压力容器设计技术规定

×××××化工设备制造有限公司设计技术规定1第1章总则本规定是结合本公司设计许可范围内化工容器设计的具体情况，对GB150《钢制压力容器》和NB/T47003.1～47003.2(JB/T4735)《钢制焊接常压容器》的补充和具体化。1.1适用范围本规定适用于设计压力大于等于0.1Mpa且小于10.0Mpa和小于等于-0.02Mpa且大于-0.1Mpa的GB150容器，并适用于设计压力大于-0.02Mpa且小于0.1Mpa的JB/T4735容器。本规定仅适用于固定式钢制容器。1.2不适用范围本规定不适用于设计压力大于等于10.0Mpa的高压容器。本规定不适用范围包括GB150《钢制压力容器》和JB/T4735《钢制焊接常压容器》所同时规定的不适用范围，以及石油、冶金、轻工等另有专门行业标准管辖的容器。1.3管辖范围本规定的管辖范围是容器壳体及与之连为整体的受压零部件；与容器壳体相连的非受压元件及其连接焊缝，以及直接连接在容器壳体上的安全附件等。1.4需遵循的规程、规定、标准《特种设备安全监察条例》TSGR1001《压力容器压力管道设计许可规则》TSGR0004《固定式压力容器安全技术监察规程》GB150《钢制压力容器》GB151《管壳式换热器》NB/T47003.1～47003.2(JB/T4735)《钢制焊接常压容器》JB/T4731《钢制卧式容器》JB4710《钢制塔式容器》HG20580《钢制化工容器设计基础规定》HG20581《钢制化工容器材料选用规定》HG20582《钢制化工容器强度计算规定》HG20583《钢制化工容器结构设计规定》HG20584《钢制化工容器制造技术要求》HG20585《钢制低温压力容器技术规定》JB/T4712.1～4712.4《容器支座》JB/T4700～4707《压力容器法兰》HG／T20592～20635《钢制管法兰、垫片、紧固件》第2章定义2.1压力（pressure）除注明者外，压力均指表压力。2.1.1工作压力内压容器：在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。真空容器：在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最大真空度。外压容器：在正常工作情况下，容器可能出现的最大内外压力差。2.1.2设计压力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的条件，其值不低于工作压力。×××××化工设备制造有限公司设计技术规定22.1.3计算压力在相应设计温度下，用以确定壳体各部位厚度的压力，其中包括液柱静压力。当壳体各部位或元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。2.1.4最大允许工作压力在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。该压力应是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后，计算得到的最大允许工作压力（且减去元件相应的液柱静压力）中的最小值。最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力）的依据。2.1.4.1当压力容器根据使用条件要求有不同的设计温度时，应分别计算对应于各个设计温度下的最大允许工作压力。2.1.4.2当不能通过计算来确定最大允许工作压力时，可用设计压力来代替最大允许工作压力。2.1.5安全阀的开启压力安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。2.1.6爆破片的标定爆破压力爆破片名牌上标志的爆破压力。2.2温度（temperature）2.2.1金属温度容器元件沿截面厚度的温度平均值。2.2.2工作温度容器在正常工作情况下的介质温度。2.2.3最高工作温度容器在正常工作情况下可能出现的介质最高温度。2.2.4最低工作温度容器在正常工作情况下可能出现的介质最低温度。2.2.5设计温度容器在正常工作情况，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度。容器的设计温度是指壳体的金属温度。2.2.6环境温度极端气温：历年来的最高（最低）气温。日平均最高（最低）气温：历年来日平均气温的最高（最低）值。冬季空气调节室外计算温度：历年来平均每年不保证一天的日平均气温。月平均最低气温：当月各天的最低气温相加后除以当月天数得到的气温值。2.3（全）容积（volume）指压力容器的几何容积，由设计图样标注尺寸计算，且不扣除内部附件体积的容积。夹套容器的夹套容积仅为夹套内部的几何容积。2.4厚度（thickness）2.4.1最小厚度为满足制造工艺要求及运输、安装等过程中刚度要求，根据工程实践经验，对壳体元件规定的不包含腐蚀裕量的最小厚度。2.4.2计算厚度容器受压元件为满足强度及稳定性要求，按规程、规定、标准中有关公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。×××××化工设备制造有限公司设计技术规定32.4.3厚度附加量设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢材厚度负偏差和腐蚀裕量。2.4.4设计厚度计算厚度与腐蚀裕量之和。2.4.5名义厚度设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材标准规格的厚度，即是图样上标注的厚度。对于容器壳体，在任何情况下，其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和。2.4.6有效厚度名义厚度减去厚度附加量。2.4.7各项厚度之间的关系钢材厚度负偏差腐蚀裕量设计厚度名义厚度计算厚度有效厚度圆整值2.5应力（stress）2.5.1一次应力根据压力和其他机械载荷和内力、内力矩的平衡所产生的法向应力或切向应力称为一次应力。他的基本特征是具有非自限性，即当这种应力达到材料的屈服极限以后，即使载荷不再增加，仍将产生不可抑制的塑性流动，直至破坏。2.5.2二次应力在外部载荷作用下，由于相邻部件的约束或结构自身的约束，需要满足变形连续条件所产生的法向应力或切向应力称为二次应力。他的基本特征是具有自限性，即局部屈服和小量塑性变形就可使变形连续条件得到部分或全部满足，从而塑性变形不再发展，由此缓解以至消除产生这种应力的原因。2.5.3峰值应力由局部结构不连续或局部热应力引起的，附加于一次加二次应力之上的应力增量称为峰值应力，它同时具有自限性和局部性，其基本特征是不会引起明显的变形。2.6许用应力（allowablestress）在设计计算中，在规定的设计温度下，材料所允许达到的最大应力值，一般以材料的各项强度数据除以相应的安全系数后，取其中的最小值。2.7焊缝系数和开孔削弱系数2.7.1焊缝系数根据容器受压部分的焊缝型式和无损检测的要求选取的焊接部分母材许用应力的折减系数。2.7.2开孔削弱系数考虑容器开孔后，引起开孔周围应力集中现象，对被开孔材料许用应力削弱的系数。×××××化工设备制造有限公司设计技术规定4第3章设计参数选取3.1设计压力3.1.1容器设计时，必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和对应的工作温度两者组合中的各种工况，并以最苛刻工况下的工作压力来确定设计压力。3.1.2确定初步的设计压力单台容器初步的设计压力可按下表确定：类型设计压力内压容器无安全泄放装置1.0～1.10倍工作压力装有安全阀不低于（大于或等于）安全阀开启压力（安全阀开启压力取1.05～1.10倍工作压力）装有爆破片取爆破片设计爆破压力加制造范围上限出口管线上装有安全阀不低于安全阀开启压力加上流体从容器流至安全阀处的压力降容器位于泵进口侧，且无安全泄放装置时取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.1Mpa外压进行校核容器位于泵出口侧，且无安全泄放装置时取下面三者中最大值泵的正常入口压力加1.2倍泵的正常工作扬程；泵的最大入口压力加泵的正常工作扬程；泵的正常入口压力加关闭扬程（泵出口全关闭时的扬程）；容器位于压缩机进口侧，且无安全泄放装置时取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.1Mpa外压进行校核容器位于压缩机出口侧，且无安全泄放装置时取压缩机出口压力真空容器无夹套真空容器有安全泄放装置设计外压力取1.25倍最大内外压力差或0.1Mpa两者中的较小值无安全泄放装置设计外压力取0.1Mpa夹套内为内压的带夹套真空容器容器（真空）设计外压力按无夹套真空容器规定选取。计算外压力为设计外压力加上夹套设计内压力，且必须校核在夹套试验压力（外压）下的稳定性。夹套（内压）设计内压力按内压容器规定选取夹套内为真空的带夹套内压容器容器（内压）设计内压力按内压容器规定选取。计算内压力应为设计内压力加0.1Mpa，且必须校核在夹套试验压力（外压）下的稳定性。夹套（真空）设计外压力按无夹套真空容器规定选取外压容器设计外压力取不小于在正常工作情况下可能产生的最大内外压力差。×××××化工设备制造有限公司设计技术规定5续表类型设计压力在规定的充装系数范围内，常温下盛装液化石油气或混合液化石油气的（指丙烯与丙烷或丙烯、丙烷与丁烯等的混合物）容器介质50℃的饱和蒸汽压力低于异丁烷50℃的饱和蒸汽压力时（如丁烷、丁烯、丁二烯）0.79MPa介质50℃的饱和蒸汽压力高于异丁烷50℃的饱和蒸汽压力时（如液态丙烷）1.77MPa介质50℃的饱和蒸汽压力高于丙烷50℃的饱和蒸汽压力时（如液态丙烯）2.16MPa两侧受压的压力容器元件一般应以两侧的设计压力分别作为该元件的设计压力。当有可靠措施确保两侧同时受压时，可取两侧最大压力差作为设计压力。3.1.3确定最终的设计压力根据该容器在每一安全系统中与安全泄放装置的相对位置，对初步的设计压力进行调整，得出单台容器最终的设计压力。3.1.4密闭的薄壁容器，在运输或存放期间受环境温度影响可能造成负压时，应以0.0175Mpa外压进行校核。3.1.5当国家或行业的相关法规、标准对容器的设计压力有规定时，其设计压力应按有关规定确定。当工程设计中对容器的设计压力有规定时，亦应按工程设计的规定确定设计压力。3.2设计温度3.2.1当金属温度不可能通过传热计算或实测结果确定时，设计温度应按以下规定选取：3.2.1.1容器器壁与介质直接接触且有外保温（或保冷）时，设计温度应按下表选取。当介质最高（低）工作温度明确时，按表中的Ⅰ确定，当介质最高（低）工作温度不明确时，按表中的Ⅱ确定。介质工作温度T设计温度ⅠⅡT＜-20℃介质最低工作温度介质工作温度减0～10℃-20℃≤T≤15℃介质最低工作温度介质工作温度减5～10℃T＞15℃介质最高工作温度介质工作温度加15～30℃3.2.1.2容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件（如加热盘管、电热元件等）间接加热时，设计温度取最高工作温度。3.2.1.3容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而可能出现单一介质接触时，应以较高一侧的工作温度为基准确定设计温度，当任一介质温度低于-20℃时，则应以该侧的工作温度为基准确定最低设计温度。3.2.1.4安装在室外无保温的容器，当最低设计温度受地区环境温度控制时，可按以下规定选取：（环境温度取容器安装地区历年来“月平均最低气温”的最低值）3.2.1.4.1盛装压缩气体的储罐，最低设计温度取环境温度减3℃；×××××化工设备制造有限公司设计技术规定63.2.1.4.2盛装液体体积占容器容积1/4以上的储罐，最低设计温度取环境温度。3.2.1.5对裙座等室外钢结构，应以环境温度（冬季空气调节室外计算温度）作为设计温度。3.2.2下列情况宜通过传热计算求得容器金属温度作为容器的设计温度：3.2.2.1容器内壁有可靠的隔热层；3.2.2.2容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而不会出现单一介质接触时。3.2.3容器的不同部位在工作情况下可能出现不同温度时，应按不同温度选取元件相应的设计温度。3.2.4容器的最高（低）工作温度接近所选材料的允许使用温度界限时，应结合具体情况慎重选取设计温度，以免增加投资或降低安全性。3.2.5当工程设计中对容器的设计温度有特殊要求时，其设计温度应按工程设计的规定确定。3.3设计载荷3.3.1容器设计时应考虑的载荷3.3.1.1压力3.3.1.1.1内压、外压或最大压差3.3.1.1.2液柱静压力（当液柱静压力小于5%设计压力时可忽略不计）3.3.1.1.3试验压力3.3.1.2重力载荷3.3.1.2.1容器空重：容器壳体及固定附件（如接管、人孔、法兰、支承圈、支座等）的重量。3.3