GB 150 《压力容器》分为以下四部分: ——第 1 部分:通用要求; ——第 2 部分:材料; ——第 3 部分:设计;
——第 4 部分:制造、检验和验收。 GB 150.1 修订要点总述
1)本部分为 GB 150 的第 1 部分。本部分按照《标准化工作导则》给出的规则起 2)本部分 GB 150.1 代替 GB150—1998《钢制压力容器》中的部分内容(第 1 章~第 3 章、
附录 B、附录 C),与 GB150—1998 相比,主要技术变化如下:
1.扩大了标准的适用范围。通过引用标准的方式,适用于金属材料制压力容器; 规定了在满足本标准设计准则的前提下处理超标准范围的设计方法; 规定了各种结构形式的容器所依据的标准。 2.修改了容器建造参与方的资格和职责要求。 ——规定了设计文件的保存时间;
——增加了用户或委托方在设计阶段提供书面设计条件的职责;
——规定了检验机构的检验人员对验证性爆破试验见证和报告认可的职责。 3.修订了确定许用应力的安全系数。
——对抗拉强度的安全系数由 3.0 调整为 2.7;
——对碳钢和低合金钢屈服强度的安全系数由 1.6 调整为 1.5; ——对奥氏体不锈钢可以采用 Rp1.0 确定许用应力。
4.增加了满足特种设备安全技术规范所规定的基本安全要求的符合性声明。 5.增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则。 6.增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则。
7.本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB 150—1989、GB 150—1998。 8.本标准委托全国锅炉压力容器标准化技术委员会负责解释。 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会提出并归口。
压力容器 第 1 部分:通用要求
1 范 围
1.1 本标准适用于金属制压力容器(以下简称容器)的建造,本部分规定了容器材料、设计、制 造、检验和验收的通用要求。 1.2 本标准适用的设计压力 1.2.1 钢制容器不大于 35MPa。
1.2.2 其他金属材料制容器按相应引用标准确定。 1.3 本标准适用的设计温度范围 1.3.1 设计温度范围:-269℃~900℃。
1.3.2 钢制容器不得超过按 GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围。
1.3.3 其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定。 ★★★ 设计压力: 设计温度: 失效准则: 介 质: 理论基础:
GB 150-2011《压力容器》; JB 4732 《钢制压力容器—分析设计标准》; NB/T47003 《钢制焊接常压容器》
GB 150-2011 0.1~35 Mpa -269℃~900℃ 弹性失效 不 限 第 1强度理论
JB 4732 100 Mpa
〈 475℃; 低于钢材蠕变
塑性失效 不 限
设计应力强度极限
NB/T47003 〈 0.1 Mpa;
〉-20~350℃;(Fe8 除外); 弹性失效;
不得用于极度高度危害介质; 第 1强度理论大部分以最小
厚度决定壳壁厚度。
下列容器不在本标准的适用范围内:
a) 设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器; b) 《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器;
c) 旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室(如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等);
d) 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器; e) 直接火焰加热的容器;
f) 内直径(对非圆形截面,指截面内边界的最大几何尺寸,如:矩形为对角线,椭圆为长轴) 小于 150mm 的容器;
g) 搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容器。
固定式容规规定的不适用范围:
(1)移动式压力容器(例如铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等)、气瓶、 氧舱。
(2)锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉;
(3)正常运行工作压力小于 0.1MPa 的压力容器(包括在进料或者出料过程中需要瞬时 承受压力大于或者等于 0.1MPa 的压力容器);
(4)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(如泵壳﹑压缩机外 壳﹑涡轮机外壳﹑液压缸等);
焊接接头分类和焊接接头系数 2.5.1 焊接接头分类
2.5.1.1 容器受压元件之间的焊接接头分为 A、B、C、D 四类。
a) 圆筒部分(包括接管)和锥壳部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球
形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头和平封头中的所有拼焊接头以及嵌入式的接 管或凸缘与壳体对接连接的接头,均属 A 类焊接接头;
b) 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与壳体或接管连接的接
头、平盖或管板与圆筒对接连接的接头以及接管间的对接环向接头,均属 B 类焊接接头, 但已规定为 A 类的焊接接头除外;
c) 球冠形封头、平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体或接管连接的接头,内封
头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头,均属 C 类焊接接头,但已规定为
A、B 类的焊接接头除外;
d) 接管(包括人孔圆筒)、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均属 D 类焊接接头,但已规
定为 A、B、C 类的焊接接头除外。
2.5.1.2 非受压元件与受压元件的连接接头为 E 类焊接接头。 2.5.2 焊接接头系数
2.5.2.1 焊接接头系数 应根据对接接头的焊缝形式及无损检测的长度比例确定。 2.5.2.2 钢制压力容器的焊接接头系数规定如下:
a) 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头 1) 全部无损检测,取 =1.0; 2) 局部无损检测,取 =0.85。
b) 单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) 1) 全部无损检测,取 =0.9; 2) 局部无损检测,取 =0.8。
对焊接接头的基本规定:
①容器筒体的焊接接头:为全焊透的对接接头形式: 纵向接头;
环向接头(筒与筒、筒与封头); 封头拼缝;
球壳板间接头。
②接管与壳(筒体)之间焊接接头:根据容器的使用特性、状态和类别情况,符合下列情况之 一的采用全焊透接头形式:
(1)介质为易爆或者毒性为极度危害和高度危害的压力容器; (2)要求气压试验或者气液组合压力试验的压力容器; (3)第Ⅲ类压力容器; (4)低温压力容器;
(5)进行疲劳分析的压力容器; (6)直接受火焰加热的压力容器; (7)设计图样规定时。
3 耐压试验压力
3.1 耐压试验压力的最低值按 4.6.2.2 和 4.6.2.3 的规定,
对于立式容器采用卧置进行液压试验时,试验压力应计入立置试验时的液柱静压力; 工作条件下内装介质的液柱静压力大于液压试验的液柱静压力时,应适当考虑相应增加试验压力。
内压容器
a) 液压试验:
p Tp
的设计压力或者压力容器铭牌上规定的最大允许工式中:p-压力容器作压力(对
在用压力容器为工作压力),MPa;
p T-耐压试验压力,MPa;当设计考虑液体静压力时,应当加上液体静压力。
[] -设计温度下材料的许用应力(或者设计应力强度),MPa。
[] -设计温度下材料的许用应力(或者设计应力强度),MPa。
外压容器
a)液压试验:
b) 气压试验或气液组合试验:
p Tp
p Tp
第 2 部分:材料
1) 本部分 GB 150.2—2011 代替 GB 150—1998 的材料部分(第 4 章、附录 A、附录 F 和
附录 H)
2)本部分依据 GB 150—1998 实施以来我国压力容器用钢的技术进展成果,并按
照 TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》修订版及第 1 号修改的相关规定进行了修订与讲
述。与 GB 150—1998 相比,其修正、补充、变动主要内容在分章中叙述。 3)附录部分增减如下:
附录 A (规范性附录)中增加了 4 个低合金钢钢板(12Cr2Mo1VR、15MnNiNbDR、 08Ni3DR 和 06Ni9DR)的技术要求,以及 2 个低合金钢钢管(09MnNiD 和 08Cr2AlMo)的技术要求;
附录 B (资料性附录)中列入了新增钢号的相关性能数据参考值;
附录 C(资料性附录) 中列出了高合金钢统一数字代号和牌号的对照表; 附录 D(规范性附录) 中列出了 Q235 系列钢板的使用规定。 4)GB 150.—2011 发布后,所代替标准的历次版本发布情况为:GB150—1989、GB150—1998。 5)GB 150.2—2011 讲析中的引用相关标准均以最新有效版本为据。 钢板
GB150.2-2011 本章与 GB150-1998 版相比较:
钢板中增加了: 7 个低合金钢钢板(12Cr1MoVR、12Cr2Mo1VR、12MnNiVR、
15MnNiNbDR、07MnNiMoDR、08Ni3DR 和 06Ni9DR) ;6 个高合金钢钢板(S11972、S30409、S31008、
S39042、S22253 和 S22053);钢板中提高了碳素钢和低合金钢钢板的超声检测要求,将钢
板的使用温度下限作了详细规定; 1 碳素钢和低合金钢钢板
1.1 钢板的标准、使用状态及许用应力按表 2 的规定。 1.2 表 2 中所有用连铸坯轧制的钢板,压缩比应不小于 3。
1.3 对容器制造过程中需进行正火、正火加回火或调质热处理的碳素钢和低合金钢钢板,钢板制造
单位的交货状态可不同于表 2 中的使用状态。钢板制造单位出厂检验和容器制造单位复验钢板力学性
能时,应从热处理的样坯上取样进行试验。样坯厚度为钢板厚度,样坯长度和宽度均不小于 3 倍钢板厚
度。试样的轴线应位于离样坯表面 1/4 厚度处,试样所处的位置离样坯各个侧面的距离应不小于样坯厚
度 ,但拉伸试样的头部(或夹持部位)不受此限制。 1.4 下列碳素钢和低合金钢钢板,应在正火状态下使用: 用于壳体的厚度大于 36mm 的 Q245R 和 Q345R;
用于其他受压元件(法兰、管板、平盖等)的厚度大于 50mm 的 Q245R 和 Q345R。
下列碳素钢和低合金钢钢板,应每张热处理钢板(热处理后钢板被切割成数张时仍进行拉伸和 V 型缺口冲击试验:
壳体厚度大于 60mm 的钢板。 多层容器的内筒钢板; 质热处理钢板; 钢管
GB150-2011 本章与 GB150.-1998 版相比较:
钢管中增加了 2 个低合金钢钢管(09MnNiD 和 08Cr2AlMo),2 个奥氏体型高合金钢
无缝钢管(1Cr19Ni9 和 0Cr25Ni20),4 个奥氏体-铁素体型高合金钢无缝钢管(S21953、 S22253、S22053 和 S25073),高合金钢焊接钢管列入 5 个奥氏体型钢号(S30408、S30403、 S31608、S31603 和 S32168)和 3 个奥氏体-铁素体型钢号(S21953、S22253、S22053); 钢管中列入了用钢棒加工的接管,并做出了相关规定; 碳素钢和低合金钢钢管
钢管的标准、使用状态及许用应力按表 6 的规定。对壁厚大于 30mm 的钢管和使用温度低于
-20℃的钢管,表中的正火不允许用终轧温度符合正火温度的热轧来代替。 表 6 中用于设计温度低于-40℃的钢管用钢均应经炉外精炼。 相关技术规定: 2 钢管
2.1 碳素钢和低合金钢钢管
2.1.1 钢管的标准、使用状态及许用应力按表 5 的规定。对壁厚大于 30mm 的钢管和使 用温度低于-20℃的钢管,表中的正火不允许用终轧温度符合正火温度的热轧来代替。 2.1.2 GB 9948 中各钢号钢管的使用规定如下:
a) 换热管应选用冷拔或冷轧钢管,钢管的尺寸精度应选用高级精度; b) 外径不小于 70mm,且壁厚不小于 6.5mm 的 10 和 20 钢管,应分别进行-20℃和 0℃的冲 击试验,3 个纵向标准试样的冲击功平均值应不小于 31J。10 和 20 钢管的使用温度下限分 别为-20℃和 0℃。
2.1.3 GB6479 中各钢号钢管的使用规定如下: a) 钢中含硫量应不大于 0.020%;
b) 换热管应选用冷拔或冷轧钢管,钢管尺寸精度应选用高级精度;
c) 外径不小于 70mm,且壁厚不小于 6.5mm 的 20 和 16Mn 钢管,应分别进行 0℃和-2℃
的冲击试验,3 个纵向标准试样的冲击功平均值应分别不小于 31J 和 34J。20 和 16Mn 钢管
的使用温度下限分别为 0℃和-20℃。使用温度低于-20℃的钢管,其钢号、使用状态和冲 击试验温度(即钢管的使用温度下限)按表 6 的规定。表中 16Mn 钢的化学成分应符合 P
0.025%、S0.012%的规定,外径不小于 70mm,且壁厚不小于 6.5mm 的钢管进行-40℃的
冲击试验,3 个纵向标准试样的冲击功平均值应不小于 34J。 09MnD 和 09MnNiD 钢管的相关规定:
见容规(修正版)附件 1 中 4.2.2 和 4.2.3 的规定。 2.2 高合金钢钢管
2.3 钢管的标准、壁厚范围及许用应力按表 7 的规定。钢管的交货状态应按表 7 中相应钢管标准的规定。
表 7中 GB13296 和 GB/T 14976 钢号中的统一数字代号系按 GB/T20878 的规定。
3.1 GB/T 8163 中 10、20 钢和 Q345D 钢管的使用规定如下: 1.不得用于换热管;
2.设计压力不大于 4.0MPa;
3.10、20 和 Q345D 钢管的使用温度下限相应为-10℃、0℃和-20℃; 4.钢管壁厚不大于 10mm;
5.不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。 3.2 GB 9948 中各钢号钢管的使用规定如下:
a) 换热管应选用冷拔或冷轧钢管,钢管的尺寸精度应选用高级精度; b) 外径不小于 70mm,且壁厚不小于 6.5mm 的 10 和 20 钢管,应分别进行-20℃和 0℃的冲击试验,
3 个纵向标准试样的冲击功平均值应不小于 31J。1 个试样的最低值以及小尺寸试样的冲击功指标
按 3.8.2 的规定。10 和 20 钢管的使用温度下限分别为-20℃和 0℃。 3.2.1 GB6479 中各钢号钢管的使用规定如下: a) 钢中含硫量应不大于 0.020%;
b) 换热管应选用冷拔或冷轧钢管,钢管尺寸精度应选用高级精度; c) 外径不小于 70mm,且壁厚不小于 6.5mm 的 20 和 16Mn 钢管,应分别进行 0℃和-20℃的冲击
试验,3 个纵向标准试样的冲击功平均值应分别不小于 31J 和 34J。1 个试样的最低值以及小尺寸试样
的冲击功指标按 3.8.2 的规定。20 和 16Mn 钢管的使用温度下限分别为 0℃和-20℃。 3.2.2 GB5310 中的 12Cr1MoVG 钢管用作换热管时,应选用冷拔或冷轧钢管。
3.2.3 使用温度低于-20℃的钢管,其钢号、使用状态和冲击试验温度(即钢管的使用温度下限)按
表 7 的规定。表中 16Mn 钢的化学成分应符合 P0.025%、S0.012%的规定,外径不小于 70mm,且壁
厚不小于 6.5mm 的钢管进行-40℃的冲击试验,3 个纵向标准试样的冲击功平均值应不小于 34J。
1 个试样的最低值以及小尺寸试样的冲击功指标按 3.8.2 的规定。09MnD 和 09MnNiD 钢管的相关规定 见附录 A。
3.2.4 允许选用 GB/T 699 中直径不大于 50mm 的 10 钢和 20 钢钢棒制造接管,其使用规定如下:
a) 接管壁厚不大于 8mm,且应经正火热处理后使用。
b) 10 钢和 20 钢接管的许用应力可选用表 6 中 GB 9948 相应钢号和壁厚的许用应力。
c) 10 钢和 20 钢接管的使用温度下限相应为-10℃和 0℃;当10 钢接管的 P0.030%、S0.020%
时,其使用温度下限为-20℃。
d) 接管免做冲击试验。硬度(或拉伸)试验和无损检测要求在设计文件中规定。 GB/T 24593 中的钢管使用规定如下:
钢管应逐根进行涡流检测,对比样管人工缺陷应符合 GB/T 7735 中验收等级 B 的规定; 设计压力小于 10.0MPa;不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。 不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。
3.2.5 GB/T 21832 中的Ⅰ类和Ⅱ类钢管允许使用,但不得用于换热管。图样应上注明所选用的钢管类别。
Ⅰ类钢管的许用应力可选用 GB/T 21833 中相应钢号无缝钢管的许用应力。
3.2.6 GB/T 21832 中的Ⅵ类钢管仅用于换热管。图样上应注明钢管类别(Ⅵ类)。钢管的外径允许偏差应按
高级精度交货。该类钢管的使用规定如下:
a) 钢管应逐根进行涡流检测,对比样管人工缺陷应符合 GB/T 7735 中验收等级 B 的规定;
b) 设计压力小于 10.0MPa;
c) 不得用于毒性程度为极度或高度危害介质。 3.2.7 钢管的使用温度下限应按下列规定:
a) GB/T 21832 和 GB/T21833 各钢号钢管为-20℃;
b) GB 13296、GB/T 14976、GB/T 12771 和 GB/T 24593 各钢号钢管按 3.7.2 的规定。 3.2.8 允许选用 GB/T 1220 中直径不大于 50mm 的 S30408、S30403、S32168、S31608、S31603、S31703
和 S31008 钢棒制造接管。
a) 接管壁厚不大于 8mm,且应在固溶(或稳定化)处理状态下使用。
b) 各钢号钢管的许用应力可选用表 8 中 GB/T 14976 相应钢号的许用应力。
c) 各钢号接管的使用温度下限按 3.7.2 的规定。
d) 接管的硬度(或拉伸)试验和无损检测要求在设计文件中规定。
钢锻件
GB150-2011 本章与 GB150.-1998 版相比较:
钢锻件中增加了 4 个低合金钢钢锻件(20MnNiMo、12Cr2Mo1V、12Cr3Mo1V 和
08Ni3D),4 个奥氏体型高合金钢钢锻件(S30409、S31008、S31703 和 S39042), 2 个奥氏体-铁素体型高合金钢钢锻件(S22253 和 S22053); 4.1 碳素钢和低合金钢钢锻件
4.1.1 钢锻件的标准、使用状态及许用应力按表 9 的规定。
4.1.2 20MnNiMo、12Cr2MolV 和 12Cr3MolV 钢锻件以及 NB/T 47009 中所有低温用钢锻件,均应
由经炉外精炼的钢锻制而成。
4.1.3 钢锻件的级别由设计文件规定,并应在图样上注明(在钢号后附上级别符号,如 16MnⅡ、
09MnNiDⅢ)。下列钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级: a)用作容器筒体和封头的筒形、环形、碗形锻件; b)公称厚度大于 300mm 的低合金钢锻件;
c)标准抗拉强度下限值等于或大于 540MPa 且公称厚度大于 200mm 的低合金钢锻件; d)使用温度低于-20℃且公称厚度大于 200mm 的低温用钢锻件。
4.1.4 用于设计温度高于 300℃的 20MnMoNb、20MnNiMo、12Cr2Mo1V 和 12Cr3Mo1V Ⅲ级或Ⅳ级
钢锻件,设计文件中应规定钢锻件按批(Ⅲ级)或逐件(Ⅳ级)进行设计温度下的高温拉伸试验,其屈服强
度值参见附录 B。
4.1.5 用于抗回火脆化要求的 12Cr2Mol、12Cr2Mo1V 和 12Cr3MolV 钢锻件,技术文件中应注明其化学
成分和力学性能的特殊要求。 高合金钢钢锻件
4.2.1 钢锻件的标准、公称厚度范围及许用应力按表 11 的规定。钢锻件的交货状态应按 NB/T 47010 的 规定。
解释:NB/T 47010-2010 代替 JB/T 4723 《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》 4.2.2 高合金钢钢锻件均应由经炉外精炼的钢锻制而成。
4.2.3 钢锻件的级别由设计文件规定,并应在图样上注明(在钢号后附上级别符号,如 S30408Ⅱ)。用作
容器筒体和封头的筒形、环形、碗形锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级。 4.2.4 钢锻件的使用温度下限应按下列规定: 铁素体型 S11306 钢锻件为 0℃;
奥氏体-铁素体型 S21953、S22253 和 S22053 钢锻件为-20℃; 奥氏体型钢锻件按 3.7.2 的规定。
螺柱(含螺栓)和螺母用钢棒 本章与 GB150.-1998 版相比较:
螺柱(含螺栓)用钢棒中调整了 35CrMoA 和 40CrNiMoA 低温用螺柱的最低冲击试验温度, 提高了 30CrMoA、35CrMoA 和 40CrNiMoA 螺柱的低温冲击功指标,增加了 S31008 高温用高合金钢螺柱和应变强化处理的 S30408低温用高合金钢螺柱; 7.1 碳素钢和低合金钢钢棒
7.1.1 钢棒的标准、螺柱的使用状态及许用应力按表 12 的规定。
7.1.2 碳素钢螺柱用毛坯应进行正火热处理,低合金钢螺柱用毛坯按表 13 的规定进行调质热处理。
7.1.3 碳素钢和低合金钢螺柱用毛坯经热处理后进行力学性能试验,具体要求如下:
a) 同一钢号、同一冶炼炉号、同一断面尺寸、同一热处理制度、同期制造的螺柱毛坯组成一 批,每批抽取一件毛坯进行试验;
b) 试样取样方向为纵向。直径不大于 40mm 的毛坯,试样的纵轴应位于毛坯中心;直径大于 40mm 的毛坯,试样的纵轴应位于毛坯半径的 1/2 处。试样距毛坯端部的距离不应小于毛 坯的半径,但拉伸试样的头部(或夹持部分)不受此限制;
c) 碳素钢螺柱毛坯每件取一个拉伸试样。低合金钢螺柱毛坯每件取 1 个拉伸试样、3 个冲击 试样。拉伸试验方法按 GB/T 228 的规定,拉伸试样采用 R4 号(d=10mm,L
试 样。冲击试验方法按 GB/T 229 的规定,冲击试样采用标准尺寸 V 型缺口试样; 0=50mm)
d) 碳素钢螺柱毛坯拉伸试验结果中,抗拉强度和屈服强度应符合表 12 的规定,断后伸长率
指标为:20 钢 A25%,35 钢 A20%。低合金钢螺柱毛坯的拉伸和冲击试验结果应符合 表 13 的规定,表中冲击功的规定值系 3 个试样试验结果的平均值,允许有 1 个试样的试 验结果小于规定值,但不得小于规定值的 70%;
e) 拉伸试验结果不合格时,应从同一毛坯上再取 2 个拉伸试样进行复验,测定全部 3 项性能。 试验结果中只要有 1 个数据不合格,则该批毛坯判为不合格;
f) 冲击试验结果不合格时,应从同一毛坯上再取 3 个冲击试样进行复验。前后两组 6 个试样 的冲击功平均值不得小于表 13 的规定,允许有 2 个试样的冲击功小于规定值,但其中小 于规定值 70%的只允许有 1 个。否则该批毛坯判为不合格;
g)被判为不合格的整批毛坯可按 7.1.2 的规定重新热处理,然后按上述程序重新取样进行试验
附 录 A (规范性附录) 材料的补充规定 附录 A (规范性附录)中增加了 4 个低合金钢钢板(12Cr2Mo1VR、15MnNiNbDR、08Ni3DR 和
06Ni9DR)的技术要求,以及 2 个低合金钢钢管(09MnNiD 和 08Cr2AlMo)的技术要求;
附 录 D
(规范性附录)附录 D(规范性附录) 中列出了 Q235 系列钢板的使用规定。
Q235 系列钢板的使用规定
D.1 GB/T 3274—2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》中的 Q235B 和 Q235C 钢
板使用规定如下:
1.1钢的化学成分(熔炼分析)应符合 GB/T 700—2006《碳素结构钢》的规定,但钢板质量证 明书中的磷、硫含量应符合 P0.035%、S0.035%的要求;
1.2厚度等于或大于 6mm 的钢板应进行冲击试验,试验结果应符合 GB/T 700 的规定。对用于 使用温度低于 20℃至 0℃、厚度等于或大于 6mm 的 Q235C 钢板,容器制造单位应附加进
1.3行横向试样的 0℃冲击试验,3 个标准冲击试样的冲击功平均值 KV 227J,1 个试样的冲 击功最低值以及小尺寸冲击试样的冲击功数值按 GB/T 700 的相应规定; 1.4钢板应进行冷弯试验,冷弯合格标准按 GB/T 700 的规定; 1.5容器的设计压力小于 1.6MPa;
1.6钢板的使用温度:Q235B 钢板为 20℃~300℃;Q235C 钢板为 0℃~300℃;
GB 150.3-2011
GB150.3-2011标准组成部分 1 范围· 前言
2 规范性引用文件
3 内压圆筒和内压球壳 4 外压圆筒和外压球壳 5 封头
6 开孔与开孔补强 7 法兰
与GB 150—1998 相比,主要变化
——对应于原GB 150—1998 第5 章:内压圆筒和 内压球壳,本部分第3 章增加了按外径进行壁厚设计计算的相应公式。
——对应于原GB 150—1998 第6 章:外压圆筒与外压球壳,本部分第4 章主要变化内容为: a) 修订了外压曲线图,增加了对应于高强度材料的外压曲线; b) 增加了相对应的应力系数B 曲线图选用表; c) 加强圈的结构设计作了部分修改。
——对应于原GB 150—1998 第7 章:封头,本部分第5 章中主要变 化内容为:
a)增加了偏心锥壳、带筋平封头和拉撑结构的设计计算方法; b)调整了部分平盖的结构特征系数K;
c)增加了适用于平封头与筒体全焊透连接结构的塑性 分析设计方法; d)增加了 /R < 0.002 时,球冠形封头与锥壳的设计方法。 ——对应于原GB 150—1998 第8 章:开孔和开孔补强,本部分第6
章对开孔和开孔补强设计计算方法内容进行了扩充,引入了筒体 径向接管的整体补强设计方法,开孔率适用范围可达0.9。
——对应于原GB 150—1998 第9 章:法兰,本部分第7 章中主要内容变化为:
a)增加了整体法兰和按整体法兰计算的任意 法兰的刚度校核计算要求;
b)增加了波齿垫片设计选用参数。
——将GB 150—1998 附录C\"低温压力容器\"中 与设计相关的内容调整为本部分的附录E。
——将GB 150—1998 附录D、附录G 和附录J内容纳入本部分的附录A、附录C 和附录D。主要调整或变化内容为:
a)增加附录B\"钢带错绕筒体设计\"; b)附录C 扩大了双锥密封的适用范围;
c)附录D 焊接结构根据实际情况进行了整理和补充。 内压圆筒和内压球壳
本章计算公式适用于单层、多层包扎、套合圆筒和球壳的计算。钢带错绕筒体设计计算按附录B 进行。
圆筒计算
本节公式的适用范围为p c0.4[ ]t 设计温度下圆筒的计算厚度:
球壳计算
本节公式的适用范围为P c0.6[ t] 设计温度下球壳的计算厚度
开孔与开孔补强
规定适用于容器本体的开孔及其补强计算,包括 等面积法和分析法。
等面积法适用范围:适用于壳体和平封头上的圆形、 椭圆形或长圆形开孔。当在壳体上开椭圆形或长圆形
孔时,孔的长径与短径之比应不大于2.0。
a) 当圆筒内径Di1500 mm 时,开孔最大直径d opDi/2,且
d op520 mm;当圆筒内径Di>1500 mm 时,开孔最大直径 d opDi/3,且d op1000 mm;
b)凸形封头或球壳开孔的最大允许直径d opDi/2,开孔位于封头中心80%D i 范围内; c)锥形封头开孔的最大直径d opDi/3,D i 为开孔中心处的锥壳内 直径。 注:开孔最大直径dop对椭圆形或长圆形开孔指长轴尺寸。
不另行补强的最大开孔直径
壳体开孔满足下述全部要求时,可不另行补强: a)设计压力p2.5 MPa;
b)两相邻开孔中心的间距(对曲面间距以弧长计算) 应不小于两孔直径之和;对于3 个或以上相邻开孔, 任意两孔中心的间距(对曲面间距以弧长计算)应不 小于该两孔直径之和的2.5 倍; c)接管外径小于或等于89 mm; d)接管壁厚满足表6-1 要求;
e)开孔不得位于A、B 类焊接接头上。
第 4 部分:制造、检验和验收
范围
1.1 本部分规定了 GB 150 适用范围内的钢制压力容器的制造、检验与验收要求;其他材料制压力
容器的制造、检验与验收要求按相关标准。 1.2 本部分适用的压力容器结构形式为:
1)单层焊接压力容器; 2)锻焊压力容器;
3)多层压力容器(包括多层筒节包扎、多层整体包扎、钢带错绕和套合容器)。
1.3 对于奥氏体型钢材制低温压力容器(设计温度低于-196℃),由参与建造的各方协商规定附
加的制造、检验与验收要求,由设计单位在设计文件中予以规定。
第 4、5 章:本章与 GB 150.1—1998 版相对照
将容器焊接接头分类的规定移至 GB150.1 并增加 E 类接头;
增加了容器制造过程中风险预防与控制的规定,对新技术、新工艺和新方法使用以及 信息化管理规定;
增加了容器制造过程中设计修改、材料代用和材料复验的规定。
4.1 压力容器的制造、检验与验收依据
4.1.1 压力容器的制造、检验与验收应符合本部分规定和设计文件的要求。在下列标准的适用范
围内,如无附加规定一般应满足如下要求:
a) 封头符合 GB/T 25198 《压力容器封头》的规定; b) 补强圈符合 JB/T 4736《补强圈》 的规定;
c) 容器法兰及其连接件符合 JB/T 4700~4707 《压力容器法兰分类与技术条件》的规定;
d) 焊接材料符合 NB/T47018.1-7---2011 代替 JB/T 4747 的规定。 4.1.2 管法兰的选用应符合 TSG R0004 的相关规定。 冷、热加工成形与组装
第 6 章:本章与 GB 150.4—1998 版对照
——修改了关于受压元件成形后实际厚度的规定; ——修改了关于成形方法、封头形状偏差检查以及不允许封头直边出现纵向皱折的
要求;
——修改了筒体直线度检查方法和允差、壳体焊接接头布置的要求。
焊接
第 7 章:本章与 GB 150.4—1998 版对照
修改了需进行焊接工艺评定的范围和技术档案保存期,相应增加了取样、试验方法、
合格指标和试样保存期的规定;
修改了关于焊接返修后再次进行热处理的规定。 NB/T 47015-2011 中规定
4.7 焊接返修后,重新进行焊后热处理的规定
4.7.1 下列情况下,焊接返修后要求重新进行热处理: a) 有应力腐蚀的压力容器;
b) 盛装毒性为极度或高度危害介质的压力容器; c) 低温压力容器。
4.7.2 下列情况下,焊接返修后,可不再重新进行热处理:
a) 压力容器用钢材限于 NB/T 47014 中 Fe-1 和 Fe-3 两类; b) 返修焊缝厚度小于钢材厚度 s的 1/3,且不大于 13mm。位于焊缝同一横截面的两处返
修部位,返修焊缝厚度则为两处之和;
c) 焊接返修要得到业主的书面认可,返修部位应记录在产品质量证明书上; d) 焊接返修技术要求:
1) 返修焊缝坡口,要进行表面无损检测,确认无缺陷; 2) 采用低氢型药皮焊条;
3) Fe-1 类钢材,预热温度高于或等于 100℃;
Fe-3 类钢材,预热温度高于或等于 180℃,道间温度不超过 230℃; 4) 焊道最大宽度为焊芯直径的 4 倍;
5) 对于 Fe-3 类钢,则需采用半焊道加回火焊道技术进行焊接返修:
① 采用最大直径为 3.2mm 的焊条在坡口表面上堆焊一层;
② 在焊第二层之前,要将坡口表面层上的堆焊金属磨去一半厚度; ③ 采用最大直径为 4mm 的焊条继续施焊; ④ 在返修焊缝表面施焊回火焊道;
⑤ 返修焊缝及回火焊道完成后进行后热:200℃~260℃保温 4h; ⑥ 磨去回火焊道余高,使之与母材表面齐平;
⑦ 返修焊缝冷却到常温后进行表面无损检测,对于 Fe-3 类钢材,应在焊后至少
48h
才允许进行检测。返修焊缝厚度大于 10mm 时应进行射线检测。
热处理
GB150-2011.4 中第 8 章 :本章与 GB150-1998,10.4 相对照:
——增加了成形受压元件进行恢复性能热处理、改善材料力学性能热处理及其他热处
理的规定;
——增加了对热处理炉、热处理工艺和记录的要求;
——修改了容器及其受压元件需进行焊后热处理的范围及焊后热处理操作要求。
钢板冷成形受压元件,当符合下列 a)~e)中任意条件之一,且变形率超过表 4 的范围,应于成形后进行相应热处理恢复材料的性能。
a) 盛装毒性为极度或高度危害介质的容器; b) 图样注明有应力腐蚀的容器;
c) 对碳钢、低合金钢,成形前厚度大于 16mm 者; d) 对碳钢、低合金钢,成形后减薄量大于 10%者; e) 对碳钢、低合金钢,材料要求做冲击试验者。 试件与试样
GB 150-2011 第 9 章:与 GB150-1998 的不同在于:
——调整了需制备产品焊接试件、母材热处理试件以及其他试件与试样的范围,相应
增加
了取样、检验与评定要求;
——增加了对合并制备产品焊接试件与母材热处理试件的规定 4.3.1 需要制备产品焊接试件的条件
制造单位应对焊接接头的性能保证,提出可靠的数据,并应切实有效。十年耒压力容器制 造水平 不断前进的情况下,尚需对于下列五类情况的压力容器需要制备产品焊接试件的条件是:
(1)碳钢、低合金钢制低温压力容器;
(2)材料标准抗拉强度下限值大于或者等于 540MPa 的低合金钢制压力容器; (3)需经过热处理改善或者恢复材料力学性能的钢制压力容器; (4)图样注明盛装毒性为极度或者高度危害介质的压力容器; (5)引用标准和图样要求制备产品焊接试件的压力容器。
无损检测
GB 150-2011 第 10 章:本章与 GB150.4-1998 相对照:其不同在亍
——增加了无损检测方法选择、无损检测实施时机的规定;
——调整了全部(100%)射线或超声检测、局部射线或超声检测和表面检测的范围,
增加
了对射线和超声检测技术等级的要求;
——增加了衍射时差法超声检测方法(TOFD),并规定了合格级别; ——增加了组合检测要求;
——增加了无损检测档案保存要求。
凡符合下列条件之一的容器及受压元件,需采用设计文件规定的方法,对其 A 类和 B
类焊接接
头,进行全部射线或超声检测:
a) 设计压力大于或等于 1.6MPa 的第Ⅲ类容器; b) 采用气压或气液组合耐压试验的容器;
c) 焊接接头系数取 1.0 的容器;
d) 使用后无法进行内部检验容器;
e) 盛装毒性为极度或高度危害介质的容器;
f) 设计温度低于-40℃的或者焊接接头厚度大于 25mm 低温容器;
g) 奥氏体型不锈钢、碳素钢、Q345R、Q370R 及其配套锻件的焊接接头厚度大于
30mm 者;
h) 18MnMoNbR、13MnNiMoR、12MnNiVR 及其配套锻件的焊接接头厚度大于
20mm 者;
i) 15CrMoR、14Cr1MoR、08Ni3DR、奥氏体—铁素体型不锈钢及其配套锻件的焊
接接头厚度 大于 16mm 者;
j) 铁素体型不锈钢、其他 Cr-Mo 低合金钢制容器;
k) 标准抗拉强度下限值 R m540MPa 的低合金钢制容器;
l) 图样规定须 100%检测的容器。
局部射线或超声检测
除 10.3.1 规定以外的容器,应对其 A 类及 B 类焊接接头进行局部射线或超声检测。
检测方法按
设计文件规定。其中,对低温容器检测长度不得少于各焊接接头长度的 50%,对非低温容器检测长
度不得少于各焊接接头长度的 20%,且均不得小于 250mm。
下列 a)~e)部位、焊缝交叉部位应 100%检测,其中 a)、b)、c)部位及焊缝交叉
部位的检测
长度可计入局部检测长度之内。
a) 先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头;
b) 凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊接接头;
c) 对于满足 GB 150.3 中 6.1.3 不另行补强的接管,自开孔中心、沿容器表面的
最短长度等于
开孔直径的范围内的焊接接头;
d) 嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊接接头; e) 承受外载荷的公称直径 DN250mm 的接管与接管对接接头和接管与高颈法
兰的对接接头。
凡符合下列条件之一的焊接接头,需按图样规定的方法,对其表面进行磁粉或渗透检测: (1)设计温度低于-40℃的低合金钢制低温压力容器上的焊接接头;
(2)标准抗拉强度下限值大于或者等于 540MPa 的低合金钢、铁素体型不锈钢、奥氏体—铁素
体型不锈钢制压力容器上的焊接接头;
(3)焊接接头厚度大于 20 mm 的奥氏体型不锈钢制压力容器上的焊接接头;
(4)焊接接头厚度大于 16 mm 的 Cr-Mo 低合金钢制压力容器上的除 A、B 类之外
的焊接接头;
(5)堆焊表面、复合钢板的覆层焊接接头、异种钢焊接接头、具有再热裂纹倾向或者延
迟裂纹
倾向的焊接接头;
(6)要求局部射线或者超声检测的容器中先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头;
(7)设计图样和本规程引用标准要求时。 压力容器出厂资料通用要求
容器产品合格证,产品质量证明文件的样式,内容作了新的修改与完善,按附件 B 的规定, 自本规程实施日期要求,均应按本规定执行。
2)特种设备的代码编号:应当按附件规定执行。
3)压力容器出厂时,制造单位应当向使用单位至少提供以下技术文件和出厂资料: 4.1.4.1 资料组成:
①竣工图;竣工图样上应当有设计单位许可印章(复印章无效)。若制造中发生了材料代用、无
损检测方法改变、加工尺寸变更等,制造单位应当按照设计单位书面批准文件的要求在竣工图样
上清晰标注,标注处应当有修改人和审核人的签字及修改日期。竣工图样上应当加盖竣工图章,竣
工图章上应当有制造单位名称、制造许可证编号和\"竣工图\"字样。
②产品合格证:压力容器产品合格证(含产品数据表,式样见附件 B);铭牌拓印件或复印件;
③产品质量证明文件,包括十项内容,4.1.4.1 条 是 产品质量证明文件通用要求: 包括★1.主要受压元件材质证明书;
★2.材料清单(材料指产品中主要受压元件、受压元件、非受压元件材料) ★3.质量计划或者检验计划;(见附录样表推荐) ★4.结构尺寸检查报告;
★5.焊接记录:能追溯与见证焊缝有效性:即该焊缝焊接的焊工有效、焊评有效、 焊接工艺有效、焊接环境有效等内容的记录,该记录应包括满足本规程 4.2.2(2) 的要求。
★6.无损检测报告 ★7.热处理报告;
★8.热处理自动记录曲线; ★9.耐压试验报告; ★10.泄漏试验报告等;
★11.产品铭牌的拓印件或者复印件。
④特种设备制造监督检验证书(未实施监督检验的产品除外)。
⑤4.1.4.1 设计文件:本《容规》3.4 规定的由设计单位提供的压力容器设计文件及相关的印章、
签章。4.1.4.1 中(4)的内容修改为:\"设计单位提供的压力容器设计文件。\"
4)封头、锻件出厂资料:质量证明文件应包括产品合格证和产品质量证明书。 5)容器现场组焊竣工资料:
①竣工图;
② 产品合格证; ③ 产品质量证明书; ④ 产品铭牌;
⑤ 制造、组焊监督检验证书。
6)产品铭牌:附件 C 的规定式样,并应包括 15 项内容和铭牌拓印件或复印件。
制造单位必须在压力容器明显的部位装设产品铭牌。铭牌应当采用中文(必要时可以中英文
对照)以及国际单位制表示,产品铭牌的格式见附件 C。产品铭牌上的项目至少包括以下内容:
(1)产品名称;
(2)制造单位名称;
(3)制造单位许可证书编号/级别; (4)产品标准; (5)主体材料; (6)介质名称;
(7)设计温度;
(8)设计压力、最高允许工作压力
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