GB1503压力容器设计xiezg
压力容器设计审核人员培训GB1503-XXXX压力容器第3
9
(1)板式平焊法兰。板式平焊法兰的适用范围PN2.5 到PN40，建议不使用在易燃易爆和高度、极度危 害介质等要求严格的场合。 (2)带颈平焊法兰和承插焊法兰。与带颈对焊法兰 相比，带颈平焊法兰和承插焊法兰的颈部高度低， 生产采用滚轧或模锻的工艺，比带颈对焊法兰简单。 法兰上增加了短颈，对提高法兰刚度、改善法兰的 承载能力都大有益处。在引进的石油化工装置中普 遍使用带颈平焊法兰和承插焊法兰结构型式。另一 方面，带颈平焊法兰和承插焊法兰采用填角焊缝结 构，现场安装较方便。对施工单位可以省略焊缝拍 片探伤的工序，所以，比较受欢迎。
当介质为水，蒸汽，空气，煤气，氨，碱液， 惰性气体等，而工作条件为压力波动小，不经常 拆卸的场合，我们经常选用石棉橡胶垫片。
石棉橡胶垫片不能用于按照真空设计的设备 中，因为石棉橡胶垫片存在微小的孔隙，这样就 不能保证真空度,在这种情况下应该使用橡胶圈或 者缠绕垫片。缠绕垫片分为4 种基本形式：即基 本型(A 型) ，带内环型(B 型) ，带外环型(C 型)和 带内外环型(D 型) 。A 型适用于槽密封面，D 型 适用于突面，B 型适用于凹凸面。
1
51
式中： K1—刚度系数，取0.3 E—法兰材料的弹性模量，Mpa; 当法兰设计力矩Mo为预紧控制时，E取常温下的弹性模量， 当法兰设计力矩Mo为操作控制时，E取设计温度下的弹性模量， 其他系数同7.5.3.1
52
法兰连接的合理设计
法兰连接合理设计的三个关键： (1) 在垫片设计时，应控制尽可能小的垫片载荷。 (2) 在螺栓配置设计中，应控制尽可能小的螺栓中 心圆直径，从而构成尽可能小的法兰力矩，遵循 “最小载荷准则” 。 (3) 在以上基础上，将法兰的锥颈和法兰环比例设 计得当，使法兰各部分允分地发挥强度性能并保 证足够的刚度，即趋于满应力状态，遵循“满应 力准则”。
新GB150 压力容器设计基础、总论
23
失效准则及设计理论基础
•压力容器设计理论基础
压力容器的结构部件应力状态的计算 GB150标准的计算方法 整体部件：薄膜无力矩理论；边缘区域总体上不考 虑（不排除个别区域的计及）。 JB4732标准的计算方法 整体部件：弹性力学的分析结果 ；局部区域采用应 力分析，或应力指数法。
6
设计管理与标准、法规的选用
压力容器设计依据
• GB150标准范围内的压力容器： 应依据GB150进行设计，并符合以GB150为基础标 准的相关标准的规定。当设计温度小于以钢材蠕变 控制其许用应力的相应温度时，还可选用JB4732标 准进行设计（单位和个人应具备相应资格）。当设 计的压力容器在《固容规》范围内时还必须符合 《容规》的规定。
s按Biblioteka 四强度理论的强度条件为2 1
2 2
2 3
1 2
2 3
1 3
[ ]
试验结果表明第四强度理论比第三强度理论与试验结果符合得更好。
22
失效准则及设计理论基础
•压力容器设计理论基础
压力容器的设计准则
GB150 常规设计： 弹性失效、第一强度理论；
JB4732 分析设计： 塑性或弹塑性失效、第三强度理论；
•压力容器相关法规体系构成 法律—行政法规—部门规章—安全技术规范—引用标准”五个层次。 第一层次：法律 根据宪法和立法法的规定，全国人民代表大会及其常委会制定法律。 如安全生产法、劳动法和已颁布的《特种设备安全法》。
9
压力容器相关法规及标准体系构成
《中华人民共和国特种设备安全法》由中华人民共和国 第十二届全国人民代表大会常务委员会第3次会议于 2013年6月29日通过，2013年6月29日中华人民共和国主 席令第4号公布。《中华人民共和国特种设备安全法》 分总则，生产、经营、使用，检验、检测，监督管理， 事故应急救援与调查处理，法律责任，附则7章101条， 自2014年1月1日起施行。
GB150设计讲解
37
1 无折边锥壳厚度 锥壳的计算厚度按下式计算 式中： c — 锥壳的计算厚度，mm； Pc— 计算压力，MPa；
[ ]t
Pc Dc 1 c t 2[ ] Pc cos
(2-25)
— 同前；
Dc— 锥壳计算内直径，为锥壳段大端内直径。 。 — 锥壳半顶角，º
主要变化如下： 1、对应于原 GB 150—1998 第5 章内压圆筒和内压球壳，本部 分第3章增加了按外径进行壁厚设计计算的相应公式； 2、参照 ASME《锅炉压力容器规范》第Ⅷ卷和EN13445《非火焰 受火压力容器》标准相关基本受压元件的设计方法，增加了偏 心锥壳和低压平封头等元件的设计计算方法； 3、增加附录B “钢带错绕筒体设计”。
47
注：曲线系按连接处每侧0.25 0.5Dis r 范围内的薄膜应力强度（由平均环 向拉应力和平均径向压应力计算所得）绘制，控制值为1.1［ ］t。 图2-15 锥壳小端连接处的Q值图
—需要增加厚度予以加强时，则应在锥壳与圆筒之间 设置加强段，锥壳加强段与圆筒加强段应具有相同 的厚度，按式（2-27）计算： QPc Dis c 2[ ]t Pc （2-27）
式中：Q — 应力增值系数，由图2-15查取。
46
在任何情况下，加强段的厚度不得小于相连接的锥 壳厚度。锥壳加强段的长度L1应不小于 Dis r ；圆筒 cos 加强段的长度L应不小于 Dis r 。
— 当需要增加厚度予以加强时，则应在锥壳与筒体之间设置加 强段，锥壳加强段与圆筒加强段具有相同的厚度，按式
（2-26）计算：
r
QPDi 2[ ]t Pc （2-26）
41
式中：Q —应力增值系数，由图2-14查取。 Di—锥壳与筒体连接处的筒体内径。 在任何情况下，加强段的厚度不得小于相连接的 锥壳厚度。锥壳加强段的长度L1应不小于
GB150钢制压力容器是压力容器行业标准体系中的核心标准
GB150钢制压力容器是压力容器行业标准体系中的核心标准，本标准规定了钢制压力容器的设计、制造、检验和验收要求。
该标准第10条中对制造检验与验收进行了原则性规定。
壳体直径是压力容器的一个重要性能参数，在设计图纸上给出了理论（公称）数值，其公差要求由GB150中相应条款给以限定。
在GB150中，第10.2.7款规定了非机加面的尺寸公差，第10.2.4.10款规定了圆度公差，第10.2.4.2款规定了壳体上焊缝形成的棱角E的允差值。
用公差原理对这几款进行分析后，笔者认为GB150中对壳体直径的规定是清楚和确定的。
但这一规定是不尽合理的。
它既不符合公差原理中尺寸公差应大于形状偏差的包容原则，又必使制造、检验与验收中出现不必要的争议。
为此，笔者就这一问题进行分析，提出改进建议。
2公差原理零件在图样上表达的所有要素都有一定的公差要求，无功能要求的要素是不存在的。
通常对于线性尺寸的公差有的标注于图纸，而图纸未标注的（未注公差）也均在技术条件中给定。
给出的尺寸公差是该尺寸要素的极限值，即所谓的包络线，也就是最大尺寸与最小尺寸的界线。
而该尺寸要素的形状偏差应在该要素的尺寸公差范围内，这是公差理论中的一个基本原理和准则，即是说要素的形状偏差不能超出要素的尺寸公差。
要素为圆的尺寸公差，是指以理论圆心为中心的两个以圆的直径上下公差为数值的两个同心理论圆。
而圆的形状偏差不规则，应在两个同心圆的中间。
如果图纸和技术要求给出的形状偏差超出尺寸公差，那就违背了公差原理。
3GB150相关条款及其分析对于压力容器壳体直径（一般指壳体内径Di）是一个重要参数，在实际图纸中只给出理论值，而不标注公差，其公差要求在GB150中进行了规定。
3.1尺寸公差第10.2.7中规定，非机械加工表面的线性尺寸的极限偏差，按GBT1804中C级的规定。
查GBT1804-92的，C级的各尺寸段（括号内）的偏差数值分别为：（>120-400mm）？1.2mm，（>400-1000mm）？2.0mm，（>1000-2000mm）？3.0mm，（>2000-4000mm）？4.0mm；换言之，公差相对尺寸的百分比分别为2.0-0.6，1.0-0.4，0.6-0.3，0.4-0.2；由上看出，直径尺寸大于240mm时，其直径尺寸公差与直径尺寸数值之比均小于1.3.2圆度在第10.2.4.10中规定，内压容器(针对锅炉压力容器制造质量体系的分析)组装后的壳体圆度，同一截面上最大内径与最小内径之差e，应不大于该截面内径Di的1，且不大于25mm.壳体圆度是直径的形状偏差，本条是说圆度允差为壳体直径的1，与3.1条对比，明显看出，当直径尺寸大于240mm时，直径的圆度偏差超出了直径的尺寸公差。
压力容器设计制造标准
2008-01-10 20:30压力容器设计制造标准我厂编制的,希望大家找错与现行标准不符合的或者是重大缺项.2.1 GB150－1998 钢制压力容器 2.2 GB151－1999 管壳式换热器 2.3 GB12337－1990 钢制球形贮罐 2.4 GB5044－1985 职业性接触毒物危险程度分级 2.5 JB4710－2000 钢制塔式容器 2.6 JB4732－1994 钢制压力容器－另一标准 2.7 JB/T 4711－2003 压力容器涂敷与运输包装 2.8 JB／T4717－1992 浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数 2.9 JB／T4715－1992 固定管板式换热器型式与基本参数 2.10 JB／T4716－1992 立式热虹吸式重沸器型式与基本参数 2.11 JB ／4717－1992 U型管式换热器型式与基本参数 2.12 JB／T4735－1997 钢制焊接常压容器 2.13 HG20580－1998 钢制化工容器设计基础规定 2.14 HG20581－1998 钢制化工容器材料选用规定 2.15 HG20582－1998 钢制化工容器强度计算规定 2.16 HG20583－1998 钢制化工容器结构设计规定 2.17 HG20584－1998 钢制化工容器制造技术规定 2.18 HG20585－1998 钢制低温压力容器技术规定2.19 HG20652－1998 塔器设计技术规定 2.20 HG21503－1992 钢制固定式薄管板列管换热器 2.21 HG20660－1991 压力容器用化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类 2.22 HG20536－1993 聚四氟乙烯衬里设备 2.23 HG／T20678－1991 衬里钢壳设计技术规定 2.24 HG／T20677－1990 橡胶衬里化工设备 2.25 HG／T20679－1990 化工设备、管道外防腐设计规定 2.26 HG／T20569－1994 机械搅拌设备 2.27 CD130A3－1984 不锈钢复合钢板焊接压力容器技术条件 2.28 HG/T 21563-21572-95 搅拌传动装置 2.29 HG/T20668－2000 化工设备设计文件编制规定 2.30 TCED41002-2000 化工设备图样技术要求 2.31 TEMA 美国管式换热器制造商协会标准 2.32 JB/T4718-1992 管壳式换热器用金属包垫片 2.33JB/T4718-1992 管壳式换热器用缠绕垫片 2.34 JB/T4719-1992 管壳式换热器用非金属包垫片 2.35 JB/T4720-1992 外头盖恻法兰 2.36 JB/T17261-1998 钢制球形储罐形式与基本参数 3.1 GB567－1999 爆破片与爆破片装置 3.2 GB9112－9123－1988 钢制管法兰 3.3 GB1220－12240－1989 通用阀门 3.4 GB12241－12243－1989 安全阀 3.5 GB12244－12246－1989 减压阀 3.6 GB12247－12251－1989 蒸汽疏水阀 3.7 GB6749－1997 压力容器波形膨胀节 3.8GB/T3098.1-2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 3.9 GB/T3098.2-2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹 3.10 GB/T12252-1989 通用阀门供货要求 3.11 GB/T13306-1991 标牌 3.12 GB/T9019-2001 压力容器公称直径 3.13 JB8-1982 产品标牌 3.14 JB576-1964 碟形封头 3.15 JB4700-4707-2000 压力容器法兰3.16 JB4729-1994 旋压封头 3.17 JB/T84-1994 凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰 3.18 JB/T85-1994 翻边板式松套钢制管法兰 3.19 JB/T86.1-1994 凸面钢制管法兰盖 3.20 JB/T86.2-1992 凹凸面钢制管法兰盖 3.21 JB/T4712-1992 鞍式支座 3.22 JB/T4713-1992 腿式支座 3.23 JB/T4724-1992 支承式支座 3.24 JB/T4725-1992 耳式支座 3.25 JB/T4736-2002 补强圈 3.26 JB/T4737-1995 椭圆形封头（作废） 3.27 JB/54738-1995 90°折边锥形封头 3.28 JB/T4739-1995 60°折边锥形封头 3.29 JB/T4746-2002 钢制压力容器用封头 3.30HG5-220-1965 浆式搅拌器 3.31 HG5-221-1965 涡轮式搅拌器 3.32HG5-222-1965 推进式搅拌器 3.33 HG5-227-1980 玻璃管液面计 3.34HG5-748-1978 釜用机械密封基本型式及参数 3.35 HG5-751-756-1978 机械密封装置 3.36 HG5-757-1978 钢制框式搅拌器 3.37 HG5-1364-1370-1980 玻璃板液面计 3.38 HG20527-1992 不锈钢凸面对焊钢制管法兰 3.39 HG20528-1992 衬里钢管用承插环松套钢制管法兰 3.40 HG20529-1992 不锈钢衬里法兰盖 3.41 HG20530-1992 钢制管法兰用焊唇密封环 3.42 HG20592-20635-1997 钢制管法兰、垫片、紧固件 3.43 HG21505-1992 组合式视镜 3.44 HG21506-1992 补强圈3.45 HG21514-21535-1995 碳素钢、低合金钢制人孔和手孔 3.46HG21537.1-21537.6-1992 填料箱 3.47 HG21594-21604-1999 不锈钢人孔 3.48 HG/T21550-1993 防霜液面计 3.49 HG/T21575-1993 设备吊耳 3.50HG/T21583-1995 快开不锈钢活动盖 3.51 HG/T21584-1995 磁性液位计 3.52 HG/T21619-21620-1986 压力容器视镜 3.53 HG/T21622-1990 衬里视镜 3.54 HG/T21630-1990 补强管 3.55 TH3009-1959 无折边球形封头 3.56 JB4731-2000 钢制卧式容器（含标准释义） 3.57 JB/T4722-1992 管壳式换热器用螺纹换热器基本参数与技术条件 3.58 JB/T4723-1992 不可拆卸螺纹换热器形式与基本参数 4.1 GB/T699－1999 优质碳素结构钢 4.2 GB/T700－1988 碳素结构钢 4.3 GB/T710－1991 优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带 4.4 GB/T711－1988 优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带 4.5 GB/T712－2000 船体用结构钢 4.6 GB/T713－1997 锅炉用钢板 4.7 GB/T716－1991 碳素结构钢冷轧钢带 4.8 GB/T 912－1989 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带 4.9 GB/T1220－1992 不锈钢棒 4.10 GB/T1221－1992 耐热钢棒 4.11 GB/T1591－1994 低合金高强度结构钢 4.12 GB/T2101－1989 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定 4.13 GB/T3077－1999 合金结构钢 4.14 GB/T3087－1999 低中压锅炉用无缝钢管4.15 GB/T3274－1988 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 4.16GB/T3280－1992 不锈钢冷轧钢板 4.17 GB/T3522－1983 优质碳素结构钢冷轧钢带 4.18 GB/T3524－1992 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带 4.19GB/T4237－1992 不锈钢热轧钢板 4.20 GB/T4238－1992 耐热钢板 4.21GB/T5310－1995 高压锅炉用无缝钢管 4.22 GB6479－2000 高压化肥设备用无缝钢管 4.23 GB6654－1996 压力容器用钢板 4.24 GB/T8162－1999 结构用无缝钢板 4.25 GB/T8163－1999 输送流体用无缝钢管 4.26 GB/T8165－1997 不锈钢复合钢板和钢带 4.27 GB/T9948－1988 石油裂化用无缝钢管 4.28 GB/T11251－1989 合金结构钢热轧厚钢板 4.29 GB/T11253－1898 碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带 4.30 GB/T12770－1991 机械结构用不锈钢焊接钢管4.31 GB/T12771－2000 流体输送用不锈钢焊接钢管 4.32 GB/T13237－1991 优质碳素结构风冷轧薄钢板和钢带 4.33 GB/T13296－1991 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 4.34 GB/T14292－1993 碳素结构钢和低合金结构钢热轧条钢技术条件 4.35 GB/T14976－1994 流体输送用不锈钢无缝钢管 4.36 YB/T5059－1993 低碳钢冷轧钢带 4.37 YB/T5139-1993 压力容器用热轧钢带 4.38 YB(T)32-1986 高压锅炉用冷拔无缝钢管 4.39 YB(T)33-1986 低中压锅炉用冷拔无缝钢管4.40 YB(T)40-1986 压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板 4.41 YB(T)41-1987 锅炉用碳素钢及低合金钢厚钢板 4.42 YB(T)44-1986 流体输送用电焊钢管4.43 JB4726-4728-2000 压力容器用钢铸件 4.44 JB4741-4743-2000 压力容器用镍铜合金。
(完整word版)_T150.4-_压力容器第4部分：制造、检验和验收
(完整word版)GB_T150.4-2011_压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T 150.4-2011 压力容器第4部分：制造、检验和验收基本信息【英文名称】Pressure vessels―Part 4:Fabrication,inspection and testing,and acceptance【标准状态】现行【全文语种】中文简体【发布日期】2011/11/21【实施日期】2012/3/1【修订日期】2011/11/21【中国标准分类号】J74【国际标准分类号】23.020.30关联标准【代替标准】部分代替GB 150-1998【被代替标准】暂无【引用标准】GB 150.1-2011,GB 150.2-2011,GB 150.3-2001,GB/T 196,GB/T 197,GB/T 228,GB/T 229,GB/T 232,GB/T 1804,GB/T 25198,GB/T 21433,JB/T 4700,JB/T 4701,JB/T 4702,JB/T 4703,JB/T 4704,JB/T 4705,JB/T 4706,JB/T 4707,NB/T 47014(JB/T 4708),NB/T 47015(JB/T 4709),JB/T 4711,JB/T 4730.1,JB/T 4730.2,JB/T 4730.3,JB/T 4730.4,JB/T 4730.5,JB/T 4730.6,JB/T 4736,NB/T 47016(JB/T 4744),NB/T 47018.1(JB/T 4747.1),NB/T 47018.2(JB/T 4747.2),NB/T 47018.3(JB/T 4747.3),NB/T 47018.4(JB/T 4747.4),NB/T 47018.5(JB/T 4747.5),TSG R0004适用范围&文摘1.1 本部分规定了GB 150适用范围内的钢制压力容器的制造、检验与验收要求；其他材料制压力容器的制造、检验与验收要求按相关标准。
压力容器设计审核人员培训GB1503-压力容器第3部分：设计第6章-PPT精选文档96页
45
5）折边锥壳
（1）锥壳大端
折边锥壳大端厚度按（GB150.3第128页 ）式5－18（过 渡段厚度） 、5－19（与过渡段相连处的锥壳厚度）计算， 取其中的大值：（见下图）
a）过渡段厚度：
KpcDi
2t0.5pc
（2） 边缘问题及应力分布情况 球冠和圆筒的连接部位受边界力等
作用，在原薄膜应力的基础引起附加的径 向、周向弯曲应力及局部薄膜应力。根据 应力分析表明：它们的最大应力发生在连 接处边缘，且为径向应力，其中弯曲应力 占相当的比重。
30
球冠封头受力作用示意图
31
（3） 厚度计算公式
QpcDi
2t
长度取
。
33
二） 外压作用 球冠封头受外压的厚度，应满足按内压和外压
稳定计算厚度，取两者的大值。
三）两侧受压
当不能保证在任何情况下封头两侧的压力都同 时作用时，封头厚度应按两种情况计算，取其大值。
只考虑凹面受压，计算厚度按第3章内压球壳 确定，Q值由图5－6查取；
只考虑凸面受压，计算厚度按第4章外压球壳 确定，Q值由图5－7查取，此外还应按不应小于按 5.5.2确定的有效厚度。
式中Q 也为应力增值系数，但与大端加强段厚度计算公 式中的是不同的两个系数，应按GB 150.3的图5-14查取。
式中焊接接头系数φ应计及锥壳小端与圆筒连接处所有承 受环向局部薄膜应力的诸焊缝的接头系数，且取其小者。为 此该接头系数应包括锥壳纵焊缝、圆筒纵焊缝和锥壳小端与 圆筒连接环缝三条焊缝的接头系数，并取较小者。
36
当锥壳半顶角更大时，因边界力急剧增大 会导致很大的厚度，从经济性出发，宜在锥壳 端部增设一过渡圆弧段(环壳)，其作用类似碟 形封头的过渡圆弧段，从而大大缓和锥壳端部 的局部附加应力，此时锥形封头称折边锥形封 头，且有大端折边与小端折边之分。为有效缓 解锥壳与圆筒间的附加应力，对折边的过渡段 转角半径须有一定要求。
GB150及压力容器设计基础解析课件
1、总论
1.4 设计参数
1.4.1 压力（6个压力） Pw 正常工况下，容器顶部可能达到的最高压力 Pd 与相应设计温度相对应作为设计条件的容器顶部的最高压力 Pd≥PW Pc 在相应设计温度下，确定元件厚度压力（包括静液柱） Pt 压力试验时容器顶部压力 Pwmax 设计温度下，容器顶部所能承受最高压力， 由受压元件有效厚度计算得到。 Pz 安全泄放装置动作压力 Pw＜Pz ≤(1.05-1.1)Pw Pd ≥Pz
2、受压元件——园筒和球壳
2.1园筒和球壳
园筒和球壳壁厚是根据弹性力学最大主应力理论中径公式导出：
H4Di2 NhomakorabeaPc
Di
Di Pc
4
t
Pc Dil
2 ·l
Pc Di
2
t
1
Pc Di
4 t
2
Pc Di
2 t
中径（Di+δ）替代Di
1
Pc Di
4 t
Pc
2
Pc Di
2 t
Pc
适用范围Pc 0.4 ,相当于K 1.5
边缘区域总体上不考虑边缘应力的影响（锥壳除外）：封头与筒体分 别计算，不考虑结构不协调而引起的应力
❖ 确定材料许用应力的安全系数
对于板材、锻件、管材和密封螺栓具有不同的确定许用应力的系数 螺栓因工作条件不明确无法预测，因此安全系数较大 直径越小的螺栓安全系数越大，是因为过力超载更容易拧断
GB150 钢制压力容器
2、受压元件——封头
2.2 封头
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4
pc Do
4 t pc
pc Di
4 t pc
半球形封头壁厚计算公式与圆筒壁厚计算公式对应
受外压圆筒和外压计算曲线
在GB150-2011中对外压壳体计算用的B值曲线作了 扩充，所有GB150给出的材料都对应有相应的B值曲线
（见表4-1）
注: 对于受外压的容器，各种材料的使用温度上限将由相应的B值曲线确
受内压壳体的强度设计
中径公式得到的筒体的环向应力（最大主应力）：
pc D 2
pc pc
Do
2
Di
2
pc Do
2 t pc
以外径为基准
pc Di
2 t
pc
以内径为基准
球壳的壁厚设计
中径公式：
D D2 p
4
pD 4
p Do
4
p Di
GB150.3《压力容器-设计》-2011
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
受内压圆筒和球壳（第三章） 受外压圆筒和球壳以及外压曲线（第四章） 各种封头的设计计算方法（第五章） 开孔补强的设计方法（第六章） 法兰设计计算方法（第七章）
非圆形截面容器（附录A-规范性附录）
钢带错绕筒体（附录B-规范性附录） 密封结构（附录C-资料性附录） 焊接接头结构（附录D-资料性附录） 关于低温压力容器的基本设计要求（附录E-规范性附录）
(平均环向拉应力和平均经向压应力)
18
注： 1. 曲线系按最大应力强度 ( 主要为轴向弯曲应力)绘制， 控制值为3[]t；
小端Q2为 图5-13 和图5-14
图5-12 锥壳大端连接处的Q1 值图
加强段厚度：r = Q1
相邻筒体的计算厚度
19
新增内容（5.6.4.3条）：
当pc/[]t < 0.002时(相当于2 /Di < 0.002) r = 0.001Q1DiL r = 0.001Q2Dis 式中，Q1 和Q2分别按 pc/[]t = 0.002查图5-12和
平盖设计
a) 平盖厚度计算公式同GB150-1998，但结构形式和计算系数K 有所不同
b) 在GB150-2011中新增了结构13、14、16、17
kQL DiL tan
2
t s
1
要求满足
AeL ArL
式中: AeL为有效加强面积
22
3）内压加轴向力QS作用下，为满足小端连接边缘的力平衡和变形协调所
产生的应力，进行加强面积校核。 (GB150-2011新增的计算校核内容)
校核连接边缘的经向应力：
判断条件：Δ 值(查表5-5)应不小于锥壳半顶角α
2）轴向力QL作用下，为满足连接边缘的力平衡和变形协调所产生的应力校
核 (GB150-2011新增的计算校核内容)
1）压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核 (GB150-1998包括的计算内容) 控制应力为最大等效应力，强度条件为：
大端：最大等效应力不大于3[]t (主要为轴向弯曲) 小端：最大等效应力不大于1.1[]t
25
为便于使用，GB150-2011增加了锥壳与圆筒连接处外压计算 框图（GB150.3中图5-18)。
调整了外压下计算无折边锥壳与圆筒连接处有效加强面积时应 计入的圆筒有效厚度。
偏心锥壳的厚度计算
α1
α2
1）受内压偏心锥壳，取1和2中大值，按正锥壳计算； 2）受外压偏心锥壳，分别取1和2，按正锥壳计算。
球冠形封头
筒体的计算厚度
受内压的锥形封头 包括：锥壳部分和连接处（加强段）
16
锥形封头的壁厚设计
对于承受外压的锥形封头应首先满足该设计条件下的强度要求(GB1502011新增的要求)
受内压无折边锥壳大端与筒体连接处的应力校核 （包括两部分）
1）压力作用下为满足变形协调产生的边缘应力校核 (GB150-1998包括的计算内容)
附录D “焊接接头结构” - 按多年来我国压力容器行业的实践经验以及国外相关 标准规范的内容对GB150-1998附录J所列的各种焊接接 头结构形式作了调整,并增加了若干E类焊接接头的结构 形式
附录E “关于低温压力容器的基本设计要求” - 按材料和制造技术要求，对低温压力容器的界定作了 修改 - 更加严格了适用“低温低应力工况”的条件
23
当不满足该条件时，应增加的面积为：
Ars
kQS Dis tan
2
t s
1
要求满足
Aes Ars
式中: Aes为有效加强面积
24
5.6.4.4条 内压加轴向力QL共同作用下的加强设计
仅适用于QL、Qs为拉伸载荷的情况（为正值）； 同时f1和f2为轴向拉伸时取正值,反之取负值。
QL=PcDL/4 + f1 Qs=PcDs/4 + f2 超出范围时，应采用其它设计方法。
- 调整了部分平盖的结构特征系数K
- 修改了球冠形封头、锥壳与筒体连接的加强设计方法
开孔补强的设计方法 - 增加了针对筒体上法向接管开孔补强设计的分析方法， 开孔率适用范围可达0.9 - 修改了平盖上开孔接管的补强设计方法 法兰设计计算方法 - 增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意法兰的刚度 校核要求 - 增加了波齿垫片设计选用参数
GB150.3对GB150-1998所作的修改和增加的内容
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 受外压圆筒和球壳以及外压曲线 - 增加了对应于高强度材料的外压曲线
- 增加了材料与应力系数B曲线图的对应选用表
各种封头的设计计算方法 - 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
图5-14得到。
20
2）内压加轴向力QL共同作用下，为满足大端连接边缘的力平衡和变形协调
所产生的应力，进行加强面积校核。 (GB150-2011中5.6.4.4新增的计算校核内容)
校核连接边缘的环向应力：
判断条件：Δ 值(查表5-5)应不小于锥壳半顶角α；
21
当不满足该条件时，应增加的面积为：
ArL
定
两条特殊的B值曲线
注：包括Q370R、15CrMoR、09MnD、09MnNiD等材料，且设计温度不超过 150℃
注：包括07MnMoVR、12MnNiVR、06Ni9DR等Rm大于540MPa的材料，且设 计温度不超过200℃
各种封头的设计计算方法
球形封头、椭圆封头和碟形封头都给出了以内径和外径为基准的壁厚计 算公式