第一章 压力容器导言 CHAPTER Ⅰ INTRODUCTION OF PRESSURE VESSELS.

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1 第一章 压力容器导言 CHAPTER Ⅰ INTRODUCTION OF PRESSURE VESSELS

2 本章主要内容 ●1.1 压力容器总体结构 1.1.1 压力基本组成 1.1.2 压力容器零部件间的焊接 ●1.2 压力容器分类
过程设备设计 本章主要内容 ●1.1 压力容器总体结构 1.1.1 压力基本组成 1.1.2 压力容器零部件间的焊接 ●1.2 压力容器分类 1.2.1 介质危害性 1.2.2 压力容器分类 ●1.3 压力容器规范标准 1.3.1 国外主要规范标准简介 1.3.2 国内主要规范标准简介 1.3.3 国内规范标准与国外规范标准比较

3 1.3 压力容器规范标准 目的： 确保压力容器在设计寿命内安全运行 内容： 材料、设计、制造、检验等 性质： 法规，必须遵守 特点：
定期补充、修改，用新规范

4 过程设备设计 1.3 压力容器规范标准 1.3.1 国外主要规范标准简介 1、美国ASME规范 2、日本压力容器标准 3、欧盟压力容器标准

5 American Society of Mechanical Engineers
过程设备设计 1、美国ASME规范 American Society of Mechanical Engineers ◆ 目前ASME规范共有十二卷 包括锅炉、压力容器、核动力装置、焊接、材料、无损检测 等内容。 ◆ ASME规范每三年出版一个新的版本，每年有两次增补。 规范（Code） 在形式上，ASME 规范分为4个层次 规范案例（Code Case） ◆ 条款解释 （Interpretation） 规范增补（Addenda）

6 ASME规范中与压力容器设计有关的主要是第Ⅷ篇《压力容器》、第Ⅶ篇《移动式容器建造和连续使用规则》和第Ⅹ篇《玻璃纤维增强塑料压力容器》。
过程设备设计 ◆ ASME规范中与压力容器设计有关的主要是第Ⅷ篇《压力容器》、第Ⅶ篇《移动式容器建造和连续使用规则》和第Ⅹ篇《玻璃纤维增强塑料压力容器》。 第1册《压力容器》 ◆ 第Ⅷ篇分 为3个册 第2册《压力容器—另一规则》 第3册《高压容器另一规则》 简称ASME Ⅷ-1、ASME Ⅷ-2和ASME Ⅷ-3

7 力，并对零部件尺寸作出一些具体规定。由于它具有较强的 经验性，故许用应力较低。
过程设备设计 ◆ ASME Ⅷ-1 ◇ASME Ⅷ-1为常规设计标准，适用压力小于等于20MPa； ◇它以弹性失效设计准则为依据，根据经验确定材料的许用应 力，并对零部件尺寸作出一些具体规定。由于它具有较强的 经验性，故许用应力较低。 ◇ASME Ⅷ-1不包括疲劳设计，但包括静载下进入高温蠕变范 围的容器设计。

8 据应力对容器失效的危害程度进行应力分类，再按不同的 安全准则分别予以限制。
过程设备设计 ◆ ASME Ⅷ-2 ◇ASME Ⅷ-2为分析设计标准 ◇它要求对压力容器各区域的应力进行详细地分析，并根 据应力对容器失效的危害程度进行应力分类，再按不同的 安全准则分别予以限制。 ◇跟ASME Ⅷ-1相比，ASME Ⅷ-2对结构的规定更细，对材 料、设计、制造、检验和验收的要求更高，允许采用较高的 许用应力，所设计出的容器壁厚较薄。 ◇ASME Ⅷ-2包括了疲劳设计，但设计温度限制在蠕变温度 以内。

9 ◇ASME Ⅷ-3主要适用于设计压力不小于70MPa的高压容器。
过程设备设计 ◆ ASME Ⅷ-3 ◇ASME Ⅷ-3主要适用于设计压力不小于70MPa的高压容器。 ◇它不仅要求对压力容器各区域的应力进行详细地分析和分类 评定，而且要做疲劳分析或断裂力学评定，是目前为止要求 最高的压力容器规范。

10 JIS B 8250《压力容器构造—另一标准》 ASME Ⅷ-2 1993年以前
过程设备设计 2、日本压力容器标准 JIS B 8243《压力容器构造》 ASME Ⅷ-1 JIS B 8250《压力容器构造—另一标准》 ASME Ⅷ-2 1993年以前 JIS B 8270《压力容器（基础标准）》 JIS B 8271~8285《压力容器（单项标准）》 1993年 以后

11 仅适用于介质为空气或氮气、压力（表压）超过0.05MPa的简单压力容器 适用于最高工作压力大于0.05MPa的承压设备的设计、制造和合格评定
过程设备设计 3、欧盟压力容器标准 ◆ 87/404/EEC《简单压力容器指令》 仅适用于介质为空气或氮气、压力（表压）超过0.05MPa的简单压力容器 ◆ 76/767/EEC《压力容器一般指令》 压力容器及其检验的一般规定 ◆ 97/23/EC《承压设备指令》 适用于最高工作压力大于0.05MPa的承压设备的设计、制造和合格评定

12 1.3 压力容器规范标准 1.3.2 国内主要规范标准简介 法规 行政规章 中国对特种设备的安全监察分四个层次 安全技术规范 标准
过程设备设计 1.3 压力容器规范标准 1.3.2 国内主要规范标准简介 法规 行政规章 中国对特种设备的安全监察分四个层次 安全技术规范 标准

13 c.盛装介质为气体、液化气体或者最高工作温度高于等于 标准沸点的液体。
法规 ◇《锅炉压力容器安全监察暂行条例》—1982年国务院颁布。 ◇《特种设备安全监察条例》—2003年3月国务院颁布,6月起实施 适用于同时具备下列条件的压力容器: a.最高工作压力大于等于0.1MPa(表压） b.压力与容积的乘积大于等于2.5MPa·L c.盛装介质为气体、液化气体或者最高工作温度高于等于 标准沸点的液体。

14 国家质量监督检验检疫总局局长“令”形式颁布的、行政管理性内容较突出的文件。
过程设备设计 行政规章 国家质量监督检验检疫总局局长“令”形式颁布的、行政管理性内容较突出的文件。

15 《压力容器安全监察规程》，1990年改名为《压力容器安全技术监察规程》。1999年由国家质量技术监督局进行修订。
过程设备设计 安全技术规范 ◇《压力容器安全技术监察规程》——1981年国家劳动总局颁布 《压力容器安全监察规程》，1990年改名为《压力容器安全技术监察规程》。1999年由国家质量技术监督局进行修订。 ◇《超高压容器安全技术监察规程》——1993年12月劳动部颁布 《超高压容器安全监察规程》。2004年由国家质量监察检疫总局进行修订，于2005年改名为《超高压容器安全技术监察规程》。

16 ◆《容规》对压力容器的材料、设计、制造、使用、 检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出 了基本规定。
过程设备设计 ◆《容规》对压力容器的材料、设计、制造、使用、 检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出 了基本规定。 ◆ 压力容器标准 是设计、制造压力容器产品的依据； 《容规》是政府对压力容器实施安全技术监督和管理 的依据，属技术法规范畴，二者的适用范围 并不相同

17 ◇“全国压力容器标准化技术委员会”——1984年7月成立
过程设备设计 标准 ◆我国制订压力容器标准历史，见20页 ◇“全国压力容器标准化技术委员会”——1984年7月成立 ◇GB150-89《钢制压力容器》——第一版的国家标准，于 1989颁布 ◇GB 《钢制压力容器》——第一次全面修订后的 新版的国家标准，1998颁布。

18 GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》
过程设备设计 ◆容标委在GB150的基础上，又先后制订了： GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》 JB4710《钢制塔式容器》等一系列国家标准和 行业标准。

19 (1) GB150《钢制压力容器》 Ⅷ—1相同，属常规设计标准。 计、制造、检验及验收。 -196℃到钢材的蠕变限用温度。
过程设备设计 (1) GB150《钢制压力容器》 ◆这是中国的第一部压力容器国家标准，其基本思路与ASME Ⅷ—1相同，属常规设计标准。 ◆该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设 计、制造、检验及验收。 ◆适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定，从 -196℃到钢材的蠕变限用温度。

20 的受压器室 ◆GB150只适用于固定的承受恒定载荷的压力容器 ◆不适用于以下8种压力容器： ◇直接用火焰加热的容器 ◇核能装置中的容器
过程设备设计 ◆GB150只适用于固定的承受恒定载荷的压力容器 ◆不适用于以下8种压力容器： ◇直接用火焰加热的容器 ◇核能装置中的容器 ◇旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件 的受压器室 ◇经常搬运的容器 ◇设计压力低于0.1MPa的容器 ◇真空度低于0.02MPa的容器 ◇内直径小于150mm的容器 ◇要求作疲劳分析的容器等

21 螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰 密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。
过程设备设计 ◆GB150管辖的范围除壳体本体外，还包括： ◇容器与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、 螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰 密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。 ◇其它如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件， 以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上 的超压泄放装置均应符合GB150的有关规定。

22 在中国具有法律效用，是强制性的压力容器标准。
过程设备设计 圆柱形筒体和球壳的设计计算 零部件结构和尺寸的具体规定 ◆ GB150的技术内容 密封设计 超压泄放装置的设置 容器的制造、检验与验收要求等 在中国具有法律效用，是强制性的压力容器标准。

23 所以，此法一般用于重量大、结构复杂、操作参数较大的 压力容器。需做疲劳分析的压力容器，必须用分析设计。
过程设备设计 (2) JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》 ◆这是中国的第一部压力容器分析设计的行业标准，其基本思路与ASME Ⅷ—2相同。 ◆该标准与GB150同时实施，在满足各自要求的前提下，可选择其中之一使用，但不能混用。 ◆该标准与GB150相比，允许采用较高的设计应力强度，相同设计条件下,容器的厚度可以减薄、重量可以减轻；但由于设计计算工作量大，选材、制造、检验及验收等要求较严，有时综合经济效益不一定高。 所以，此法一般用于重量大、结构复杂、操作参数较大的 压力容器。需做疲劳分析的压力容器，必须用分析设计。

24 过程设备设计 1.3.3 国内规范标准与国外规范标准的比较 以ASME为例比较 标准的适用范围 材料设计系数

25 思考题 1．压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？ 2．介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、 使用和管理有何影响？
过程设备设计 思考题 1．压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？ 2．介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、 使用和管理有何影响？ 3．《容规》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压 力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？ 4. 《容规》与GB150的适用范围是否相同？为什么？ 5．GB150、JB4732和JB/T4735三个标准有何不同？它们 的适用范围是什么？