压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式 (1)

压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式

容器标准：

《GB 150-2011 压力容器》

《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》

钢材标准：

《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》－－GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准

牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》－－GB150 Q235B钢板标准

《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》－－GB150高合金钢的钢板标准

《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》－－NB/T 47003高合金钢板标准，化学成分、力学性能

《GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带》

《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》

《GB/T 699-1999 优质碳素结构钢》

牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn

《GB/T 700-2006 碳素结构钢》－－牌号Q195、Q215、Q235、Q275

《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》

不锈钢牌号对照表

《GB 150-2011 压力容器》

俗称

GB 24511-2009

承压设备用不锈钢钢板及钢带

GB/T 4237-1992

不锈钢热轧钢板和钢带

ASME(2007)SA240 统一数字代号新牌号旧牌号型号

S304 S30408 06Cr19Ni10 0Cr18Ni9 304 S316 S31608 06Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 316 S316L S31603 022Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 316L S321 S32168 06Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni10Ti 321

圆筒直径：

钢板卷焊的筒体，规定内径为公称直径。

其值从300～6000mm，DN1000以内50mm进一档，DN1000～6000mm以100mm进一档。

钢板厚度：

《GB 150-2011 压力容器》，Q235B钢板厚度，用于容器壳体时≤16mm，用于其他受压元件时≤30mm。《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》

不包括腐蚀裕量的圆筒最小厚度：对碳素钢及低合金钢为3 mm；对高合金钢为2 mm。

Q235A，Q235B，Q235C：钢板厚度，用于容器壳体时≤40mm（与大气连通的不受限制）

1、平面支承的底板，当壁板厚度小于10mm 时，底板厚度不小于6mm；当壁板厚度为10mm～20mm 时，底板厚度不小于8mm。

2、在平基础上全平面支撑的底板，底板最小厚度常用4mm～6mm（或与壁板等厚），同时考虑腐蚀裕量来确定底板的名义厚度。

钢板厚度＝计算厚度＋C1负偏差＋C2腐蚀裕量

考虑刚度要求的最小壁厚：

碳素钢和低合金钢，内径≤3800mm，最小壁厚为内径的0.002倍，且不小于3 mm，腐蚀裕量另加。

内径＞3800mm时，按运输和现场安装条件确定。

常用钢板厚度：（mm）

2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、30...

焊接系数：

a）双面焊和相当于双面焊的全焊透对接：

1）全部无损检测，φ＝1.0

2）局部无损检测，φ＝0.85

3）不做无损检测，φ＝0.7《NB/T 47003 钢制焊接常压容器》

b）单面焊对接，沿根部全长有紧贴的垫板：

1）全部无损检测，φ＝0.9

2）局部无损检测，φ＝0.8

3）不做无损检测，φ＝0.65《NB/T 47003 钢制焊接常压容器》

腐蚀裕量：

a)橡胶、玻璃钢衬里及涂层设备：0

b)材质为碳素钢的其它水处理设备：≥1mm

c)材质为不锈钢的其它水处理设备：0

筒体、封头的腐蚀裕量

腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀

腐蚀速率mm/年＜0.05 0.05～0.13 0.13～0.25 ≥0.25 腐蚀裕量mm 0 ≥1 ≥2 ≥3

钢板负偏差：

钢板厚

2 2.2 2.5 2.8-3.0 3.2-3.5 3.8-4.0 4.5-5.5 6-7 8-25 26-30 32-34 36-40 42-50 52-60 60-100 度mm

负偏差

0.18 0.19 0.2 0.22 0.25 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5

mm

《GB 150-2011 压力容器》

1、碳素结构钢Q235B ：钢板标准《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》 ①Q235B ，适用于设计压力小于1.6MPa 的容器，使用温度20℃～300℃。 ②屈服强度没有写：

《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》，Q235B ，20℃，抗拉375MPa ，屈服235MPa 《压力容器设计手册2006（董大勤）》，Q235B ，20℃抗拉375MPa ，屈服235MPa 2、碳素钢和低合金钢钢板：钢板标准《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》 3、高合金钢钢板：钢板标准《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》

许用应力、屈服强度：

1、碳素结构钢，Q235B ，许用应力20℃-116MPa ，100℃-113MPa ，20℃抗拉375MPa ，屈服强度235MPa

2、高合金钢

S304，S30408，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa S316，S31608，许用应力20℃-137MPa ，100℃-117MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-175MPa S316L ，S31603，许用应力20℃-120MPa ，100℃-98MPa （120），屈服强度20℃-180MPa ，100℃-147MPa S321，S32168，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa 括号（）中数值是“对于筒体允许微量变形时的许用应力”

内压圆筒计算厚度：

c

t

i

c P D P -=

φσδ][2 P C ：计算压力，MPa D i ：圆筒内直径，mm φ：焊接系数

[σ]t ：材料的许用应力，MPa

压力试验时的应力校核（液压试验时）：

()

eL e

e i T R D P φδδ9.02≤+

P T ：试验压力＝1.25*设计压力，MPa D i ：圆筒内直径，mm

δe ：圆筒的有效厚度，mm ，取值＝钢板厚度－腐蚀裕量－钢板负偏差 φ：焊接系数

R eL ：材料的屈服强度，MPa

计算压力＝设计压力＋液柱静压力。当液柱静压力小于5%设计压力时，可不计液柱静压力。

《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》

1、碳素钢：钢板标准《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》

2、低合金钢钢板：钢板标准《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》

3、高合金钢钢板：钢板标准《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》

许用应力、屈服强度：

1、碳素钢，Q235B ，许用应力20℃-140MPa ，100℃-126MPa ，20℃抗拉375MPa ，屈服强度235MPa

2、高合金钢

S304，S30408，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa S316，S31608，许用应力20℃-137MPa ，100℃-117MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-175MPa S316L ，S31603，许用应力20℃-120MPa ，100℃-97MPa （120），屈服强度20℃-177MPa ，100℃-145MPa （S31603的强度比GB150略低，其它不锈钢均一样）

S321，S32168，许用应力20℃-137MPa ，100℃-114MPa （137），屈服强度20℃-205MPa ，100℃-171MPa 括号（）中数值是“对于筒体允许微量变形时的许用应力”

内压圆筒计算厚度：

φ

σδt i

c D P ][2=

压力试验时的应力校核（液压试验时）：

()

eL e

e i T R D P φδδ9.02≤+

压力容器设计基础

压力容器设计基础 一．概述 1、标准适用的压力范围 GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa 真空度：≥0.02 MPa GB151－1999《管壳式换热器》设计压力P：0.1～35 MPa 真空度：≥0.02 MPa 公称压力PN≤35 MPa，公称直径DN≤2600mm PN?DN≤1.75×104 JB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～100 MPa 真空度：≥0.02 MPa JB／T4735－1997《钢制焊接常压容器》设计压力P： 圆筒形容器：-0.02 MPa≤P≤0.1 MPa 立式圆筒形储罐、圆筒形料仓 -500Pa≤P≤0.2000 Pa 矩形容器：连通大气 GB12337－1998《钢制球形储罐》设计压力P≤4MPa,公称容积V≥50M3 JB4710－2000《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa (对工作压力<0.1MPa内压塔器,P取 0.1MPa) 高度范围 h>10m 且h/D(直径)>5 2.设计时应考虑的载荷 1)内压、外压或最大压差；

2)液体静压力(≥5%P)； 需要时，还应考虑以下载荷 3)容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内 装物料的重力载荷； 4)附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷； 5)风载荷、地震力、雪载荷； 6)支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力； 7)连接管道和其他部件的作用力； 8)温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力； 9)包括压力急剧波动的冲击载荷； 10)冲击反力,如流体冲击引起的反力等； 11)运输或吊装时的作用力。 3、设计单位的职责 1)设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。 2)压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。 3)压力容器的设计总图应盖有压力容器设计资格印章。 4．容器范围 GB150管辖的容器范围是指壳体及其连为整体的受压零部件 1)容器与外部管道连接 2)接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件 3)非受压元件与受压元件的焊接接头。接头以外的元件，如加强圈、支座、 裙座等

压力容器的强度计算

第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： 1理解内压容器设计时主要设计参数容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等的意义及其确定原则； 2掌握五种厚度计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚的概念、相互关系以及计算方法； 能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； 3掌握内压圆筒的厚度设计； 4掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算; 5熟悉内压容器强度校核的思路和过程; 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准;该标准为规则设计,采用弹性失效准则和稳定失效准则,应用解析法进行应力计算,比较简便; JB4732-1995钢制压力容器—分析设计标准,其允许采用高的设计强度,相同设计条件下,厚度可以相应地减少,重量减轻;其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则,计算比较复杂,和美国的ASME标准思路相似; 2、容器直径diameter of vessel 考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要,容器筒体和封头的直径都有规定;对于用钢板卷制的筒体,以内径作为其公称直径; 表1 压力容器的公称直径mm 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的,规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径; 表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径mm 3、设计压力design pressure 1相关的基本概念除了特殊注明的,压力均指表压力 工作压力P W：在正常的工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力; ①由于最大工作压力是容器顶部的压力,所以对于塔类直立容器,直立进行水压试验的压力和 卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的,容器顶部的压力和底部可能不同,许多塔器顶部的压力并不 是其实际最高工作压力the maximum allowable working pressure; ③标准中的最大工作压力,最高工作压力和工作压力概念相同; 设计压力指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力; ①对最大工作压力小于的内压容器,设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时,应按“超压泄放装置”的计算方法规定; ③对于盛装液化气体的装置,在规定的充满系数范围内,设计压力由工作条件下,可能达到的最 高金属温度确定;详细内容,参考GB150-1998,附录B标准的附录,超压泄放装置; 计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容,是指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力,当静压力值小于5％的设计压力时,可略去静压力; ①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区别；

任务四 压力容器的强度计算及校核

项目一压力容器 任务四压力容器的强度计算及校核 容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。 为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。 一、圆筒体和球形壳体 1.壁厚计算公式 圆筒体计算壁厚： 圆筒体设计壁厚： 球形容器计算壁厚： 球形容器设计壁厚： 式中δ——圆筒计算厚度，mm δd——圆筒设计厚度，mm pc——计算压力，MPa。pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略 Di——圆筒的内直径，mm [σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表） φ——焊接接头系数，φ≤1.0 C2——腐蚀裕量，mm

2.壁厚校核计算式 在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。 式中δe——圆筒的有效厚度，mm 设计温度下圆筒的计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]： 设计温度下球壳计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 二、封头的强度计算 1.封头结构 封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。

压力容器材料壁厚计算与校核计算实例

第一节输入分析及功能性能描述 1、工作介质：硫酸钴液体 由于硫酸钴液体内杂质成份较复杂，且内部成份容易结晶，所以过滤器及管道、阀门全部选用不锈钢材料。 2、原液固含量：≤5% 和本公司的液体高级工程师莫工和中南大学廖博士联系咨询后，取得硫酸钴溶液中固体的固含量≤5%的范围内 3、设备的最高工作温度不超过70℃ 工艺要求提出设备的最高工作温度不得超过70℃，因此设计时应适当的放大，将设计温度提高到80℃。 4、工作压力 由于中南装置功能及工艺参数中指出，反洗压力0.5Mpa(气源压力),所以在设计装置时按照0.8Mpa进行装置的设计。 5、过滤组件为1个； 经过对工艺条件的提出，过滤组件为2个，1个为多通道滤芯过滤组件，1个双层滤芯过滤组件。 6、滤芯参数 1.1双层滤芯规格：双层管YTT75X200-3-C0.4-D2（外管外径75，内径69；内管外径63，内径57） 1.2滤芯数量：5套 1.3过滤面积： 1.3.1总过滤面积： 1.3.2单管过滤面积： 1.4过流截面面积S：0.00062㎡ 1.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件 2.1多通道滤芯规格：多通道滤芯YTT60X200-C0.5-D3 2.2滤芯数量：2套 2.3过滤面积： 2.3.1总过滤面积： 2.3.2单管过滤面积： 2.4过流截面面积S：0.00079㎡ 2.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件 7、输送管道为DN40管道； 经工艺计算出循环系统的循环管直径为DN40，补液管道为DN25，回流排气管道为DN25，清液出口管道为DN25，反冲器安装管道为DN25，排渣管道为DN25， 过滤罐体的材质为OCr18Ni9，管道的材质为OCr18Ni9； 8、法兰的公称压力为1.6Mpa; 工艺条件指出,设备管道法兰的公称压力为1.6Mpa,设计时,应按照此标准进行管道法兰的设计与选择。 9、清液储液罐的体积 经过工艺工程师计算得，反冲器内部可用于反冲液的液体体积约为0.8L,因此在设计清液储液罐容积时按照1.2L来进行设计。 第二节内压容器筒体与封头厚度的设计与强度计算

钢制压力容器标准体系(doc 13页)

钢制压力容器标准体系(doc 13页)

钢制压力容器GB150—1998

引言 随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。 在制订GB150-98标准时，遵循了以下几条原则。 撤消了部分单元设备和自成体系的受压元件设计内容，另行制订产品标准，使GB150成为压力容器的基础标准。 将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准JB4731-98《钢制卧式容器》，现已报批。 将第9章“直立容器”和相关的附录F“直立容器高振型计算”从标准中分离出来，这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中，成为塔式容器的产品标准。 撤消附录E“U型膨胀节”，独立出新标准GB16749-97《压力容器波形膨胀节》，已于1997年8月1 日实施。 撤消附录H“钢制压力容器渗透探伤”和附录L例题，前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单，后者尚未编制出来。 充分体现近年来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步，使标准能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。例如新增加撤消了一些钢材的牌号，严格了钢板超声检测的要求。 以实施中取得的经验为依据，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。 充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。 1998年3月国家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》标准，并要求从1998年10月1日起执行。学习和贯彻新GB150标准是提高压力容器质量，保证压力容器安全使用的前提。为了更好地了解、学习和贯彻新GB150，本文将新、旧GB150标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，为了做到准确，读者便于查阅，尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。 1 压力容器标准体系 详见表1。 表1 压力容器标准体系 序 GB150-1998GB150-89 号 1《压力容器安全技术监察规程》90版 2GB150-1998《钢制压力容器》GB150-89 3GB151-1998《管壳式换热器》GB151-89《钢制管壳式换热器》 4GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》B150-89附录E“U型膨胀节” 5GB12337-1998《钢制球形储罐》GB12337-90 6JB4732-95《钢制压力容器—分析设计标准》 7JB4731-1998《钢制卧式容器》GB150-89中第8章“卧式容器”

压力容器强度计算公式及说明

压力容器强度计算公式及说明 压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器,否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9。8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa ； 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1。2,压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态,且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ， 根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式, δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素, δ＝P PD φ－σ][2+C 式中,δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量)，㎜； D — 圆筒内径，㎜; P — 设计压力，㎜； ［σ] - 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ- 焊缝系数,0.6～1.0； C — 壁厚附加量，㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布(轴向应力除外)。

压力容器强度计算公式及说明 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =222 a b Pa - 式中,a —筒体内半径，㎜；b-筒体外半径,㎜; ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 11 22-+ σ2=σz =P K 11 2- σ3=σr =—P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝P K K 11 22 -+≤［σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝P K K 11 22-+≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： P K K 132 -≤[σ］ 式中,K ＝a/b 3、受外压P 的厚壁圆筒 径向应力σr ＝－--1(222a b Pb 22 r a ) 环向应力σθ＝－+-1(222a b Pb 22 r a ） 4、一般形状回转壳体的应力计算

薄壁圆筒强度计算公式

压力容器相关知识 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9.8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa; 3、介质：为气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应 力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素， δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ— 焊缝系数，0.6～1.0； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =222 a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 1 122-+ σ2=σz = P K 1 12- σ3=σr =-P

压力容器强度计算公式及说明

压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P：9.8×104Pa ≤P≤9.8×106Pa，不包括液体静压力； 2、容积V≥25L，且P×V≥1960×104L Pa; 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr=0，环向应力σt=PD/4s，σz= PD/2s，最大主应力σ1＝PD/2s，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ 考虑实际因素， δ＝+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D —圆筒内径，㎜； P —设计压力，㎜； [σ] —材料的许用拉应力，值为σs/n，MPa； φ—焊缝系数，0.6～1.0； C —壁厚附加量,㎜。 2、受内压P的厚壁圆筒 ①K＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr＝） 环向应力σθ＝） 轴向应力σz= 式中，a—筒体内半径，㎜；b—筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝ σ2=σz= σ3=σr=-P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝≤[σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： ≤[σ] 式中，K＝a/b 3、受外压P的厚壁圆筒 径向应力σr＝－） 环向应力σθ＝－） 4、一般形状回转壳体的应力计算

压力容器厚度计算

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关于压力容器设计时材料和壁厚的讨论 作者:云天宇 2012年5月

关于压力容器设计时材料和壁厚的讨论 摘要：讨论压力容器设计时材料与壁厚的选取进行讨论，以及厚度的变化对强度的影响。 关键词：压力容器；设计；选材；厚度；强度；标准 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：（1）工作压力（注1）大于或者等于(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）); （不含液体静压力）（2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于。且容积（V）大于等于立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于(容积，是指压力容器的几何容积）; （3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。 压力容器中的介质种类繁多，来源广泛，这些介质中具有易燃、易爆、有腐蚀的特性。因此压力容器选材根据介质特性的不同而不同。压力容器钢板有碳素钢板、低合金钢钢板、高合金钢钢板、不锈钢与碳素钢等多种材料，且每种钢板都有它的使用范围。选取时应考虑多方面因素。使设计的压力容器安全又经济合理。 GB150-2011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。成型后最小厚度，一般指封头压形后会减薄，不同的制造工艺减薄量不同，所以封头都有成型后最小厚度。我们这里主要讨论名义厚度与最小厚度之间关系和选用。

压力容器上常见几何体计算公式

压力容器上常见几何体计算公式1.钢板重量计算公式 公式：7.85×长度(m)×宽度(m)×厚度(mm) 例：钢板6m(长)×1.51m(宽)×9.75mm(厚) 计算：7.85×6×1.51×9.75=693.43kg 2.钢管重量计算公式 公式：（外径-壁厚）×壁厚mm×0.02466×长度m 例：钢管114mm(外径)×4mm(壁厚)×6m(长度) 计算：（114-4）×4×0.02466×6=65.102kg 3.圆钢重量计算公式 公式：直径mm×直径mm×0.00617×长度m 例：圆钢Φ20mm(直径)×6m(长度) 计算：20×20×0.00617×6=14.808kg 4.方钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×边宽(mm)×长度(m)×0.00785 例：方钢50mm(边宽)×6m(长度) 计算：50×50×6×0.00785=117.75(kg) 5.扁钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×厚度(mm)×长度(m)×0.00785 例：扁钢50mm(边宽)×5.0mm(厚)×6m(长度) 计算：50×5×6×0.00785=11.7.75(kg) 6.六角钢重量计算公式

公式：对边直径×对边直径×长度(m)×0.00068 例：六角钢50mm(直径)×6m(长度) 计算：50×50×6×0.0068=102(kg) 7.螺纹钢重量计算公式 公式：直径mm×直径mm×0.00617×长度m 例：螺纹钢Φ20mm(直径)×12m(长度) 计算：20×20×0.00617×12=29.616kg 8.扁通重量计算公式 公式：(边长+边宽)×2×厚×0.00785×长m 例：扁通100mm×50mm×5mm厚×6m(长) 计算：(100+50)×2×5×0.00785×6=70.65kg 9.方通重量计算公式 公式：边宽mm×4×厚×0.00785×长m 例：方通50mm×5mm厚×6m(长) 计算：50×4×5×0.00785×6=47.1kg 10.等边角钢重量计算公式 公式：边宽mm×厚×0.015×长m(粗算) 例：角钢50mm×50mm×5厚×6m(长) 计算：50×5×0.015×6=22.5kg(表为22.62) 11.不等边角钢重量计算公式 公式：(边宽+边宽)×厚×0.0076×长m(粗算) 例：角钢100mm×80mm×8厚×6m(长)

压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式

压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式 容器标准： 《GB 150-2011 压力容器》 《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》 钢材标准： 《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》－－GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准 牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》－－GB150 Q235B钢板标准 《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》－－GB150高合金钢的钢板标准 《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》－－NB/T 47003高合金钢板标准，化学成分、力学性能 《GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带》 《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》 《GB/T 699-1999 优质碳素结构钢》 牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn 《GB/T 700-2006 碳素结构钢》－－牌号Q195、Q215、Q235、Q275 《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》 不锈钢牌号对照表 《GB 150-2011 压力容器》 俗称 GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带 GB/T 4237-1992 不锈钢热轧钢板和钢带 ASME(2007)SA240 统一数字代号新牌号旧牌号型号 S304 S30408 06Cr19Ni10 0Cr18Ni9 304 S316 S31608 06Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 316 S316L S31603 022Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 316L S321 S32168 06Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni10Ti 321

压力容器强度计算

压力容器强度计算 压力强度计算 在压力的设计过程中，首先需要确定设计参数。我国现行的压力标准为GB150-98“钢制压力”国家标准。该标准采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。与之相似的是，JB4732-1995《钢制压力—分析设计标准》允许采用高的设计强度，从而在相同设计条件下，减少厚度和重量，但计算比较复杂，采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，与美国的ASME标准思路相似。 在确定设计参数时，需要考虑直径。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。而如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，则规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。表格1和表格2分别列出了压力的公称直径。 设计压力是指设定的顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。在设计压力的确定中，需要考虑相关的基本概念。工作压力Pw在正常的工

作情况下，顶部可能达到的最高压力。对于塔类直立，直立进行水压试验的压力和卧置时不同。工作压力是根据工艺条件决定的，顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力。标准中的最大工作压力、最高工作压力和工作压力概念相同。计算压力Pc是GB150-1998新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当静压力值小于5％的设计压力时，可略去静压力。在设计压力的确定中，需要注意与GB150-1989对设计压力规定的区别。 第二节内压筒体与封头厚度的设计 1.内压圆筒的厚度设计 根据GB150-1998的定义，内压圆筒壁内的基本应力是薄膜应力，由第三强度理论可知薄膜应力的强度条件为：σr3 σ]t，σ r3 t PD/2δ。其中，[σ]是制造筒体钢板在设计温度下的许用应力。考虑到焊接接头的影响，公式（1）中的许用应力应使

压力容器设计规范及制造要求

一、标准和规范 ◆GB150-2011 压力容器 ◆GB713-2008 锅炉和压力容器用钢板 ◆GB/T 8163-2008 流体输送用无缝钢管 ◆GB/T 25198-2010 压力容器封头 ◆NB/T47016-2011 承压设备产品焊接试件的力学性能 ◆NB/T47013-2011 承压设备无损检测 ◆NB/T47001-2009 钢制液化石油气卧式储罐形式与基本参数 ◆NB/T47008-2010 承压设备用碳素钢和合金钢锻件 ◆NB/T47003.1-2009 钢制常压容器 ◆JB/T4712-2007 鞍式支座 ◆JB/T4736-2002 补强圈 ◆HG 20581-1998 钢制化工容器材料选用规定 ◆HG 20582-1998 钢制化工容器强度计算规定 ◆HG 20583-1998 钢制化工容器结构设计规定 ◆HG 20592-1997 钢制管法兰型式、参数（欧洲体系） ◆HG 20593-1997 板式平焊钢制管法兰（欧洲体系） ◆HG 20594-1997 带颈平焊钢制管法兰（欧洲体系） ◆HG 20595-1997 带颈对焊钢制管法兰（欧洲体系） ◆HG 20596-1997 整体钢制管法兰（欧洲体系） ◆HG 20597-1997 承插焊钢制管法兰（欧洲体系） 二、制造规范 压力容器必须按照TSG R0004-2009《固定式压力容器安全监察规程》和GB150-2011《压力容器》的规定执行 （一）材料 材料生产单位应当按相应材料标准和订货合同的规定向用户提供质量证原件，并且在材料上的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或其他标志，其内容应当包括材料标准号、牌号、规格、炉（批）号、材料生产单位名称（或厂标）及检验印鉴标志。材料质量证明书的内容应当齐全、清晰，并且加盖材料生产单位质量检验章。压力容器专用钢板的生产单位应当取得相应的特种设备制造许可证。 （二）焊接工艺和焊工 1、压力容器产品施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永 久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述焊缝的返修焊 2、缝都应当进行焊接工艺评定或者有经评定合格的焊接工艺支持； 3、质检人员应当全过程监督焊接工艺的评定过程； 4、焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书应当经过焊 接责任工程师审核，技术负责人批准，并且经过监检机构签章确认后存入技术档案； 5、焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止，焊接工艺评定

钢制压力容器(GB150—1998)

钢制压力容器 GB150—1998 引言 随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本 JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。 在制订GB150-98标准时，遵循了以下几条原则。 撤消了部分单元设备和自成体系的受压元件设计内容，另行制订产品标准，使 GB150成为压力容器的基础标准。 将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准 JB4731-98《钢制卧式容器》，现已报批。 将第9章“直立容器”和相关的附录F“直立容器高振型计算”从标准中分离出来，这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中，成为塔式容器的产品标准。 撤消附录E“U型膨胀节”，独立出新标准GB16749-97《压力容器波形膨胀节》，已于1997年8月1日实施。 撤消附录H“钢制压力容器渗透探伤”和附录L例题，前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单，后者尚未编制出来。 充分体现近年来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步，使标准能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。例如新增加撤消了一些钢材的牌号，严格了钢板超声检测的要求。 以实施中取得的经验为依据，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。 充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。 1998年3月国家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》标准，并要求从1998年10月1日起执行。学习和贯彻新GB150标准是提高压力容器质量，保证压力容器安全使用的前提。为了更好地了解、学习和贯彻新GB150，本文将新、旧GB150标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，为了做到准确，读者便于查阅，尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。 1 压力容器标准体系 详见表1。 表1 压力容器标准体系

压力容器设计技术规定

目录 编制说明 (2) 1、总则 (3) 2、本规定的适用范围 (3) 3、标准、规范 (3) 4、设计条件编制与审核 (3) 5、设计文件的编(绘)制 (3) 6、设计的一般规定 (4) 6.1 压力容器分类 (4) 6.2设计压力 (5) 6.3设计温度： (5) 6.4最小壁厚 (6) 6.5 腐蚀裕度C2 (6) 6.6材料 (6) 6.7焊接结构 (7) 6.8 热处理 (7) 6.9无损检测 (8) 6.10压力试验和气密性试验 (8) 6.11 接管 (9) 6.12防涡流板 (10) 6.13法兰及人（手）孔 (11) 6.14. 裙座、地脚螺栓、支座 (12) 6.15容器法兰 (13) 6.16封头和筒体 (13) 6.17容器的涂敷与运输包装 (14)

编制说明 为了贯彻压力容器的有关法规、安全技术规范、标准要求，规范本公司的压力容器设计技术工作，结合公司压力容器设计实际制订本规定。 本规定是对国家和部颁有关化工容器设计规定、规范、标准的补充。 化工容器设计必须遵守的设计、制造、检验的标准、规定较多，本规定只提出了GB150《钢制压力容器》和化工设计标准所列的现行标准。本规定在使用过程中，当引用的各项标准有修改或有新标准颁布时，应采用相应的最新标准。 本规定在有的条文中提出了应遵守国家、部颁标准、规定、规范等具体条款名称或编号，多数没有写出具体条款名称或编号。因此不论是列入的或未列入的，都应按国家、部颁标准相应的条款执行。

1、总则 容器分为常压容器和压力容器两种： 1.1 凡设计压力低于0.1MPa，其真空度低于0.02MPa的容器为常压容器，其设计、制造、检验与验收要求按照JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》的规定。 1.2凡设计压力等于或大于0.1MPa，真空度等于或大于0.02MPa的容器按压力容器 小于0.1MPa时，该容器不划分容器类别。 设计。但当容器的工作压力P w 1.3 对其它专用容器按各专业标准设计。 压力容器按GB150－1998《钢制压力容器》（以下简称GB150）、《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）及HG20580～HG20585-1998进行设计。 2、本规定的适用范围 本规定的适用范围与GB150相同。 当执行的技术标准、技术规定高于本规定时，则按高的要求执行。如欲采用国外标准，应征得本公司技术负责人同意。 3、标准、规范 容器设计时，必须遵守的设计、材料、容器制造和检验标准或技术条件按《容规》、GB150及HG20580～HG20585-1998执行。 4、设计条件编制与审核 设计条件编制与审查按照设计管理制度中QI-07-03《设计条件编制与审查规定》进行。 5、设计文件的编(绘)制 5.1设计文件编(绘)制后一律导入公司的PDM数据库管理系统中，普通文档和表格采用office 2000以上的版本，图纸绘制采用Auto CAD+Inte CAD软件，强度计算采用sw6最新版本。 5.2图样绘制要求 5.2.1 图纸幅面，图样的线型、视图、向视图、剖面图、放大图的绘制应符合国家制图标准和化工机械制图的特殊要求。 5.2.2 设计总图上除视图外还应包含标题栏、明细表、管口表、设计数据表和技术

钢制焊接常压容器

一、钢制焊接常压容器 JB/T4735—1997 一、概述 本标准属推荐性行业标准，即非强制性标准。而GB150，151均属于强制性标准。 1、适用范围——本标准适用于符合下表所列条件的容器 2、不适用范围 ①直接受火焰加热的容器。 ②受核辐射作用的容器。 ③盛装毒性为极度或高度危害介质的容器。 ④直接埋入地下的容器。 ⑤可升降式气柜。 ⑥经常搬运的容器。 ⑦计算容积小于500L的容器。 说明： JB/T 4735规定不允许介质为高度或极度毒性介质，或者说：容器的介质为高度或极度毒性将必须按GB150进行设计；即提高设计压力，提高制造和检测要求。 3、JB/T 4735与GB150除适用与不适用范围不同外，还有许多方面存在差异，现举几个常见适用与不适用范围差别如下： ①材料方面 对于碳素钢，低合金钢不论板材、管材、锻件、紧固件等其安全系数取值不同，故许用应力值也不同，其中GB150偏于安全。如部分材料在常温状态下的许用应力。 ②焊接接头系数 A.双面焊或相当于双面焊的单面焊 100% RT、UT 取Φ=1 局部RT、UT 取Φ=0.85 不探取Φ=0.7 B.带垫板的单面焊 100% RT、UT 取Φ=0.9 局部RT、UT 取Φ=0.8

不探 取Φ=0.65 C. 单面焊 局部 RT 、UT 取Φ=0.7 不探 取Φ=0.6 D. JB/T 4735中，立式大型储罐的纵向接头并经局部无损检测的全焊透结构，焊接接头系数取0.9。 E. 此外 双面搭接 Φ=0.55 双面角接 Φ=0.55 单面角接 Φ=0.5 ③ 压力试验及试漏方面 GB150——只有液压和气压试验及气密性试验。 JB/T 4735——除液压(不小于0.1MPa)、气压试验外，可根据具体情况作气密、盛水、煤油渗透、，皂液试漏，真空箱试漏等代替压力或检漏试验。 二、圆筒形容器 1. 内压圆筒——适用于受内压和/或液柱静压力作用下圆筒厚度的计算 A. 圆筒计算式比较 JB/T 4735 GB150 []φ σδ⋅⋅= t c D P 21 []c t c P D P -⋅⋅= φσδ21 圆筒计算应力 c c t D P δσ21⋅= c e c t D P δδσ2)(1+⋅= B. 外压圆筒和外压球壳，以及各种凸形封头，无折边锥形封头同GB150。 说明：常压容器由于压力很低，其破坏形式已不因强度不足而破坏，而是刚度不足发生失稳而塌陷。设计的主要问题是结构的处理和用材的合理。 三、立式圆筒形储罐 1. JB/T 4735—97中立式圆筒形储罐的范围： ① 设计压力 P D =-500pa~2000pa 即 P D =-50mmH 2O~200mmH 2O 当设置呼吸阀时： P D =1.2倍排放或吸入压力，且不超过以上规定。 ② 设计温度范围： -20℃＜T D ≤250℃ ③ 容积范围： V=20~10000m 3 2. 立式储罐的种类和特点 ① 固定顶储罐 A. 锥顶储罐——罐顶为正圆锥体。 a. 自支承式锥顶——常用于直径不大的场合，锥顶载荷靠锥顶板周边支承在罐壁上。 b. 支承式锥顶——锥顶支承在中间立柱与其相连的支承梁上，梁的另一端与支承圈相连。通常 也可将梁焊在锥顶上表面，以此增加锥顶刚度。

钢制压力容器

•钢制压力容器 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规与规程 1．2 标准与法规（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级与D2级压力容器说明 二．GB一五0-1998《钢制压力容器》 1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格与职责 3．3 GB一五0管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的通常规定 3．6 许用应力 3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验与试验压力 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 使用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒与内压球体的计算 5. 1 内压圆筒与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．外压圆筒与外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（与外压管子） 6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒与球壳计算图的来源简介 6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计与计算 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．开孔与开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状与尺寸限制 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、检验与验收 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 试板与试样 10．8 无损检测 10. 9 液压试验 10．10 容器出厂证明文件。 11．安全附件与超压泄放装置 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 GB一五1-1999《管壳式换热器》 01 简述 02 标准与GB一五0-1998《钢制压力容器》的关系。03基本章节 1 适用范围 2 构成 3 型号表示法 4 有关参数的确定 5 焊接接头系数 6 试验压力与试验温度 7 其它要点 8 管板计算 9 制造、检验与验收