③低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质) ④低压管壳式余热锅炉;⑤低压搪玻璃压力容器 第一类压力容器除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。压力容器 的分类方法 分类方法 容器种类 按厚度分类 薄壁容器,厚壁容器 按承压方式分类 内压容器,外压容器 按工作璧温分类高温容器,中温容器,常温容器,低温容器 按几何形状分类球形容器,圆筒形容器,圆锥形容器,轮胎形容器 按制造方法分类「焊按容器,铸造容器,锻造容器,御接容器,组合式容 按材质分类 钢制容器,铸铁容器,有色金属容器,非金属容器 按安放形式分类 立式容器,卧式容器 按安全管理和技术 固定式容器,移动式容器 监督角度分类 按压力等级分类低压容器,中压容器,高压容器,超高压容器 按用途分类 盛装容器,反应容器,换热容器,分离容器 按安全综合分类 类容器,二类容器,三类容器 1.3压力容器规范标准介绍 国外标准 ASME: JIS: BS: AD 国标
17 ③低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)； ④低压管壳式余热锅炉； ⑤低压搪玻璃压力容器。 c．第一类压力容器 除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。压力容器 的分类方法 分类方法 容器种类 按厚度分类 薄壁容器，厚壁容器 按承压方式分类 内压容器，外压容器 按工作壁温分类 高温容器，中温容器，常温容器，低温容器 按几何形状分类 球形容器，圆筒形容器，圆锥形容器，轮胎形容器 按制造方法分类 焊接容器，铸造容器，锻造容器，铆接容器，组合式容 器 按材质分类 钢制容器，铸铁容器，有色金属容器，非金属容器 按安放形式分类 立式容器，卧式容器 按安全管理和技术 监督角度分类 固定式容器，移动式容器 按压力等级分类 低压容器，中压容器，高压容器，超高压容器 按用途分类 盛装容器，反应容器，换热容器，分离容器 按安全综合分类 一类容器，二类容器，三类容器 1. 3 压力容器规范标准介绍 一、 国外标准 ASME;JIS;BS;AD 二、 国标
GB150-1998《钢制压力容器》;GB151-1998《管壳式换热器》JB-4732,JB/T 4735 GB1501998《钢制压力容器》 压力、温度范围一一—该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器 的设计、制造、检验及验收。适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确 定,从一196°C到钢材的蠕变限用温度 功能范围——不适用于以下8种压力容器:直接用火焰加热的容器;核能 装置中的容器;旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室; 经常搬运的容器;设计压力低于0.MPa的容器;真空度低于0.07MPa的容器 内直径小于150mm的容器;要求作疲劳分析的容器等。 几何范围——包括容器与处部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、 螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面,以及专用连 接件或管件连接的第一个密封面 GB1501998《钢制压力容器》、GB51-1998《管壳式换热器》和JB—4732JBT 4735的比较 项目GB150 JB4732 JB/T4735 0.MPa≤p≤ 设计压力35MP真度 0.1MPa≤ 不低于 p<100MPa真空度 -0. 02MPa<p<o 1MPa 不低于002MPa 0. 02MPa 按钢材允许的 大于-20-350°C(奥氏体高合 使用温度确定低于以钢材蠕变控金钢制容器和设计温度低于 设计温度(最高为700C 制其设计应力强度|20°C,但满足低温低应力工况, 最低为的相应温度最高且调整后的设低应力工况,且 475C 调整后的设计温度高于一20°C 196C) 的容器不受此限制) 对介质的不限 不限不适用于盛装高度毒性或极度
18 GB150—1998《钢制压力容器》;GB151—1998《管壳式换热器》;JB—4732;JB/T —4735 GB150—1998《钢制压力容器》 压力、温度范围——该标准适用于设计压力不大于 35MPa 的钢制压力容器 的设计、制造、检验及验收。适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确 定，从一 196 C 到钢材的蠕变限用温度。 功能范围——不适用于以下 8 种压力容器：直接用火焰加热的容器；核能 装置中的容器；旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室； 经常搬运的容器；设计压力低于 0.1MPa 的容器；真空度低于 0.07MPa 的容器； 内直径小于 150mm 的容器；要求作疲劳分析的容器等。 几何范围——包括容器与处部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、 螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面，以及专用连 接件或管件连接的第一个密封面。 GB150—1998《钢制压力容器》、GB151—1998《管壳式换热器》和 JB—4732;JB/T —4735 的比较 项 目 GB 150 JB 4732 JB／T 4735 设计压力 0.1MPa≤p≤ 35MPa 真空度 不低于 0.02MPa 0.1MPa≤ p<1.00MPa 真空度 不低于 0.02MPa -0.02MPa<p<0.1MPa 设计温度 按钢材允许的 使用温度确定 (最高为 700 C， 最低为一 196 C) 低于以钢材蠕变控 制其设计应力强度 的相应温度(最高 475 C) 大于-20—350 C (奥氏体高合 金钢制容器和设计温度低于一 20 C，但满足低温低应力工况， 且调整后的设低应力工况，且 调整后的设计温度高于一 20 C 的容器不受此限制) 对介质的 不限 不限 不适用于盛装高度毒性或极度
限制 危害介质的容器 弹性失效设计塑性失效设计准「弹性失效设计准则和失稳失效 设计准则准则和失稳失则、失稳失效设计 设计准则计准则,局部应力用 效设计准则准则和疲劳失效设极限分析和安定性分析结果来 评定 以材料力学、板 弹性有限元法;塑 应力分析壳理论公式为性分析:弹性理论以材料力学、板壳理论公式为 方法 人应力增大系/和板壳理论公式安/基础,并引人应力增大系数和 基础,并引, 验应力分析 形状系数 数和形状系数 强度理论最大主应力理最大切应力理论 最大主应力理论 是否适用 于疲劳分不适用 适用,但有免除条 不适用 析容器 件 GB1501998《钢制压力容器》是设计、制造压力容器的依据 《压力容器安全技术监察规程》(《容规》)是政府对压力容器实施安全技术监督 和管理的依据属技术法规范畴 第3章压力容器材料及环境和时间对其性能的影 响 §31压力容器材料 主要教学内容 授课方式 授课时数 1、压力容器常用材料 讲授 1.5 2、有色金属和非金属
19 限制 危害介质的容器 设计准则 弹性失效设计 准则和失稳失 效设计准则 塑性失效设计准 则、失稳失效设计 准则和疲劳失效设 弹性失效设计准则和失稳失效 设计准则计准则，局部应力用 极限分析和安定性分析结果来 评定 应力分析 方法 以材料力学、板 壳理论公式为 基础，并引 ， 人应力增大系 数和形状系数 弹性有限元法；塑 性分析；弹性理论 和板壳理论公式实 验应力分析 以材料力学、板壳理论公式为 基础，并引人应力增大系数和 形状系数 强度理论 最大主应力理 论 最大切应力理论 最大主应力理论 是否适用 于疲劳分 析容器 不适用 适用，但有免除条 件 不适用 GB150—1998《钢制压力容器》是设计、制造压力容器的依据; 《压力容器安全技术监察规程》(《容规》)是政府对压力容器实施安全技术监督 和管理的依据,属技术法规范畴。 第 3 章 压力容器材料及环境和时间对其性能的影 响 §3-1 压力容器材料 主 要 教 学 内 容 授课方式 授课时数 1、压力容器常用材料 2、有色金属和非金属 讲授 1.5
教学目的和要求 1、掌握压力容器常用材料的分类、牌号和性能 2、了解有色金属和非金属的种类 教学重点和难点压力容器常用材料 课外作业 思考题 材料是制造压力容器的基础,正确选用压力容器材料是保证压力容器长期安全运行的基本条件 压力容器的应力分析可以为选材提供最基本的依据和要求,同时,选择材料时还应考虑容器工作时的 环境、介质及其它具体条件的要求。 不同的材料具有不同的化学成分、力学性能和使用条件,选择材料最基本的要求是能够保证压力容器 安全工作,同时做到经济、适用。 、钢材形状 1、钢板 压力容器用钢板的要求: (1)必须用规定的钢板制造压力容器 规定允许用于制造压力容器的钢板有两类: ①压力容器专用钢板,如16MnR、20R等 ②可用于制造压力容器的非容器专用钢板,如普通碳素钢中的Q235-A、Q235-B,优质碳素钢中的10、15 0、20g等。 (2)钢板必须按规定的限制条件使用,如设计压力、设计温度、厚度、介质限制、冶炼方法等。 (3)制造压力容器的钢板必须有符合相应国家标准或行业标准规定的、内容齐全的质量证明书 2、钢管 )无缝钢含J热轧无缝钢管 冷拔无缝钢管 用于过程设备较高压力的流体输送,材料通常为10、20号钢 ●根据用途和材质,有多个无缝钢管标准,对所使用的无缝钢管,应注明属于哪个标注。过程设备常用 标准 GB8163-87《输送流体用无缝钢管》 B9948-88《石油裂化用无缝钢管》 GB6479-86《化肥设备用高压无缝钢管》
20 教学目的和要求 1、掌握压力容器常用材料的分类、牌号和性能 2、了解有色金属和非金属的种类 教学重点和难点 压力容器常用材料 课外作业 思考题 材料是制造压力容器的基础，正确选用压力容器材料是保证压力容器长期安全运行的基本条件。 压力容器的应力分析可以为选材提供最基本的依据和要求，同时，选择材料时还应考虑容器工作时的 环境、介质及其它具体条件的要求。 不同的材料具有不同的化学成分、力学性能和使用条件，选择材料最基本的要求是能够保证压力容器 安全工作，同时做到经济、适用。 一、钢材形状 1、钢板 压力容器用钢板的要求： （1）必须用规定的钢板制造压力容器 规定允许用于制造压力容器的钢板有两类： ①压力容器专用钢板，如 16MnR、20R 等 ②可用于制造压力容器的非容器专用钢板，如普通碳素钢中的 Q235-A、Q235-B，优质碳素钢中的 10、15、 20、20g 等。 （2）钢板必须按规定的限制条件使用，如设计压力、设计温度、厚度、介质限制、冶炼方法等。 （3）制造压力容器的钢板必须有符合相应国家标准或行业标准规定的、内容齐全的质量证明书。 2、钢管 用于过程设备较高压力的流体输送，材料通常为 10、20 号钢。 根据用途和材质，有多个无缝钢管标准，对所使用的无缝钢管，应注明属于哪个标注。过程设备常用 标准： GB8163-87《输送流体用无缝钢管》 GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》 GB6479-86《化肥设备用高压无缝钢管》 冷拔无缝钢管 热轧无缝钢管 （1）无缝钢管
●钢管使用时要用法兰、管件、阀门等连接,相连接的两个构件必须具有相同的公称直径(DN)。 eg:DN200的钢管和法兰连接,钢管外径φ219,法兰内直径φ220 (2)焊接钢管 输送水、煤气、空气、取暖蒸汽等较低压力的流体(p<O.6Mpa),材料可用Q235制造 3、锻件 (1)根据锻件检验项目和数量的不同,锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别 (2)需焊接的锻件,材料用20号钢,不许焊接的锻件,材料用35或45号钢。 (3)压力容器上使用的锻件不得低于Ⅱ级,若锻件截面尺寸大于300mm,或容器盛装高度或极度 危害介质,且锻件截面尺寸达50m时,级别不得低于Ⅲ级 4、圆钢、型钢 用于制作支承件、加强圈等,圆钢还可用于制作小尺寸的紧固件 圆钢材料为Q235-A、20、35号钢等,型钢材料多为Q235-A 、钢材类型 按化学成分,压力容器用钢分为三类: 1、碳素钢(C%<2.06%= 低碳钢(C%≤0.25%) 按含碳量中碳钢(025%<C%≤0.6%) 高碳钢(C%>0.6%) 普通碳素钢(S≤0.055%,P≤0.045%) 按钢的质量优质碳素钢(S≤0040%,P≤0.040%) 高级优质碳素钢(S≤0.030%,P≤0.035% 普通碳素钢的Q235系列钢板和优质碳素钢均可用于制作压力容器 2、低合金钢 在优质碳素钢的基础上,加入一种或多种合金元素(合金元素总含量在3%以下),以提高钢的强度和改 善综合性能。 低合金钢是目前制造压力容器的主要钢材,其强度、韧性、耐腐蚀性等均优于相同含碳量的碳素钢, 减轻装备的重量,可节省钢材1/3-2/3 GB150-1998《钢制压力容器》推荐适用的低合金钢板有:16MnR、15MnVR、15 MMnVNr、18 MnMonbR 13 MnNimonbR、0 7Mn CrMovr,其中16MnR是σs350pa级的普通低合金高强度钢,具有优良的力学性能、焊
21 钢管使用时要用法兰、管件、阀门等连接，相连接的两个构件必须具有相同的公称直径（DN）。 eg：DN200 的钢管和法兰连接，钢管外径φ219，法兰内直径φ220。 （2）焊接钢管 输送水、煤气、空气、取暖蒸汽等较低压力的流体（p<0.6Mpa）,材料可用 Q235 制造。 3、锻件 （1） 根据锻件检验项目和数量的不同，锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别。 （2） 需焊接的锻件，材料用 20 号钢，不许焊接的锻件，材料用 35 或 45 号钢。 （3） 压力容器上使用的锻件不得低于Ⅱ级，若锻件截面尺寸大于 300mm，或容器盛装高度或极度 危害介质，且锻件截面尺寸达 50mm 时，级别不得低于Ⅲ级。 4、圆钢、型钢 用于制作支承件、加强圈等，圆钢还可用于制作小尺寸的紧固件。 圆钢材料为 Q235-A、20、35 号钢等，型钢材料多为 Q235-A。 二、钢材类型 按化学成分，压力容器用钢分为三类： 1、碳素钢（C%＜2.06%＝ ● 普通碳素钢的 Q235 系列钢板和优质碳素钢均可用于制作压力容器 2、低合金钢 在优质碳素钢的基础上，加入一种或多种合金元素（合金元素总含量在 3%以下），以提高钢的强度和改 善综合性能。 低合金钢是目前制造压力容器的主要钢材，其强度、韧性、耐腐蚀性等均优于相同含碳量的碳素钢， 减轻装备的重量，可节省钢材 1/3—2/3。 GB150—1998《钢制压力容器》推荐适用的低合金钢板有：16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、 13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR，其中 16MnR 是σs350Mpa 级的普通低合金高强度钢，具有优良的力学性能、焊 高级优质碳素钢（ ， ） 优质碳素钢（ ， ） 普通碳素钢（ ， ） 按钢的质量 0.030% 0.035% 0.040% 0.040% 0.055% 0.045% S P S P S P 高碳钢（ ＞ ） 中碳钢（ ＜ ） 低碳钢（ ） 按含碳量 % 0.6% 0.25% % 0.6% % 0.25% C C C