GB150-1998标准有关厚度的定义(精)
GB150-98解释
压力容器设计中有关标准问题的探讨全国压力容器标准化技术委员会秘书长寿比南摘要GB150-1998《钢制压力容器》实施二年来，标准使用者相继提出了一些标准使用过程中出现的问题，有些是使用者对标准理解的偏差，有些则值得进一步研究和探讨。
本文重点讨论了GB150-1998《钢制压力容器》和新版《压力容器安全技术监察规程》实施过程中的某些问题，并阐述了作者自己的见解，希望能够对使用者有所裨益。
前言GB150-1998《钢制压力容器》实施后，国家于一九九九年颁布了新版《压力容器安全技术监察规程》，使得压力容器的设计、制造、检验等环节得到了更为有效的控制。
通过大量的标准和法规宣贯活动以及压力容器标准提案审查制度的有效实施，我们从各方面收集到一些在标准使用过程中遇到的问题，其内容涉及到压力容器的设计、制造、检验及管理等诸方面，我们对这些问题分别进行了研究并提出了相应的处理意见。
为了使广大标准使用者能够更好地理解和使用GB150及“容规”，保证压力容器产品的安全和质量，全国压力容器标准化技术委员会在开设的网站：上先后公布了对《压力容器安全技术监察规程》和压力容器标准条款的解释。
本文拟就其中一些有共性的问题进行探讨，详细阐述相关的标准和法规条款的含义，以期加深使用者对标准和法规的理解，使业内人员在压力容器设计、制造、检验等环节上能够正确地运用标准和法规。
必须声明的是，本文只代表个人观点，作者不对任何与本文技术内容有关的法律纠纷负责。
1. 压力容器的设计使用寿命问题压力容器的设计使用寿命问题一直是我国的设计单位和设计者尽量避免涉及和回避的问题，其主要表现在以下两个方面：首先，受技术条件、管理体制和人员观念等因素的制约，设计者对压力容器的设计使用寿命大都不愿或难以给出准确的预报值，从而导致压力容器超期服役现象的存在；其次，由于缺乏相关标准和法规条文对超期服役的压力容器进行必要的规定和限制，使得其使用和检验缺乏有效的依据，处理不好客观上会造成重大的安全隐患。
外压薄壁和厚壁圆筒的壁厚界限_析GB150_1998的修订_丁伯民
·39·第3期外压薄壁和厚壁圆筒的壁厚界限———析GB150-1998的修订丁伯民(华东理工大学,上海200237)摘要本文以外压圆筒的稳定性计算原理和ASMEⅧ-1为基础,对GB150-1998的修订提出商榷。
关键词外压圆筒厚壁薄壁弹性失稳塑性失稳GB150-1998在标准释义中指出:“GB150-89与美国、日本、英国及法国的薄厚壁圆筒均以D o/δe小于或大于10为划界。
其计算方法也按D o/δe大于或小于10而不同。
德国AD标准B11规定当D o<200、D o/ D i≤1.7可用与内压相同的方法计算其强度且安全系数与内压一致。
在GB150-89实施中发现用D o/δe<10计算厚壁圆筒极其保守,且此时因壁较厚已无稳定失效问题。
综上所述,此次修订经相互印证及验算确定按D o/δe≥20、D o/δe<20划界,比之AD仍是安全的”。
本文以外压圆筒的稳定性计算原理出发,结合ASMEⅧ-1和GB150-89的制订依据,认为GB150-1998将GB150-89的以D o/δe小于或大于10改为20划界,实质上是把D o/δe≤20的圆筒都按塑性失稳计算,而按照GB150-1998的外压圆筒计算图线,在D o/δe=20～10范围内属于超过比例限后的弹性失稳而并非塑性失稳,所以GB150-1998的计算方法会导致所得许用外压值偏高,或相当于稳定性安全系数偏低。
1外压圆筒的失效方式由S.铁摩辛柯的经曲典分析[1],如以长圆筒为例,临界压力(或临界应力)随着D o/δe 的减少(即壁厚增大)而升高,见图1的曲线AB部分,对应于外压圆筒几何参数计算图即图2的AB范围和外压圆筒厚度计算图即图3的直线AB段。
此时的临界应力采用R.V.Mises公式(并取长圆筒时波数n=2导得),即σcr=E1-μ2δeD o2(1)图1临界应力的计算图2几何参数计算图图3厚度计算图由图3可见,当临界应力达到材料的比例标准化·40·化工设备设计1999年第36卷极限以后,由于应力和应变之间已失去线性关系,所以如仍采用Mises 公式计算临界应力,则应把式(1)中的弹性模量E 用缩减后的弹性模量E r 代替,即σcr =E r 1-μ2δeD o2(2)见图1中的B C 直线,对应于图2的B C 范围和图3的B C 段曲线。
D类压力容器设计知识问答100题
D类压力容器设计知识问答100题1、压力容器失效形式有哪几种？答：压力容器因机械载荷或温度载荷过高而丧失正常工作能力的称为失效。
其形式有三种：⑴.强度失效：容器在载荷作用下发生过量塑性变形或破裂。
⑵.刚度失效：容器发生过量弹性变形，导致运输、安装困难或丧失正常工作能力。
⑶.稳定失效：容器在载荷作用下形状突然发生改变导致丧失工作能力。
压力容器的设计必须计及上述三种失效可能，予以确保设备的正常使用。
2、GB150标准除了规定的常规设计方法以外还允许采用什么方法进行设计？答：还允许用以下方法设计，但需经全国压力容器标准化技术委员会评定、认可。
⑴.包括有限元法在内的应力分析；⑵.验证性实验分析（如实验应力分析、验证性液压试验）；⑶.用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。
3、GB150-1998中内压圆筒计算厚度的基本公式和适用范围是什么？答：基本公式：δ=Pc•Di/（2[σ]tφ- Pc）；适用范围：D0/Di≤1.5或Pc≤0.4[σ]tφ。
4、确定压力容器直径时需要考虑哪些因素？答：（1）操作工艺对容器直径的要求；（2）尽量选择适宜的长径比；（3）尽量选择标准直径；（4）满足容器内件安装、方便制造、检验和运输等方面要求。
5、内压、外压及真空容器的设计压力如何确定？答：⑴内压容器：设计压力是指在相应的设计温度下以确定容器壳体厚度的压力，其值不得低于安全阀的开启压力和爆破片装臵的爆破压力。
⑵外压容器：设计压力应取在正常操作情况下可能出现的最大内外压力差。
⑶真空容器：真空容器按承受外压设计；当装有安全控制装臵时，设计压力取1.25倍的最大内外压力差与0.1MPa两者中较小值；当无安全控制装臵时，取0.1MPa。
6、设计压力与计算压力有何不同，如何确定？答：设计压力是对容器的各个腔体而言的，是容器选择材料、划分类别、提出制造和检验要求、确定试验压力等的依据，也是确定容器各个受压元件计算压力的依据。
容器各个腔体的设计压力是根据其工作压力、安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力等确定的。
GB150-1998钢制压力容器
一、总
则
根据GB/T19000—ISO9000族标准的理论、原则、方法，结 合压力容器安全法规、标准的要求建立一个文件化的质量 体系并有效实施。 压力容器
压力容器 压力容器 压力容器 压力容器 G B/T 1 9 0 0 — I S O 9000 质 量 管 理 和 质量保证 安全法规 标 准 质量手册 程序文件 记录报告
堆焊
δ s2
b.下列不等板厚对接无须削薄及对口错边量规定
当δs2≤10mm且δs1-δs2>3mm及δs2>10mm且δs1-δs2≤0.3δs2或≤5mm时 无须削薄，对口错边量b以较薄板厚度为基准确定，两板厚度的 差值不计入对口错边量。
对口处钢材厚度δ ≤ 12 12<δ 20<δ 40<δ
s≤ s≤ s≤ s（
A
S≥ 100
Δ L
焊缝 A 向 180
o
焊缝
L
当 L 较 长 时 ，应 修 整 由 于 钢 丝 自 重 产 生 的 挠度而造成直线度测量的误差 S— 测 量 位 置 离 A 类 接 头 焊 缝 中 心 线 的 距 离
S≥ 100
（5）筒节最小长度和组装要求
相邻圆筒A类接头焊缝边缘的距离以及封头
A类接头焊缝的端点与相邻圆筒A类接头焊缝边缘
的距离按下图规定
A 类接头焊缝 封头 圆筒 筒 节 最 小 长 度 ≥ 300
S>3δ
s
且 ≥ 100
S>3δ
s
且 ≥ 100
A 类接头焊缝 焊缝端点
（6）法兰、接管的装配要求
法兰面应垂直于接管或圆筒的主轴中心线，
接管法兰应保证法兰面的水平或垂直，其偏差要
压力容器名词解释
实用标准文案精彩文档1．1 压力容器(《特种设备安全监察条例》)：是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa ·L 的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于o.2MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于1．0MPa ·L 的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。
压力容器的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。
1．2 压力管道(《特种设备安全监察条例》)：是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于o ．1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大25mm 的管道。
压力管道的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。
1．3 特别重大事故(《锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定》)：是指造成死亡30人(含30人)以上，或者受伤(包括急性中毒，下同)100人(含100人)以上，或者直接经济损失1000万元(含1000万元)以上的设备事故。
1．4 特大事故(《锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定》)：是指造成死亡10~29人，或者受伤50~99人，或者直接经济损失500万元(含500万元)以上1000万元以下的设备事故。
1．5 重大事故(《锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定》)：是指造成死亡3~9人，或者受伤20~49人，或者直接经济损失100万元(含100万元)以上500万元以下的设备事故。
1．6 严重事故(《锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定》)：是指造成死亡1~2人，或者受伤19人(含19人)以下，或者直接经济损失50万元(古50万元)以上100万元以下，以及无人员伤亡的设备爆炸事故。
GB150-1998《钢制压力容器》第1号修改单
序号
条款或章节号
修改内容
1
4.2.2
取消本条的全部内容。
2
4.2.3
取消本条a)款的全部内容。
3
表4-1
取消Q235-A·F、Q235-A、15MnVNR和09Mn2VDR 4个钢号及相应的许用应力。表中09MnNiDR的厚度上限由60mm改为100mm。
4
表4-1
本表中列入15MnNbR钢号及其许用应力。15MnNbR钢的许用应力见本修改单中本部分的附表4-1。
GB150—1998《钢制压力容器》第1号修改单
本修改单经国家标准化管理委员会于2002年4月16日批准（批准文号：国标委工交函[2002]12号），自2002年7月1日起实施。
3总论
序号
条款或章节号
修改内容
1
3.2.2.1.3
本条全文修改为：容器设计总图应盖有压力容器设计资格印章。
2
3.2.2.2.3
其它容器焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%。
4
10.4.1.1
本条第一句话：
原条文：钢材厚度δS符合以下条件者：
修改为：A、B类焊接接头处钢材厚度δS符合以下条件者：<![endif]>
5
10.4.1.1 a)
本条全文修改为：碳素钢、15MnNbR、07MnCrMoVR厚度大于32mm（如焊前预热100℃以上时，厚度大于38mm）；
修改为：…M≤1.34的碟形封头，其有效厚度应不小于封头内直径的0.15%；M>1.34的碟形封头，其有效厚度应不小于封头内直径的0.30%。…
10.制造、检验与验收
GB150-1998钢制压力容器
钢制压力容器Steel pressure vessels自1998-10-1 起执行标准圆筒和内压球壳圆筒和外压球壳和开孔补强、检验与验收（标准的附录）材料的补充规定（标准的附录）超压泄放装置（标准的附录）低温压力容器（标准的附录）非圆形截面容器（标准的附录）产品焊接试板的力学性能检验（提示的附录）钢材高温性能（提示的附录）密封结构（提示的附录）材料的指导性规定（提示的附录）焊接结构对GB150-89进行修订。
依据GB150-89实施以来所取得的经验，参照近期国际同类标准进行了下列变动：GB150-89中第8章“卧式容器”、第9章“直立容器”、附录E“U形膨胀节”、附录F“直立容器高振型计算”、附录H“钢制压录L“例题”。
其中，除附录L外，其余已另有国家标准或行业标准。
“前言”、“引用标准”和“附录H”。
0-89中1.1内容列为第1章“范围”；1.2“组成”撤消，其他内容列为第3章“总论。
”章（GB150-89中第1章）中增加了“计算压力”的定义；对最小厚度和计算厚度的定义进行了修订；对腐蚀裕量选取给予明确的规述与JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》一致；压力试验中取消了（p+0.1）的限制，并对大型容器的压力试验给予了规定。
章（GB150-89中第2章）根据钢材标准的变动，相应的增加和撤消了一些钢号；增加了不锈钢复合钢板的技术要求；加严了钢板逐章（GB150-89中第3章）取消了“圆筒和球壳的组合应力计算”。
章（GB150-89中第4章）外压圆筒和外压管子计算中，其条件D o/δe≥10改为D o/δe≥20；D o/δe<10改为D o/δe<20。
章（GB150-89中第5章）补充了7.2.5“受外压锥壳”的计算。
章（GB150-89中第6章）修订了“不另行补强的开孔直径”的规定；撤消“开孔补强设计的另一方法”。
10章增加了锻焊压力容器和焊后热处理工艺的要求。
录C补充了对奥氏体不锈钢制低温容器的规定。
GB150-1998钢制压力容器
•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10．4 D类压力容器热处理10．5 试板和试样10．8 无损检测10. 9 液压试验10．10 容器出厂证明文件。
11．安全附件和超压泄放装置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GB151-1999《管壳式换热器》01 简述02 标准与GB150-1998《钢制压力容器》的关系。
压力容器厚度计算 (2)
目前，我国压力容器设计依据GB150-98《钢制压力容器》，是国内普遍遵循的原则。
一般情况下，板厚增加，元件强度会提高，但有时板厚增加强度反而降低。
如何按照该标准进行厚度的恰当选取，更好地满足强度需求，对压力容器设计具有重要意义。
GB150-98规定，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。
我们这里讨论的厚度是名义厚度。
从定义中可以看出，名义厚度不包括加工减薄量，元件的加工减薄量由制造单位根据各自的加工工艺和加工能力自行选取，只要保证产品的实际厚度不小于名义厚度减去钢材厚度负偏差就可以。
这样可以使制造单位根据自身条件调节加工减薄量，从而更能主动地保证产品强度所要求的厚度，更切合实际地符合制造要求。
按照GB150-98等国家标准的原则，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，钢板厚度范围变化，钢板的σb、σs也有变化，一般是板厚增加，σb、σs有所降低。
我国压力容器用钢板许用应力随板厚厚度范围增厚而有所降低，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，这种现象更明显。
2 实例为了证明上述现象存在，举例如下：首先我们给出常用钢板在不同状态下的强度指标，如下表所示：常用钢板在不同状态下的强度指标表2.1 例1某台储气罐，其封头为标准椭圆形，材质15MnVR，设计内径Di=2000mm，腐蚀裕度C2=1mm，焊缝系数φ=1，设计压力P=2.6MPa，设计温度t=20℃，标准椭圆封头形状系数K=1，侧十图样上封头名义厚度δn=16mm.制造厂选用18mm厚度钢板压制封头，该制造厂压制封头时最大成型减薄量为δx10%，即18x10%=1.8(包含钢板厚度负偏差在内)。
(1)选用18mm厚度钢板压制封头，满足GB150-98设计要求。
天然气工程中低温钢的选用
摘 要: 在天然气地面工程建设中, 涉及到低温条件用钢的情况越来越多, 如若选择不当将 会对管道及站场设备的安全运行带来隐患; 低温钢在材料成本及制造检验方面所需费用较高,
如何恰当而经济地选择低温钢对工程建设的成本控制有着积极的意义。通过对国内外相关规
范的介绍及详尽对比, 对工程设计中低温压力容器、低温阀门、低温钢管的选用做了总结。
- 115 ∃ 20
LC9
9% 镍钢
5 85
515
- 196 ∃ 27
CA 6NM 2. 5% 铬 镍钼钢 760~ 930 550
- 73 ∃ 27
在 GB /T 19672- 2005∀管线阀门技术条件 #中, 推荐使 用的奥 氏体 不锈 铸钢 有: CF3、CF8、CF3M、 CF 8M、CF8C 和 ZG1Cr18N i9T 。i 其 中, CF3、CF 8、 CF 3M、CF8M、CF8C 材料 标 准都 是 由 ASM E SA 351 /SA - 351M 转 化而来。在制造 - 101 以下低 温阀门中, 国内 外均采用 低温性能 优良的 CF 8和 CF 8M, 其使用温度能低至 - 196 。由于 N i钢热处 理工艺复杂和生产周期长等原因, CF 8和 CF8M 还 常常用来代替镍钢作为生产低温阀门用的主材。
正火
调质 正火, 正火加回火
6~ 36 36~ 100
16~ 50
6~ 60
- 40 - 30
- 40
- 45
∃ 27
∃ 47 ∃ 27
GB 3531- 1996
G B 150- 1998 GB 3531- 1996
09M n2VDR (已取消 )
正火 , 正火 加回火
6~ 36
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GB150-1998标准有关厚度的定义
(1) 计算厚度δ
是按各章公式计算得到的厚度。
需要时，尚应计入其他载荷所需厚度。
(2) 设计厚度δd
是计算厚度δ与腐蚀裕量C1之和。
(3) 名义厚度δn
是设计厚度δd加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准规格的厚度。
即标注在图样上的厚度。
(4) 有效厚度δe
是名义厚度δn减去腐蚀裕量C2和钢材厚度负偏差C1的厚度
(5) 各种厚度的关系如图
(6) 投料厚度(即毛坯厚度)
根据GB150---1998第10章和各种厚度关系图:
δs=δ +C1+C2+Δ1(厚度第一次设计圆整值)+C3(加工减薄量)+(厚度第二次制造圆整值)
封头设计计算案例
容器内径Di=4000mm、计算压力Pc=0.4MPa、设计温度t=50℃、封头为标准椭圆形封头、材料为16MnR（设计温度才材料许用应力为170MPa）、钢材负偏差不大于0.25mm且不超过名义厚度的6%、腐蚀裕量C2=1mm、封头拼焊的焊接接头系数?=1。
求椭圆封头的计算厚度、设计厚度和名义厚度。
KpDi
计算厚度δ=----------------=4.73mm
2[σ]tΦ-0.5pc
计算厚度δd=δ + C2=4.73+1=5.73mm
考虑标准椭圆封头有效厚度δe应不小于封头内径Di的0.15%，有效厚度δe=0.15%Di=6mm
δe>δd、C1=0、C2=1、名义厚度δn=δe+C1+C2=6+0+1=7mm
考虑钢材标准规格厚度作了上浮1mm的厚度第一次设计圆整值△1=1，故取δn=8mm。
根据专业封头制造厂技术资料Di=4000、δn=8封头加工减薄量C3=1.5mm，经厚度第二次圆整值△2=0.5。
如要求封头成形厚度不得小于名义厚度δn减钢板负偏差C1，则投料厚度：
δs=δn+C1+C3+△2=8+0+1.5+0.5=10mm，而成形后的最小厚度为8.5mm。
如采用封头成形厚度不小于设计厚度δd（应取δe值），则投料厚度：δs=δd（δe）+C3+△2=8mm，而成形后的最小厚度为6.5mm、且大于有效厚度δe、更大于设计厚度δd和计算厚度δ。
从以上可看出，两种不同要求，使该封头的投料厚度有2mm之差，而重量相差有300kg之多。
GB150及有关封头标准的厚度定义不甚合理
GB150及有关封头标准的厚度定义不甚合理，主要体现在容器和封头成形后的厚度要求上，对凸形封头和热卷筒的成形厚度要求不得小于名义厚度减钢板负偏差（δn-C1），由此可能导致设计和制造两次在设计厚度的基础上增加厚度以保证成形厚度。
为此，曾经提出了最小成形厚度的概念："热卷圆筒或凸形封头加工成形后需保证的厚度，其值不小于设计厚度"。
也就是说设计者应在图纸上标注名义厚度和最小成形厚度（即设计厚度δd），这样使得制造单位可根据制造工艺和原设计的设计圆整量决定是否再加制造减薄量。
这种厚度的定义和标注是目前国际压力容器界的流行方法，有其合理性，但在我国现行标准中有以下两个问题需解决。
（二）围棋术语：
（1）定义：围棋术语。
限制对方向中腹发展，将对方棋子控制在一定范围内的着法。