发布时间 : 星期一 文章GB 150压力容器讲解更新完毕开始阅读
(使用状态,热轧) -19~300 适用于P＜10.0Mpa容器.密封要求高时,使用温度宜小于等于200℃ 40MnB、 40MnVB 40Cr 35 40Mn
35 GB699
(正火) -19~400 适用于P≥2.5Mpa容器及密封要求高时,使用温度宜小于等于400℃ 30CrMoA 35CrMoA 40Mn 45
GB699
GB3077 -19~400 适用于P≥2.5Mpa容器及密封要求高时,使用温度宜小于等于400℃ 25Cr2MoVA 30CrMoA 35CrMoA GB3077
(调质) -19~500 适用于P≥2.5Mpa容器及密封要求高时,使用温度宜小于等于500℃ 1Cr5Mo 1Cr5Mo GB1221 -19~600 适用于高温密封 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9 GB1220 (固溶) -253~700
0Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 GB1220 (固溶) -253~700 5.焊接材料
钢制压力容器的溶化焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、等离子弧焊、气体保护焊和电渣焊。焊接方法在条件允许的条件下首先选用自动焊。
手工焊焊条是由焊条芯和药皮两部分组成。焊条芯起导电和填充焊缝金属的作用，它的化学成分和非金属夹杂物的多少将直接影响焊缝质量。药皮则用于保证焊接顺利进行并使焊缝。
一定的化学成分和机械性能，是决定焊缝金属质量的主要因素之一。焊条药皮类型较多，但大致可分为酸性焊条和碱性焊条两大类。药皮中不采用强碱性氧化物而熔渣中含有较多强酸性氧化物的钛型、钛钙型、钛铁矿型 、氧化铁型以及锰型等类焊条称为酸性焊条。而不含铁或锰等氧化物的低氢型焊条称为碱性焊条。采用碱性焊条焊接时，大理石分解成CaO和大量的二氧化碳作为保护气体，与酸性焊条相比较，保护气体中氢很少，因此又称为低氢焊条。酸性焊条由于氧化性强，对合金元素损量大，脱氢、脱硫、脱磷能力弱，故其焊缝的综合机械性能较差，尤其塑性、韧性低，抗裂性差；但对铁锈、油污的敏感性小，不易产生气孔。碱性焊条则与此正相反，故对焊接二类、三类容器不宜用酸性焊条，应选用低氢碱性焊条。对焊后需热处理的容器还要求焊条含钒量不得大于0.05%。 焊材选用
相同钢号相焊，碳素钢、碳锰低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且不应超过母材标准规定的抗拉强度的上限。高合金钢的焊缝金属应保证力学和耐腐蚀性能。
不同钢号相焊，碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学，一般采用与强度级别较低的母材相匹配的焊接材料。碳素钢、低合金钢与奥氏体高合金钢的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能，一般采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。 P8第4.1.5、4.1.6、4.1.7、4.2条
P11第4.4.2条、P14 表4-1中在于16MnR 厚度16 18㎜的选用问题 P16 表4-1中在于0Cr18Ni9中注4的问题说明
三、内压圆筒和内压球壳 P26第5.2条公式5-1 中Pc 1、失效准则
容器从承载到载荷的不断加大最后破坏经历弹性变形、塑性变形、 爆破，因此容器强度失效准则的三种观点： 弹性失效
弹性失效准则认为壳体内壁产生屈服即达到材料屈服限时该壳体即失效，将应力限制在弹性范围，按照强度理论把筒体限制在弹性变形阶段。认为圆筒内壁面出现屈服时即为承载的最大极限。
塑性失效 它将容器的应力限制在塑性范围，认为圆筒内壁面出现屈服而外层金属仍处于弹性状态时，并不会导致容器发生破坏，只有当容器内外壁面全屈服时才为承载的最大极限。
爆破失效 它认为容器由韧性钢材制成，有明显的应变硬化现象，即便是容器整体屈服后仍有一定承载潜力，只有达到爆破时才是容器承载的最大极限。 2、弹性实效准则下的四个强度理论 第一强度理论（最大主应力理论）
认为材料的三个主应力中只要最大的拉应力σ1达到了极限应力，材料就发生破坏。 强度条件： σ1≤*σ+ t
第二强度理论（最大变形理论）
认为材料的最大的应变达到了极限状态，材料就发生破坏。 εmax≤*ε+
第三强度理论（最大剪应力理论）
材料的最大剪应力τmax达到了极限应力，材料就发生破坏。 τmax = (σ1-σ3) ≤ *σ+ t
第四强度理论（剪切变形能理论）
材料变形时，即内部变形能量达到材料的极限值时，材料破坏。 σe=√ *(σ1-σ3)2+(σ1-σ3)2+(σ1-σ3)2+ ≤*σ+ t 3、应力计算 （1）圆筒容器
薄壁圆筒容器在工程中采用无力矩理论来进行应力计算，在内压P作用下，筒壁承受径向应力和环向应力（薄膜应力）作用。由于壳体壁厚较薄，且不考虑壳体与其它连接处的局部应力，忽略了弯曲应力， 这种应力称为薄膜应力。 经向应力 σm= 周向应力 σt=
式中P——设计压力，MPa；
D——圆筒的中间直径或称中径，mm；D= = Di +δ D0——圆筒的外直径，mm； Di——圆筒的内直径，mm； δ——圆筒的计算厚度，mm； 由上述公式可以得出以下结论：
a、圆筒体上周向应力σt是经向应力σm的两倍，而周向应力作用于纵向截面 ，环向应力所作用与环纵向截面（见下图）。
b、由于周向应力σt是经向应力σm的两倍，由此可知，周向应力所作用的纵向截面是危险截面。这里可以说明为什么在焊接接头分类里，圆筒体的纵焊缝为A类焊接接头，环焊缝为B类焊接接头；在筒体上开椭圆形人孔时使长轴垂直与筒体轴线。 C、应力与D/δ成正比。 (2)球形壳体
球形容器在均匀内压作用下，球形壳体经向应力和周向应力相等。即 σt =σm==σt == 式中P——设计压力，MPa；
D——球壳的中间直径或称中径，mm；D= = Di +δ D0——球壳的外直径，mm； Di——球壳的内直径，mm； δ——球壳的计算厚度，mm；
从以上可以看出球形壳体的最大应力是圆筒体最大应力的两倍。 3、强度计算
圆筒强度计算公式中，是根据第一强度理论推导而得。若用第三强度理论推导，其强度条件形成结果是一样的。 按第一强度理论条件得 σ1=σt= ≤*σ+ t
式中*σ+ t——设计温度下圆筒材料的许用应力，MPa。
焊缝部位可能存在着夹渣、气孔、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷，同时由于焊接加热过程中，对焊缝两侧的热影响产生许多不利因素，如焊接热影响区被淬硬，塑性下降、焊接内应力的产生等，都会使焊缝金属或母材的机械性能降低。因此在设计时应将设计温度下圆筒材料的许用应力
*σ+ t 乘以一个焊接接头系数φ，于是上述公式变成： ≤*σ+tφ ≤*σ+tφ 由上式 计算厚度 δ=
式中 Pc——计算压力，MPa； Di——圆筒的内直径，mm；
*σ+t——设计温度下材料的许用应力，MPa； φ——焊接接头系数。
上式适用于设计压力P≤0.4*σ+tφ的范围。（D0/Di=1.5） 设计厚度 δd=δ+C2
名义厚度 δn=δ+C2+C1+△ 且δn≥δmin+ C2
式中：C——厚度附加量C=C1+C2 mm C1——钢板或钢管的厚度负偏差，mm； C2——腐蚀裕量，mm △——钢板圆整量；
δmin——筒体最小厚度。
如果已知圆筒尺寸，可校核在设计压力作用下圆筒壁厚的应力 应力校核式 σt= MPa δe =δn- C mm C= C1+C2，mm
计算所得的应力值，必须满足σt ≤*σ+tφ。 最大允许工作压力 [Pw]= Mpa 球形壳体
由于球形容器经向应力和周向应力相等，因此其最大应力 σ1 =σt = σm =
上述公式中，如将D=Di+δ代入并考虑了焊接接头系数φ，如采用第一强度理论时，即得出
≤*σ+tφ
所以可求出计算厚度δ δ=
如果已知球壳尺寸，可校核在设计压力P作用下球壳壁的计算应力 应力校核式 σt= ≤*σ+tφ MPa 最大允许工作压力 [Pw]= MPa
3、设计参数的确定 1） 设计压力
容器设计时，必须考虑在工作情况下可能达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。 表 设计压力选取 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(等于或稍大于)安全阀开启压力(安全阀开启压力取1.05~1.10倍工作压力)；