GB150—1998《钢制压力容器》;GB151—1998《管壳式换热器》;JB—4732;JB/T—4735
GB150—1998《钢制压力容器》 压力、温度范围——该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验及验收。适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定,从一196?C到钢材的蠕变限用温度。
功能范围——不适用于以下8种压力容器:直接用火焰加热的容器;核能装置中的容器;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;经常搬运的容器;设计压力低于0.1MPa的容器;真空度低于0.07MPa的容器;内直径小于150mm的容器;要求作疲劳分析的容器等。
几何范围——包括容器与处部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面,以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。
GB150—1998《钢制压力容器》、GB151—1998《管壳式换热器》和JB—4732;JB/T—4735的比较 项 目 GB 150 JB 4732 0.1MPa≤p<1.00MPa真空度不低于0.02MPa JB/T 4735 -0.02MPa
限制 设计准则 弹性失效设计准则和失稳失效设计准则 危害介质的容器 弹性失效设计准则和失稳失效塑性失效设计准设计准则计准则,局部应力用则、失稳失效设计极限分析和安定性分析结果来准则和疲劳失效设 评定 以材料力学、板弹性有限元法;塑壳理论公式为以材料力学、板壳理论公式为应力分析性分析;弹性理论基础,并引 ,基础,并引人应力增大系数和方法 和板壳理论公式实人应力增大系形状系数 验应力分析 数和形状系数 最大主应力理强度理论 最大切应力理论 最大主应力理论 论 是否适用适用,但有免除条于疲劳分不适用 不适用 件 析容器 GB150—1998《钢制压力容器》是设计、制造压力容器的依据;
《压力容器安全技术监察规程》(《容规》)是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据,属技术法规范畴。
第3章 压力容器材料及环境和时间对其性能的影响
§3-1 压力容器材料
主 要 教 学 内 容 1、压力容器常用材料 2、有色金属和非金属 授课方式 授课时数 讲授 1.5 17
教学目的和要求 1、掌握压力容器常用材料的分类、牌号和性能 2、了解有色金属和非金属的种类 压力容器常用材料 思考题 教学重点和难点 课外作业
材料是制造压力容器的基础,正确选用压力容器材料是保证压力容器长期安全运行的基本条件。 压力容器的应力分析可以为选材提供最基本的依据和要求,同时,选择材料时还应考虑容器工作时的环境、介质及其它具体条件的要求。
不同的材料具有不同的化学成分、力学性能和使用条件,选择材料最基本的要求是能够保证压力容器安全工作,同时做到经济、适用。 一、钢材形状 1、钢板
压力容器用钢板的要求:
(1)必须用规定的钢板制造压力容器 规定允许用于制造压力容器的钢板有两类: ①压力容器专用钢板,如16MnR、20R等
②可用于制造压力容器的非容器专用钢板,如普通碳素钢中的Q235-A、Q235-B,优质碳素钢中的10、15、20、20g等。
(2)钢板必须按规定的限制条件使用,如设计压力、设计温度、厚度、介质限制、冶炼方法等。 (3)制造压力容器的钢板必须有符合相应国家标准或行业标准规定的、内容齐全的质量证明书。 2、钢管
?热轧无缝钢管(1)无缝钢管??冷拔无缝钢管用于过程设备较高压力的流体输送,材料通常为10、20号钢。
? 根据用途和材质,有多个无缝钢管标准,对所使用的无缝钢管,应注明属于哪个标注。过程设备常用
标准:
GB8163-87《输送流体用无缝钢管》 GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》 GB6479-86《化肥设备用高压无缝钢管》
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? 钢管使用时要用法兰、管件、阀门等连接,相连接的两个构件必须具有相同的公称直径(DN)。
eg:DN200的钢管和法兰连接,钢管外径φ219,法兰内直径φ220。 (2)焊接钢管
输送水、煤气、空气、取暖蒸汽等较低压力的流体(p<0.6Mpa),材料可用Q235制造。 3、锻件
(1) 根据锻件检验项目和数量的不同,锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别。 (2) 需焊接的锻件,材料用20号钢,不许焊接的锻件,材料用35或45号钢。
(3) 压力容器上使用的锻件不得低于Ⅱ级,若锻件截面尺寸大于300mm,或容器盛装高度或极度
危害介质,且锻件截面尺寸达50mm时,级别不得低于Ⅲ级。
4、圆钢、型钢
用于制作支承件、加强圈等,圆钢还可用于制作小尺寸的紧固件。 圆钢材料为Q235-A、20、35号钢等,型钢材料多为Q235-A。 二、钢材类型
按化学成分,压力容器用钢分为三类: 1、碳素钢(C%<2.06%=
?低碳钢(C%?0.25%)?按含碳量?中碳钢(0.25%<C%?0.6%)??高碳钢(C%>0.6%)
?普通碳素钢(S?0.055%,P?0.045%)??优质碳素钢(S?0.040%,P?0.040%)?S?0.030%,P?0.035%)?高级优质碳素钢(按钢的质量● 普通碳素钢的Q235系列钢板和优质碳素钢均可用于制作压力容器 2、低合金钢
在优质碳素钢的基础上,加入一种或多种合金元素(合金元素总含量在3%以下),以提高钢的强度和改善综合性能。
低合金钢是目前制造压力容器的主要钢材,其强度、韧性、耐腐蚀性等均优于相同含碳量的碳素钢,减轻装备的重量,可节省钢材1/3—2/3。
GB150—1998《钢制压力容器》推荐适用的低合金钢板有:16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR,其中16MnR是σs350Mpa级的普通低合金高强度钢,具有优良的力学性能、焊
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接性能、工艺性能及低温冲击韧性,是中国压力容器专用钢板中用量最大的钢种。 3、高合金钢(合金元素总含量大于10%)
主要有铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢等,如0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti等,主要用于耐腐蚀和耐高温等特殊场合,如不锈钢、耐热钢等。
* 不锈钢中的主要元素是Cr、Ni、Mo、Ti,其中Cr、Ni含量较高。
* 不锈钢的耐蚀性主要来源于Cr,实验证明,只有当Cr的含量大于12%时钢的耐蚀性才会大幅度地提高,所以不锈钢中Cr的含量均不低于12%。
Ni可以扩大不锈钢的耐蚀范围,特别是提高抗碱腐蚀的能力。 Mo能提高不锈钢抗氯离子腐蚀的能力,并提高钢的耐热强度。 Ti是为防止焊接用不锈钢发生晶间腐蚀而加入的元素。 * 复合钢板及其应用 三、有色金属和非金属 1、有色金属
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