; ● 对于钢材的低温范围扩展到液氢的设汁温度-253℃ 。 3) 增大了标准规定的材料选择范围: ● 增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板 钢号(6个低合金钢钢板、6个高合金钢板); ● 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) ; ● 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)(S31008高温用高合金钢螺柱应变强化

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4.3 修改了容器建造参与方的资格和职责要求。 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; b) 规定了设计文件的保存时间; 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; 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。

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4.4 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。

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4.5 更新了材料的各项性能,使得材料的应用更加科学化。如: 1) 提高了钢材(钢板、钢管和钢锻件)的冲击功指标;

2) 重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力;
3) 细化钢板的使用温度下限规定; 4) 增加或更新若干经过行业验证的压力容器专用钢板、钢管、 锻件、螺柱; 5) 更新了材料的各项性能,使得材料的应用更加科学化;

6) 增加了4个钢号钢板、2个钢号钢管的技术要求;
7) 列出了新增钢号的相关性能数据参考值。

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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。

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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:
①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; ②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;

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③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; ④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。

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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。

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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。

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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;

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(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。

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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—政。

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 行业规定的风险可按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。

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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。

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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。

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4.11 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

钢和铁索体不锈钢制容器,以及设计温度低于-196℃的
奥氏体不锈钢制容器。

4.12
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。

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4.13 增加了标准的符合性声明及修订要求 4.13.1 标准的符合性声明 4.13.2 标准的修订采用提案审查制度。

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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 disc

safety devices〕,以突出其对压力容器的安全保护特性。

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4.14.1 范围的调整 B.1.2修改为“本附录适用容器上的泄放装置,包 括安全阀、爆破片安全装置、安全阀与爆破片安全 装置的组合装置,安装在容器连接管线上的泄放装 置可参照本附录”,即增加了“安装在容器连接管 线上的泄放装置可参照本附录”;

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4.14.2 关于定义的修改
1) 取消最高允许工作压力定义,该术语已经在GBl50.1的 正文中定义; 2) 设计爆破压力、制造范围定义与GB567—致; 3) 安全阀开启压力改为整定压力,以和《固定式压力容

器安全技术监察规程》相一致;
4) 标定爆破压力定义为:标注在爆破片铭牌上的爆破压 力值。可能是在规定的设计(或许可试验)爆破温度下,同一 批次爆破片抽样爆破试验时,实测爆破压力的算术平均值, 也可能是设计爆破压力值(制造范围为零时);

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这主要是考虑到目前关于制造范围存在以下两种情况:

● 欧洲国家(ISO4126)习惯上不采用制造范围,所以设计爆
破压力就是标定爆破压力: ● 美国(ASME)则采用制造范围、在规定的制造范围内的任 何一个压力都可以是标定爆破压力。 上述两种计设计方法在我国实际上都采用,为方便叙述起 见,把两种设计方法同时兼顾,并在表B.2中加入“正拱形爆 破片零制造范围”一项。 5) 最低标定爆破压力定义为设计爆破压力与制造范围下

限的代数和,与98版有所不同、按98版定义,最低标定爆破
压力即为设计爆破压力,这与其术语名称不符。

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4.14.3 —般规定

(一)泄放装置的动作压力及容器超压限度
B.3.2包含的三条内容(见B.3.2.1、B.3.2.2和B,3.2.3)来源于 ASMEⅧ-1篇(2007版)UG-12和UG-134节。 根据ASMEⅧ-1(2007版),原B.4.2.3修改成为B.3.2.3,修改后 包含以下三层含义:

(1)若符合B.3.2.1条件的泄放装置,能同时满是火灾要求的泄
放能力,则该泄放装置也同时具有防止火灾的作用,而不需 要专门设置防火灾辅助泄放装置。装置动作压力不大于设计 压力;

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(2)若符合B.3.2.2条件的泄放装置,能同时满足火灾要求的

泄放能力,则该泄放置装置也同时具有防止火灾的作用,而
不需要专门设置防火灾辅助泄放装置。装置动作压力仍维持 在B.3.2.2水平; (3)若符合B.3.2.1条件的泄放装置或符合B.3.2.2条件的泄放装 置,不能同时满足火灾要求的泄放能力,则需要另外安装防 火灾的辅助泄放装置,且辅助泄放装置的动作压力只要控制 在设计压力的1.1倍之内即可。

以上描述,可归结为表2泄放装置动作压力和超压限度的限制。

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表2 泄放装置动作压力和超压限度的限制
单个泄放装置 工况条件 第一个泄放装置 最大动作压力 100 超压限度 10 多个泄放装置 100 100 16 16

非火 灾事 故

附加泄放装置 第一个泄放装置

100

16

100

21

100 105

21 21 21*

火灾 事故

附加泄放装置 辅助泄放装置 100* 21*

100*

1. 表中数值为设计压力的百分数; 2. 当单个泄放装置或多个泄放装置不能满足火灾工况时,才需要安装辅助泄放装置,即 表中*部分为视具体情况确定是否设置。

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同时需要说明的是,在1998年版上,关于安装 多个泄放装置(B.4.2.2)和安装防火灾辅助泄放装置 (B.4.2.3)时,对容器超压限度分别规定不大于设计 压力的12%和16%。本版在编写这部分内容时,作 出了更改,关于安装多个泄放装置(B.3.2.2)和安装 防火灾辅助泄放装置(B.3.2.3)时,对容器超压限度 分别规定为不大于设计压力的16%和21%。

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(二)B.3.8、B.3.9增加了两条关于安全阀与爆破片组合装置使用
工况适用条件。 4.14.4 安全阀 安全阀章节中增加了三条关于安全阀适用与不适用工况的条 款,即B.4.1、 B.4.2和B.4.3;同.时为了方便设计人员,在

B.4.6中对安全阀整定压力偏差作出了规定,该条款与GB/
T12241的规定是一致的。 4.14.5 爆破片安全装置 为让设计人员更好地理解B.5.5,对装有爆破片装置的容器 设计压力确定步骤举例如下,并同时以图3来表示爆破片各压

力之间关系。

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图3 爆破片各压力之间关系示意图

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4.14.6 安全阀与爆破片安全装置的组合装置 对于安全阀与爆破片组合装置,增加了两条B.6.1

和B.6.2,主要是对串联组合装置中爆破片及安全阀
的特性要求作出了规定,同时明确组合装置中安全

阀与爆破片之间的腔体应设置排气口、报 警装置
等附件。

4.14.7 容器安全泄放量的计算
关于容器安全泄放量的计算方法与98版完全一致。

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4.14.8 泄放装置泄放面积计算

(一)关于泄放面积的计算公式中泄放系数K的说明
由于98版附录B中安全阀和爆破片泄放面积的计算仅泄放 系数K的取法不同,本次修订中将安全阀和爆破片泄放面积 的计算统一,且所有计算公式均化为最简形式。 98版附录B中在计算爆破片泄放面积时,K统一取为0.62,

过于保守,且未对其适用条件作出说明。因此,对于爆破片
的泄放面积计算作了如下补充规定: 对于爆破片,K为与爆破片装置入口管道形状有关的系数, 可查表B.5确定,但同时应满足a) ~d)条件:

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a) 直接向大气排放;

b) 爆破片安全装置离容器本体的距离不超过8倍管
径;

c) 爆破片安全装置泄放管长度不超过5倍管径;
d) 爆破片安全装置上、下游接管的公称直径不小于

爆破片安全装置的泄放口公称直径。
需要悦明的是,表B.5对K的取值方法与ISO4126-6:

2003是一致的。

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(二)98版附录B对饱和蒸汽泄放而积的计算公式为:
当10MPa<Pd≤22MPa时

WS 229 .2 pd ? 7315 A? ( ) 5.25 Kpd 190 .6 pd ? 6895
现修改力:

当10 MPa<Pd≤22 MPa时

WS 33.2 pd ? 1061 A ? 0.19 ( ) Kpd 27.6 pd ? 1000
括号内的系数相当于是分子分母同时除了一个系数6.895, 液表达形式与ASMEⅧ2007版一致, 98版表达形式为

ASMEⅧ2001版表达形式。

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(三)增加液体介质的泄放面积计算公式 本次修订增加了液体介质的泄放面积计算公式, 并与ISO4126-6:2003保持一致。

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(四)98版泄放面积的计算公式中对于安全阀是采用泄放压力, 而爆破片是采用设计爆破压力, 新版把安全阀和爆破片都 统一采用泄放压力。这一点与ISO4126-6:2003及API520: 2000均是—致的。 4.14.9 泄放装置的设置 原B9.2即“全启式安全阀和反拱形爆破片装置必须装在

气相空间。用于液体的安全阀出口管公称直径至少为
15mm。”取消,这主要是现在已有适合于全液相的反拱型 爆破片安全装置。关于“用于液体的安全阀出门管公称直径 至少为15mm'’这一条款则在B.4.5作了规定。

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5 未来标准的技术发展方向
5.1 充分考虑我国压力容器标准与国际接轨的要求,

逐步实现材料的互认、焊接工艺评定和焊工资格的
互认以及无损检测人员资格和工艺的互认,满足产

品国际流通的要求;
5.2 在科学研究和对欧美国家压力容器标准各项技

术指标充分比对的基础上,汲取我国近十年来在冶
金材料、制造技术、无损检测等方而取得的科技成 果,不断完善标准的技术内容

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5.3 目前确定许用应力的系数的调整只是有关压力 容器钢材部分的局部调整,今后的研究将针对有色 金属、铸铁、按断裂失效模式设计的超高压容器以 及复合材料压力容器。 5.4 研究不同失效模式的设计准则: 经验型的脆性断裂向断裂力学评价转化。

谢谢各位!


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