压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式
压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式
容器标准：
《GB 150-2011 压力容器》
《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》
钢材标准：
《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》－－GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准
牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》－－GB150 Q235B钢板标准
《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》－－GB150高合金钢的钢板标准
《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》－－NB/T 47003高合金钢板标准，化学成分、力学性能
《GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带》
《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》
《GB/T 699-1999 优质碳素结构钢》
牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn
《GB/T 700-2006 碳素结构钢》－－牌号Q195、Q215、Q235、Q275
《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》
不锈钢牌号对照表
《GB 150-2011 压力容器》
俗称
GB 24511-2009
承压设备用不锈钢钢板及钢带
GB/T 4237-1992
不锈钢热轧钢板和钢带
ASME(2007)SA240 统一数字代号新牌号旧牌号型号
S304 S30408 06Cr19Ni10 0Cr18Ni9 304 S316 S31608 06Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 316 S316L S31603 022Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 316L S321 S32168 06Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni10Ti 321
圆筒直径：
钢板卷焊的筒体，规定内径为公称直径。
其值从300～6000mm，DN1000以内50mm进一档，DN1000～6000mm以100mm进一档。
钢板厚度：
《GB 150-2011 压力容器》，Q235B钢板厚度，用于容器壳体时≤16mm，用于其他受压元件时≤30mm。《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》
不包括腐蚀裕量的圆筒最小厚度：对碳素钢及低合金钢为3 mm；对高合金钢为2 mm。
Q235A，Q235B，Q235C：钢板厚度，用于容器壳体时≤40mm（与大气连通的不受限制）
1、平面支承的底板，当壁板厚度小于10mm 时，底板厚度不小于6mm；当壁板厚度为10mm～20mm 时，底板厚度不小于8mm。
2、在平基础上全平面支撑的底板，底板最小厚度常用4mm～6mm（或与壁板等厚），同时考虑腐蚀裕量来确定底板的名义厚度。
钢板厚度＝计算厚度＋C1负偏差＋C2腐蚀裕量
考虑刚度要求的最小壁厚：
碳素钢和低合金钢，内径≤3800mm，最小壁厚为内径的0.002倍，且不小于3 mm，腐蚀裕量另加。
内径＞3800mm时，按运输和现场安装条件确定。
常用钢板厚度：（mm）
2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、30...
焊接系数：
a）双面焊和相当于双面焊的全焊透对接：
1）全部无损检测，φ＝1.0
2）局部无损检测，φ＝0.85
3）不做无损检测，φ＝0.7《NB/T 47003 钢制焊接常压容器》
b）单面焊对接，沿根部全长有紧贴的垫板：
1）全部无损检测，φ＝0.9
2）局部无损检测，φ＝0.8
3）不做无损检测，φ＝0.65《NB/T 47003 钢制焊接常压容器》
腐蚀裕量：
a)橡胶、玻璃钢衬里及涂层设备：0
b)材质为碳素钢的其它水处理设备：≥1m m
c)材质为不锈钢的其它水处理设备：0
筒体、封头的腐蚀裕量
腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀
腐蚀速率mm/年＜0.05 0.05～0.13 0.13～0.25 ≥0.25 腐蚀裕量mm 0 ≥1 ≥2 ≥3
钢板负偏差：
钢板厚
2 2.2 2.5 2.8-3.0 3.2-3.5 3.8-4.0 4.5-5.5 6-7 8-25 26-30 32-34 36-40 42-50 52-60 60-100 度mm
负偏差
0.18 0.19 0.2 0.22 0.25 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5
mm
《GB 150-2011 压力容器》
1、碳素结构钢Q235B ：钢板标准《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》 ①Q235B ，适用于设计压力小于1.6MPa 的容器，使用温度20℃～300℃。 ②屈服强度没有写：
《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》，Q235B ，20℃，抗拉375MPa ，屈服235MPa 《压力容器设计手册2006（董大勤）》，Q235B ，20℃抗拉375MPa ，屈服235MPa 2、碳素钢和低合金钢钢板：钢板标准《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》 3、高合金钢钢板：钢板标准《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》
许用应力、屈服强度：
1、碳素结构钢，Q235B ，许用应力20℃-116MPa ，100℃-113MPa ，20℃抗拉375MPa ，屈服强度235MPa
2、高合金钢
S304，S30408，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa S316，S31608，许用应力20℃-137MPa ，100℃-117MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-175MPa S316L ，S31603，许用应力20℃-120MPa ，100℃-98MPa （120），屈服强度20℃-180MPa ，100℃-147MPa S321，S32168，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa 括号（）中数值是“对于筒体允许微量变形时的许用应力”
内压圆筒计算厚度：
c
t
i
c P D P -=
φσδ][2 P C ：计算压力，MPa D i ：圆筒内直径，mm φ：焊接系数
[σ]t ：材料的许用应力，MPa
压力试验时的应力校核（液压试验时）：
()
eL e
e i T R D P φδδ9.02≤+
P T ：试验压力＝1.25*设计压力，MPa D i ：圆筒内直径，mm
δe ：圆筒的有效厚度，mm ，取值＝钢板厚度－腐蚀裕量－钢板负偏差 φ：焊接系数
R eL ：材料的屈服强度，MPa
计算压力＝设计压力＋液柱静压力。当液柱静压力小于5%设计压力时，可不计液柱静压力。
《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》
1、碳素钢：钢板标准《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》
2、低合金钢钢板：钢板标准《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》
3、高合金钢钢板：钢板标准《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》
许用应力、屈服强度：
1、碳素钢，Q235B ，许用应力20℃-140MPa ，100℃-126MPa ，20℃抗拉375MPa ，屈服强度235MPa
2、高合金钢
S304，S30408，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa S316，S31608，许用应力20℃-137MPa ，100℃-117MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-175MPa S316L ，S31603，许用应力20℃-120MPa ，100℃-97MPa （120），屈服强度20℃-177MPa ，100℃-145MPa （S31603的强度比GB150略低，其它不锈钢均一样）
S321，S32168，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa 括号（）中数值是“对于筒体允许微量变形时的许用应力”
内压圆筒计算厚度：
φ
σδt i
c D P ][2=
压力试验时的应力校核（液压试验时）：
()
eL e
e i T R D P φδδ9.02≤+
压力容器的强度计算
第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： 1理解内压容器设计时主要设计参数容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等的意义及其确定原则； 2掌握五种厚度计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚的概念、相互关系以及计算方法； 能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； 3掌握内压圆筒的厚度设计； 4掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算; 5熟悉内压容器强度校核的思路和过程; 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准;该标准为规则设计,采用弹性失效准则和稳定失效准则,应用解析法进行应力计算,比较简便; JB4732-1995钢制压力容器—分析设计标准,其允许采用高的设计强度,相同设计条件下,厚度可以相应地减少,重量减轻;其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则,计算比较复杂,和美国的ASME标准思路相似; 2、容器直径diameter of vessel 考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要,容器筒体和封头的直径都有规定;对于用钢板卷制的筒体,以内径作为其公称直径; 表1 压力容器的公称直径mm 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的,规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径; 表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径mm 3、设计压力design pressure 1相关的基本概念除了特殊注明的,压力均指表压力 工作压力P W：在正常的工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力; ①由于最大工作压力是容器顶部的压力,所以对于塔类直立容器,直立进行水压试验的压力和 卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的,容器顶部的压力和底部可能不同,许多塔器顶部的压力并不 是其实际最高工作压力the maximum allowable working pressure; ③标准中的最大工作压力,最高工作压力和工作压力概念相同; 设计压力指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力; ①对最大工作压力小于的内压容器,设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时,应按“超压泄放装置”的计算方法规定; ③对于盛装液化气体的装置,在规定的充满系数范围内,设计压力由工作条件下,可能达到的最 高金属温度确定;详细内容,参考GB150-1998,附录B标准的附录,超压泄放装置; 计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容,是指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力,当静压力值小于5％的设计压力时,可略去静压力; ①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区别；
任务四 压力容器的强度计算及校核
项目一压力容器 任务四压力容器的强度计算及校核 容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。 为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。 一、圆筒体和球形壳体 1.壁厚计算公式 圆筒体计算壁厚： 圆筒体设计壁厚： 球形容器计算壁厚： 球形容器设计壁厚： 式中δ——圆筒计算厚度，mm δd——圆筒设计厚度，mm pc——计算压力，MPa。pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略 Di——圆筒的内直径，mm [σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表） φ——焊接接头系数，φ≤1.0 C2——腐蚀裕量，mm
2.壁厚校核计算式 在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。 式中δe——圆筒的有效厚度，mm 设计温度下圆筒的计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]： 设计温度下球壳计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 二、封头的强度计算 1.封头结构 封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。
压力容器材料壁厚计算与校核计算实例
第一节输入分析及功能性能描述 1、工作介质：硫酸钴液体 由于硫酸钴液体内杂质成份较复杂，且内部成份容易结晶，所以过滤器及管道、阀门全部选用不锈钢材料。 2、原液固含量：≤5% 和本公司的液体高级工程师莫工和中南大学廖博士联系咨询后，取得硫酸钴溶液中固体的固含量≤5%的范围内 3、设备的最高工作温度不超过70℃ 工艺要求提出设备的最高工作温度不得超过70℃，因此设计时应适当的放大，将设计温度提高到80℃。 4、工作压力 由于中南装置功能及工艺参数中指出，反洗压力0.5Mpa(气源压力),所以在设计装置时按照0.8Mpa进行装置的设计。 5、过滤组件为1个； 经过对工艺条件的提出，过滤组件为2个，1个为多通道滤芯过滤组件，1个双层滤芯过滤组件。 6、滤芯参数 1.1双层滤芯规格：双层管YTT75X200-3-C0.4-D2（外管外径75，内径69；内管外径63，内径57） 1.2滤芯数量：5套 1.3过滤面积： 1.3.1总过滤面积： 1.3.2单管过滤面积： 1.4过流截面面积S：0.00062㎡ 1.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件 2.1多通道滤芯规格：多通道滤芯YTT60X200-C0.5-D3 2.2滤芯数量：2套 2.3过滤面积： 2.3.1总过滤面积： 2.3.2单管过滤面积： 2.4过流截面面积S：0.00079㎡ 2.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件 7、输送管道为DN40管道； 经工艺计算出循环系统的循环管直径为DN40，补液管道为DN25，回流排气管道为DN25，清液出口管道为DN25，反冲器安装管道为DN25，排渣管道为DN25， 过滤罐体的材质为OCr18Ni9，管道的材质为OCr18Ni9； 8、法兰的公称压力为1.6Mpa; 工艺条件指出,设备管道法兰的公称压力为1.6Mpa,设计时,应按照此标准进行管道法兰的设计与选择。 9、清液储液罐的体积 经过工艺工程师计算得，反冲器内部可用于反冲液的液体体积约为0.8L,因此在设计清液储液罐容积时按照1.2L来进行设计。 第二节内压容器筒体与封头厚度的设计与强度计算
钢制压力容器标准体系(doc 13页)
钢制压力容器标准体系(doc 13页)
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，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。 在制订GB150-98标准时，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，另行制订产品标准，使GB150成为压力容器的基础标准。 将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准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”从标准中分离出来，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标准。 撤消附录E“U型膨胀节”，独立出新标准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，使标准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，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。 充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、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》标准，并要求从1998年10月1日起执行。学习和贯彻新GB150标准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标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，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 压力容器标准体系 详见表1。 表1 压力容器标准体系 序 GB150-1998GB150-89 号 1《压力容器安全技术监察规程》90版 2GB150-1998《钢制压力容器》GB150-89 3GB151-1998《管壳式换热器》GB151-89《钢制管壳式换热器》 4GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》B150-89附录E“U型膨胀节” 5GB12337-1998《钢制球形储罐》GB12337-90 6JB4732-95《钢制压力容器—分析设计标准》 7JB4731-1998《钢制卧式容器》GB150-89中第8章“卧式容器”
压力容器厚度计算
关于压力容器设计时材料和壁厚的讨论 作者:云天宇 2012年5月
关于压力容器设计时材料和壁厚的讨论 摘要：讨论压力容器设计时材料与壁厚的选取进行讨论，以及厚度的变化对强度的影响。 关键词：压力容器；设计；选材；厚度；强度；标准 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足以下三个条件的容器，才称之为压力容器：〔1〕工作压力〔注1〕大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能到达的最高压力〔表压力〕); 〔不含液体静压力〕〔2〕内直径〔非圆形截面指其最大尺寸〕大于等于0.15m。且容积〔V〕大于等于0.025立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积〕; 〔3〕盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。 压力容器中的介质种类繁多，来源广泛，这些介质中具有易燃、易爆、有腐蚀的特性。因此压力容器选材根据介质特性的不同而不同。压力容器钢板有碳素钢板、低合金钢钢板、高合金钢钢板、不锈钢与碳素钢等多种材料，且每种钢板都有它的使用范围。选取时应考虑多方面因素。使设计的压力容器安全又经济合理。 GB150-2011计算厚度是指按各章公式计算得到的厚度；设计厚度是指计算厚度与腐蚀裕量之和；名义厚度指设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格厚度，即标注在图样上的厚度；有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差。成型后最小厚度，一般指封头压形后会减薄，不同的制造工艺减薄量不同，所以封头都有成型后最小厚度。我们这里主要讨论名义厚度与最小厚度之间关系和选用。
压力容器强度计算公式及说明
压力容器强度计算公式及说明 压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器,否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9。8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa ； 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1。2,压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态,且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ， 根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式, δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素, δ＝P PD φ－σ][2+C 式中,δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量)，㎜； D — 圆筒内径，㎜; P — 设计压力，㎜； ［σ] - 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ- 焊缝系数,0.6～1.0； C — 壁厚附加量，㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布(轴向应力除外)。
压力容器强度计算公式及说明 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =222 a b Pa - 式中,a —筒体内半径，㎜；b-筒体外半径,㎜; ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 11 22-+ σ2=σz =P K 11 2- σ3=σr =—P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝P K K 11 22 -+≤［σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝P K K 11 22-+≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： P K K 132 -≤[σ］ 式中,K ＝a/b 3、受外压P 的厚壁圆筒 径向应力σr ＝－--1(222a b Pb 22 r a ) 环向应力σθ＝－+-1(222a b Pb 22 r a ） 4、一般形状回转壳体的应力计算
压力容器材料厚度计算
■ - 卜— 设计压力（design pressure （1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力） 工作压力P w :在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 ① 由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压 试验的压力 和卧置时不同； ② 工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶 部的压力并不是其实际最高工作压力（ the maximum allowable working pressure ）。 ③ 标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。 设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条 件，其值不低于工作压力。 ① 对最大工作压力小于 0.1Mpa 的内压容器，设计压力取为 0.1Mpa ； ② 当容器上装有超压泄放装置时，应按 超压泄放装置”的 计算方法规定。 ③ 对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条件下， 可能达到的最高金属温度确定。 （详细内容，参考 GB150-1998，附录B （标准的附 录），超压泄放装置。） 计算压力P C 是GB150-1998新增加的内容，是指在相应设计温度下， 用以确定元 件厚度的压力，其中包括液柱静压力，当静压力值小于 5%的设计压力时，可略去 静压力。 ① 注意与GB150-1989对设计压力规定的区别； 《钢制压力容器》规定设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳壁计算 厚度的压力，亦是标注在铭牌上的设计压力，取略高或等于最高工作压力。当容器受 静压力值大于5%设计压力时，应取设计压力与液柱静压力之和进行元件的厚度计算。 使许多设计人员误将设计压力和液柱静压力之和作为容器的设计压力。 ② 一台设备的设计压力只有一个，但受压元件的计算压力在不同部位可能有所变化。 ③ 计算压力在压力容器总图的技术特性中不出现，只在计算书中出现。 设计温度（Design temperature 设计温度是指容器在正常工作情况下， 在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温 主要用于确定受压元件的材料选用、 强度计算中材料的力学性能和许用应力， 以及热应 力计 算时设计到的材料物理性能参数。 ?设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度； ?当设计温度在 0C 以下时，不得高于元件金属可能达到的最低温度； ?当容器在各部分工作状态下有不同温度时，可分别设定每一部分的设计温度； 5、许用应力（Maximum allowable stress values ） 许用应力是以材料的极限应力除以适当的安全系数，在设计温度下的许用应力的大小， 直接决定容器的强度， GB150-1998对钢板、锻件、紧固件均规定了材料的许用应力。 表3钢制压力容器中使用的钢材安全系数 ?下人沱创订y:汁i 叭埠虞卜-经I"嗣撕时r 号:驚 I 卜的屈融A 打小时怙童■卜为 強度乩 I '持％栄度（4 ! — —■— ||— — — =?- —— ■- -- =-[ — 亠 — -*■ — 3、 4、 度。
压力容器强度计算公式及说明
压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P：9.8×104Pa ≤P≤9.8×106Pa，不包括液体静压力； 2、容积V≥25L，且P×V≥1960×104L Pa; 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr=0，环向应力σt=PD/4s，σz= PD/2s，最大主应力σ1＝PD/2s，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ 考虑实际因素， δ＝+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D —圆筒内径，㎜； P —设计压力，㎜； [σ] —材料的许用拉应力，值为σs/n，MPa； φ—焊缝系数，0.6～1.0； C —壁厚附加量,㎜。 2、受内压P的厚壁圆筒 ①K＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr＝） 环向应力σθ＝） 轴向应力σz= 式中，a—筒体内半径，㎜；b—筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝ σ2=σz= σ3=σr=-P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝≤[σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： ≤[σ] 式中，K＝a/b 3、受外压P的厚壁圆筒 径向应力σr＝－） 环向应力σθ＝－） 4、一般形状回转壳体的应力计算
压力容器设计基本规则
为规范包头市青峰机械制造有限公司（下称本厂）在压力容器设计方面的工作，使设计的方法系统化、选用的标准统一化，同时提高设计人员的技术水平。特制定以下设计要求及设计规则，所有设计人员应遵守执行。 一、设计的依据 依据用户提供的“压力容器技术参数”或公司经市场调查开发的压力容器产品类型、类别的技术参数。设计人员在设计中应遵循国家质检总局颁布的《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0004-2009、《特种设备安全监察条例》、GB150.1～150.4-2011《压力容器》、GB151-1999《管壳式换热器》、本厂制定的《压力容器设计质量保证手册》以及相关的法规、标准。确保设计符合要求。 二、各级人员应具备的条件 1、技术总负责人 a）具有较全面的压力容器专业知识； b)熟知并能正确运用有关规程、标准和技术规范，能组织各级设计人员正确贯彻执行； c)熟知压力容器设计工作和国内外有关技术发展情况，具有综合分析和判断能力，对重大技术问题上能做出正确决定。 2、审核人员 a)熟悉并能指导设计、校核人员正确执行有关规程、标
准等技术规范，能解决设计、制造、安装中的技术问题； b)能认真贯彻执行国家的有关技术方针、政策，工作责 任心强，具有较全面的压力容器设计专业知识，能保证设计质量； c)具有审查计算机设计的能力； d)具有3年以上压力容器设计校核经历。 e)具有中级以上（含中级）技术职称； f)具有《设计审核员资格证书》。 3、校核人员 a)熟悉并能运用有关规程、标准等技术规范，能指导设计人员的设计工作； b)具有压力容器设计知识，有设计成果且已投入制造、使用环节； c)熟练掌握计算机进行设计的能力； d)具有3年以上压力容器设计经历； e)具有初级以上（含初级）技术职称。 4、设计人员 a)具有一定的压力容器设计专业知识； b)能较好地贯彻执行有关规程、标准等技术规范； c)能在审核人员的指导下独立完成设计工作，并会使用计算机进行设计； d)具有初级以上（含初级）技术职称和一年以上的设计
无缝钢管管子壁厚计算公式
无缝钢管管子壁厚计算公式 钢、合金钢无缝钢管和焊接钢管在受内压时，共壁厚按下式计算： PD δ = ────── + C 200[σ]φ+P (2-1) 式中d——管璧厚度(毫米)； P——管内介质工怍压力(公斤/厘米2)；在压力不高时，式中分母的P值可取p=0，以简化计算； D——管子外径(毫米)； φ——焊缝系数，无缝钢管φ=1，直缝焊接钢管φ=0.8，螺旋缝焊接钢管φ=0.6； [σ]——管材的许用应力(公斤/毫米2)，管材在各种温度下的许用应力值详见表2-5； C——管子壁厚附加量(毫米)。 管子壁厚附加量按下式确定： C = C1 + C2 + C3 (2-2)
式中C1——管子壁厚负偏差附加量(毫术)。 无缝钢管(YB231-70)和石油裂化用钢管(YB237-70)壁厚负 偏差见表2-1。 冷拔(冷轧) >1 -15 钢管 热轧钢管 3.5-20 -15 >20 -12.5 不锈钢、耐酸钢无缝钢管(YB 804-70)壁厚负偏差见表2-2。
冷拨(冷扎)钢管≤1 -0.15 毫米 -0.10 毫米＞1-3 -15 -10 ＞3 -12.5 -10 热扎钢管≤10-15 -12.5 ＞10～ 20 -20 -15 ＞20 -15 -12.5 普通碳素结构钢和优质碳素结构钢厚钢板的厚度负偏差，按热轧厚钢板厚度负偏差(GB709-65)的规定，见表2-3。
4 -0.4 4.5~ -0.5 -0.5 5.5 5~7 -0.6 -0.6 -0.6 8~10 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 11~25 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 26~30 -0.9 -0.9 -0.9 -0.9 C2——腐蚀裕度(毫米); 介质对管子材料的腐蚀速度≤0.05毫米/年时(包括大气腐蚀)，单面腐蚀取C2=1.5毫米，双面腐蚀取C2=2～2.5毫米。当管子外面涂防腐油漆时，可认为是单面腐蚀，当管子内外壁均有较严重的腐蚀时，则认为是双面腐蚀。 介质对管子材料的腐蚀速度大于0.05毫米/年时，由设计者根据腐蚀速度与设计寿命决定C2值。
压力容器材料厚度计算
3、设计压力（design pressure） （1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力） ?工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 ①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压 试验的压力和卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶 部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。 ③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。 ?设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条 件，其值不低于工作压力。 ①对最大工作压力小于的内压容器，设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。 ③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条件下， 可能达到的最高金属温度确定。（详细内容，参考GB150-1998，附录B（标准的附 录），超压泄放装置。） ?计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元 件厚度的压力，其中包括液柱静压力，当静压力值小于5％的设计压力时，可略去 静压力。 ①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区别； 《钢制压力容器》规定设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳壁计算厚度的压力，亦是标注在铭牌上的设计压力，取略高或等于最高工作压力。当容器受静压力值大于5％设计压力时，应取设计压力与液柱静压力之和进行元件的厚度计算。 使许多设计人员误将设计压力和液柱静压力之和作为容器的设计压力。 ②一台设备的设计压力只有一个，但受压元件的计算压力在不同部位可能有所变化。 ③计算压力在压力容器总图的技术特性中不出现，只在计算书中出现。 4、设计温度（Design temperature） 设计温度是指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度。主要用于确定受压元件的材料选用、强度计算中材料的力学性能和许用应力，以及热应力计算时设计到的材料物理性能参数。 ●设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度； ●当设计温度在0℃以下时，不得高于元件金属可能达到的最低温度； ●当容器在各部分工作状态下有不同温度时，可分别设定每一部分的设计温度； 5、许用应力(Maximum allowable stress values) 许用应力是以材料的极限应力除以适当的安全系数，在设计温度下的许用应力的大小，直接决定容器的强度，GB150-1998 对钢板、锻件、紧固件均规定了材料的许用应力。 表3 钢制压力容器中使用的钢材安全系数
压力容器上常见几何体计算公式
压力容器上常见几何体计算公式1.钢板重量计算公式 公式：7.85×长度(m)×宽度(m)×厚度(mm) 例：钢板6m(长)×1.51m(宽)×9.75mm(厚) 计算：7.85×6×1.51×9.75=693.43kg 2.钢管重量计算公式 公式：（外径-壁厚）×壁厚mm×0.02466×长度m 例：钢管114mm(外径)×4mm(壁厚)×6m(长度) 计算：（114-4）×4×0.02466×6=65.102kg 3.圆钢重量计算公式 公式：直径mm×直径mm×0.00617×长度m 例：圆钢Φ20mm(直径)×6m(长度) 计算：20×20×0.00617×6=14.808kg 4.方钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×边宽(mm)×长度(m)×0.00785 例：方钢50mm(边宽)×6m(长度) 计算：50×50×6×0.00785=117.75(kg) 5.扁钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×厚度(mm)×长度(m)×0.00785 例：扁钢50mm(边宽)×5.0mm(厚)×6m(长度) 计算：50×5×6×0.00785=11.7.75(kg) 6.六角钢重量计算公式
公式：对边直径×对边直径×长度(m)×0.00068 例：六角钢50mm(直径)×6m(长度) 计算：50×50×6×0.0068=102(kg) 7.螺纹钢重量计算公式 公式：直径mm×直径mm×0.00617×长度m 例：螺纹钢Φ20mm(直径)×12m(长度) 计算：20×20×0.00617×12=29.616kg 8.扁通重量计算公式 公式：(边长+边宽)×2×厚×0.00785×长m 例：扁通100mm×50mm×5mm厚×6m(长) 计算：(100+50)×2×5×0.00785×6=70.65kg 9.方通重量计算公式 公式：边宽mm×4×厚×0.00785×长m 例：方通50mm×5mm厚×6m(长) 计算：50×4×5×0.00785×6=47.1kg 10.等边角钢重量计算公式 公式：边宽mm×厚×0.015×长m(粗算) 例：角钢50mm×50mm×5厚×6m(长) 计算：50×5×0.015×6=22.5kg(表为22.62) 11.不等边角钢重量计算公式 公式：(边宽+边宽)×厚×0.0076×长m(粗算) 例：角钢100mm×80mm×8厚×6m(长)
压力容器常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式
压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式 容器标准： 《GB 150-2011 压力容器》 《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》 钢材标准： 《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》－－GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准 牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》－－GB150 Q235B钢板标准 《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》－－GB150高合金钢的钢板标准 《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》－－NB/T 47003高合金钢板标准，化学成分、力学性能 《GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带》 《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》 《GB/T 699-1999 优质碳素结构钢》 牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn 《GB/T 700-2006 碳素结构钢》－－牌号Q195、Q215、Q235、Q275 《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》 不锈钢牌号对照表 《GB 150-2011 压力容器》
圆筒直径： 钢板卷焊的筒体，规定内径为公称直径。 其值从300～6000mm，DN1000以内50mm进一档，DN1000～6000mm以100mm进一档。 钢板厚度： 《GB 150-2011 压力容器》，Q235B钢板厚度，用于容器壳体时≤16mm，用于其他受压元件时≤30mm。《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》 不包括腐蚀裕量的圆筒最小厚度：对碳素钢及低合金钢为3 mm；对高合金钢为2 mm。 Q235A，Q235B，Q235C：钢板厚度，用于容器壳体时≤40mm（与大气连通的不受限制） 1、平面支承的底板，当壁板厚度小于10mm 时，底板厚度不小于6mm；当壁板厚度为10mm～20mm 时，底板厚度不小于8mm。 2、在平基础上全平面支撑的底板，底板最小厚度常用4mm～6mm（或与壁板等厚），同时考虑腐蚀裕量来确定底板的名义厚度。 钢板厚度＝计算厚度＋C1负偏差＋C2腐蚀裕量 考虑刚度要求的最小壁厚： 碳素钢和低合金钢，内径≤3800mm，最小壁厚为内径的0.002倍，且不小于3 mm，腐蚀裕量另加。 内径＞3800mm时，按运输和现场安装条件确定。 常用钢板厚度：（mm） 2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、30... 焊接系数： a）双面焊和相当于双面焊的全焊透对接： 1）全部无损检测，φ＝1.0 2）局部无损检测，φ＝0.85 3）不做无损检测，φ＝0.7《NB/T 47003 钢制焊接常压容器》 b）单面焊对接，沿根部全长有紧贴的垫板： 1）全部无损检测，φ＝0.9 2）局部无损检测，φ＝0.8 3）不做无损检测，φ＝0.65《NB/T 47003 钢制焊接常压容器》 腐蚀裕量： a)橡胶、玻璃钢衬里及涂层设备：0 b)材质为碳素钢的其它水处理设备：≥1m m c)材质为不锈钢的其它水处理设备：0 筒体、封头的腐蚀裕量 钢板负偏差：
钢板计算公式
一、钢板重量计算公式 公式：7.85×长度（m）×宽度（m）×厚度（mm）例:钢板6m(长)×1。51m(宽）×9.75mm(厚) 计算：7。85×6×1.51×9。75=693.43kg 二、钢管重量计算公式 公式：(外径-壁厚)×壁厚mm×0.02466×长度m 例：钢管114mm（外径)×4mm(壁厚)×6m(长度） 计算：（114—4）×4×0。02466×6=65.102kg 三、圆钢重量计算公式 公式:直径mm×直径mm×0。00617×长度m 例：圆钢Φ20mm（直径）×6m(长度) 计算：20×20×0.00617×6=14.808kg 四、方钢重量计算公式 公式：边宽（mm）×边宽(mm）×长度（m)×0。00785 例:方钢50mm(边宽）×6m(长度） 计算：50×50×6×0.00785=117.75（kg） 五、扁钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×厚度（mm）×长度（m)×0。00785 例:扁钢50mm(边宽)×5。0mm(厚）×6m(长度） 计算:50×5×6×0。00785=11.7.75(kg) 六、六角钢重量计算公式 公式:对边直径×对边直径×长度（m)×0。00068
例：六角钢50mm(直径)×6m（长度） 计算：50×50×6×0.0068=102（kg） 七、螺纹钢重量计算公式 公式:直径mm×直径mm×0。00617×长度m 例：螺纹钢Φ20mm(直径)×12m(长度) 计算:20×20×0.00617×12=29.616kg 八、扁通重量计算公式 公式：（边长+边宽)×2×厚×0。00785×长m 例：扁通100mm×50mm×5mm厚×6m（长) 计算：(100+50）×2×5×0。00785×6=70.65kg 九、方通重量计算公式 公式:边宽mm×4×厚×0。00785×长m 例：方通50mm×5mm厚×6m（长） 计算：50×4×5×0.00785×6=47。1kg 十、等边角钢重量计算公式 公式:边宽mm×厚×0.015×长m（粗算) 例：角钢50mm×50mm×5厚×6m（长) 计算：50×5×0。015×6=22。5kg(表为22。62) 十一、不等边角钢重量计算公式 公式：(边宽+边宽）×厚×0.0076×长m（粗算) 例：角钢100mm×80mm×8厚×6m(长） 计算:（100+80)×8×0.0076×6=65.67kg(表65.676)
压力容器厚度计算
尖于压力容器设计时材料和壁厚的讨论 作者:云天宇 2021年5月
矢于压力容器设计时材料和壁厚的讨论 摘要：讨论压力容器设计时材料与壁厚的选取进行讨论，以及厚度的变化对强 度的影响。 尖键词：压力容器；设计；选材；厚度；强度；标准 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，为了与一般 容器〔常压容器〕相区别，只有同时满足以下三个条件的容器，才称之为压力容器：〔1〕工作压力〔注1〕大于或者等于o. IMpa 〔工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶 部可能到达的最髙压力〔表压力〕〕；〔不含液体静压力〕 〔2〕直径〔非圆形截面指其最大尺寸〕大于等于0. 15m。且容积〔V〕大于等于立 方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于2. 5MPa-L 〔容积，是指压力容器的几何容积〕；〔3〕盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度髙于或者等于其标准沸点的 液体。 压力容器中的介质种类繁多，来源广泛，这些介质中具有易燃、易爆、有腐蚀的特性。因此压力容器选材根据介质特性的不同而不同。压力容器钢板有碳素钢板、低合金钢钢板、高合金钢钢板、不锈钢与碳素钢等多种材料，且毎种钢板都有它的使用围。选取时应考虑多方面因素。使设计的压力容器平安又经济合理。 GB150-2021计算厚度是指按各章公式计算得到的厚度；设计厚度是指计算厚度与腐 蚀裕量之和；名义厚度指设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格厚度，即标注在图样上的厚度；有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差。成型后最小厚度，一般指封头压形后会减薄，不同的制造工艺减薄量不同，所以封头都有成型后最小厚度。我们这里主要讨论名义厚度与最小厚度之间尖系和选用。 GB150-2021规定等国家标准的原那么，制造工艺人员要根据图样厚度考虑加工减薄量而增加制造元件的毛坯厚度。在我国材料标准中，钢板厚度围变化，钢板的Ob、os也有变 化，一般是板厚增加，Ob、os有所降低。我国压力容器用钢板许用应力随板厚厚度围增厚而有所降低，因而可能出现虽然有时板厚增加，强度反而降低的现象，尤其是封头，这种现象
钢制压力容器
•钢制压力容器 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规与规程 1．2 标准与法规（规程）的关系。 1．3 压力容器的含义（定义） 1．4 压力容器设计标准简述 1．5 D1级与D2级压力容器说明 二．GB一五0-1998《钢制压力容器》 1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格与职责 3．3 GB一五0管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的通常规定 3．6 许用应力 3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验与试验压力 4．对材料的要求 4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素 4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4．3 钢管 4．4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4．6 使用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒与内压球体的计算 5. 1 内压圆筒与内压球体计算的理论基础 5．2 内压圆筒计算 5．3 球壳计算 6．外压圆筒与外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（与外压管子） 6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒与球壳计算图的来源简介 6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计与计算 7．1 封头标准 7．2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7．4 球冠形封头
7．5 锥壳 8．开孔与开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状与尺寸限制 8．4 补强要求 8．5 有效补强范围及补强面积 8．6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9．1 简介 9．2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点 9．4 法兰型式 9．5 法兰连接计算要点 9．6 管法兰连接 10．压力容器的制造、检验与验收 10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接 10．4 D类压力容器热处理 10．5 试板与试样 10．8 无损检测 10. 9 液压试验 10．10 容器出厂证明文件。 11．安全附件与超压泄放装置 11．1 安全附件 11．2 超压泄放装置 11．3 压力容器的安全泄放量 11．4 安全阀 GB一五1-1999《管壳式换热器》 01 简述 02 标准与GB一五0-1998《钢制压力容器》的关系。03基本章节 1 适用范围 2 构成 3 型号表示法 4 有关参数的确定 5 焊接接头系数 6 试验压力与试验温度 7 其它要点 8 管板计算 9 制造、检验与验收