【正文】 用我國(guó) GB 6654 16MnR(Q345R)制造 ASME Ⅷ 1的容器： ? (1)許用應(yīng)力僅為我國(guó)規(guī)定值的 85%(按新 GB 150僅 72%77%)，并降低高溫的上限。 含碳量超過 %的碳鋼和低合金鋼不得用于焊接結(jié)構(gòu)或采用氧氣切割下料 。 57 材料 （ 1） 適用范圍 UG4， 碳鋼和低合金鋼： UG23(c) ， UCS5 受壓元件材料應(yīng)是各分冊(cè)相應(yīng)規(guī)定者 。 ? 對(duì)氣壓試驗(yàn)容器的對(duì)接接頭，都求 100%檢測(cè)，對(duì)角接接頭 (即 C、 D類 )，未規(guī)定作任何檢測(cè)。 ? 規(guī)定對(duì)某些角接接頭 (如低溫操作，氣壓試驗(yàn)等容器 )應(yīng)作 MT或 PT檢測(cè)[UCS68(b)(2),UW50]。 ? 對(duì)焊接接頭系數(shù)為 A和 B類接頭 (新標(biāo)準(zhǔn)按容規(guī) )，應(yīng) 100%射線或超聲檢測(cè) (B類應(yīng)視是否承受最大主應(yīng)力，否則似無必要 100%檢測(cè)，局部檢測(cè)即可，此外， φ = )(.4,) 55 角接接頭結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核 ? 開孔接管的角接接頭結(jié)構(gòu)以圖形及詳細(xì)尺寸的方式規(guī)定，凡全焊透者不必作強(qiáng)度校核，非全焊透者應(yīng)對(duì)各強(qiáng)度途徑進(jìn)行校核 (圖 ，UG41)。 ? 100%檢測(cè) :，局部檢測(cè) : ? 單面焊對(duì)接接頭 (有金屬墊板 ) ? 100%檢測(cè) :，局部檢測(cè) : ? 局部檢測(cè)是指每條焊縫長(zhǎng)度的 20%，且不少于 250mm。 52 此處“ C類焊縫”系“ C類對(duì)接焊縫”之誤譯 53 焊接接頭系數(shù)的選用 (2) 圓 筒 形 和 錐 形 殼 體強(qiáng) 制 性 全 部 R TU W 1 1 ( a )否無 縫 段 否抽 樣 R T U W 1 1 ( b )表 U W 1 2 ( b ) 欄不 R T U W 1 1 169。此類焊管按無縫管完全同樣的方法確定接頭系數(shù)， UW12(e)]，所以無縫管的系數(shù)要取 、焊接管的系數(shù)要取 。 ? 對(duì)按表 UW12(a)欄 (即 100%檢測(cè)者 )查取 E值的 A類和 D類對(duì)接接頭 [包括無縫管，相當(dāng)于帶 (1)型焊縫并 100%檢測(cè)者， UW12(d)]，要求 :連接容器筒節(jié)或封頭的 A類和 B類焊縫應(yīng)是 (1)型或 (2)型 。 51 焊接接頭系數(shù)的選用 (1) ? 用于設(shè)計(jì)公式中的 (承受最大主應(yīng)力的對(duì)接、搭接 )接頭，由接頭結(jié)構(gòu)型式、探傷程度按表 UW12查取。 ? 未提及射線或超聲檢測(cè)的規(guī)定，但《原容規(guī)》第 86條有規(guī)定，傾向性意見是，盡量采用射線檢測(cè) (因新增了可記錄的超聲檢測(cè) TOFD— 延射時(shí)差法，新容規(guī) 99版容規(guī)中關(guān)于“壁厚小于等于 38mm時(shí)，其對(duì)接接頭應(yīng)采用射線檢測(cè)”的規(guī)定，不再重射線輕超聲 )。 ? 除個(gè)別者外不允許不作檢測(cè)。 ? 局部射線或超聲檢測(cè) (指 A、 B類 ):除規(guī)定全部檢測(cè)外的接頭，但以下部位應(yīng)全部檢測(cè)：焊縫交叉部位，先拼板后成形凸形封頭上的所有接頭，被補(bǔ)強(qiáng)圈、支座、墊板、內(nèi)件等覆蓋的接頭，以開孔中心為圓心， (新標(biāo)準(zhǔn)改為對(duì)不另行補(bǔ)強(qiáng)的開孔， 1倍 )開孔直徑為半徑的圓中所包容的接頭，嵌入式接管與圓筒或封頭的對(duì)接接頭等。 ? 規(guī)范標(biāo)志：全部射線檢測(cè)者，標(biāo)志為 RT1；如 A類接頭擬取為 ，因而對(duì)和 A類相交的 B類或 C類對(duì)接接頭作抽樣檢測(cè)者，標(biāo)志為 RT2；抽樣射線檢測(cè)者，標(biāo)志為 RT3；只有容器的部分接頭滿足規(guī)范要求的檢測(cè)規(guī)定，或標(biāo)志 RT RT RT3都不合適時(shí)，標(biāo)志為 RT4[UG116(e)]。 48 焊接接頭檢測(cè)要求舉例 (2) ? 射線或超聲波檢測(cè) :某些方法焊接的焊縫 [UW11(d)、 (e)、 (f)]按超聲波檢測(cè)，容器使最終封閉焊縫無法進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí)，可以超聲波檢測(cè)代替，缺少適當(dāng)?shù)纳渚€檢測(cè)設(shè)備而用超聲波檢測(cè)是不允許的 [UW11(a)(7)]。 ? 抽樣射線檢測(cè) :除 UW11(a)(5)(b)要求者外，按表 UW12中 (b)欄 (即抽樣檢測(cè) )選用焊接接頭系數(shù)的 A類和 D類對(duì)接焊縫 (每一容器中每 15m或其余不足 15m者作一處檢測(cè) )，由 AI選定 (UW52)，是有助于焊接質(zhì)量控制的手段。 46 焊接接頭使用限制舉例 (UW2) ? 充裝致死物料時(shí)，除換熱管等外，所有 A類應(yīng)為 (1)型，所有 B類或 C類對(duì)接應(yīng)為(1)型或 (2)型。 而 看為角接，一律劃為 B類，也就是已是角接也還是用射線或 超 聲檢測(cè)。 ? 舊版對(duì)平板或管板的拼接接頭，平板或管板對(duì)圓筒的對(duì)接接頭，矩形截面容器側(cè)板的接頭，球冠形封頭接頭等漏劃 (除矩形截面容器側(cè)板外新版已補(bǔ)充 )。 ? 但 :嵌入式接管與殼體的對(duì)接因要 RT、 UT檢測(cè)，所以不劃為 D類而改劃為 A類 。 44 GB 150焊接接頭分類 (2) ? 以下系解讀得出： ? RT、 UT者為 A、 B類， A為受第一主應(yīng)力， B為第二主應(yīng)力。 ? 附錄 5膨脹節(jié)上的角接接頭、附錄 9夾套封閉件至殼體的焊縫以及附錄 26膨脹節(jié)對(duì)殼體的連接焊縫并未按分類標(biāo)識(shí)予以規(guī)定 (2022a)。 ? C、 D類可以是對(duì)接（搭接）或角接，所以對(duì) C、 D類應(yīng)寫明是對(duì)接還是角接。 ? D類 :連接接管與殼體或矩形截面容器側(cè)板的接頭，可以是對(duì)接或角接 (都是殼體或矩形截面容器側(cè)板時(shí) )。 而屬對(duì)接或角接接頭，但都屬 B類 )。 40 焊接接頭分類 (2) ? A類 :圓筒、錐殼的縱向和螺旋形接頭，球殼、成型封頭或平板 (包括矩形截面容器各側(cè)板 )上任意方向的拼接接頭，連接球殼和圓筒等殼體的環(huán)向接頭（即承受最大主應(yīng)力的接頭 )。按連接處能否由板殼理論簡(jiǎn)單地求出應(yīng)力而劃為 A、 B類 (承受第一主應(yīng)力者為 A類，第二主應(yīng)力者為 B類 )和 C、 D類(凡兩連接件都為殼者為 D類，有一件為板者為 C類，但非圓形截面容器各側(cè)板視為殼體 )。 ? 分類的出發(fā)點(diǎn) :按接頭所在位置， (即接頭所承受的最大應(yīng)力 )，不是按接頭結(jié)構(gòu)型式 (UW3)。此外，對(duì)法蘭設(shè)計(jì)中的剛度校核要求未配套引進(jìn)，也許是對(duì)某些法蘭在超壓試驗(yàn)時(shí)導(dǎo)致泄漏的可能原因。 38 GB 150 壓力試驗(yàn) (5) GB 150在這些內(nèi)容上主要參考 ASME Ⅷ 1，但可能存在誤解而未全面考慮。如按 ASME Ⅷ 1，比值 [σ ]/ [σ ]t1不包括螺栓，則 PT= 181/43=，對(duì)圓筒，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力水平 43/181=，對(duì)螺栓， 111/228=，但其ns=～ ，無問題。 PT=[σ ]/ [σ ]t2 = 228/162=，此時(shí)螺栓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力水平為 111/228=，并未達(dá)到規(guī)定的考驗(yàn)?zāi)康?。螺栓直徑 24mm，材料 35CrMoA， [σ ]=228MPa， [σ ]t1=111MPa [σ ]t2 =162MPa 。螺栓為 170/228=，因螺栓 ns可達(dá) ～ (但可能引起泄漏，可上緊螺栓 )，故不會(huì)屈服。對(duì)圓筒，則僅為 110/181 =，未達(dá)到要求提高 25%考驗(yàn)之目的，壓力試驗(yàn)形同虛設(shè)。應(yīng)按螺栓確定試驗(yàn)壓力。 原 GB 150稱為外壓容器或多腔容器 33 34 35 36 GB 150 壓力試驗(yàn) (3) ? PT=[σ ]/[σ ]t中的 [σ ]/[σ ]t包括螺栓、且應(yīng)取粗線左側(cè)的最小值所引起的問題 : 某容器 t=400℃( 都在粗線以左 )，圓筒和封頭 δ =62mm，材料 Q345R， [σ ]=181MPa， [σ ]t=110MPa。 ? 如內(nèi)容器為真空，夾套為 ，則內(nèi)容器帶夾套部分設(shè)計(jì)外壓為 。 32 GB 150 壓力試驗(yàn) (2) ? 內(nèi)容器常壓，夾套 () ，原 GB 150把內(nèi)容器視為外壓容器，按 PT=，則按常壓設(shè)計(jì)的封頭和法蘭承受不了，如封頭和法蘭按 P2 ()設(shè)計(jì)，則增加了成本 。 ? 外壓容器和真空容器 :PT=。 31 GB 150 壓力試驗(yàn) (1) ? 內(nèi)壓、外壓、真空容器，外壓容器和真空容器以內(nèi)壓進(jìn)行試驗(yàn)，多腔容器未規(guī)定各室的試驗(yàn)壓力值 (新版補(bǔ)充每個(gè)壓力室的試驗(yàn)壓力按其設(shè)計(jì)壓力確定，因標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)壓力按設(shè)計(jì)壓力而不是按計(jì)算壓力確定，導(dǎo)致未考慮按壓差設(shè)計(jì)公用元件的超壓試驗(yàn)考驗(yàn) )。 ? 明確 20℃ 以下 (不再包括 20℃ 了 )操作的碳鋼和低合金鋼容器是低溫容器， 196℃ 以下操作的奧氏體不銹鋼容器是低溫容器。 30 GB 150的相關(guān)內(nèi)容 ? 內(nèi)壓容器，外壓容器和真空容器，壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程 夾套容器即為外壓容器 (新版已改 :外壓容器，例如液下容器，埋地容器和真空容器 )。但因允許的超壓額度都在試驗(yàn)壓力以下，所以都不調(diào)整，二者都取最大許用工作壓力的 10%、 16%和 21%。 ? ASME Ⅷ 1在二次大戰(zhàn)時(shí)將 nb由 5調(diào)為 4以后對(duì)試驗(yàn)壓力由 2調(diào)為 ，至 1999年 nb又由 4調(diào)為 。 28 29 設(shè)計(jì)系數(shù) 和有關(guān)的問題 ? 各設(shè)計(jì)參數(shù)的相互關(guān)系 :以理論意義為主，輔以技術(shù)政策。 ? 規(guī)范不規(guī)定液壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力上限，但當(dāng)超過規(guī)定值使容器出現(xiàn)明顯的塑性變形(permanent distortion)時(shí)，檢驗(yàn)師有權(quán)拒收 (ASME Ⅷ 2為另一規(guī)則，安全系數(shù)低，考慮失效模式更多更細(xì)，應(yīng)理解為按 Ⅷ 2冊(cè)設(shè)計(jì)者在壓力試驗(yàn)時(shí)要限制各元件應(yīng)力水平 )。螺栓應(yīng)力可以在設(shè)計(jì)應(yīng)力值以上相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，其設(shè)計(jì)應(yīng)力值是一個(gè)考慮了防止屈服因素的保守值 (可見附錄 S、 ASME PCC1，螺栓連接法蘭的安裝指南 )(Post Construction Committee， PCC） [13版對(duì)承壓焊縫在試驗(yàn)前油漆或涂層有詳細(xì)規(guī)定， UG99(k)節(jié) ] 27 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (10) ? 除了以屈服強(qiáng)度確定螺栓許用應(yīng)力的安全系數(shù)小于 (經(jīng)換算而得 )，在構(gòu)成容器材料的最小應(yīng)力比值中不包括螺栓，也就是絕大多數(shù)情況下不包括螺栓。 26 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (9) ? Δ P＞ max(P1， P2)，即 P P2異號(hào)時(shí) [UG99(e)(1)]: ? 先內(nèi)筒 PT= (按真空容器，內(nèi)壓方式 ) ? 焊夾套后再夾套 PT=max[， (P2P1)S/ST] ? 比值 S/ST為構(gòu)成該容器各元件 (10版 :一般情況下不包括螺栓 ， Ⅷ 2和 EN 13445都 明確不包括 )中的最小值。 25 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (8) ? 組合容器 (不按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)時(shí) )的公用元件： ? Δ P＜ max(P1， P2)，即 P P2同號(hào)時(shí) [UG99(e)(2)]: ? 如 P1＞ P2，或雖然 P2＞ P1，但并未達(dá) 2倍以上，則先內(nèi)筒 PT=︱ (P1P2)︱ S/ST ? 焊夾套后再兩側(cè)同時(shí) P1側(cè) :PT=? P2側(cè) :PT=? 如 P2較 P1大 2倍以上，可在內(nèi)筒先按 PT=，合格后再焊夾套 ,并按上述步驟和試驗(yàn)壓力對(duì)夾套進(jìn)行試驗(yàn)，合格后再兩容器同時(shí)試驗(yàn)。 ? 除螺栓外各承壓件材料的 S/ST區(qū)別不大，如取承壓件中的最小者確定，則其它件可能略低于 ，但差別不多。 24 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (6) ? 在常溫時(shí)，由于許用應(yīng)力決定于屈服強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，所以當(dāng)材料相似時(shí)，螺栓許用應(yīng)力必小于鋼材；但在高溫時(shí)，許用應(yīng)力決定于持久強(qiáng)度或蠕變極限，所以二者的許用應(yīng)力差別不大 ，導(dǎo)致在高溫時(shí)螺栓的 S/ST值較鋼材為小。 ? 材料在設(shè)計(jì)溫度時(shí)的許用應(yīng)力 ST是由強(qiáng)度極限、屈服強(qiáng)度、持久強(qiáng)度、蠕變極限等 4個(gè)強(qiáng)度參數(shù)并引入相應(yīng)的安全系數(shù)后并取各值的最小者作為最終的許用應(yīng)力，并非僅由屈服強(qiáng)度一者確定。 ? 各元件材料的 S/ST值不同，如取 S/ST值為元件中之最大者，該元件在常溫試壓時(shí)剛好達(dá)到 ，其它元件則超過 。 22 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (4) ? 獨(dú)立容器 :內(nèi)壓 PT=(不包括螺栓及原理分析 ) ? 真空 PT= (原理分析 )(11a允許真空試驗(yàn) ) ? 組合容器 :組合容器的獨(dú)用元件或組合容器按獨(dú)立容器設(shè)計(jì)時(shí) ： 和獨(dú)立容器壓力試驗(yàn)相同 組合容器舉例 設(shè) P2＞ P1 23 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (5) ? 試驗(yàn)溫度：高溫容器不便在高溫、而只能在常溫時(shí)試壓 (按高溫設(shè)計(jì)所得厚度必較按常溫設(shè)計(jì)為厚 )。 UG98，附錄 32。 ? 最大許用工作壓力 (MAWP):成品容器頂部所允許承受的最大表壓力，是按規(guī)范的規(guī)則對(duì)任何受壓范圍內(nèi)的各元件確定的內(nèi)壓或外壓的最低值，包括靜壓頭。 且能改善其防脆斷性能 [UG20(f)]。 實(shí)踐已說明 ， 在壓力試驗(yàn)時(shí)爆裂事故偶有發(fā)生 ， 所以在運(yùn)行前 對(duì) 完工容器 各元件 的超壓 (超過設(shè)計(jì)應(yīng)力水平的應(yīng)力 )試驗(yàn)是檢驗(yàn)容器宏觀強(qiáng)度 、 焊縫的致密性 、 密封件密封性的極為有效的必不可少的手段 。 20 設(shè)計(jì)參數(shù)和有關(guān)的問題 (2