压力容器设计
《过程设备设计基础》
教案
4—压力容器设计
课程名称：过程设备设计基础
专业：过程装备与控制工程
任课教师：
第4章压力容器设计
本章主要介绍压力容器设计准则、常规设计方法和分析设计方法，重点是常规设计的基本原理和设计方法。
§4-1 概述
4.1概述
教学重点:压力容器设计的基本概念、设计要求
教学难点：无
压力容器发展趋势越来越大型化、高参数、选用高强度材料，本章着重介绍压力容器设计思想、常规设计方法和分析设计方法。
什么是压力容器的设计？
压力容器设计是指根据给定的工艺设计条件，遵循现行规范标准的规定，在确保安全的前提下，经济正确地选取材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。
结构设计--------确定合理、经济的结构形式，满足制造、检验、装配和维修等要求。
强（刚）度设计---------
确定结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性要求，以确保容器安全、可靠地运行。
密封设计--------选择合适的密封结构和材料保证密封性能良好。
4.1.1设计要求
设计的基本要求是安全性和经济性的统一，安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济，经济性包括材料的节约、经济的制造过程和经济的安装维修。
4.1.2设计文件
压力容器的设计文件包括：设计图样
技术条件
设计计算书
必要时包括设计或安装使用说明书.
分析设计还应提供应力分析报告
强度计算书包括：
★设计条件、所用的规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力等。
★装设安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全泄放量安全阀排量和爆破片泄放面积。
★当采用计算机软件进行计算时，软件必须经“压力容器标准化技术委员会”评审鉴定，并在国家质量技术监督局认证备案，打印结果中应有软件程序编号、输入数据和
计算结果等内容。
设计图样包括：总图和零部件图
总图包括压力容器名称、类别、设计条件；
主要受压元件设计材料牌号及材料要求；
主要受压元件材料牌号及材料要求；
主要特性参数（如容积、换热器换热面积和程数）
制造要求；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；耐压试验和气密性试验要求
；安全附件的规格；压力容器铭牌位置；
包装、运输、现场组焊和安装要求；以及其他特殊要求。
4.1.3设计条件
设计条件可用设计条件图表示(设计任务所提供的原始数据和工艺要求)
设计条件图包含设计要求、简图、接管表等
简图-------
示意性的画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形式及其他需要表达的内容。
设计要求-------工作介质、压力和温度、操作方式与要求和其他。
为便于填写，设计条件图又分为
一般设计条件图
换热器条件图：应注明换热管规格、管长及根数、排列形式、换热面积与程数等
塔器条件图：应注明塔型、塔板数量及间距、基本风压和地震设计烈度和场地土类别
搅拌容器条件图：应注明搅拌器形式及转向、轴功率等。
一、压力容器设计的基本内容
2、压力容器设计的基本步骤：
用户提出技术要求
↓
分析容器的工作条件，确定设计参数
↓
结构分析、初步选材
↓
选择合适的规范和标准
↓
应力分析和强度计算
↓
确定构件尺寸和材料
↓
绘制图纸，提供设计计算书和其它技术文件 二、压力容器设计的基本要求
基本原则：
安全是前提和核心，经济是设计的目标，在充分保证压力容器安全的前提下应尽可能做到经济。 三、压力容器设计条件 1、设计条件图
2、基本设计要求
???
??
?
?温条件等）计寿命、腐蚀速率、保其它（容积、材料、设操作方式和要求
压力和温度
工作介质设计要求???
??
?
?搅拌容器条件图塔器条件图
换热器条件图
容器条件图设计条件图??
?经济性
安全性
设计基本要求?????????
?
?封材料。
结构，选择合适的密选择或设计合理的密封—密封设计料。构尺寸，选择合适的材
确定零部件结通过强度和刚度计算，
—强度和刚度设计的结构形式。设计简单、合理、经济
、检验等方面的要求，满足工艺、制造、使用
—结构设计、基本设计内容1
§4-2 设计准则
1、强度失效
——由于材料屈服或断裂引起的压力容器失效。
（1）韧性断裂
——压力容器在载荷作用下，应力达到或接近材料的强度极限而发生的断裂。 特点：①材料断裂前发生较大的塑性变形，容器发生鼓胀。
②容器断口处厚度减薄。 ③断裂时几乎没有碎片。
失效原因：
?????
??
??腐蚀断裂
蠕变断裂疲劳断裂
脆型断裂韧性断裂强度失效形式?????
??
??交互失效
泄漏失效失稳失效
刚度失效强度失效式一、压力容器的失效形???
??
?
?断裂力学分析设计方法疲劳分析设计方法
分析设计方法
常规设计方法四、压力容器设计方法??
??它文件安装、使用说明书及其设计计算书
设计图样五、压力容器设计文件
①容器厚度不够。
②压力过大（大于最大工作压力）。
（2）脆性断裂（低应力脆断）
——容器中的应力远低于材料的强度极限而发生的断裂。
特点：①断口平齐，且与最大应力方向垂直。
②断裂时可能碎裂成碎片飞出。
③断裂时应里很低，安全附件不起作用，具有突发性。
失效原因：
①容器材料的脆性。
②材料中存在缺陷。
（3）疲劳断裂
——在交变载荷作用下，材料原有的或萌生的裂纹扩展导致容器发生的断裂。
特点：①断口有贝壳状的疲劳条纹。
②断裂时容器无明显的塑性变形，容器整体应力较低。
③断裂具有突发性，危害性较大。
失效原因：
①交变载荷。
②高应力区形成疲劳裂纹。
（4）蠕变断裂
——
压力容器长时间在高温下受载，材料的蠕变变形会随着时间不断增大，使容器厚度明显减薄，发生鼓胀变形，最终导致容器发生断裂。
特征：①在恒定载荷和低应力条件下也会发生蠕变断裂。
②断裂前材料会产生蠕变脆化。
③断裂前材料具有韧性断裂的特征，断裂时材料具有脆性断裂的特征。
（5）腐蚀断裂
——
由于材料受到介质腐蚀，造成容器整体厚度减薄，或局部凹坑、裂纹等，由此引起的断裂称为腐蚀断裂。
①全面腐蚀
②点腐蚀
③晶间腐蚀
④应力腐蚀
2、刚度失效
——构件发生过度弹性变形引起的失效
3、失稳失效
①弹性失稳
②非弹性失稳
4、泄漏失效
5、交互失效
腐蚀疲劳
②蠕变疲劳
二、压力容器的失效判据和设计准则 1、失效判据
——判断压力容器是否失效 两个必需的条件：①力学分析结果 ②失效数值 2、压力容器设计准则
（2）刚度失效设计准则 （3）稳定失效设计准则 （4）泄漏失效设计准则
§4-3 常规设计
?
??
???
???
??脆性断裂失效设计准则
蠕变失效设计准则疲劳失效设计准则弹塑性失效设计准则
爆破失效设计准则塑性失效设计准则弹性失效设计准则）强度失效设计准则（1
教学目的和要求
1、了解压力容器设计的基本内容
2、掌握压力容器筒体和封头设计方法
3、掌握螺栓法兰连接的设计方法
4、掌握开孔和开孔补强设计方法
5、了解支座、检查孔、安全泄放装置的作用、结构和选用
6、掌握焊接结构设计方法
7、掌握压力试验的方法和计算 教学重点和难点
1、压力容器筒体和封头设计计算
2、螺栓法兰连接的设计计算
3、开孔和开孔补强设计计算
4、焊接结构设计
课外作业
思考题；习题T1、T2、T 3、T 5、T 7
一、概述
（1）压力容器常规设计方法 （2）压力容器分析设计方法； （3）弹性失效设计准则
二、圆筒设计
（一）结构
1、单层式圆筒
优点：不存在层间松动等薄弱环节，能较好地保证筒体的强度。 缺点：
（1）对制造设备的要求高。 （2）材料的浪费大。
（3）存在较深的纵、环焊缝，不便于焊接和检验。 圆筒层板包扎式：
优点：（1）对加工设备的要求不高。
（2）压缩预应力可防止裂纹的扩展。 （3）内筒可采用不锈钢防腐。
（4）层板厚度薄，韧性好，不易发生脆性断裂。 缺点：（1）包扎工序繁琐，费工费时，效率低。
（2）层板材料利用率低。
（3）层间松动问题热套式优点：（1）套合层数少，效率高，成本低。 （2）纵焊缝质量容易保证。
缺点：（1）只能套合短筒，筒节间深环焊缝多。
（2）要求准确的过盈量，对筒节的制造要求高。绕板式优点：（1）机械化程度高，操作简便，材料利用率高。
（2）纵焊缝少。
缺点：（1）绕板薄，不宜制造壁厚很大的容器。
（2）层间松动问题。
槽形绕带式优点：（1）筒壁应力分布均匀且能承受一部分由内压 产生的轴向力。
（2）机械化程度高，材料利用率高。 缺点：（1）钢带成本高，公差要求严格。
（2）绕带时钢带要求严格啮合，否则无法贴紧。
扁平钢带倾角错绕式特点：（1）机械化程度高，材料利用率高。
?????????
?
?
?
??
?
???????????????????????
??
??扁平钢带倾角错绕式槽形绕带绕带式整体多层包扎式绕板式热套式多层包扎式
组合式无缝钢管式单层瓦片式整体锻造式
单层卷焊式单层式圆筒结构形式
（2）整体绕制，无环焊缝。 （3）带层呈网状，不会整体裂开。 （4）扁平钢带成本低，绕制方便。 （二）强度计算 1、单层圆筒 （1） 壁厚计算
得：
设计厚度：δd =δ+C 2
名义厚度：δn = δd + C 1+△= δ+ C 1 +C 2+△ 有效厚度：δe = δ+△= δn - C 1 -C 2 上述四个厚度之间的关系：
（2）强度校核
工作应力：
δ
δd
C 2 C 1+△ δn
C 1+C 2
δe
焊接接头系数
计算压力
----φc p φ
σt c p ][0.4≤适用范围：φσδ
δφ
δt i c i D P D D ][4)
(≤++=，引入焊缝系数c
t i
c p D p -=
φσδ][2t
c D
P ][41σδ
σ≤=
最大允许工作压力：
容器的最小厚度：
碳素钢、低合金钢制容器：δmin ≥3mm
高合金钢制容器：δmin ≥2mm 规定容器的最小壁厚，在经济上是合理的，因为对于壁后很薄的容器，在制造
过程（例如两个筒节的对接）和运输过程中，为了维持必要的圆度和刚度，要是用大量的辅助钢材把筒节撑圆，这些钢材所需费用要计入容器的制造成本中去。
（3）压力试验
①液压试验 试验压力：
内压容器：
外压容器和真空容器：
注意：
*夹套容器：视内筒为内压或外压容器，分别按内压或外压容器的试验压力公式确定试验压力；夹套按内压容器确定试验压力。
*需校核内筒在夹套液压试验压力下的稳定性，如不满足稳定性要求，则需在夹套液压试验时，内筒内保持一定的压力。
如果直立容器卧置进行液压试验，则在应力校核时，P T 应加上容器立置充满水时的最大液柱压力。
②气压试验
内压容器：外压容器和真空容器：强度校核：③气密性试验容器上没有安全泄放装置，气密性试验压力P T =1.0P 容器上设置了安全泄放装置，气密性试验压力应低于安全阀的开启压力或爆破片的设计爆破压力。
通常取P T =1.0P W 。 （三）设计参数的确定 1、设计压力P （1）设计压力≠工作压力
t
T p
p ][][15.1σσ=)
(8.02)
(2.0σφσδδσS e
e i T T D p ≤+=
)
(9.02)
(2.0σφσδδσS e
e i T T D p ≤+=
p
p T 25.1=t
T p
p ][][25.1σσ=?
??????
?气密性试验
气压试验
液压试验耐压试验压力试验e
i t e w D p δφσδ+=
][2][φ
σδδσt e
e i c t D p ][2)
(≤+=
工作压力由工艺过程决定，其大小在工作过程中可能有变化，在容器顶部和底部工作压力也可能不同。
设计由具体工作条件规定，通常为定值。 （2）最大工作压力P W
指容器在正常工作情况下其顶部可能出现的最高表压力。 要求：P ≥ P W
（3）装有安全阀的容器，P （1.05~1.1）P W
装有爆破膜的容器，P=（1.15~1.75）P W
装有液化气的容器，按可能达到最高温度下介质的饱和蒸汽压确定P
装有液体的容器，当受压元件所在截面处的液柱静压力达到或超过设计压力的5%时，液柱静压力应计入设计压力。
即：P ‘= P + P L
2、设计温度t
正常工作情况下及相应设计压力下设定的受压元件的温度。容器的设计温度一般由工艺条件给出。 3、焊缝系数φ
反映由于焊缝存在，容器材料受到削弱的程度，其值主要考虑焊缝形式和对焊缝进行无损检验的要求。见表43。
4、壁厚负偏差 见表4-2
5、许用应力[σ]
(1)当材料温度低于蠕变温度时，表示材料抵抗塑性变形能力的强度指标是屈服极限σy ，表示材料抵抗断裂能力的强度指标是强度极限σb 。
当材料温度高于蠕变温度时，表示材料高温下抵抗塑性变形能力的强度指标是蠕变极限σn ，表示材料高温下抵抗断裂能力的强度指标是持久极限σD 。 (2)安全系数的规定
碳素钢、低合金钢、铁素体高合金钢： n b ≥3.0 n s ≥1.6 n D ≥1.5 n n ≥1.0 奥氏体高合金钢：
n b ≥3.0 n s ≥1.5 n D ≥1.5 n n ≥1.0 见表4-4
?????????=t n t
D
s
t s
s
s b
b n n n σσσσσσ或或
min ][安全系数
极限强度=][σ
压力容器设计类别、级别划分
压力容器设计类别、级别的划分 第一章总则 第一条为了加强对压力容器压力管道设计单位的质量监督和安全监察，确保压力容器压力管道的设计质量，根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》及《压力管道安全管理与监察规定》的有关规定和国务院赋予国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）的职能，特制定本规则。 第二条从事压力容器压力管道设计的单位（以下简称设计单位），必须具有相应级别的设计资格，取得《压力容器压力管道设计许可证》（以下简称《设计许可证》，见附一）。 第三条设计类别、级别的划分: 一、压力容器设计类别、级别的划分： （一）A类： 1、A1级系指超高压容器、高压容器（结构形式主要包括单层、无缝、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板等）； 2、A2级系指第三类低、中压容器； 3、A3级系指球形储罐； 4、A4级系指非金属压力容器。 （二）C类： 1、C1级系指铁路罐车； 2、C2级系指汽车罐车或长管拖车； 3、C3级系指罐式集装箱。 （三）D类: 1、D1级系指第一类压力容器； 2、D2级系指第二类低、中压容器。 （四）SAD类系指压力容器分析设计。 压力容器设计类别、级别、品种范围划分详见附二。 二、压力管道设计类别、级别的划分： （一）长输管道为GA类，级别划分为： 1、符合下列条件之一的长输管道为GA1级： （1）输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P 〉1.6Mpa的管道；
（2）输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离（指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离）≥200km且管道公称直径DN ≥300 mm 的管道； （3）输送桨体介质，输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道； 2、符合下列条件之一的长输管道为GA2级： （1）输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P≤1.6Mpa的管道； （2）GA1（2）范围以外的管道； （3）GA1（3）范围以外的管道。 （二）公用管道为GB类，级别划分为： 1、GB1：燃气管道； 2、GB2：热力管道。 （三）工业管道为GC类，级别划分为： 1、符合下列条件之一的工业管道为GC1级： （1）输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中，毒性程度为极度危害介质的管道； （2）输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa的管道； （3）输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P≥4.0MPa且设计温度大于等于400℃的管道； （4）输送流体介质且设计压力P≥10.0Mpa的管道。 2、符合下列条件之一的工业管道为GC2级： （1）输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P<4.0Mpa的管道； （2）输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P<4.0Mpa且设计温度大于等于400℃的管道； （3）输送非可燃流体介质，设计压力P<10.0Mpa且设计温度<400℃的管道。 第四条国家质检总局和省级质量技术监督部门（以下简称批准部门）负责《设计许可证》批准、颁发，并按分级管理的原则进行审批。 第五条对A类、C 类、SAD类压力容器和GA类、GC1级（含GA类+GB类，GC1 级+GB类，GA类+GC类，GA类+GB类+GC类等）压力管道设计单位的《设计许可证》，由国家质检总局批准、颁发。对D类压力容器和GB类、GC2级压力管道设计单位的《设计许可证》，由省级质量技术监督部门批准、颁发。
压力容器设计基础
压力容器设计基础 压力容器设计基础 一、基本概念 压力容器的设计，就是根据给定的性能要求、工艺参数和操作条件，确定容器的结构型式，选择合适的材料，计算容器主要受压元件的尺寸，最后给出容器及其零部件的图纸，并提出相应的技术条件。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产，运行安全可靠，保证使用寿命、制造、检验、安装、操作及维修方便易行，经济合理等要求。压力容器设计中的关键问题是力学问题，即强度、刚度及稳定性问题。在本节中，主要讨论压力容器设计中的有关强度问题。 所谓强度，就是结构在外载荷作用下，会不会因应力过大而发生破裂或由于过度性变形而丧失其功用。具体来讲，就是在外载荷作用下，容器结构内产生的应力不大于材料的许用 应力值，即： ζ≤K〔ζ〕t （1） 这个式子就是强度问题的基本表达式。压力容器的设计计算就是围绕这一关系式而进行 的。 公式（1）中的左端项是结构内的应力，它是人们最为关心的问题。求解结构的应力状态，它们的大小，是一个十分复杂的问题，常用的方法有解法（如弹性力学法、弹型性分析法等）、试验法（如电阻应变计测量法、光弹法、云纹法等）及数值解法（如有限元法、边界元法等）。应用这些方法可以精确或近似地求出结构的应力，然而，每一种结构的应力都有其特殊性，目前可求解的只是问题的绝大部分，仍有许多复杂结构的应力分析有等人们进一步探讨。求出结构内任一点的应力后，所遇到的问题就是怎样处理这些应力。一点的应力状态最多可含有6个应力分量，哪个应力起主要作用，这些应力对失效起什么作用，对它们如何控制才不致发生破坏，解决这一问题，就要选择相应的强度理论计算当量应力，以便与单向拉伸试验得到的许用应力相比较，将应力控制在许可的范围内。 公式（1）中的右端项是强度控制指标，即材料的许用应力。它涉及到材料强度指标（如抗拉强度ζb、屈服强度ζs 等）的确定及安全系数的选用等问题。当采用常规设计法，且只考虑静载问题时，系数K=1.0；如果考虑动载荷，或采用应力分析设计法，K≥1.0，此时 设计计算将更加复杂。 把强度理论（公式(1)）具体应用到压力容器专业，就称这为压力容器的强度理论，它又增加了一些具体的规定和特殊要求，由此产生了一系列容器的设计规定和标准等。 1、强度理论及其应用 在对结构进行强度分析时，要对危险点处于复杂应力状态的构件进行强度计算，首先要知道是什么因素使材料发生某一类型破坏的。长期以来，人们根据对材料破坏现象的分析，提出了各种各样的假说，认为材料的某一类型破坏现象是由哪些因素所引起的，这种假说通常就称为强度理论。一种类型的破坏是脆性断裂破坏，第Ⅰ、Ⅱ强度理论依据于它；一种类型的破坏是型性流动破坏，第Ⅲ、Ⅳ强度理论以此为依据。 建立强度理论的目的就是要找出一种材料处于复杂应力状态下强度条件，即使是什么样的条件材料不会破坏失效。根据不同的强度理论可以得到复杂应力状况下三个元应力的某种组合，这种组合应力ζxd和轴向拉伸时的单向拉应力在安全程度上是相当的，具有可比性，可以与单向屈服应力相比较而得出强度条件，因此，通常称ζxd为相当应力或当量应力。
低温压力容器设计要点
低温压力容器 目前我国没有专门的低温压力容器标准，JB4732都不划分低温与常温的温度界限。 ★低温管壳式换热器见GB151-1999附录A ★低温压力容器见GB150.3-2011附录E(老版150为附录C) ●为什么低温压力容器需要关注： 温度低，材料的韧性降低，会产生低温脆性破坏，而低温脆性破坏前应力远未到达材料的屈服极限（或许用应力），破坏时没有明显的征兆，所以低温压力容器的设计、选材、制造和检验等各个环节要求都有不同程度的提高。 ●低温压力容器的定义 设计温度为＜－20℃(新标准GB150-2011第3.1.15条定义，老标准为≤－20℃)的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，以及设计温度低于-196℃的奥氏体不锈钢制容器。 相关两个定义 ●最低设计金属温度（MDMT） GB150.1-2011第4.3.4d条：在确定最低设计金属温度时，应
当充分考虑在运行过程中，大气环境低温条件对容器金属温度的影响。大气环境低温条件系指历年来月平均最低气温（指当月各天的最低气温值之和除以当月天数）的最低值。 ●低温低应力工况 GB150.3-2011附录E第E1.4条：低温低应力工况系指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于-20℃，但设计应力（在该设计条件下，容器元件实际承受的最大一次总体薄膜和弯曲应力）小于或等于钢材标准常温屈服强度的1/6，且不大于50Mpa时的工况。（注：一次应力为平衡压力与其他机械载荷所必须的法向应力或且应力） 这个定义与老标准有差别，设计应力与环向应力的区别，用设计应力更严谨。 新标准明确了在进行容器的“低温低应力工况”判定时，除了对壳体元件进行一次总体薄膜应力的核定外，还应对承受一次弯曲应力的容器元件进行考查，如平封头、管板、法兰等。 ●关于低温低应力工况下，选材按照设计温度加50℃（或者，加40℃）的规定 GB150.3-2011附录E第E2.2条：当壳体或受压元件使用在“低温低应力工况”下，可以按设计温度加50℃（对于不要求焊后热处理的设备，加40℃）后的温度值选择材料，但不适用于：
压力容器各级设计岗位职责
压力容器各级设计人员岗位职责 1、设计人员 1.1 按设计任务书和设计条件图要求，负责所承担产品图样的设计和设计文 件的编写，对设计质量负责。 1.2 正确贯彻压力容器有关规程、标准等技术规范，遵守压力容器设计的各 种规章制度。 1.3 正确应用压力容器设计的基础资料、数据、计算方法、计算公式，做好 受压元件的计算和应力分析。 1.4 属初次设计技术难度较大的压力容器，应提出包括容器的主要结构、材 质选用、技术要求等设计方案，并与校审人员研究确定后进行施工图设 计。 1.5 在设计图样和技术文件中，做到制图比例适当，视图投影正确、图面清 晰，尺寸、数字、符号、图例准确、文字叙述切题、通顺、字迹端正。 1.6 设计图样和技术文件全部完成后，在送校前，应全面自校，并负责对校 核和审核中提出的意见进行设计文件的修改，以及打印底图和打印文件 的复核。 1.7 按规定签署设计图样和技术文件，做好整理和归档工作。 1.8 认真处理制造、安装和使用中的有关设计问题，对需要修改的内容，应 连同归档的设计文件及时修改。 1.9 负责对复用设计图样和技术文件的复查和修改。 1.10 好设计产品的用户回访，填写用户回访记录，并按归定存档。 2、校核人员 2.1 会同设计人员商定压力容器设计方案，帮助设计人员解决设计中的一般技 术问题，并对所校核的设计图样和技术文件的质量负责。 2.2全面校核压力容器设计图样和技术文件，校核内容包括： a)设计是否符合设计任务书和设计条件图的规定，设计是否技术先进、 安全可靠、经济合理，是否符合制造、安装和使用要求； b)受压元件的强度计算书中采用的设计参数、基础数据、计算公式、 计算结果是否正确，是否与设计图样一致； c)技术条件选用的法规、标准、规范是否符合现行规定，内容是否完 整、恰当、文字叙述是否切题、简练、正确；
压力容器设计.
第四章压力容器设计 CHAPTER ⅣDesign of Pressure Vessel 概述 设计准则 常规设计 分析设计 疲劳分析 & 压力容器设计技术进展 压力容器发展趋势：①高参数 ②大型化 ③选用高强度材料。 本章着重介绍：①压力容器的设计思想 ②常规设计方法——弹性失效 ③分析设计方法——不同失效形式 / 第一节概述 设计要求、设计文件、设计条件是设计的基本知识。 什么是压力容器设计应综合考虑哪些因素 压力容器设计：根据给定的工艺设计条件，遵循现行的规范标准规定，在确保安全的前提下，经济、正确地选择材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。 结构设计——确定合理、经济的结构形式，满足制造、检验、装配、运输和维修等要求。 强（刚）度设计——确定结构尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求，以确保容器安全可靠地运行。 密封设计——选择合适的密封结构和材料，保证密封性能良好。 ] 设计要求：安全性与经济性的统一 安全性指结构完整性和密封性。安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。 经济性包括材料的节约，高的效率，经济的制造过程,低的操作和维修费用等。 设计文件
设计文件包括：设计图样、技术条件、强度计算书，必要时还应包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。 设计的表现形式，是设计者的劳动体现 强度计算书： 包括设计条件、所用规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力等。 , 装设安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积。 当采用计算机软件进行计算时，软件必须经“全国锅炉压力容器标准化技术委员会”评审鉴定，并在国家质量监督检验检疫总局特种设备局认证备案，打印结果中应有软件程序编号、输入数据和计算结果等内容。 设计图样：①总图②零部件图 总图包括压力容器名称、类别；设计条件；必要时应注明压力容器使用年限；主要受压元件材料牌号及材料要求；主要特性参数（如容积、换热器换热面积与程数等）；制造要求；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；耐压试验和气密性试验要求；安全附件的规格；压力容器铭牌的位置；包装、运输、现场组焊和安装要求；以及其它特殊要求。设计条件 工艺设计条件（原始数据、工艺要求）→→设计 设计条件——设计的已知条件：简图、用户要求、接管表等 简图——示意性地画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形式及其它需要表达的内容。 、 用户要求包括： （1）工作介质：介质学名或分子式、主要组分、比重及危害性等； （2）压力和温度：工作压力、工作温度、环境温度等； （3）操作方式与要求：注明连续操作或间隙操作，以及压力、温度是否稳定；对压力、温度有波动时，应注明变动频率及变化范围；对开、停车频繁的容器应注 明每年的开车、停车次数； （4）其它：还应注明容积、材料、腐蚀速率、设计寿命、是否带安全装置、是否保温等。 设计条件图： ①一般容器条件图 ②换热器条件图：应注明换热管规格、管长及根数、排列形式、换热面积与程数等； . ③塔器条件图：应注明塔型（浮阀塔、筛板塔或填料塔）、塔板数量及间距、基本 风压和地震设计烈度和场地土类别等；
压力容器设计人员综合考试题及答案(二)
2013年压力容器设计人员综合考试题姓名：得分 一、填空（本题共20 分，每题2 分） 1 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 2、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为-20℃。 点评：该题出自GB150.2，表4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握。 3、对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的 计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。 点评：考查设计压力与计算压力的概念，GB150 .1 4.3.3 规定。 4、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例。 点评：考查设计人员对焊接接头系数选取的理解。 5、整体补强的型式有：a. 增加壳体的厚度，b.厚壁管，c. 整体补强锻件__ 。 点评：GB150.3 6.3.2.2 的规定 6、椭圆封头在过渡区开孔时，所需补强面积A 的计算中，壳体的计算厚度是指椭圆封头的_ 计算_厚度。 点评：明确开孔部位不同，开孔补强计算所用的厚度不同，见公式5-1（P116），开孔位于。 7、奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过 25mg/L 。试验合格后，应立即将水渍去除干净。 点评：见GB150.4 11.4.9.1 8、压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100%）和局部（大于等20%）两 种。对碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于50% 。 点评：《固容规》第4.5.3.2.1 条。 9、换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力而对管孔的粗糙度要求 是为了密封。 点评：考察设计者对标准的理解和结构设计要求的目的。 10、压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材的P≤%、S ≤% 二、选择（本题共20 分，每题 2 分，以下答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，选 错一个不得分） 1 、设计温度为600℃的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有a、b. a.S30408, b.S31608, c.S31603 点评：奥氏体不锈钢当温度超过525℃时，含碳量应不小于0.04%，超低碳不锈钢不能适用，因热强性下降，此题是考查此概念。 2 、外压球壳的许用外压力与下述参数有关b，d 。 a.腐蚀裕量 b.球壳外直径 c.材料抗拉强度 d.弹性模量 点评：本题为基本概念试题，考查影响许用外压力的的有关因素 3、外压计算图表中，系数A 是（a，c，d ）。 a. 无量纲参数 b. 应力 c. 应变 d 应力与弹性模量的比值
浅析压力容器分析设计的塑性措施
引言 《压力容器》“压力容器应力分析设计方法的进展和评述”中曾介绍和评述了压力容器分析设计的弹性应力分析方法（又称应力分类法）的最新进展。本文将进一步介绍和评述压力容器分析设计的塑性分析方法，包括ASME的极限载荷分析方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。 压力容器设计是一个创新意识非常活跃的工程领域，它紧跟着科学技术的发展而不断地更新设计方法。随着弹性理论、板壳理论和线性有限元分析方法的成熟，20世纪60年代，压力容器界提出了基于弹性应力分析和塑性失效准则的“弹性应力分析设计方法”。进入21世纪后，由于塑性理论和非线性有限元分析方法的日趋成熟，欧盟标准和ASME规范又先后推出了压力容器的塑性分析设计方法。其中涉及许多新的基本概念和新的分析方法，需要我们及时学习领会和消化吸收，以提高我们的分析设计水平，并结合国情进一步修订我国的压力容器设计规范。 ASME和欧盟的新规范都是以失效模式为主线来编排的。ASME考虑了以下4种模式： （1）防止塑性垮塌。对应于欧盟的“总体塑性变形(GPD)”失效模式。 （2）防止局部失效。 （3）防止屈曲（失稳）垮塌。对应于欧盟的“失稳（I）”失效模式。 （4）防止循环加载失效。对应于欧盟的“疲劳（F）”和“渐增塑性变形（PD）”2种失效模式。 欧盟还考虑了“静力平衡（SE）”失效模式，即防止设备发生倾薄。 文中讨论的塑性分析设计方法主要应用于防止塑性垮塌和防止局部失效2种情况。 1、极限载荷分析法 在一次加载情况下，结构的失效是一个加载历史过程，即随着载荷的增加从纯弹性状态到局部塑性状态再到总体塑性流动的失效状态。对无硬化的理想塑性材料和小变形情况，结构进入总体塑性流动时的状态称为极限状态，相应的载荷称为极限载荷。此时，结构变成几何可变的垮塌机构，将发生不可限制的塑性变形，因而失去承载能力。 一般的弹塑性分析方法都要考虑上述复杂的加载历史过程，但极限载荷分析法（简称极限分析）则另辟蹊径，跳过加载历史，直接考虑在最终的极限状态下结构的平衡特性，由此求出结构的承载能力（即极限载荷）。它是塑性力学的一个
D类压力容器设计人员考试题库_部分答案
D类压力容器设计人员考试题库——上海市2016年 01GB150受压椭圆形封头计算厚度的公式是什么？对椭圆形封头的有效厚度有何限制？ 02对于夹套容器，在确定夹套耐压试验压力时，是否应对内筒进行稳定性校核？如内筒稳定性不清楚，如何处理？ 答：①需要进行稳定性校核。②一般要求夹套水压时，内筒保压，使整个水压试验过程（升压、保压和卸压）中任一时间内，各压力舱的压差不超过允许压差，并在图样上说明这一要求和允许压差值。 03压力试验的目的是什么？为什么要尽可能采用液压试验？ 答：压力容器耐压试验的目的是通过观察承压部件有无明显变形和破裂，检验承压部件的强度，来验证压力容器是否具有设计压力下安全运行必须的承压能力。同时通过观察焊缝、法兰等连接处有无泄漏，来检验锅炉压力容器的严密性或发现容器潜在的局部缺陷。 压力容器的耐压试验时，在一般情况下加压介质只能用水或其他适宜的液体，要求介质具有挥发性小、易流动、不燃和无毒等特性。而不用气体。因为耐压试验主要是检验强度，试验时应考虑容器在试验时有破裂的可能性，由于气体爆破时的能量比液体大数百倍甚至上万倍，故较少采用。 04设计压力0.3MPa，设计温度50摄氏度，容积5.5m3，充装系数0.9，介质为水的储罐。该设备如何分类？为什么？ 答：按介质，水属于第二类介质。按照《固容规》图A-2划分方法，属于I类压力容器。 05什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？ 答：计算厚度指按有关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。 设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。 名义厚度指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。 06什么情况需下需要制备产品焊接试件？ 答：GB150.4-2011第9.1.1.1条，凡符合以下条件之一的、有A类纵向焊接接头的容器，应逐台制备产品焊接试件： a)盛装毒性为极度或高度危害介质的容器； b)材料标准抗拉强度Rm>=540MPa的低合金钢制容器； c)低温容器； d)制造过程中，通过热处理改善或者恢复材料性能的钢制容器； e)设计文件要求制备产品焊接试件的容器。 07压力容器设计时对焊接接头系数是如何规定的？
压力容器的设计步骤..
储气罐——压力容器的设计步骤 1.确定压力容器设备的各项参数：压力，介质，温度 最高工作压力为1.5MPa，工作温度为常温20℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3 确定压力容器的类型 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章中有详细的规定，主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分。 储气罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，应为第Ⅰ类容器。 2.确定设计参数 （1）确定设计压力 容器的最高工作压力为1.5MPa，设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。取1.05还是取1.10，取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。 介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则上限1.10。 介质为压缩空气，管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4 （2）确定设计温度 一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得。 如在室外在工作，无保温，容器工作温度为30℃，冬季环境温度最低可到－20℃，则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为－20℃。《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考。 假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。 （3）确定几何容积 按结构设计完成后的实际容积填写。 （4）确定腐蚀裕量 根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。 先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。 《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定，受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。 介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。
压力容器设计方法分析对比.docx
压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力
2020年压力容器设计人员考试大纲
（情绪管理）压力容器设计人员考试大纲
压力容器设计人员考核大纲 (2012) SummaryofCheckingContentforDesignerandApproverofPressu reVesselDesign 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 2012年02月20日 目录 第壹章总则 (1) 第二章常规设计审批人员考试内容 (1) 第三章分析设计人员考试内容 (4) 第四章附则 (5) 压力容器设计人员资格考试大纲 第一章总则 第壹条为规范压力容器设计人员资格考试工作，依据为国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁布的TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》（以下简称规则）及全国锅炉压力容器标准化技术委员会制定的《压力容器设计人员考试规则》（2012），制定本规则。 第二条本规则适用于A、C、D类压力容器设计（以下称常规设计）审批（含审核、审定人）人员及SAD类压力容器分析设计（以下称分析设计）设计人、审批人的考核工作。
第二章常规设计审批人员考试内容 第三条A、D类压力容器设计审批人考试内容： （壹）理论考试要求： 1．应熟悉压力容器设计关联的基本基础知识，包括材料、结构、力学基础、设计计算方法、热处理、腐蚀、焊接、无损检测等； 2．应熟练掌握压力容器设计关联的法规、安全技术规范、标准、文件；3．能够正确解决压力容器设计、制造中常见的实际工程问题； 4．熟悉且及时掌握压力容器行业关联的标准信息 （二）关联的安全技术规范文件： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》等 （三）关联的标准规范： GB150.1~GB150.4《压力容器》 GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 GB50009《建筑结构载荷规范》 GB50011《建筑抗震设计规范》 JB/T4710《钢制塔式容器》
浅谈压力容器的两种设计方法
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4a12066079.html, 浅谈压力容器的两种设计方法 作者：王艳 来源：《价值工程》2010年第15期 摘要:本文介绍了压力容器的两种设计方法,指出分析设计方法虽然相对复杂,但较常规设计方法更安全更经济,且随着计算机技术的发展、有限元方法的应用及各种功能软件的使用它将 会得到更广泛的应用。 Abstract: This paper introduces two kinds of pressure vessel design methods and points that analysis and design methods are relatively complex and more economical,but safer than the conventional design method,and with the development of computer technology,finite element method and software applications will be more widely used. 关键词:压力容器;常规设计;分析设计 Key words: pressure vessel;conventional design;analysis and design 中图分类号:TH49 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0166-01 压力容器是化工、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。尽管各类压力容器设备功能各异、结构复杂程度不一,但一般可将其分解为筒体、封头、法兰、 开孔、接管、支座等部件。 压力容器及其部件的两种设计方法分别是常规设计和分析设计。 常规设计是以弹性设计准则为基础,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件 的设计计算公式,这些公式均以显式表达,给出了压力、许用应力、容器主要尺寸之间的关系。它包含了设计三要素:设计方法、设计载荷及许用应力,但这些并不是建立在对容器及其部件进行详尽的应力分析基础之上。如容器筒体,是采用“中径公式”(根据内压与筒壁上均匀分布的薄膜应力整体平衡推导而得),一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力,不考虑其它类型的应力,如对弯曲应力,只有当它特别显著、起主导作用时才予以考虑。实际上,当容器承载以后器壁上会出现多种应力,其中包括由于结构不连续所产生的局部高应力,常规设计对此只是结合经典力学理论和经验公式对压力容器部件设计做一些规定,在结构、选材、制造等方面提出要求,把局部应力粗略地控制在一个安全水平上,在考虑许用应力时选取相对高的安全系数,留有足够的安全裕度。因此,常规设计从本质上讲,可以说是基于经验的设计方法。 工程实际中我们用常规设计的观点和方法解决了很多问题,但也有一些问题无法解释,因为常规设计只考虑弹性失效,没有去深究隐含在许用应力值后面的多种失效模式。
压力容器设计基础知识讲稿(DOC 120页)
压力容器设计基础知识讲稿(DOC 120页) 部门： xxx 时间： xxx 制作人：xxx 整理范文，仅供参考，勿作商业用途
压力容器设计基础知识讲稿 （20140325） 目录 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程 1．2 标准和法规（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级和D2级压力容器说明 二．GB150-1998《钢制压力容器》 1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格和职责 3．3 GB150管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的一般规定 3．6 许用应力
3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验和试验压力 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 采用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒和内压球体的计算 5. 1 内压圆筒和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．外压圆筒和外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计和计算 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．开孔和开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状和尺寸限制 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、检验和验收 10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接
TSGR1001-2008_压力容器压力管道设计许可规则
特种设备安全技术规范TSGR1001—2008 压力容器压力管道设计许可规则 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 2008年1月8日
2004年3月，国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)向中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)下达起草任务书。2004年4月、6月，中国特检院成立起草组，分别在无锡、北京召开《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》首次会议。2004年7月、10月，起草组在北京召开第二次工作会议，就起草工作中的主要问题进行了研讨。2004年8月、2005年1月，起草组在北京召开末次工作会议，经讨论修改，形成了《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》草案，同时邀请部分设计院专家对草案进行了讨论。2004年11月、2005年2月，中国特检院向特种设备局上报了《压力管道设计资格许可规则》和《压力容器设计许可规则》的征求意见稿。2005年2月、1 2月，特种设备局分别以质检特函[2005]5号文、[2005]65号文征求基层部门、有关单位和专家以及公民的意见。2005年4月、2006年7月，根据征求到的意见进行修改形成送审稿，分别向质检总局特种设备安全技术委员会专家征求意见。2005年9月、2006年11月，分别将《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》报批稿上报特种设备局，特种设备局经研究决定将两规则进行合并。2007年4月，经《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》主要起草人员的讨论与修改，最终形成了《压力容器压力管道设计许可规则》报批稿。2008年1月8日，由国家质检总局批准颁布。 本规则修订的主要依据是《特种设备安全监察条例》(以下简称《条例》)、《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》，在充分考虑我国压力容器、压力管道设计单位现状及其特点的前提下，以确保压力容器、压力管道设计质量为目的，在原《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》基础上进行的修订。
压力容器设计人员综合考试题及答案(一)
2012年压力容器设计人员综合考试题姓名：得分 一、填空（本题共20 分，每题2 分） 1 、结构具有抵抗外力作用的能力，外力除去后，能恢复其原有形状和尺寸的这种性质称为弹 性。 2 、压力容器失效常以三种形式表现出来：①强度；②刚度；③稳定性。 3 、厚度16mm 的Q235—B 钢板，其屈服强度ReL 的下限值为235MPa 。 4 、Q345R 在热轧状态下的金相组织为铁素体加珠光体。 5 、用于壳体的厚度大于3 6 mm 的Q245R 钢板，应在正火状态下使用。 点评：该题出自GB150，4.1.4 条款，考查对常用压力容器材料订货技术条件掌握的熟练程 6、GB150 规定的圆筒外压周向稳定安全系数是 3.0 ,球壳及成形封头的外压稳定安全系数是1.5 。 点评：GB150 释义P41。考查设计人的基础知识和标准的理解掌握。 7、对于盛装液化气体的容器，设计压力除应满足GB150 中其值不得低于工作压力的规定外， 还应满足《固容规》中的相应规定。 点评：对于盛装液化气体的容器，《固容规》第 3.9.3 条有明确的规定。 8、周边简支的圆平板，在内压作用下最大应力发生于_中心_。周边固支的圆平板，最大应力发 生于__边缘_ 。 点评：考查在平封头与筒体连接的几种情况下，边界条件对平封头应力分布的影响。 9、垫片系数m 是针对法兰在操作状态下，为确保密封面具有足够大的流体阻力，而需作用在 垫片单位_密封面积上的压紧力与流体_压力的比值，垫片愈硬，m愈_大____。 10、压力容器无损检测的方法包括射线、超声、磁粉、渗透和电磁检测等。 二、选择（本题20 分，每题2 分，以下答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，选错一 个不得分） 1 、设计温度为350℃的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有b、c. a.Q235-B b.Q245R c.Q345R 点评：见GB150.2表2 及附录D, 压力容器最常用的碳钢和低合金钢材料，对其适用的基本2 、按钢板标准，16mm 厚的Q345R 钢板，在0℃时的一组冲击功（J）数值为___d___的是合 格产品。. a. 22，35，38； b. 25, 38, 38, c. 22, 45, 45, d. 25, 39, 39. 点评：见GB713-2008,本题考查设计人对冲击功结果评定的基本概念，前两组数据中因为有“22” 的数据，小于合格指标的70%，不可能是合格的产品,另一组的三个试样算术平均值低于合格指标。 3 、一台外压容器直径φ1200mm，圆筒壳长2000mm，两端为半球形封头，其外压计算长度为 b a. 2000mm b.2400mm c.2600mm 点评：本题为基本概念试题，考查设计者对外压容器中基本参数的掌握 4、分布力是表面力的一种，下面哪些力属于表面力__a___b__。 a.雪载荷 b.风载荷 c.容器自重 5、椭圆封头计算式中的K 称为形状系数，其意义是封头上的__c___应力与对接圆筒的
压力容器标准全解
压力容器法规、标准介绍 一、压力容器法.规、标准体系 我国的特种设备法规体系主要分以下五个层次 法律—行政法规—部门规章—安全技术规范—引用标准”。 第一层次：法律 根据宪法和立法法的规定，由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》、《产品质量法》、《计量法》、《标准化法》、《行政许可法》等； 2012年8月，十一届全国人大常委会第二十八次会议初次审议了《中华人民共和国特种设备安全法（草案）》。 第二层次：行政法规 由国家最高行政机关—由国务院制定的行政法规 《特种设备安全监察条例》（第373号国务院令）,2003年3月公布，自2003年6月1日起施行。 2009年1月14日《国务院关于修改(特种设备安监察条例)的决定》（第549号国务院令）公布。 第三层次：行政规章 由国务院各部门制定的部门规章，如： 《锅炉压力容器制造监督管理办法》(总局令第22号)自2003年1月1日起施行； 《特种设备作业人员监督管理办法》（总局令第140号）自2011年7月1日起施行； 第四层次：安全技术规范(规范性文件) 是政府对特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、改造、维修、使用和检验检测等所作出的一系列规定，是必须强制执行的文件，安全技术规范是特种设备法规标准体系的主体，是在世界经济一体化中各国贸易性保护措施在安全方面的体现形式，其作用是把法律、法规和行政规章的原则规定具体化。 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修许可鉴定评审细则 TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0002-2005 超高压容器安全技术监察规程 TSG R7001-2004 压力容器定期检验规则 TSG R6001-2008压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲 TSG R3001-2006压力容器安装改造维修许可规则
2016压力容器设计人员考试试 题及答案
2016年度压力容器设计人员考核试卷 部门：姓名：岗位：成绩： 一、填空题（每题2分，共30分） 1、对于压力容器，GB150.1-2011适用的设计压力范围是（不大于35MPa）。 2、GB150.1-2011适用的设计温度范围是（-269℃～900℃）。 3、GB150标准直接或间接考虑了如下失效模式（脆性断裂）（韧性断 裂）（接头泄漏）（弹性或塑性失稳）（蠕变断裂）（腐蚀破坏）。 17、GB/T151—2014使用的换热器型式是（固定管板式换热器）、（浮头 式换热器）、（U形管式换热器）、（釜式重沸器）、（填料函式换热器）和（高压管壳式换热器）；换热管与管板连接的型式有（胀接）、（焊接）、（胀焊并用）和（内孔焊）。 4、泄漏试验包括（气密性试验）、（氨检漏试验）、（卤素检漏试验 ）和（氦检漏试验）。 5、焊接接头由（焊缝）、（熔合区）（热影响区）三部分组成。 6、GB/T17616规定S1表示（铁素体型）钢，S2表示（奥氏体-铁素体型 ）钢，S3表示（奥氏体型）钢，S4表示（马氏体型）钢。 7、壳体开孔处引起的应力可分为三种：（局部薄膜应力）（弯曲应力）和（峰值应力）。 8、对于（第III类）压力容器，设计时应当出具包括（主要失效模式） 和（风险控制）等内容的风险评估报告。 9、低温容器受压元件禁用硬印标记是为了降低（脆断）风险，而有耐 腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板的耐腐蚀面则是为了降低（腐蚀失效）风险。 10、PWHT的意思是（焊后热处理）。 11、封头各种不相交的拼接焊缝中心线间距离至少为封头的钢材厚度的 （ 3）倍，且不小于（ 100mm）。
12、TSG 21-2016规定判断规程的适用范围用的是（工作）压力，在附录 A压力容器类别划分时采用的是（设计）压力。 13、压力容器的选材应当考虑材料的（力学性能）、（化学性能）、 （物理性能）和（工艺性能）。 14、当采用SA-516Gr70作为-40℃用钢时，P，S含量应作严格控制， （P≤0.020%）、（S≤0.010）。 15、容器需要进行泄露试验时，（试验压力）、（试验介质）和（相应 的检验要求）应在图样和设计文件中注明、。 、判断题（每小题1分，共20分） 1、（√）TSG 21-2016《大容规》于2016年2月22日颁布，2016年10月1 日起施行。 2、（×）设计压力在低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa的容器适用于GB150.1-2011。 3、（√）GB/T151-2014中管板与换热管的内孔焊一般用于载荷交变、需要 防止缝隙腐蚀的场合。 4、（×）低温容器是设计温度低于-20℃的钢制容器。 5、（√）容器设计单位进行容器设计时应考虑容器在使用中可能出现的 失效模式。 6、（√）管壳式热交换器圆筒的最小厚度主要考虑管束抽装的需要，管箱 圆筒厚度无需考虑装入管束的要求。 7、（√）GB150—2011中：厚度附加量：C=C1+C2式中C1为钢材厚度负偏 差，C2为腐蚀裕量。 8、（√）第Ⅲ类压力容器或者用户要求的其它压力容器，设计单位应当出 具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。 9、（√）容器元件的最小厚度可以不标注在设计图样上。 10、（×）泄露试验可以在耐压试验之前完成。 11、（√）GB150.2-2011的设计温度适用范围中的-253℃是对应于液氢的
压力容器课程设计
邮电与信息工程学院 课程设计说明书 课题名称：压力容器及过程设备课程设计 学生学号：6202170123 专业班级： 学生姓名：涂程 学生成绩： 指导教师：卢霞 课题工作时间：2015/12/11 至2015 /12/25
过程装备与控制工程《过程装备设计》课程设计任务书 一、设计目的 1、复习巩固《过程装备设计》中的理论内容； 2、掌握设备设计的步骤、方法。熟悉常用设备设计的标准。 二、设计题目及设计任书 课程设计题目： D(1800)mm液化石油气储罐设计（ 10 ）M3（ 1.65 )Mpa, N 每人一题，从表中依次选取。 1、液化石油气储罐设计 见卧罐参数表，每人一组数据 2、设备简图 见附件。 3、设计内容与要求 （1）概述 简述储罐的用途、特点、使用范围等 主要设计内容 设计中的体会 （2）工艺计算 根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度； 根据操作温度、介质特性确定操作压力； 筒体、封头及零部件的材料选择；
（3）结构设计与材料选择 封头与筒体的厚度计算 封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定；根据容器的容积确定总体结构尺寸。 支座选型和结构确定 各工艺开孔的设置； 各附件的选用； （4）容器强度的计算及校核 水压试验应力校核 卧式容器的应力校核 开孔补强设计 焊接接头设计 （5）设计图纸 总装配图一张A1
一、课程设计的任务的基本要求： （1）概述 简述储罐的用途、特点、使用范围等；主要设计内容；设计中的体会。（2）工艺计算 根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度；根据操作温度、介质特性确定操作压力；筒体、封头及零部件的材料选择。 （3）结构设计与材料选择 封头与筒体的厚度计算；封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定；根据容器的容积确定总体结构尺寸。支座选型和结构确定；各工艺开孔的设置；各附件的选用。 （4）容器强度的计算及校核 水压试验应力校核；卧式容器的应力校核；开孔补强设计；焊接接头设计。（5）设计图纸 总装配图一张A1 指导教师签字： 2015 年12 月25 日