壓力容器設計審批人員培訓201202-1

1、壓力容器設計審批人培訓,（一）濟南石油化工設計院 黃 泓 電話：0531-88576125 ，13626411112 電子郵箱： huanghong1961@msn.com二〇一二年二月,壓力容器設計基礎GB150.1-2011（壓力容器第1部分）,一、主要變化二、通用要求  三、超壓泄放裝置四、局部結構應力分析和評定五、風險評估報告,一、主要變化,1、標準編號 原 GB

2、150-1998 現(xiàn)GB150.1～4-2011GB150.1-2011壓力容器第1部分：通用要求GB150.2-2011壓力容器第2部分：材料,GB150.3-2011壓力容器第3部分：設計GB150.4-2011壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收,2、名稱原《鋼制壓力容器》 現(xiàn)《壓力容器》 GB 150-2011 與 TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的關系： TSG

3、 R0004-2009 是適用于固定式壓力容器，保證其質量安全可靠性的基本規(guī)章； GB 150-2011 是壓力容器設計、材料選用、制造、檢驗的帶有強制性的技術規(guī)則。,3、前言,1）擴大了標準的使用范圍 （1）通過引用標準的方式，適用于金屬材料制壓力容器； （2）規(guī)定了在滿足本標準設計準則的前提下處理超標準范圍的設計方法； （3）規(guī)定了各種結構形式的容器所依據(jù)的標準。,2）標準格式根據(jù)GB／T 1.1的要求進行了改變。

4、3）修改了容器建造參與方的資格和職責要求。（1）規(guī)定設計文件的保存時間； （2）增加了用戶或委托方在設計階段提供書面設計條件的職責； （3）規(guī)定了檢驗機構的檢驗人員對驗證性爆破試驗見證和報告認可的職責。,4）修訂了確定許用應力的安全系數(shù)。（1）對抗拉強度的安全系數(shù)由3.0調整為2.7；（2）對碳鋼和低合金鋼屈服強度的安全系數(shù)由1.6調整為1.5； （3）對奧氏體鋼可以采用Rp1.0（非比例延伸率為1.0%時的應力）確定許

5、用應力。,5）增加了滿足特種設備安全技術規(guī)范所規(guī)定的基本安全要求的符合性聲明。6）增加了采用標準規(guī)定之外的設計方法的實施細則。,7）增加了進行容器設計階段風險評估的要求和實施細則。8）增加了附錄A :標準的符合性聲明及修訂。,4、引言,本標準的技術條款包括了壓力容器建造過程（即指設計、制造、檢驗和驗收工作）中應遵循的強制性要求、特殊禁用規(guī)定以及推薦性條款，其中推薦性條款不是必須執(zhí)行的部分。由于本標準沒有必要、也不可能囊括適用范圍內

6、壓力容器建造中的所有技術細節(jié)，因此，在滿足法規(guī)所規(guī)定的基本安全要求的前提下，不應禁止本標準中沒有特別提及的技術內容。,本標準不能作為具體壓力容器建造的技術手冊，亦不能替代培訓、工程經(jīng)驗和工程評價。但工程評價應符合本標準的相關技術要求，不得違反本標準中的強制性要求和禁用規(guī)定。 本標準不限制實際工程設計和建造中采用先進的技術方法，但工程技術人員采用先進的技術方法時應能做出可靠的判斷，確保其滿足本標準規(guī)定，特別是關于強制性的設計

7、規(guī)定（如強度或穩(wěn)定性設計公式等）。,本標準既不要求也不禁止設計人員使用計算機程序實現(xiàn)壓力容器的分析或設計，但采用計算機程序進行分析或設計時，除應滿足本標準要求外，還應確認：1）所采用程序中技術假定的合理性；2）所采用程序對設計內容的適應性；3）所采用程序輸入?yún)?shù)及輸出結果用于工程設計的正確性。,二、通用要求,1、范圍 1.1 本標準適用于金屬制壓力容器（以下簡稱容器）的建造，本部分規(guī)定了容器材料、設計、制造、檢驗和驗收的通用

8、要求。1.2本標準適用的設計壓力1.2.1 鋼制容器不大于 35MPa。1.2.2 其他金屬材料制容器按相應引用標準確定。1.3本標準適用的設計溫度范圍1.3.1 設計溫度范圍：-269℃～900℃。1.3.2 鋼制容器不得超過按 GB 150.2 中列入材料的允許使用溫度范圍。1.3.3 其他金屬材料制容器按本部分相應引用標準中列入的材料允許使用溫度確定。,1.5 下列容器不在本標準的適用范圍內：a） 設計壓力低于 0

9、.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器；b） 《移動式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》管轄的容器；c） 旋轉或往復運動機械設備中自成整體或作為部件的受壓器室（如泵殼、壓縮機外殼、渦輪機外殼、液壓缸等）；d） 核能裝置中存在中子輻射損傷失效風險的容器；e） 直接火焰加熱的容器；f） 內直徑（對非圓形截面，指截面內邊界的最大幾何尺寸，如：矩形為對角線，橢圓為長軸）小于 150mm 的容器；g） 搪玻璃容器和制冷空調行業(yè)中另有國家

10、標準或行業(yè)標準的容器。,1.6 容器界定范圍1.6.1 容器與外部管道連接：a） 焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面；b） 螺紋連接的第一個螺紋接頭端面；c） 法蘭連接的第一個法蘭密封面；d） 專用連接件或管件連接的第一個密封面。1.6.2 接管、人孔、手孔等的承壓封頭、平蓋及其緊固件。1.6.3 非受壓元件與受壓元件的連接焊縫。1.6.4 直接連接在容器上的非受壓元件如支座、裙座等。1.6.5 容器的超壓泄放裝置（見附

11、錄B）。,2 規(guī)范性引用文件 下列文件對于本標準的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。,GB 150.2 壓力容器第 2 部分：材料GB 150.3-2011 壓力容器第 3 部分：設計GB 150.4 壓力容器第 4 部分：制造、檢驗和驗收GB 151 管殼式換熱器GB 567（所有部分）爆破片安全裝置

12、GB/T 12241 安全閥 一般要求GB 12337 鋼制球形儲罐GB/T 26929 壓力容器術語JB/T 4710 鋼制塔式容器JB/T 4731 鋼制臥式容器JB 4732 -1995 鋼制壓力容器—分析設計標準（2005 年確認） JB/T 4734 鋁制焊接容器JB/T 4745 鈦制焊接容器JB/T 4755 銅制壓力容器JB/T 4756 鎳及鎳合金制壓

13、力容器NB/T 47002（所有部分）壓力容器用爆炸焊接復合板NB/T 47011鋯制壓力容器TSG R0004 固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程,3、術語和符號,3.1 術語和定義 GB/T 26929-2011《壓力容器術語》中規(guī)定的以及下列術語和定義適用于本標準。3.1.1 壓力 pressure 垂直作用在容器單位表面積上的力。在本標準中，除注明者外，壓力均指表壓力。3.1.2 工作壓力 ope

14、rating pressure 在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。3.1.3 設計壓力 design pressure 設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為容器的基本設計載荷條件，其值不低于工作壓力。,3.1.4 計算壓力 calculation pressure 在相應設計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，包括液柱靜壓力等附加載荷。3.1.5 試驗壓力 test pr

15、essure進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器頂部的壓力。,3.1.6 最高允許工作壓力maximum allowable working pressure (MAWP) 在指定的相應溫度下，容器頂部所允許承受的最大壓力。該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度，考慮了該元件承受的所有載荷而計算得到的，且取最小值。 注：當壓力容器的設計文件沒有給出最高允許工作壓力時，則可以認為該容器的設計壓力即是最高允許工作壓力。,對

16、超壓泄放裝置的動作壓力，原則上要求不得高于壓力容器的設計壓力，但對于圖樣中注明最高允許工作壓力的壓力容器，允許超壓泄放裝置的動作壓力不高于該容器的最高允許工作壓力。這一規(guī)定可以充分利用壓力容器的實際承載能力，在保證安全的基礎上，避免超壓泄放裝置頻繁動作，對于安裝有安全閥的低壓容器尤其重要。,壓力容器的最高允許工作壓力是根據(jù)容器的有效厚度計算得到的容器實際可承受壓力?？梢圆捎米罡咴试S工作壓力做為超壓泄放裝置的動作壓力，理由有三：

17、 ①由于在設計和制造階段均存在厚度圓整等因素，壓力容器的最高允許工作壓力一般都大于設計壓力，如以設計壓力作為確定超壓泄放裝置動作壓力的基準，將不利于充分發(fā)揮眾多壓力容器產(chǎn)品的實際承壓能力。,②境外壓力容器標準，多以最高允許工作壓力作為確定超壓泄放裝置動作壓力的基準。 ③許多壓力容器的設計壓力與工作壓力(即正常工況下，壓力容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力)較為接近(或者說差值較小)，以設計壓力作為確定超壓泄放裝置動作壓力的基準

18、，有可能導致在正常工況下超壓泄放裝置出現(xiàn)不應有的頻繁動作，既不利于穩(wěn)定生產(chǎn)，又會造成物料浪費，甚至導致環(huán)境污染。,基于上述原因，本次修訂進一步強調利用容器的最高允許工作壓力作為超壓泄放裝置動作壓力這一觀點。但是，目前若對每臺壓力容器都提出注明其最高允許工作壓力的要求，就要重新進行全面強度校核(如對法蘭、補強、外壓。局部不連續(xù)、臥式容器等），還存在一定困難。大多數(shù)設計文件中可能并未給出最高允許工作壓力，如果需要，就應當(在合同中)明確要求

19、設計者給出最高允許工作壓力。 本條與《固容規(guī)》第8.2.2條安全閥的整定壓力的規(guī)定是協(xié)調一致的。,3.1.7 設計溫度 design temperature 容器在正常工作情況下，設定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件。3.1.8 試驗溫度 test temperature 進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器殼體的金屬溫度。3.1.9 最低設計金

20、屬溫度 minimum design metal temperature 設計時，容器在運行過程中預期的各種可能條件下各元件金屬溫度的最低值。,3.1.10 計算厚度 required thickness 按本標準相應公式計算得到的厚度。需要時，尚應計入其他載荷所需厚度（見 4.3.2） 對于外壓元件，系指滿足穩(wěn)定性要求的最小厚度。3.1.11 設計厚度 design thickness

21、計算厚度與腐蝕裕量之和。3.1.12 名義厚度 nominal thickness 設計厚度加上材料厚度負偏差后向上圓整至材料標準規(guī)格的厚度。,3.1.13 有效厚度 effective thickness 名義厚度減去腐蝕裕量和材料厚度負偏差。3.1.14 最小成形厚度 minimum required fabrication thickness 受壓元件成形后保證設計要求的最小厚度。3.

22、1.15 低溫容器 low-temperature pressure vessel 設計溫度低于－20℃的碳素鋼、低合金鋼、雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼制容器，以及設計溫度低于－196℃的奧氏體不銹鋼制容器。,3.2 符號C —— 厚度附加量，mm；C1 —— 材料厚度負偏差，按 4.3.6.1，mm；C2 —— 腐蝕裕量，按 4.3.6.2，mm；Di —— 圓筒或球殼的內直徑，mm；Et—— 材料在設計溫度下的彈

23、性模量，MPa；p —— 設計壓力，MPa；pT —— 試驗壓力最低值，MPa；Ro —— 圓筒的外半徑，mm；,Rm — 材料標準抗拉強度下限值，MPa；ReL(Rp0.2、Rp1.0) — 材料標準室溫屈服強度（或 0.2%、1.0%非比例延伸強度），MPa；R teL (Rp0.2、Rp1.0) —材料在設計溫度下的屈服強度（或 0.2%、1.0%非比例延伸強度），MPa；RtD — 材料在設計溫度下經(jīng) 10 萬小時

24、斷裂的持久強度的平均值，MPa；Rtn — 材料在設計溫度下經(jīng) 10 萬小時蠕變率為 1%的蠕變極限平均值，MPa；σT － 試驗壓力下受壓元件的應力，MPa；〔 σ〕—容器元件材料在耐壓試驗溫度下的許用應力 MPa；〔σ〕t —容器元件材料在耐壓試驗溫度下的許用應力 MPa；,4、 通用要求,4.1.6 對不能按GB150.3確定結構尺寸的容器或受壓元件，可以采用以下方法進行設計：a)驗證性實驗分析，如實驗應力分析、驗證性液

25、壓試驗，具體要求按附錄C的規(guī)定；（需進行技術評審）b)利用可比的已投入使用的結構進行對比經(jīng)驗設計，具體要求按附錄D的規(guī)定； （需進行技術評審）c)采用包括有限元法在內的應力分析計算和評定，具體要求按附錄E的規(guī)定。,4.2.2、用戶或設計委托方的職責,容器的用戶或設計委托方應當以正式書面形式向設計單位提出容器設計條件(UDS－User’s Design Specification) 其中至少包含以下內容： a) 容器設計所依據(jù)的主

26、要標準和規(guī)范； b) 操作參數(shù)(包括工作壓力、工作溫度范圍、液位高度、接管載荷等)； c) 壓力容器使用地及其自然條件(包括環(huán)境溫度、抗震設防烈度、風和雪載荷等)；,d) 介質組分與特性； e) 預期使用年限； f) 幾何參數(shù)和管口方位； g) 設計需要的其他必要條件。,這里明確了設計委托方的責任，以規(guī)范設計條件的提出。設計委托方可以是壓力容器的使用單位(用戶)、制造單位或者工程公司以及設計單位自身的工藝室等，設

27、計委托方有責任向壓力容器設計單位提供充分、準確的設計條件，有利于設計者考慮的因素更加全面。 過去的只針對壓力載荷，事實上壓力容器的事故引發(fā)原因不僅僅是壓力?，F(xiàn)在更加注重容器的失效模式，需要考慮所有與失效模式對應的載荷形式。,對于批量制造或者定型產(chǎn)品，設計、制造單位可以自行提出設計條件，但應當滿足預期使用條件的要求； 對于小型、簡單壓力容器，可以根據(jù)實際情況適當簡化設計條件內容。,第(e)項“預期使用年限”為

28、設計委托方提出的希望，設計者應當與委托方進行協(xié)商，根據(jù)壓力容器使用工況、選材、安全性和經(jīng)濟性合理確定壓力容器的設計使用年限(也稱設計壽命)。 設計需要的其他必要條件一般指選材要求、防腐蝕要求、表面處理、特殊試驗、安裝運輸要求等。,4.2.2.2 設計單位的職責a） 設計單位應對設計文件的正確性和完整性負責；b） 容器的設計文件至少應包括強度計算書、設計圖樣、制造技術條件、風險評估報告（相關法規(guī)或設計委托方要求時），必要時

29、還應當包括安裝與使用維修說明；c） 《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》管轄范圍內壓力容器的設計總圖應蓋有特種設備設計許可印章；d） 設計單位向容器用戶出具的風險評估報告應符合附錄 F 的要求；e） 設計單位應在容器設計使用年限內保存全部容器設計文件。,4.3設計一般規(guī)定4.3.1 容器設計單位（設計人員）應嚴格依據(jù)用戶或設計委托方所提供的容器設計條件進行容器設計，應考慮容器在使用中可能出現(xiàn)的所有失效模式，提出防止失效的措施。

30、容器受壓元件的強度、剛度和穩(wěn)定性計算按 GB 150.3 或引用標準的規(guī)定。 對于有成功使用經(jīng)驗的承受循環(huán)載荷的容器，經(jīng)設計單位技術負責人批準，可按本標準進行設計，并按 JB 4732 附錄 C 補充疲勞分析和評定，同時滿足其相關制造要求。,4.3.2 載荷設計時應考慮以下載荷：a） 內壓、外壓或最大壓差；b） 液柱靜壓力，當液柱靜壓力小于設計壓力的 5%時，可忽略不計；需要時，還應考慮下列載荷：c） 容器的自重

31、（包括內件和填料等），以及正常工作條件下或耐壓試驗狀態(tài)下內裝介質的重力載荷；d） 附屬設備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；e） 風載荷、地震載荷、雪載荷；f） 支座、底座圈、支耳及其他型式支承件的反作用力；g） 連接管道和其他部件的作用力；h） 溫度梯度或熱膨脹量不同引起的作用力；i） 沖擊載荷，包括壓力急劇波動引起的沖擊載荷、流體沖擊引起的反等；j） 運輸或吊裝時的作用力。,4.3.3、設計壓力的確定,1

32、）容器上裝有超壓泄放裝置時，應按附錄B(規(guī)范性附錄)的規(guī)定確定設計壓力。 2）對于液化氣體的容器，如果具有可靠的保冷設施，在規(guī)定的裝量系數(shù)范圍內，設計壓力應根據(jù)工作條件下容器可能達到的最高金屬溫度確定。否則按相關法規(guī)確定； 3） 對于外壓容器（例如真空容器、液下容器和埋地容器） ，設計時應考慮在正常工作情況下可能出現(xiàn)的最大內外壓力差。,4）確定真空容器的殼體厚度時，設計壓力按承受外壓考慮。當

33、裝有安全控制裝置(如真空泄放閥）時，設計壓力取1.25倍最大內外壓力差或0.1 MPa兩者中的低值；當無安全控制裝置時；取0.1MPa。 5）由兩室或兩室以上壓力室組成的容器，如夾套容器，根據(jù)壓力室之間不同設計壓力確定計算壓力時，應考慮各室之間的最大壓力差。,4.3.4、設計溫度的確定 a ）設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達到的最高溫度。對于0℃以下的金屬溫度設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最

34、低溫度。 b ）容器各部分在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時，可分別設定每部分的設計溫度。 c ）元件的金屬溫度通過以下方法確定： 1) 傳熱計算求得； 2) 在已使用的同類容器上測定； 3) 根據(jù)容器內部介質溫度并結合外部條件確定。,d） 在確定最低設計金屬溫度時，應當充分考慮在運行過程中，大氣環(huán)境低溫條件對容器殼體金屬溫度的影響。大氣環(huán)境低溫條件系指歷年來月平均最低

35、氣溫（指當月各天的最低氣溫值之和除以當月天數(shù)）的最低值。,4.3.5 對有不同工況的容器，應按最苛刻的工況設計，必要時還需考慮不同工況的組合，并在圖樣或相應技術文件中注明各工況操作條件和設計條件下的壓力和溫度值。,4.3.6.2 腐蝕裕量 為防止容器受壓元件由于腐蝕、機械磨損而導致厚度削弱減薄，應考慮腐蝕裕量，具體規(guī)定如下： a）對有均勻腐蝕或磨損的元件，應根據(jù)預期的容器設計使用年限和介質對金屬材料的腐蝕速率（

36、及磨蝕速率）確定腐蝕裕量； b）容器各元件受到的腐蝕程度不同時，可采用不同的腐蝕裕量； c）介質為壓縮空氣、水蒸汽或水的碳素鋼或低合金鋼制容器，腐蝕裕量不小于 1 mm。,4.3.7 殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度： a）碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于 3 mm； b）高合金鋼制容器，一般應不小于 2 mm。4.3.8 容器元件的名義厚度和最小成形厚度一般應標注在設計圖樣上。,4.4 許用應力

37、 標準中材料的許用應力按 GB 150.2 和相應引用標準選取。設計溫度低于 20℃時，取 20℃時的許用應力。 當?shù)卣疠d荷或風載荷與 4.3.2 中其他載荷相組合時，允許元件的設計應力不超過許用應力的1.2 倍，其組合要求按相應標準規(guī)定。,4.4.5 圓筒許用軸向壓縮應力a）根據(jù)圓筒外半徑 Ro 和有效厚度按標準公式計算。b）按圓筒材料選用相應的外壓應力系數(shù)曲線圖（GB150.3 第 4 章），根據(jù)其溫度線得

38、 B 值，在彈性范圍內（圖中的直線段或其左側），用公式計算 B 值（B=2AEt /3 ）c）許用軸向壓縮應力[ σ]tcr 取B值，且不得大于[σ]t 。,4.5.2 焊接接頭系數(shù),4.5.2.1焊接接頭系數(shù)φ應根據(jù)對接接頭的焊縫形式及無損檢測的長度比例確定。4.5.2.2鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)規(guī)定如下： a)雙面焊對接接頭和相當于雙面焊的全焊透對接接頭 1)全部無損檢測，取φ=1.0； 2)局部無損檢測，取φ

39、=0.85。 b)單面焊對接接頭(沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板) 1)全部無損檢測，取φ=0.9； 2)局部無損檢測，取φ=0.8。4.5.2.3其他金屬材料的焊接接頭系數(shù)按相應引用標準的規(guī)定。,4.6 耐壓試驗,4.6.1.1 耐壓試驗包括：液壓試驗、氣壓試驗和氣液組合試驗。4.6.1.2容器制成后應經(jīng)耐壓試驗，試驗的種類、要求和試驗壓力值應在圖樣上注明。4.6.1.3耐壓試驗一般采用液壓試驗，試驗液

40、體應符合GB150.4或相關標準的要求。4.6.1.4對于不適宜進行液壓試驗的容器，可采用氣壓試驗或氣液組合試驗。進行氣壓試驗或氣液組合試驗的容器應滿足GB150.4或相關標準的要求。4.6.1.5采用氣液組合試驗時，試驗用液體和氣體應分別滿足4.6.1.3和4.6.1.4的要求，試驗壓力按氣壓試驗的規(guī)定。4.6.1.6外壓容器以內壓進行耐壓試驗，試驗壓力按4.6.2.3的規(guī)定。,,4.6.2 耐壓試驗壓力,4.6.2.1 耐壓

41、試驗壓力的最低值按4.6.2.2和4.6.2.3的規(guī)定，并考慮： a) 對于立式容器采用臥置進行液壓試驗時，試驗壓力應計入立置試驗時的液柱靜壓力； b)工作條件下內裝介質的液柱靜壓力大于液壓試驗的液柱靜壓力時，應適當考慮相應增加試驗壓力。4.6.2.2內壓容器 a) 液壓試驗： PT=1.25p［σ］/ ［σ］t b)氣壓試驗或氣液組合試驗：,PT=1.1p［σ］/ ［σ］t,注1：容器銘牌上規(guī)

42、定有最高允許工作壓力時，公式中應以最高允許工作壓力代替設計壓力； 注2：容器各主要受壓元件，如圓筒、封頭、接管、設備法蘭(或人手孔法蘭)及其緊固件等所用材料不同時，應取各元件材料的[σ]／[σ］t ； 注3：[σ]t不應低于材料受抗拉強度和屈服強度控制的許用應力最小值。,4.7、泄漏試驗,1）泄漏試驗包括氣密性試驗以及氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗和氦檢漏試驗等。 2）介質毒性程度為極度、高度危害或者

43、不允許有微量泄漏的容器，應在耐壓試驗合格后進行泄漏試驗。 3）設計單位應當提出容器泄漏試驗的方法和技術要求。 4）需進行泄漏試驗時，試驗壓力、試驗介質和相應的檢驗要求應在圖樣上和設計文件中注明。 5）氣密性試驗壓力等于設計壓力。,5、強滲透性介質,介質的滲透性指流體介質對于密封材料和密封結構的穿透能力。 對于介質滲透性的“強、中、弱"只是相對的定性描述，還沒有一個定量

44、的界限區(qū)分標準。 一般地講，小分子氣體、低黏度、低表面張力、揮發(fā)性強的液體對于非金屬墊片來說都是具有較強滲透性的介質。 例如：氫氣、氦氣、氨氣、鹵素氣體、低分子的烷、烯烴等氣體(或液化氣體)以及汽油、甲醇、苯等輕質石油化工產(chǎn)品。,三、超壓泄放裝置,B.1.1 容器在操作過程中可能出現(xiàn)超壓時，應按本附錄的要求配備超壓泄放裝置。,B.1.2 本附錄適用于容器上的泄放裝置，包括安

45、全閥、爆破片安全裝置、安全閥與爆破片安全裝置的組合裝置。安裝在容器連接管線上的泄放裝置可參照本附錄。B.1.3 本附錄不適用于操作過程中可能產(chǎn)生壓力劇增，反應速度達到爆轟狀態(tài)的容器。注： 爆轟（detonation）系指物質的燃燒速度極快，達到1000m/s 以上時，產(chǎn)生與通常的爆燃根本不同的現(xiàn)象。,B.2 定義,B.2.1 動作壓力 本附錄中指安全閥的整定壓力或爆破片的設計爆破壓力。B.2.2 整定壓力 安全閥在

46、運行條件下開始開啟的設定壓力，是在閥門進口處測量的表壓力。在該壓力下，在規(guī)定的運行條件下由介質壓力產(chǎn)生的使閥門開啟的力同使閥瓣保持在閥座上的力相互平衡。B.2.3 設計爆破壓力 根據(jù)容器的工作條件和相應的安全技術規(guī)范設定的，在設計爆破溫度下爆破片的爆破壓力值。B.2.4 標定爆破壓力 標注在爆破片銘牌上的，在規(guī)定的設計（或許可試驗）爆破溫度下，同一批次爆破片抽樣爆破試驗時，實測爆破壓力的算術平均值。,B.3 一般規(guī)定,B.3.1

47、 容器裝有泄放裝置時，一般以容器的設計壓力作為超壓限度的起始壓力。 設計圖樣及銘牌上標注有最高允許工作壓力時，可用容器最高允許工作壓力代替設計壓力，以下同。B.3.2 當容器上裝有泄放裝置時，泄放裝置的動作壓力與容器的超壓限度應滿足如下規(guī)定。B.3.2.1 當容器上僅安裝一個泄放裝置時，泄放裝置的動作壓力應不大于設計壓力，容器的超壓限度應不大于設計壓力的10%或20kPa 中的較大值。,B.3.2.2 當容器上

48、安裝多個泄放裝置時，其中一個泄放裝置的動作壓力應不大于設計壓力，其他泄放裝置的動作壓力可提高至設計壓力的1.05 倍；容器的超壓限度應不大于設計壓力的16%或30kPa 中的較大值。B.3.2.3 當考慮容器在遇到火災或接近不能預料的外來熱源而可能釀成危險時，容器的超壓限度應不大于設計壓力的21%；如B.3.2.1 或 B.3.2.2 中泄放裝置不能滿足這一超壓限度要求時，應安裝輔助的泄放裝置，輔助泄放裝置動作壓力不大于設計壓力的1.

49、1 倍。,B.3.3 有以下情況之一者，可看成是一個容器，只需在危險的空間（容器或管道上）設置一個泄放裝置，但在計算泄放裝置的泄放量時，應把容器間的連接管道包括在內： a） 與壓力源相連接、本身不產(chǎn)生壓力的容器，且該容器的設計壓力達到壓力源的壓力； b） 多個壓力容器的設計壓力相同或稍有差異，容器之間采用口徑足夠大的管道連接，且中間無閥門隔斷或雖采用截斷閥但有足夠措施確保在容器正常工作期間截斷閥處于全開的位置并鉛封。,B.3

50、.4 容器內的壓力若有可能小于大氣壓力，而該容器不能承受此負壓條件時，應裝設防負壓的泄放裝置。B.3.5 換熱器等壓力容器，若高溫介質有可能泄漏到低溫介質而產(chǎn)生蒸汽時，應在低溫空間設置泄放裝置。B.3.6 當容器需要安裝泄放裝置且沒有特殊要求時，應優(yōu)先選用安全閥。,B.3.7 符合下列條件之一者，應采用爆破片安全裝置：a） 壓力快速增長（如增加分子量的化學反應、化學爆炸、爆燃等）；b） 對密封有較高要求；c） 容器內物料會導致

51、安全閥失效；d） 安全閥不能適用的其他情況。,B.3.10 對盛裝易爆介質或者毒性程度為極度、高度或者中度危害介質的容器，應在泄放裝置的排出口裝設導管，將泄放介質引至安全地點，并且進行妥善處理，不得直接排入大氣。,B.4 安全閥,B.4.1 安全閥適用于清潔、不含固體顆粒、粘度低的介質。B.4.2 安全閥不能單獨用于壓力快速增長的場合。B.4.3 安全閥不宜單獨用于閥座與閥瓣密封面可能被介質粘連或介質可能生成結晶體的場合，但可以將

52、爆破片安全裝置串聯(lián)在安全閥入口側組合使用。B.4.4 安全閥的型式通常采用彈簧直接載荷式安全閥，閥型有全啟式和微啟式。全啟式安全閥適用于泄放氣體、蒸汽及液化氣介質，微啟式安全閥一般適用于泄放液體介質。也可采用自激式非直接載荷安全閥，即先導式安全閥。B.4.5 用于液體的安全閥公稱通徑至少為15mm。,B.4.6 安全閥整定壓力偏差不應超過±3%整定壓力或±0.015MPa 的較大值。B.4.7 裝有安全閥時，容

53、器的設計壓力按以下步驟確定：a） 根據(jù)容器的工作壓力pw，確定安全閥的整定壓力pz，一般取pz=（1.05~1.1）pw；當pz＜0.18MPa 時，可適當提高pz 相對于 pw 的比值；b） 取容器的設計壓力p 等于或稍大于整定壓力pz，即p≥pz。B.4.8 安全閥相關技術要求應符合GB/T 12241。,B.7容器安全泄放量的計算,B.7.1 符號Ar —— 容器受熱面積，m2；半球形封頭的臥式容器Ar=3.14DoL

54、；,橢圓形封頭的臥式容器Ar=3.14Do（L+ 0.3Do）；立式容器 Ar=3.14Doh1；球形容器 Ar=1.57D 02 或從地面起到7.5m 高度以下所包括的外表面積，取兩者中較大值；Do —— 容器外直徑，m；d —— 容器進料管內直徑，mm；,F —— 系數(shù)，容器置于地面以下用砂土覆蓋時，F(xiàn)=0.3；容器置于地面上時，F(xiàn)=1.0；容器置于大于 10L/m2·min 噴淋裝置下時，F(xiàn)=0.6；H

55、—— 輸入熱量，kJ/h；h1 —— 容器最高液位，m；L —— 容器總長，m；q —— 在泄放壓力下，液體的汽化潛熱，kJ/kg；v—— 容器進料管內的流速，m/s；t —— 泄放壓力下介質的飽和溫度，℃；Ws——容器的安全泄放量，kg/h；δ —— 容器保溫層厚度，m；λ ——常溫下絕熱材料的導熱系數(shù)，kJ/m·h·℃；ρ ——泄放條件（設定溫度與設定壓力）下的介質密度， kg / m3；,B.

56、7.2 盛裝壓縮氣體或水蒸汽的容器安全泄放量 a） 對壓縮機貯氣罐和蒸汽罐等容器的安全泄放量，分別取該壓縮機和蒸汽發(fā)生器在單位時間內的最大產(chǎn)氣（汽）量； b） 氣體貯罐等的安全泄放量，按式（B.1）計算：Ws = 2.83×10 －3 ρvd 2 ············&#

57、183;····· （B.1）B.7.3 換熱設備等產(chǎn)生蒸汽時，安全泄放量按式（B.2）計算：Ws = H / q ················&#

58、183;·············· （B.2）,B.7.4 盛裝液化氣體的容器安全泄放量B.7.4.1 介質為易燃液化氣體或位于有可能發(fā)生火災環(huán)境下工作的非易燃液化氣體的容器，分有、無絕熱保溫層計算其安全泄放量：a） 無絕熱保溫層時，安全泄放量按式（B

59、.3）計算： Ws=2.55×105 FA r0.82/q ·············· （B.3）b）有完整的絕熱保溫層時（例如在火災條件下，保溫層不被破壞），安全泄放量按式（B.4）計算：Ws=2.61×（650-t）λ A r0.82/（ δq ） &

60、#183;············· （B.4）,B.7.4.2 介質為非易燃液化氣體的容器，置于無火災危險的環(huán)境下工作時，安全泄放量可根據(jù)有、無絕熱保溫層，分別參照式（B.3）或式（B.4）計算，取不低于計算值的30%。 B.7.5 因化學反應使氣體體積增大的容器，其安全泄放量應根據(jù)容器內化學反

61、應可能生成的最大氣量及反應時間來確定。,B.8 泄放裝置泄放面積計算B.8.1 適用范圍 本節(jié)適用于單一相介質通過泄放裝置時泄放面積的計算。當介質為液相，在排放時應不發(fā)生閃蒸。B.8.2 符號A——安全閥或爆破片的最小泄放面積， mm2；C ——氣體特性系數(shù)，可查表B.4 或按下式求取,K —— 泄放裝置的泄放系數(shù)； 對于安全閥，K 取額定泄放系數(shù)（額定泄放系數(shù)通常由安全閥制造廠提供）；

62、 對于爆破片，K 為與爆破片裝置入口管道形狀有關的系數(shù)，可查表B.5 確定，但同時應滿足a）~d）條件：a） 直接向大氣排放；b） 爆破片安全裝置離容器本體的距離不超過8 倍管徑；c） 爆破片安全裝置泄放管長度不超過5 倍管徑；d） 爆破片安全裝置上、下游接管的公稱直徑不小于爆破片安全裝置的泄放口公稱直徑。當入口管道形狀不易確定或不滿足a）~d）時，可取K = 0.62； 對于液體介質，取0.62 或按有關安全技術規(guī)范的規(guī)定；

63、k ——氣體絕熱指數(shù)，查表B.6；,M ——氣體的摩爾質量，kg /kmol；po ——泄放裝置出口側壓力（絕壓），MPa；pf ——泄放裝置的泄放壓力（絕壓），包括設計壓力和超壓限度兩部分，MPa；△p——泄放裝置泄放時內、外側的壓力差，MPa；R——通用氣體常數(shù)，J/kmol·K，R = 8314；Re——雷諾數(shù)，Re = 公式見GB 150.1 第22 頁Tf ——泄放裝置泄放溫度，K；W——泄放裝置泄放

64、量，kg/h；Ws—— 容器的安全泄放量， kg/h；,Z ——氣體的壓縮系數(shù)，見圖B.1，對空氣Z=1.0；ζ——液體動力粘度校正系數(shù)，見圖B.2，當液體的粘度不大于20℃水的粘度時，取ζ=1.0；μ——液體動力粘度，Pa·s；ρ——泄放條件（設定溫度與設定壓力）下的介質密度，kg/m3。,B.8.3 單個泄放裝置泄放面積的計算（公式見GB150.1第22～23）B.8.3.1 氣體a） 臨界條件，

65、 見公式 （ B.5 ）b） 亞臨界條件， 見公式 （ B.6 ）B.8.3.2 飽和蒸汽飽和蒸汽中蒸汽含量應不小于98%，過熱度不大于11℃a） 當pf≤10 MPa 時 見公式 （ B.7 ）b） 當10 MPa＜pf≤22 MPa 時 見公式 （ B.8 ）B.8.3.3 液體

66、 見公式 （ B.9 ）,B.8.4 選用的安全泄放裝置實際泄放面積應不小于按B.8.3 計算的最小泄放面積A。 要特別提醒大家需注意的是：安全閥的公稱直徑與喉經(jīng)的關系。,四、局部結構應力分析計算和評定的原則要求,E.1 總則 E.1.1 本附錄規(guī)定了容器局部結構采用應力分析方法（容器總體按GB 150設計）作為設計依據(jù)的基本要求。 E.1.2 本附錄僅適用于按GB 150.3無法進行計算的容器局部結

67、構。E.2 設計管理E.2.1 按本附錄進行容器局部結構應力分析的設計單位和設計者一般不要求具備分析設計資格。E.2.2 設計單位應對局部結構分析的正確性負責，分析報告應作為對應局部結構的強度計算書。,E.3 強度評定要求E.3.1 應力分類及應力分析結果的評定方法應符合JB 4732 的規(guī)定。E.3.2 材料的設計應力強度按GB 150.2 對應材料的許用應力確定。E.4 局部結構的制造、檢驗和驗收要求應滿足JB 4732

68、 的相應規(guī)定。,五、風險評估報告,F.1 總則F.1.1 本附錄規(guī)定了風險評估報告的基本要求。F.1.2 容器設計者應根據(jù)相關法規(guī)或設計委托方要求編制針對容器預期使用狀況的風險評估報告。F.1.3 設計者應充分考慮容器在各種工況條件下可能產(chǎn)生的失效模式，在材料選擇、結構設計、制造檢驗要求等方面提出安全措施，防止可能發(fā)生的失效。F.1.4 設計者應向容器用戶提供制定容器事故應急預案所需要的信息。,F.2 制定原則和程序F.2.1

69、 設計階段風險評估主要針對危害識別和風險控制。F.2.2 設計階段風險評估按以下程序進行：a） 根據(jù)用戶設計條件和其他設計輸入信息，確定容器的各種使用工況；b） 根據(jù)各使用工況的介質、操作條件、環(huán)境因素進行危害識別，確定可能發(fā)生的危害及其后果；c） 針對所有危害和相應的失效模式，說明應采取的安全防護措施和依據(jù)；d） 對于可能發(fā)生的失效模式，給出制定事故應急預案所需要的信息；e） 形成完整的風險評估報告。,F.3 風險評估報告

70、內容風險評估報告應至少包括：a） 壓力容器的基本設計參數(shù)：壓力、溫度、材料、介質性質和外載荷等；b） 操作工況條件的描述；c） 所有操作、設計條件下可能發(fā)生的危害，如：爆炸、泄漏、破損、變形等；d） 對于標準已經(jīng)有規(guī)定的失效模式，說明采用標準的條款；,e） 對于標準沒有規(guī)定的失效模式，說明設計中載荷、安全系數(shù)和相應計算方法的選取依據(jù)；f） 對介質少量泄漏、大量涌出和爆炸狀況下如何處置的措施；g） 根據(jù)周圍人員的可能傷及情況