压力容器的设计教程.doc

压力容器的设计
一、概述
1、所采用的标准
GB150 《钢制压力容器》
JB/T4730.1~4730.6－05 《承压设备无损检测》
GB151 《管壳式换热器》
《压力容器安全技术监察规程》
HG20660－00 《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》
HG20580~HG20585 六联本
JB/T4700~4707 《压力容器法兰》
HG20592~HG20635 《钢制管法兰、垫片、紧固件》
JB/T4709－2007 《钢制压力容器焊接规程》
JB/T4710－05 《钢制塔式容器》
JB/T4746－02 《钢制压力容器用封头》
JB/T4736－02 《补强圈》
JB/T4731－05 《钢制卧式容器》
JB/T4712.1～4712.4－07《容器支座》
2、压力容器分GB150容器和容规容器
GB150容器 （-0.1MPa~-0.02MPa(149mmHg)） （+0.1MPa ～ +35 MPa） 设计压力P

JB/T4735-97《钢制焊接常压容器》 (-0.02MPa~+0.1MPa)
容规容器 （+0.1MPa ～最高工作压力）100MPa Pw

3、容规适用于同时具备的3个条件
1、最高工作压力，大于等于0.1MPa（不含静压力）；
2、内径大于等于0.15 m且容积大于等于0.025m3；
3、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体；
中华人民共和国国务院令第373号（2003.03.11）
压力容器是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0.1 MPa（表压）且压力与容积的乘积大于或者等于2.5 MPaL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和移动式容器，盛装公称工作压力大于
或者等于0.2 MPa（表压）且压力与容积的乘积大于或等于1.0 MPa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。
注：表压＝绝压－大气压
注：特种设备安全监察条例于2003年2月19日国务院第68次常务会议通过，自2003年6月
1日起执行。
4、GB150适用范围
GB150适用范围：
设计压力不大于35MPa；设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。
GB150不适用范围：
1、 直接火加热的容器
2、 经常运搬的容器
3、 设计压力小于0.1MPa的容器
4、 真空度低于0.02MPa的容器（149mmHg）
5、 截面尺寸小于150mm的容器
6、 要求作疲劳分析的容器
注：截面尺寸——圆形为直径、矩形为对角线、椭圆形为长轴
二、容器的设计
1、容器类别的划分
1、按作用原理分：反应容器（R）
换热容器（E）
分离容器（S）
储存容器（C、球罐为B）
2、按压力分（P设计压力）
0.1MPa≤P＜1.6MPa 低压容器（L）
1.6MPa≤P＜10MPa 中压容器（M）
10MPa≤P＜100MPa 高压容器（H）
P≥100MPa 超高压容器（U）
－0.02MPa＜P＜0.1MPa 常压容器
3、按温度分
T≤20℃ 低温容器
4、容规把压力容器分为三类
根据压力容器用途、介质的毒性危害程度和爆炸危险程度来分。
介质的毒性程度分为极度危害、高度危害、中毒危害和轻度危害。易燃介质系指其气体或者液体蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，且其爆炸下限小于10％或爆炸上限与爆炸下限的差值大于等于20％的介质。
在HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》其中无规定时，按下列原则确定毒性危害程度。
极度危害：最高容许浓度 ＜0.1mg/m3
高度危害：最高容许浓度 0.1mg/m3～＜1.0mg/m3
中度危害：最高容许浓度 1.0mg/m3～＜10.0mg/m3
低度危害：最高容许浓度≥10.0mg/m3
具体压力容器分类见附表或压力容器设计工程师手册P18
2、压力容器的焊接接头系数Φ
焊接接头系数的选取与接头的焊接工艺特点，无损检测比例和对容器的要求有关。焊接接头系数Φ是指对接焊接接头强度与母材强度之比值，用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素，使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。GB150规定焊接接头系数Φ应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点（单面焊、双面焊、有或无垫板）以及无损检的长度比例确定：
对接接头
100％无损检测
局部无损检测
双面焊
相当于双面焊的全焊透接头
1.0
0.85
单面焊
（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）
0.9
0.8
JB/T4730无损检测合格级别
射线检测
Ⅱ级
Ⅲ级
超声检测
Ⅰ级
Ⅱ级
注：封头拼接接头的焊接接头系数：GB150规定封头拼接接头应进行100％射线检测，但未规定封头的拼接接头系数的选取，封头拼接接头的无损检测要求主要针对封头成形时变形较大，缺陷容易扩展而提出的，与封头厚度计算无关，因此尽管封头拼接接头要求100％射线检测，但这种检测仍然是对整台容器检测的一部分，其合格指标仍按照对容器整体要求的合格指标而确定，因此封头拼接接头的焊接接头系数一般取压力容器的纵向接头焊接接头系数，对于整张钢板压制的小直径封头由于不存在焊接接头，在厚度计算中取Φ＝1.0。
3、压力容器器壁厚度
厚度是压力容器最主要的结构参数，是在规定的载荷条件下，保证结构强度和结构刚度以及使用寿命的基本条件之一
厚度负偏差C1
腐蚀裕量 C2

厚度附加量C
计算厚度

设计厚度δd
厚度园整值△1

有效厚度δe

名义厚度

（1） 计算厚度——考虑计算压力按标准给定的计算方法计算得到的厚度。是在规定的载荷条件下保证容器强度、刚度或者稳定要求的厚度。
（2） 设计厚度——计算厚度与腐蚀裕量之和，是在规定的载荷条件下保证容器强度、刚度或者稳定要求的同时保证规定的设计寿命的厚度。
（3） 名义厚度——设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上园整至规格厚度，一般为标注在设计图样上的厚度。
（4） 有效厚度——名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差，决定容器真正承载能力的厚度，一般用来校核容器的强度和稳定性，也是确定最大允许工作压力的参数。
（5） 钢材厚度——压力容器壳体的钢材厚度是指实际用于制造该壳体元件的材料厚度，是决定容器制造技术条件的厚度。
（6） 最小成形厚度——指设计要求的容器成形后的最小厚度
（7） 壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度
A、碳素钢、低合金钢容器不少于3mm
B、对高合金钢制容器不小于2mm
C、换热器壳体最小厚度

碳素钢、低合金钢
公称直径
400～≤700
＞700～≤1000
＞1000～≤1500
＞1500～≤2000
＞2000～≤2600

浮头、U形
8
10
12
14
16

固定管板
6
8
10
12
14

表中数据包括厚度附加量C2（按1mm考虑）
高合金钢
公称直径
400～≤500
＞500～≤700
＞700～≤1000
＞1000～≤1500
＞1500～≤2000
＞2000～≤2600
最小厚度
3.5
4.5
6
8
10
12
D、碳钢和低合金钢制塔器最小厚度为千分之而二的塔内径，且不小于4mm，对不锈
钢塔器厚度不小于3mm
E、复合钢板最小复层厚度不小于2mm（为防止干净不被污染）
复合钢板最小复层厚度不小于3mm（为防止腐蚀）
F、不锈钢堆焊层加工后最小厚度3mm
G、有衬裡的碳钢、低合金钢容器最小厚度为5mm
H、裙座筒体厚度不小于6mm，底板不小于14mm（但由计算确定）
4、压力
（表压＝绝压－大气压）
（1） 工作压力——在正常工作情况下容器顶部可能达到的最高压力（即是《容规》中的最高工作压力）。
（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条件，其值不低于工作压力。
确定容器的设计压力时考虑如下因素：
1、 容器上装有超压泄放装置时，特别是对以爆破片作为超压泄放装置是应按GB150附录B的规定设计压力。
压力容器 安全阀
试验压力
设计压力P
工作压力Pw
排放压力
开启压力Pz

Pz≤((1.05～1.1)Pw
当Pz＜0.18MPa可以适当提高Pz相对于Pw的比值
排放压力＝1.1×Pz＋0.1 P≥Pz
（蒸汽锅炉的排放压力为（开启压力））（整定压力的1.03倍）
压力容器 爆破片
设计压力P——最高标定爆破压力Psmax(Psmax=Pb+爆破片制造范围上限)
爆破片制造范围——（＋）设计爆破压力Pb
爆破片制造范围——（－）最低标定爆破压力Psmin(Psmin=Pb－爆破片制造范围下限)
工作压力Pw——
标定爆破压力——爆破片铭牌上标志的爆破压力（当制造范围为零时，其值等于设计爆破压力）
设计爆破压力——爆破片在指定温度下的爆破压力
2、 对装有液化气体的容器在规定的充装系数范围内，设计压力应根据工作条件下可能达到最高金属温度确定，且不应低于《容规》中的具体相关规定。
3、 确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑
A、 当装有真空泄压阀时，设计压力取1.25倍最大内外压差或0.1MPa两者中的低值。
B、 当无真空泄压阀时取0.1MPa。
4、 对于两腔或多腔以上压力室组成的容器应根据各自的工作压力确定各压力室自己的设计压
力。
（3）计算压力——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，由
两腔式以上压力室组成的容器，确定计算压力时应考虑各室之间的最大压力差（即最苛刻条
件的压力）。
（4）试验压力——在压力试验时容器顶部压力。
（5）最大允许工作压力——指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力，该压力是
根据容器各部壳体的有效厚度计算所得且取最小值。
5、温度
（1） 金属温度——容器元件的金属温度是指元件金属截面的温度平均值。
（2） 工作温度——指容器在正常工作情况下容器元件的金属温度，容器不同部位的工作温度一般是不同的；在不考虑温差应力计算的情况下，选择各元件最高或最低工作温度为容器的工作温度。
（3） 设计温度（确定设计温度时应考虑以下几点）
A、 设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。
B、 对于0℃以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属达到的最低温度。
C、 容器各部分在工作状态下的金属温度不同时，可分别设定各部分的设计温度。
D、 对由不同工况的容器应按最苛刻的工况设计，并在图样或相应技术文件中注明各工
况对应的压力和温度值。
6、压力试验
（1） 耐压试验——目的是最终检验容器的整体强度和可靠性，以高于设计压力的试验介质综合考查容器的制造质量、各受压元件的强度和刚度，焊接接头和各连接面的密封性能等。
耐压试验的方式有液压试验，以水或其它液体为介质；有气压试验，以空气或其它惰性气体为介质。
外压容器和真空容器以内压进行压力试验。
对于由两腔或两腔以上压力室组成的容器应在图样上分别注明各压力室的试验压力，并校核相邻壳壁在试验压力下的稳定性，如不能满足要求，则应规定在做压力试验时相邻压力室内必须保持一定的压力，各压力室的压力差不超过允许压差，图样上应注明这一要求和允许压差。
（2） 耐压试验的试验压力
A、内压容器 液压试验 PT=1.25P
气压试验 PT=1.15P
B、外压容器、真空容器 液压试验 PT=1.25P
气压试验 PT=1.15P
注：气压试验一般在无法液压试验前提下，还要AB类焊缝100％无损检测后进行。
（3） 气密性试验——是否要求气密性试验取决于容器内介质性质和容器安全使用的要求，对于介质的要求，国家的法规和标准规定得很明确，对于保证安全使用，要考虑容器的实际情况具体分析。
《容规》第102条规定——介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器必须进行气密性试验。
《GB150》第3.10条规定——介质的毒性程度为极度、高度危害的容器应在压力试验合格后进行气密性试验，需做气密性试验时，试验压力、试验介质和检验要求应在图样上注明。
《HG20584》规定符合下列条件时容器应考虑进行气密性试验。
A、 介质为易燃、易爆。
B、 介质为极度、高度危害时。
C、 对真空度有较严格要求时。
D、 如有泄漏、将危及容器安全和正常操作者。
（4） 气密性试验压力——为设计压力
（5） 耐压试验免除问题——压力试验免除相当于减少了压力容器制造过程中一个检验环节，当然要采取相当措施以保证压力容器的安全质量。
A、 提高对压力容器材料的要求、化学成分、力学性能和检验要求。
B、 提高结构设计要求，尽量采用全焊透接头，避免严重的几何不连续。
C、 提高无损检测的比例和级别。
D、 提高容器的超压泄放能力。
耐压试验还能起到如下作用：
①通过短时超压，有可能减缓某些局部区域的峰值应力，在一定程度上起到消除（残
余）应力，使应力趋于均匀。
②根据近代断裂学的观点，短时超压可以使裂纹产生闭合效应也即钝化裂纹尖端，
使容器在正常工作压力下运行使更安全。
7、压力容器用材料
（1） 板材主要GB/T3274《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板》
GB6654《压力容器用钢板》
GB3531《低温压力容器用低合金钢板》
GB/T4237《不锈钢热轧钢板》
A、 Q235-B 钢板
设计压力 P≤1.6MPa
钢板使用温度为0～350℃
用于壳体时钢板厚度不大于20mm
不得使用于毒性程度为高度或极度危害介质的容器
B、 Q235-C 钢板
设计压力 P≤2.5MPa
钢板使用温度为0～400℃
用于壳体时钢板厚度不大于30mm
C、 下列碳素钢和低合金钢钢板应在正火状态下使用
*用于壳体厚度大于30mm的20R和16MnR；
*用于其它受压元件（法兰、管板、平盖）的厚度大于50mm的20R、16MnR；
*厚度大于16mm的15MnVR。
D、 用于壳体的下列钢板应逐张进行超声检测
*厚度大于30mm的20R、16MnR质量等级不低于Ⅲ级；
*厚度大于25mm的15MnVR质量等级不低于Ⅲ级；
*厚度大于20mm的16MnR质量等级不低于Ⅲ级。
（2）化工容器用钢材选用原则
A、 所需钢板厚度小于8mm时在碳钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳素钢钢板。
B、 在刚度或结构设计为主的场合应尽量选用普通碳素钢，在强度设计为主的场合应根
据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235-B→Q235-C→20R(20g) →16MnR
等钢板。
C、 所需不锈钢厚度大于12mm时应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构型式。
D、 不锈钢尽量不用作设计温度小于500℃的耐热钢。
E、 珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于等于350℃的耐热钢，在必须用珠光体耐热抗氢用途时应尽量减少含合金钢材的品种、规格。
F、 碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件、承压钢管、非受压元件以及其它由刚性结构因素决定壁厚的场合。
G、 低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强，壁厚较大（≥8mm）的受压容器。
H、 珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀或设计温度350℃（650℃的压力容器用耐热钢）
I、 不锈钢用于介质腐蚀性较高（电化学腐蚀、化学腐蚀）防铁离子污染或设计温度大于500℃或设计温度小于－100℃的耐热或低温用钢。
J、 不含稳定元素且碳含量大于0.03％的奥氏特不锈钢需经焊接或400℃以上热加工时不应用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。
（3）管材
A、 GB/T3092－93《低压流体输送用焊接钢管》
• 压力不得大于0.6MPa
• 公称直径不得大于50mm
• 不得用于有毒易燃易爆及腐蚀介质
• 一般用于常压、用于工业输送水、煤气，可小于1.0MPa
B、 GB12771-91《奥氏体不锈焊接钢管》
• 压力小于1.6MPa
• 输送无毒、无晶间腐蚀倾向及爆炸危险场合
C、 以下标准只能用于压力小于10.0MPa的受压元件
GB/T8163《输送流体用无缝钢管》
GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》
GB9948《石油裂化用无缝钢管》
D、 以下标准用于压力大于10.0MPa的受压元件
GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》
GB5310《高压锅炉用无缝钢管》
GB/T4976《流体输送用不锈无缝钢管》
（4）锻件
压力容器设计，关于锻件的标准（三个）
JB4726《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
JB4727《低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
JB4728《压力容器用不锈钢锻件》
压力容器锻件的选用主要决定于锻件的截面尺寸和介质的毒性程度。
锻件分四个级别，主要在于检验项目和要求不同。

级别
检验项目
检验数量
选用规定
Ⅰ
硬度
逐件
•设计压力＜10.0MPa的法兰以及几何尺寸类似的锻件，应符合Ⅱ级或Ⅱ级以上要求；
•设计压力≥1.6MPa的锻件，应符合Ⅱ级或Ⅱ级以上要求；
•用作圆筒和封头的筒形和碗形锻件及公称厚度＞300mm的低合金钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级；
•毒性程度为极度或高度危害介质，当截面尺寸≥300mm应不低于Ⅲ级；
•设计压力≥10.0MPa的中小型锻件应符合Ⅲ级要求，大型锻件应符合Ⅲ级或Ⅳ级要求。
Ⅱ
拉伸和冲击（σb、σS、δ5、AKV）
同炉批号、同炉热处理的锻件抽检一件
Ⅲ
拉伸和冲击（σb、σS、δ5、AKV）
同炉批号、同炉热处理的锻件抽检一件
超声波检测
逐件检验
Ⅳ
拉伸和冲击（σb、σS、δ5、AKV）
逐件检验
超声波检测
逐件检验
*锻件的截面尺寸实际上指公称厚度尺寸
*法兰尺寸PN2.5、DN600的人孔法兰或相当尺寸环形锻件；
*锻件重量不大于800kg的筒状、饼状锻件；
*直径不大于200且重量不大于1500kg的条形锻件；
符合以上条件之一着为中小型锻件，超过者为大型锻件。
（5）钢材代用（GB150附录A）
A、10、15、20号钢不能代用20R只能与Q235-B等同；
B、GB712船用板B级只可代替Q235-B，经冲击试验后可代替Q235-C；
C、GB731：20g可代用Q235-C
D、各种标准钢管之间代用问题
•相当等级的钢管可以互相代用；
•高等级钢管可以代用低等级钢管；
•低等级钢管不能代用高等级钢管；
•GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》中10号20号钢管可代用GB/T8163《输送流体用无
缝钢》中相应钢号的钢管；
•GB5310《高压锅炉用无缝钢管》中20G、12GrMoG、15CrMoG钢管可代用GB6479《化肥
设备用无缝钢管》中相应钢号的钢管。
（6）焊条选用原则
A、满足机械性能的要求，从等强度观点出发，选择能满足高温、低温或常温机械性能要求的焊条，即能满足强度的要求，又能满足冲击韧性、延伸率等塑性的要求。
B、化学成分相当应使熔敷金属中的合金成分和母材相同或接近，选用焊条时应考虑在焊接过程中合金元素的烧损。
C、根据工作的重要性，危险程度来选择焊条，对重要或危险的场合选用低氢、碱性焊条，以保证焊缝的塑性。
D、根据焊接位置、坡口形状、刚性大小选择焊条。
E、根据施工设备条件选择焊条。
F、根据工人的习惯选用有焊接经验、易掌握的焊条。
G、考虑经济，选择价格便宜、容易取得、并能符合要求的焊条。
H、不同强度级别的低碳钢、低合金钢之间异种钢焊接一般要求焊接接头的强度不低于强度低一侧母材标准规定的抗检强度下限值，而接头的塑性、韧性应不低于强度高而韧性差的一侧母材。
I、焊接材料的标注：
•手工电弧焊要求对焊接材料进行规定，一般以焊条牌号进行标注；
•采用氩弧焊或氩弧焊打底时应规定焊接方法标注氩弧焊、焊丝；
•采用埋弧焊、电渣焊时应提出推荐或规定焊丝、焊剂。
8、容器、法兰、垫片和紧固件
容器法兰采用JB/T4701～JB/T4703；
垫片采用JB/T4704～JB/T4706；
紧固件采用JB/T4707；
这三件套互相匹配使用件附表；
同时要考虑到各种法兰适用材料的最大允许工作压力。
* 真空容器上法兰选用不低于0.6MPa
* 垫片中反应密封性能的两个参数m和y很重要：
Y——预紧密封比压，是形成初始密封条件而必须施加在垫片单位面积上最小的压紧力
M——垫片系数，在操作条件下，临界泄漏时单位密封面上所具有密封压紧力称为工作密封比压σS，工作密封比压与介质操作压力的比值就称为垫片系数m
m、y小密封容易，m、y大密封难。
关于垫片的选择：
* 常温中低温、常压、低压宜选用非金属垫，常用为石棉橡胶板。首先介质为环氧乙烷时不
能采用含石棉的垫片；其次在介质不允许微量纤维混入场合，如航空汽油及航空煤油，应
选用膨胀石墨或四氟乙烯作填料的缠绕垫；真空操作时不允许用石棉橡胶板，应采用橡胶
板。
* 液氯贮槽或装有湿氯气的容器法兰不能使用石棉橡胶垫，因为湿氯对石棉橡胶垫有腐蚀作用，应选用柔性石墨复合垫。
* 缠绕垫有四种型式。基本型——适用于榫槽面；带内环——适用于凹凸面；带外环和带内外环——适用于凸面。
* 环的作用：
外环——起对中和限制垫片受压时向外膨胀作用，厚度一般为3.2mm；
内环——能阻止垫片受压时向内挤压变形，同时可防止钢带和填充物进入容器内污染物料，装上内环后，减小了法兰之间之间隙，从而减少流体停滞，并防止涡流，对腐蚀介质亦能减少腐蚀产生，厚度一般为3.2mm；
内外环——除具有上述内外环的综合性能外，还起到轴间限制过分挤压金属带的作用，另外防止垫片比压的减少。
9、管法兰、垫片、紧固件
接管、法兰及紧固件是压力容器上重要的压力元件。
法兰采用HG20592~HG20602
垫片采用HG20606~HG20612
紧固件可采用国标螺栓、国标螺柱及专用级HG20613螺柱。
** 当采用非金属垫片（软垫片），突面法兰可车制水线RF（A)除此之外密封面不得有水线
（1）法兰
A、当容器真空度小于600mmHg时，管法兰公称压力不低于0.6MPa，真空度600～760 mmHg时，管法兰公称压力不低于1MPa；
B、对易爆或毒性程度为中度危害介质，管法兰的公称压力不低于1.0MPa，毒性程度为高度、极度危害介质，或强渗透介质，管法兰公称压力为1.6MPa；
C、高度、极度毒性介质和易爆易燃介质用和Ⅲ类压力容器，尽量采用带颈对焊法兰，当设计温度高于300℃应采用对焊法兰；
D、管法兰选用限制
•板式平焊法兰，不使用在易燃易爆和极度、高度危害场合；
•带颈平焊法兰和承插焊法兰，在剧烈循环条件下不宜使用，应采用带颈对焊法兰；
•采用螺纹连接时，压力容器上应采用GB/T7306锥管螺纹：
①对于易燃流体DN≤20mm且还应采用密封焊。
②设计温度不大于200℃，压力大于1.0，无毒、不可燃流体。
DN32～50mm时，设计压力不大于4MPa；
DN25mm设计压力不大于8MPa；
DN≤20mm设计压力不大于10MPa。
（2）紧固件
A、商品级螺栓GB/T5782 8.8级（配螺母GB/T6170 8级）使用条件：
•P≤1.6MPa
•非剧烈循环场合
•配用非金属软垫片
•介质为非易燃易爆及非毒性危害场合
•工作温度＜250℃
B、商品级螺栓GB/T901 8.8级（配螺母GB/T6170 8级）使用条件：
•P≤4.0MPa
•非剧烈循环场合
•配用非金属软垫片
•工作温度＜250℃
除外均采用专用级螺柱HG20613配专用级螺母HG20613。
使用情况要法兰形式、密封面形式、垫片紧固件统一综合考虑见附表。
** 紧固件最小直径M12，大于M33应采用细牙螺纹，螺矩不大于3mm，螺栓直径大，个数少合理。
10、开孔补强
（1）GB150规定使用补强圈的条件
A、钢材的标准常温抗拉强度下限值σb≤540MPa；
B、补强圈厚度应小于1.5δn
C、壳体名义厚度应δn≤38mm
（2）HG20583规定遇到下列情况之一时应采用整体补强（增加筒体或封头壁厚或采用补强管HGJ527或厚壁管）
A、补强圈的厚度超过被补强件壁厚的1.5倍或超过Smax（注碳素钢Smax＝34mm；16MnR Smax=30mm；15MnVR Smax=28mm）
B、设计压力大于等于4MPa
C、设计温度大于350℃
D、容器壳体壁厚大于等于38mm
E、极度、高度危害介质的压力容器
F、高强度钢（σb＞540MPa）的铬钼钢容器
G、疲劳压力容器
（3）接管与壳体连接的焊缝要求全焊透结构，接管壁厚应取大于或等于1/2壳体壁厚或取接管壁厚大于或等于6mm两者较小值，当壳体壁厚较大时（壁厚大于等于20mm）时接管与壳体的连接焊缝宜用双面焊，对于低温压力容器与壳体相焊的管壁厚度不小于5mm，当壳体壁厚大于16mm时接管壁厚要大于8mm。其中DN≤50的短接管宜采用锻造后车削的后壁管台。
步骤：首先根据强度确定接管壁厚，再开孔补强计算所需壁厚，最后根据焊缝全焊透要求管壁厚度要大于等于容器壁厚的1/2，最后修正管子壁厚。
焊缝高K≥0.3δn（壳厚），不小于6mm。
11、焊缝接头
压力容器连接焊缝应采用全焊透结构的双面焊，如容器因几何尺寸或结构原因，双面焊确有困难时可采用达到全焊透目的的单面焊
（1）氩弧焊打底
（2）单面焊双面成型
（3）相当级别的焊条打底
（4）带垫板的单面焊接
下面情况必须采用全焊透接头
•• 储存或处理毒性程度为高度、极度危害介质的压力容器的A、B、C、D类焊缝
• 低温压力容器的A、B、C、D类焊缝
• 考虑疲劳载荷容器的A、B、C、D类焊缝
• 开孔要求采用整体补强容器上的A、B、C、D类焊缝
• 处理和储存（液化气、液氮）的容器上A、B、C、D类焊缝
• Ⅱ、Ⅲ类压力容器上的A、B、C、D类焊缝
12、无损检测
（1）压力容器A、B类焊缝100％射线或超声检测
1．毒性为极度或高度危害介质的容器
2．第二类压力容器中易燃介质的反应容器和储存容器
3．设计压力大于5MPa的容器
4．设计压力大于0.6MPa的管壳式余热锅炉
5．不开检查孔的压力容器
6．公称直径大于250mm接管的对接焊缝
7．用户要求全部检测额焊缝
8．钛制压力容器
9．第三类压力容器
10．名义厚度大于30mm碳素钢，名义厚度大于30mm的16MnR容器
11．名义厚度大于25mm的15MnVR和奥氏体不锈钢容器
12．材料标准抗拉强度σb≥540MPa或合金元素含量大于3％的钢制容器
13．名义厚度大于16mm的12CrMo和15CrMo钢制容器，其它Cr-Mo低合金钢制容器的任意厚度的焊缝
14．温度低于－40℃，温度低于－20℃且厚度＞25mm或设计压力大于1.6MPa的低温钢制容器
15．如必须在焊缝上开孔，则被开中心两侧各不小于1.5倍开孔直径范围内的焊缝
16.符合下列条件之一的铝和铜制压力容器
A、介质为易燃或毒性程度为极度、高度、中度危害的容器
B、采用气压试验的容器
C、设计压力大于1.6MPa的容器
17．嵌入式接管与筒体、封头连接的A类焊缝
18．管板拼接焊缝
19．进行气压试验的容器
20．设计用焊缝系数Φ＝1.0的压力容器
21．凡被补强圈、支座垫板、内件等所覆盖的焊缝
（2）A、B类焊缝50％射线或超声检测
温度－20℃≥t≥－40℃的铁素体钢制容器。
（3）A、B类焊缝20％射线或超声检测且＞250mm一、二类容器，除100％和50％检测外的容器。
（4）磁粉或着色检测
1．材料标准抗拉强度σb≥540MPa的钢制容器上的C、D焊缝
2．名义厚度大于16mm的12CrMo钢制容器，其它Cr-Mo低合金钢制容器的任意厚度容器上的C、D类焊缝
3．堆焊表面
4．复合钢板的复合板焊缝
5．σb＞540MPa（55kgf/cm2）的材料和Cr-Mo低合金钢材料经过火焰切割的坡口表面以及该容器的缺陷修磨或补焊处表面卡具和拉筋等拆除处的焊痕表面
6．对接焊缝100％检测的低温容器接管和壳体相连的角焊缝、壳体与法兰连接的角焊缝、补强圈与壳体连接的角焊缝、壳体与裙座连接的塔接焊缝以及容器壳体的T字焊缝
7．现场组装焊接的容器壳体、封头和高强度钢材的焊接容器，耐压试验应作20％表面检测者发现裂痕则应对所有焊缝作表面检测
无损检测合格要求
探伤
方法及标准
射线GB3323
超声JB1152
着色
磁粉
焊缝100％探伤
Ⅱ级
Ⅰ级
不允许任何裂缝和分层存在
不得有任何裂纹或排气孔并符合JB3965中Ⅱ级的线性和园形缺陷显示
焊缝局部探伤管板拼接焊缝
Ⅲ级
Ⅱ级

三、低温压力容器设计
定义：设计温度低于等于－20℃的压力容器称低温压力容器。
1、GB150附录C低温压力容器
适用于设计温度低于等于－20℃的钢制低温压力容器的设计制造、检验、验收
（1） 由于环境温度影响壳体的金属温度低于等于－20℃时也应遵循本附录规定。
（2） 铬镍奥氏体不锈钢低温容器在设计温度高于等于－196℃且满足下列各项要求时可不遵循本附录规定。
① 母材应为含碳量小于等于0.1％符合本标准的铬镍奥氏体不锈钢。
② 焊接材料和工艺符合JB/T4709的要求。
③ 设计温度低-100℃时应按JB4708进行焊缝金属的低温夏比冲击试验且符合C2.1.7表C2低温夏比冲击试验最低冲击功规定值。
（3） 当壳体或其受压元件使用在“低温低应力工况”下若设计温度加50℃后高于－20℃，不必遵循本附录规定。“低温低应力工况”指壳体或受压元件的设计温度低于等于-20℃，但其环向应力小于等于钢材标准常温屈服点的1/6且不大于50MPa时的工况。螺栓材料一般不列入低温低应力工况考虑。
（4） 容器的结构设计要求均应有足够的柔性。
① 结构尽量简单，减少约束
② 避免产生过大的温度梯度
③ 应尽量避免结构形状的突变，以减少局部高应力，接管端部应打磨成园角呈园滑过渡。
④ 容器的支座或支腿需设置垫板，不得直接焊在壳体上。
⑤ 容器的焊接接头应采用双面焊，或相当于双面焊的单面焊双面成型的全焊透对接接头。
⑥ 焊缝及表面无损检测
A、 低温压力容器的对接焊缝符合下列情况之一者应进行100％射线或超声检测
•盛装易燃介质的容器且设计压力大于0.6MPa者
•设计压力大于等于1.6MPa者
•壳体板厚大于25mm
•钢材标准规定的最低抗拉强度σb＞540MPa或合金元素含量大于3％者
•设计温度低于－40℃者
•符合GB150附录C有关规定者
B、 除上述规定以外的对接焊缝，允许局部探伤，其探伤长度不小于相应焊缝总长的50％
C、 低温容器以下部位应