容器设计一般原则
压力容器的设计制造标准2019
（四）GB150、JB4732、 (JB/T4735.1) 的关系
1. 适用范围
GB150
压力(MPa) 0.1≤P≤35
温度(℃) -253至700
介质 不限
JB4732
NB/T47003.1 (JB/T4735.1)
0.1≤P＜100 P＜0.1
约＜475 低于材料的蠕变温度
＞-20至350
不限
压力容器设计制造标准
内容简介
一、压力容器标准体系及状况 二、GB150-2019 总 论 三、材 料 四、GB150-2019 设计计算 五、制造、检验与验收 六、GB151-2019 管壳式换热器
一、压力容器标准体系及状况
（一）标准体系
1. 标准层次 （1）国家标准（GB） （2）行业标准（JB、HG 、SH等） （3）企业标准（QB）
钢制压力容器—分析设计标准 (2019年版)
（14）JB/T4736-2019 补强圈
（15）JB/T4740-2019 空冷式换热器型式与基本参数
（16） JB4744-2000 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验
（17）JB/T4746-2019 钢制压力容器用封头
（18）JB/T4747-2019 压力容器用钢焊条订货技术条件
4. 厚度 （1）厚度附加量
厚度附加量C=C1+C2 设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板 （或钢管）厚度附加量的厚度。 a. 材料厚度负偏差 c1
钢板
GB/T709-2019 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差
GB713－2019
锅炉和压力容器用钢板
GB3531－2019
低温压力容器用低合金钢钢板
压力容器设计常用标准介绍201805
压力容器设计 常用标准简介
技术中心 郝世荣
压力容器设计常用标准培训
目录
一、特种设备安全法规 二、特种设备安全技术规范 三、压力容器（GB/T150-2011） 四、压力容器部件标准
一、特种设备安全法规
一、特种设备安全法规
1.第一层次：法律《特种设备安全法》 2.第二层次：
4、压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照HG/T 20592-20635-2009((钢制管法兰、
垫片、紧固件》系列标准的规定选用;
5 、压力容器的无损检测方法
包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等，应当采用NB/T 47013规定的方法; 基本比例要求: 压力容器对接接头的无损检测比例分为全部(100%)和局部(≥20%) 两种。 碳钢和低合金钢制低温压力容器局部无损检测的比例≥ 50% 。
三、压力容器（GB/T150-2011）
1.GB/T 150适用范围
适用的温度范围：
1）设计温度范围：-269℃∽900℃。 2）钢材不得超过按GB/T150.2所列材料的允许使用温度范围。 3）其他金属材料制容器按相应规范所列材料的的允许使用温度范围。
第1条款说明了本标准涵盖的所有容器设计温度范围为-269℃∽900℃ ，其下限值269℃对应于铝 的极限使用（设计）温度，上限值900℃对应于镍合金的极限使用（设计）温度。
二、特种设备安全技术规范
2. 力学性能：足够高的强度、良好的韧性和塑性、足够的断裂韧性。
碳素钢和低合金钢(钢板、钢管和钢锻件)冲击吸收能量
钢材标准抗拉强度下限值 3个标准试样冲击吸收能量平均值
Rm(MPa)
KV2J)
≤450 ≥450～510 ≥510～570
压力容器图样设计技术通用规定
精心整理1、范围本标准是针对技术部各级设计人员设计、绘制压力容器施工图过程中所作出的一般规定，也是技术部各级设计人员在设计、绘制施工图时所必须遵循的基本准则。
此外，在设计、绘图时，还应执行现行的有关最新发布的国家标准、规范及相关的行业标准。
2、2.12.22.32.42.52.62.72.82.92.102.112.12形状和位置公差应符合GB/T1182、GB/T1184、GB/T4249、GB/T16671的规定。
3、分述3.1图纸幅面3.1.1图纸幅面一般为Al；Al,A2,A3,A4加长加宽幅面尽量不用。
3.1.2 A3幅面不允许单独竖放；A4幅面不允许横放；A5幅面不允许单独存在。
3.2字体a、文字、汉字为仿宋体，拉丁字母(英文字母)为B型直体。
b、阿拉伯数字为B型直体1,2,3……。
c、放大图序号为B型直体罗马数字I,II,Ⅲ……。
d、焊缝序号为阿拉伯数字。
efgh标3.33.3.1abc3.3.2a.国家标准、专业标准等标准的零部件和外购件。
b.对结构简单，而尺寸、图形及其它资料已在部件图上表示清楚，不需机械加工(焊缝坡口及少量钻孔等加工除外)的铆焊件、浇铸件、胶合件等，可不单独绘制零件图。
c.几个铸件在制造过程中需要一起备模划线者，应按部件图绘制，不必单独绘制零件图(如分块铸造的蓖子板和分块焊接的蓖子板)。
此时在部件上必须表示出为制造零件所需的一切资料。
d.尺寸符合标准的螺栓、螺母、垫圈、法兰等连接零件，其材料虽与标准不同，也不单独绘制零件图。
但在明细栏中注明规格和材料，并在备注栏内注明“尺寸按xxxe.)对称”。
f.(a)注。
(b)3.3.3a.:带短不画部件图的简单部件，应在零件图中注明需组合后再进行机械加工。
如:“x面需在与件号x焊接后进行加工”等字样。
b.具有独立结构，必须画部件图才能清楚地表示其装配要求、机械性能和用途的可拆或不可拆部件。
如搅拌传动装置、对开轴承、联轴节等。
容器设计知识点
容器设计知识点（正文）在现代生活中，容器设计已经成为了一门重要的学科和行业。
它关乎着产品的外观美观度、功能性以及用户体验，因此被广泛应用于许多领域，如包装设计、家具设计、建筑设计等。
本文将介绍容器设计的一些重要知识点，帮助读者更好地了解和应用于实际设计工作中。
一、人体工程学人体工程学是容器设计中不可忽视的一个重要知识点。
它关注人体与容器之间的相互作用，以及人体的运动和感知能力对容器设计的影响。
在设计容器时，需要考虑人体的体型、手部力量、视觉要求等因素，以确保容器的使用过程中符合人体工程学原理，提供舒适的使用体验。
二、材料选择材料选择在容器设计中起着至关重要的作用。
不同的材料具有不同的特性，如耐热性、耐寒性、耐蚀性、透明度等。
根据设计的需求，可以选择合适的材料来满足产品的功能和美观要求。
同时，材料的环保性也是一个考虑因素，如可降解材料的使用能够减少对环境的影响，符合可持续发展的理念。
三、形状设计容器的形状设计直接关系到产品的外观美观度和功能性。
合理的形状设计能够提高产品的稳定性、易于使用和储存，并且能够更好地适应市场需求和消费者的喜好。
在进行形状设计时，需要考虑容器的容量、重心位置、开口设计等因素，使得容器在使用过程中更加便捷、安全和美观。
四、标识和包装标识和包装是容器设计中的重要环节。
通过标识设计，可以传达产品的品牌信息、使用说明、安全警示等内容。
而包装设计则可以提高产品的卖点和品牌形象。
在进行标识和包装设计时，需要注意信息的清晰度、色彩的协调性以及与容器整体风格的一致性，以增强产品的辨识度和市场竞争力。
五、可持续发展在当代社会，可持续发展已经成为了设计的重要考量因素之一。
容器设计也需要关注可持续发展的原则，如减少材料的浪费、延长产品的使用寿命、降低能源消耗等。
此外，容器的可重复利用和易于回收也是一个重要的设计考虑因素，以减少对环境的负面影响，推动绿色设计和生产。
六、用户体验用户体验是容器设计中的核心。
压力容器设计资格许可与监督管理规则
TSG特种设备安全技术规范TSG R1001-2004压力容器设计资格许可与监督管理规则Licesing & Administration Rugulation forDesign Certificate of Pressure Vessel（征求意见稿）中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布2005年月日目录第一章总则 (1)第二章设计单位与设计人员 (3)第三章设计许可程序 (5)第一节申请与受理 (5)第二节试设计 (6)第三节鉴定评审 (6)第四节审批与发证 (7)第四章换证 (8)第五章监督与管理 (9)第六章附则 (10)附件1 特种设备设计许可证（压力容器）（样式） (11)附件2 设计资格印章格式 (12)第一章总则第一条为了加强对压力容器设计单位的质量监督和安全监察，保证压力容器的设计质量，根据《中华人民共和国行政许可法》和国务院《特种设备安全监察条例》的有关规定，制定本规则。
第二条从事压力容器设计的单位（以下简称设计单位），应当具有相应级别的设计资格，取得《特种设备设计许可证（压力容器）》（样式见附件1）。
第三条《特种设备设计许可证（压力容器）》类别的划分：(一) A级：1.A1级（注1）系指超高压容器、高压容器；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级：1.C1级系指铁路罐车；2.C2级（注2）系指汽车罐车或长管拖车；3.C3级系指罐式集装箱。
(三) D级: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级：系指压力容器应力分析设计。
（注1）：当只具备其中一项资格时，应当注明超高压容器或高压容器。
（注2）：当只具备其中一项资格时，应当注明汽车罐车或长管拖车。
第四条《特种设备设计许可证（压力容器）》按分级管理的原则，分别由国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）和省级质量技术监督部门进行审批。
第十章内压容器封头的设计
第十章内压容器封头的设计内压容器封头是内压容器的重要组成部分，其设计要求能够承受内部压力的作用，具有良好的密封性和较高的强度。
本文将从封头类型、设计原则、材料选择和加工工艺等方面进行详细探讨。
一、常见的封头类型常见的内压容器封头类型包括平面封头、壳体侧首封头和球冠封头等。
平面封头是最常见的一种封头形式，它具有简单的结构和制造工艺，适用于较低压力和较小直径的容器。
壳体侧首封头通过连接到容器壳体的侧壁上来承受内压力，适用于较大直径和较高压力的容器。
球冠封头具有良好的均匀应力分布和较好的抗压性能，适用于高压容器。
二、封头设计原则1.强度设计原则：封头设计要考虑到承受的内压力和外界荷载的作用，确保其具有足够的强度和刚度。
常用的强度设计方法有薄壁理论、试算法和有限元分析等。
2.疲劳寿命设计原则：封头在使用过程中将受到周期性的内压力波动，容易出现疲劳破坏，因此需要进行疲劳寿命设计，确保其耐久性。
3.密封性设计原则：封头应具有良好的密封性能，不仅能够防止介质泄漏，还要防止外界介质进入容器内部。
常见的密封方式有搭接密封、堆焊密封和凸台密封等。
4.热应力设计原则：容器在使用过程中会受到温度的变化，导致封头产生热应力。
设计时需要考虑温度变化对封头的影响，避免热应力引起的变形和破坏。
三、材料选择封头的材料选择要满足以下要求：具有足够的强度和韧性、良好的耐腐蚀性、适宜的可焊性和加工性。
常用的封头材料有碳钢、不锈钢、合金钢和铝合金等。
不同的材料适用于不同的工作条件，需要根据容器的使用环境和介质特性来选择合适的材料。
四、加工工艺封头的加工工艺包括冷冲压、热冲压、冷拉、热拉和焊接等。
冷冲压和热冲压是常用的封头成形方法，可以制造出高精度和复杂形状的封头。
冷拉和热拉是常用的优化工艺，可以进一步提高封头的强度和韧性。
焊接是连接封头与容器壳体的主要方法，需要注意焊接接头的质量和焊接残余应力的控制。
综上所述，内压容器封头的设计要考虑强度、疲劳寿命、密封性和热应力等因素，选择合适的封头类型和材料，并采用适当的加工工艺。
新GB150 压力容器设计基础、总论
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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。
第五章包装的结构设计
包装设计包括三大部分: 结构设计,造型设计,装潢设计
设计出的包装的结构性能如何，将直接影响包装件的强度、 刚度、稳定性和使用性，即包装结构在流通过程中是否具 有可靠保护产品和方便运输、销售等各项使用功能。
根据应用材料的不同，包装结构设计可以分为： 纸质包装容器结构设计 塑料包装容器结构设计 金属包装容器结构设计 木质包装容器结构设计 玻璃和陶瓷容器结构设计 缓冲结构设计
适用、经济、美观是包装容器造型设计的基本原则。 设计三个基本定位，要根据具体商品，具体档次来选择其先后。
㈤ 包装容器造型的形态与结构 1.设计变化提示
包装容器造型的形态变化必须与包装的功能要求、用材特点 和加工工艺结合进行考虑，切忌孤立地处理形态变化。其次， 造型形态设计，必须建立三度空间中的体积观念，而不能孤 立地推敲外轮廓线或局部块面。
包装容器的结构形式主要可以分为固定型和活动型两类。 固定型结构:不同的造型或材质相互套合、镶嵌、穿吊、粘接
等结构形式。 活动型结构:主要在于盖部的设计处理.
旋转式盖：以连续螺纹旋转扣紧，盖内另加衬垫物。
凸耳式盖：盖内的边沿有若干小“凸耳”，与容器口 部外侧的非连续螺纹相互拧紧，其螺纹转数少于旋转式盖。
㈢ 包装容器造型的构成要素 功能效用、物质技术和造型形象，是包装容器造型 最基本的三个构成要素，三者相互联系、相互制约。
1.功能效用 包含有贮存功能、保护功能、便利功能、销售功能、 心理功能等。
2.物质技术 在设计中根据功能和成本选用材料和工艺
3.造型形象 包括式样、色彩、质感、装饰等
㈣ 包装容器造型的设计原则
1.按形态分类:箱、盒、桶、罐、盘、杯、瓶、袋、坛、 壶、筒、篓、缸、架等。
2.按材料分类:自然材料容器、纸质容器、塑料容器、 金属容器、玻璃容器、陶瓷容器、木材容器、 石料容器、搪瓷容器和复合材料容器等。
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容器设计一般原则
一、筒体
1、用钢板制，以内径为标准；
2、用钢管制，以外径为标准。
二、封头
1、椭圆形封头JB/T4737-95，JB/T4729-94；
2、折边锥形封头JB/T4738-95，JB/T4739-95。
三、容器法兰
1、常压容器无密封要求的，可采用角钢法兰，按JB/T4735-97
中规定，角钢法兰上的螺栓个数一般取4的倍数；
2、压力容器按JB/T4701～4703-2000；
3、容器法兰采用凹凸面或榫槽面法兰时，立式容器法兰的槽面或凹面必须向上，
法兰连接的卧式容器槽面或凹面应位于筒体上；
4、真空系统容器法兰选用的公称压力一般不小于0.6Mpa。
四、容器法兰用垫片
1、非金属软垫片按JB/T4704-2000；
2、缠绕包垫片按JB/T4705-2000；
3、金属垫片按JB/T4706-2000。
五、容器法兰用等长螺柱按JB/T4707-2000。
六、人孔、手孔
1、碳素钢、低合金钢人孔按HG21514～21527-95；
2、碳素钢、低合金钢手孔按HG21528～21535-95；
3、不锈钢人孔按HG21595～21600-98；
4、不锈钢手孔按HG21601～21604-98。
七、人孔、手孔、检查孔尺寸选择原则
1、人孔：容器直径大于等于1000～1600时选择DN450人孔；
容器直径大于等于1600～3000时选择DN500人孔；
容器直径大于3000时选择DN600人孔；
寒冷地区人孔不应小于DN500。
真空、毒性为高度、极度危害介质或设计压力大于2.5MPa的容器人孔直径选小者。
2、手孔：直径一般不小于DN150。
3、检查孔：直径一般不小于DN80。
八、管口
1、管法兰（盖）按HG20592～20602-97；
2、管法兰用垫片按HG20606～20612-97；
3、真空容器真空度小于600mmhg时，管法兰的公称压力不低于0.6 MPa；
真空度600～760 mmhg时，管法兰的公称压力不低于1 Mpa；
4、对易爆或毒性为中度危害的介质，管法兰的公称压力不低于1 MPa，对毒
性为高度和极度或强渗透介质，管法兰的公称压力不低1.6 Mpa；
5、高度、极度毒性介质和Ⅲ类容器应尽量采用带颈对焊法兰；
6、采用凹凸面或榫槽面的管法兰，容器顶部和侧面的管口配置凹面或槽面法兰。
容器底部管口应配凸面或榫面法兰；
7、接管一般选用无缝钢管：
碳素钢按GB/T8163-1999输送流体用无缝钢管，使用压力小于10.0Mpa；不锈钢按GB/T14976-94输送流体用不锈钢无缝钢管，使用压力大于或等于10.0Mpa。
开孔补强补强圈按JB/T4736-95；
开孔补强管按HGJ527-90。
8、管法兰用紧固件：
商品级六角螺栓GB/T5782-2000 8.8级
（配螺母GB/T6170-2000 8级）使用
条件：a.PN≤1.6Mpa
b.非剧烈循环场合
c.配用非金属软垫片
d.介质为非易燃、易爆及毒性危害程度较大场合
商品级六角螺柱GB/T901-88 8.8级
（配螺母GB/T6170-2000 8级）使用
条件：a.PN≤4.0Mpa
b. 配用非金属软垫片
c.非剧烈循环场合
专用级双头螺柱HG20613-97（配专用级螺母HG20613-
97）
九、液面计
1、玻璃管液面计HG21592-95（PN≤1.6Mpa 0～200℃）；
2、透光式玻璃板液面计HG21589-95（PN≤6.3Mpa 0～250℃）；
3、反射式玻璃板液面计HG21590-95（PN≤4.0Mpa 0～250℃）；
4、碳钢玻璃浮子液面计ZBG91002（PN≤4.0Mpa 0～200℃）；
5、碳钢衬F-46玻璃浮子液面计ZBG91003（PN≤4.0Mpa 0～150℃）；
6、浮标液面计；
7、防霜液面计HG/T21550-93（PN≤4.0Mpa -160～0℃）；
8、磁性液面计HG/T21584-95（PN＝1.6～16Mpa -40～300℃）；
9、钢与玻璃烧结液位计HG21606-95（-0.6～2.5Mpa 0～180℃）。
十、视镜
1、视镜HGJ501-86（HG/T21629-86）；
2、带颈视镜HGJ502-86（HG/T21620-86）；
3、烧结视镜HG21605-95；
4、带灯视镜HG/T21575-94；
5、组合式视镜HG21505-90。
十一、支座
1、耳式支座JB/T4725-92；
2、支承式支座JB/T4724-92；
3、腿式支座JB/T4713-92；
4、裙式支座；
5、鞍式支座JB/T4712-92。
十二、常用焊条标准
GB/T5117-95 碳素钢焊条
GB/T5118-95低合金钢焊条
GB/T983-95不锈钢焊条
十三、常用标准
1、压力容器安全技术监察规程1999年154号；
2、GB150-1998 钢制压力容器；
3、GB151-1999 管壳式换热器；
4、JB/T4709-2000 钢制压力容器焊接规程；
5、JB/T4735-1997 钢制焊接常压容器；
6、 JB/T4730-94 压力容器无损探伤；
7、HG20580-98 钢制化工容器设计基础规定；
8、HG20581-98 钢制化工容器材料选用规定；
9、HG20582-98 钢制化工容器强度计算规定；
10、HG20583-98 钢制化工容器结构设计规定；
11、HG20584-98 钢制化工容器制造技术条件；
12、HG20585-98 钢制低温压力容器技术规定；
13、HG/T21618-98 丝网除雾器；
14、JB4731-2000 钢制卧式容器；
15、JB/T4736-2002 补强圈；HGJ527-90补强管；
16、JB/T4737-95 椭圆封头；
17、JB/T4738-95 90o折边锥形封头；
18、JB/T4739-95 60o折边锥形封头；
19、JB/T4729-94 旋压封头；
20、HG27607-96异形筒体和封头。
* 表压=绝压-大气压真空度=大气压-绝压
* 压力容器法兰：
适用材料及最大允许工作压力JB/T4700-4707—2000 P10-12 * 管法兰：
最高无冲击工作压力HG20592-20635—97 P155-160
* 低压容器（代号L）0.1Mpa≤P≤1.6Mpa
* 中压容器（代号M）1.6Mpa≤P≤10Mpa
* 高压容器（代号H）10Mpa≤P≤100Mpa
* 超高压容器（代号U）P≥100Mpa
* 反应压力容器（代号R）
* 换热压力容器（代号E）。