【正文】 腐蝕裕量C2 為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)至厚度的削弱減薄，應(yīng)考慮腐蝕裕量。 注：腐蝕分類：①均勻腐蝕 金屬表面出現(xiàn)各部分的腐蝕速度大致相同的連續(xù)腐蝕；②非均勻腐蝕 金屬表面各部分具有不同速度的連續(xù)性破壞；③局部腐蝕 局部發(fā)生腐蝕，如點(diǎn)蝕（呈一個(gè)個(gè)的點(diǎn)狀）和斑點(diǎn)腐蝕（呈一個(gè)個(gè)的斑點(diǎn)狀）；④應(yīng)力腐蝕 由侵蝕介質(zhì)和應(yīng)力同時(shí)作用下所導(dǎo)致的腐蝕；⑤晶間腐蝕 是金屬晶粒界面的腐蝕。腐蝕裕量C2 = 腐蝕速率 X 設(shè)計(jì)使用年限 （毫米/年 X 年 = 毫米）在考慮腐蝕的同時(shí)，也應(yīng)考慮容器可能發(fā)生的機(jī)械磨損。GB150中規(guī)定“介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸氣的碳素鋼或低合金鋼制容器，腐蝕裕量不少于1 mm”。 最小厚度 容器在較低內(nèi)壓力作用下，按厚度計(jì)算方法得到的厚度很小，雖然能滿足容器的強(qiáng)度要求，但剛度不夠。 因此，碳素鋼和低合金鋼制的容器的最小名義厚度應(yīng)不小于4 mm。容器使用中達(dá)到屈服或斷裂時(shí)即為破壞，在實(shí)際應(yīng)用中必須控制容器的材料受力處在安全范圍內(nèi)，即除以系數(shù)n，n稱為材料許用應(yīng)力系數(shù)（即是設(shè)計(jì)安全系數(shù)）。將鋼材的抗拉強(qiáng)度σb和屈服點(diǎn)σs分別除以各自的設(shè)計(jì)安全系數(shù)后，取二值的小者作為材料的許用應(yīng)力。在確定具體材料的許用應(yīng)力時(shí)，還要結(jié)合材料的質(zhì)量因素。螺栓材料的許用應(yīng)力，是從考慮屈服的情況考慮，安全系數(shù)選高了一些，詳見GB150表31和表32。也不允許存在十字焊縫。 b）B類焊接接頭 殼體部分的環(huán)向接頭，錐形封頭小端、長(zhǎng)頸法蘭等與接管連接的接頭。 d）D類焊接接頭 接管、人孔、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭。 下列情況的壓力容器的A類及B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)（材料厚度≤38mm時(shí)，應(yīng)采用射線檢測(cè)）：① ；③ 盛裝高度和極度危害介質(zhì)的壓力容器；⑤ 使用后無法進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)或耐壓試驗(yàn)的壓力容器；⑦且下列焊接接頭應(yīng)全部檢測(cè)：①所有的T型焊接接頭；②開孔區(qū)域內(nèi)（以開孔中心為圓心，）的焊接接頭；③被補(bǔ)強(qiáng)圈支座墊板等其他元件所覆蓋的焊接接頭；④拼接封頭和拼接管板的焊接接頭；⑤公稱直徑大于250mm接管的環(huán)焊縫按容器本體考慮。除另有規(guī)定，不允許采用降低焊接接頭系數(shù)而不進(jìn)行無損檢測(cè)。焊接結(jié)構(gòu)。注：焊接接頭系數(shù)有的稱為焊縫系數(shù)，即是焊縫的強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比。單面焊對(duì)接接頭（沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板）：100%無損檢測(cè) ф = 局部無損檢測(cè) ф = 說明：這里應(yīng)注意到1）是對(duì)接接頭；2）全焊透結(jié)構(gòu)；3）沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板。3．8 壓力試驗(yàn)和試驗(yàn)壓力壓力試驗(yàn)是容器制造中檢查容器質(zhì)量的必需工序。壓力試驗(yàn)方法有液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。3． 8。試驗(yàn)液體一般采用水，也可采用不致發(fā)生危險(xiǎn)的其它液體。MPa此液壓試驗(yàn)壓力PT為常用的壓力，也是最小試驗(yàn)壓力。3． 8。內(nèi)壓容器的氣壓試驗(yàn)壓力PT= P[σ]/[σ]t，設(shè)計(jì)校核結(jié)果，應(yīng)滿足如下要求：外壓和真空容器，以內(nèi)壓進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，氣壓試驗(yàn)壓力為：PT = P氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施，該安全措施應(yīng)經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，單位安全部門檢查監(jiān)督。設(shè)計(jì)采用氣壓試驗(yàn)，應(yīng)注明安全要求。介質(zhì)的毒性程度為極度和高度危害的壓力容器，應(yīng)在壓力試驗(yàn)合格后進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，需作氣密性試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)介質(zhì)和檢驗(yàn)要求應(yīng)在圖樣中注明。4．對(duì)材料的要求 GB150在壓力容器用鋼的要求方面含三部分，即：①正文第4章：材料；②附錄A（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）：材料的補(bǔ)充規(guī)定；③附錄H（提示的附錄）：材料的指導(dǎo)性規(guī)定。GB150對(duì)受壓元件未定義。4．1 選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素1）選材地合理性是保證壓力容器設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，壓力容器選擇受壓元件用鋼材時(shí)，必須選用GB150第四章的材料表中列出的鋼材。 2）選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮的因素有：壓力容器的使用條件，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)；可焊性良好；制造工藝的可行性（加工難度）和經(jīng)濟(jì)合理等。 從鋼的冶煉上，應(yīng)采用平爐電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。鎮(zhèn)靜鋼是一種充分脫氧的鋼，成材率較低，但鋼中雜質(zhì)少，氣泡和疏松性少，質(zhì)量高。降低鋼中的硫、磷含量：因?yàn)榱颉⒘拙鶠殇撝械挠泻﹄s質(zhì)，硫與鐵在晶界處生成低熔點(diǎn)硫化鐵（FeS），熱加工時(shí)易產(chǎn)生熱脆，即稱熱脆性，焊接時(shí)，硫和氧結(jié)合產(chǎn)生SO2 使焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松，影響焊接接頭的質(zhì)量；磷與鐵形成磷化三鐵（Fe3P），明顯的降低鋼的塑性韌性，尤其是低溫時(shí)更差，屬冷脆現(xiàn)象，磷過多，焊接變壞，易產(chǎn)生裂紋。%,%。 4)Q235鋼板：在圖樣的材料明細(xì)表中不得只標(biāo)Q235，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)須要在尾部帶上“A或B或C”，Q235鋼板的具體數(shù)據(jù)見下表： Q235熱軋厚鋼板（板厚≤16mm）的化學(xué)成分和力學(xué)性能表牌號(hào)等級(jí) 化學(xué)成分 %力學(xué)性能MPa沖擊性能 C Mn Si≤ S≤ P≤ бs≥бb≥溫度0C沖擊功JQ235A 235375500Q235B 2027Q235C≤ 0注：Q235A未提供沖擊功。 Q235B鋼板（GB912和GB3274）的適用范圍：容器設(shè)計(jì)壓力 P≤； 鋼板使用溫度為0～3500C；用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于20mm；不得用于毒性為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器。 Q235C鋼板（GB912和GB3274）的適用范圍：容器設(shè)計(jì)壓力 P≤,鋼板使用溫度為0～4000C。 2）低合金鋼板：使用 16MnR（GB6654）和16MnDR（GB3531）鋼板 16MnR鋼板：常溫使用時(shí)的厚度不宜超過30mm；使用溫度建議為19～4750C。16MnDR鋼板：使用的最高溫度為3500C，厚度不宜超過35mm。3）高合金鋼板：經(jīng)常使用奧氏體不銹鋼板（GB4237）：用于清潔美觀的壓力容器用鋼板有：0Cr18Ni9 ；用于抗氧化性介質(zhì)腐蝕的不銹鋼有：00Cr19Ni10和0Cr18Ni10.用于抗醋酸介質(zhì)腐蝕用的不銹鋼有：OCr17Ni12Mo2，0Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17Ni14Mo2。00Cr19Ni13Mo3 。這種鋼的耐腐蝕的基理通常用鋼生成氧化膜的理論來解釋，即鋼在空氣中或在氧化性介質(zhì)中，其表面氧化，生成緻密的氧化薄膜，它阻止內(nèi)部進(jìn)一步氧化，或受介質(zhì)的侵蝕，這種現(xiàn)象稱鈍化現(xiàn)象。鋼表面的殘余氧化皮、砂眼、起鱗，氧化膜難以生成，會(huì)造成局部腐蝕。 ②不銹鋼晶間腐蝕：晶間腐蝕是鋼的晶體邊界受到腐蝕的一種破壞形式。晶間腐蝕特別危險(xiǎn)，因?yàn)槿庋鄄蝗菀装l(fā)現(xiàn)，由于這種腐蝕的結(jié)果，材料的機(jī)械強(qiáng)度喪失達(dá)到很大的數(shù)值。4．3 鋼管4．3．1 鋼管的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按GB150的表43鋼管許用應(yīng)力的規(guī)定。10和20鋼管，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB816387《輸送流體用無縫鋼管》；20G 和 16Mn 鋼管，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：GB6479《化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管》。對(duì)奧氏體不銹鋼焊接鋼管（）應(yīng)遵循GB1277191《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》的規(guī)定。%；；逐根進(jìn)行蝸流或射線（對(duì)大直徑管）及水壓試驗(yàn)合格；檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按JB/《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》中的相關(guān)部分，水壓試驗(yàn)壓力為容器設(shè)計(jì)壓力的2倍，保壓時(shí)間為10秒，管壁無滲漏現(xiàn)象。4．4 鋼鍛件鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按GB150表45的規(guī)定，鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)和常用鋼鍛件為： JB47262000《壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件》中的 35和16Mn JB47272000《低溫壓力容器碳素鋼和低合金鋼鍛件》中的16MnD JB47282000《壓力容器用不銹鋼鍛件》中的0Cr18Ni00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10。首次選用的焊接材料，應(yīng)按JB47082000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》和JB/T47092000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》的規(guī)定。焊接材料的標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T51171995《碳鋼焊條》； GB/T51181995《低合金鋼焊條》； GB/T9831995《不銹鋼焊條》；GB/T9842001《堆焊焊條》；GB/T149571994《熔化焊用鋼絲》； GB/T149581994《氣體保護(hù)焊用鋼絲》；GB/T81101995《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼，低合金鋼焊絲》GB424184《焊接用不銹鋼盤條》； GB424284《焊接用不銹鋼絲》； GB434384《惰性氣體保護(hù)焊接用不銹鋼棒及鋼絲》。4．7 一些鋼材的代用規(guī)定1）鋼材的代用的一般原則是：代用材料應(yīng)與被代用的鋼材具有相同或相近的化學(xué)成分、交貨狀態(tài)、檢驗(yàn)項(xiàng)目、性能指標(biāo)和檢驗(yàn)率以及尺寸公差和外形質(zhì)量等。3）鋼板代用：①GB71288《船體用結(jié)構(gòu)鋼》中的A級(jí)鋼板，可代用Q235A（不得作受壓元件）；B級(jí)鋼板在鋼廠按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)合格后，可代用Q235C鋼板，未作沖擊試驗(yàn)的鋼板，則只能代用Q235B鋼板；②GB7131997《鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板》中的20g鋼板可代用Q235C鋼板。4．8 特殊工作環(huán)境下的選材 關(guān)于介質(zhì)處于NaOH濕H2S應(yīng)力腐蝕時(shí)的選材問題，可見《容規(guī)》126頁(yè)，關(guān)于“壓力容器選材與介質(zhì)”的說明。 ①第一強(qiáng)度理論即最大主應(yīng)力理論，它認(rèn)為引起材料斷裂破壞的主要因素是最大主應(yīng)力。 ②第三強(qiáng)度理論即最大剪應(yīng)力理論，它認(rèn)為引起材料屈服破壞的主要因素是最大剪應(yīng)力。 ③第四強(qiáng)度理論即最大應(yīng)變能理論，它認(rèn)為引起材料屈服破壞的主要因素是最大變形能。并采用平面應(yīng)力狀態(tài)（忽略第三向應(yīng)力）。5．2 內(nèi)壓圓筒計(jì)算1）設(shè)計(jì)溫度下的計(jì)算厚度按下式計(jì)算： 公式適用范圍：Pc≤[σ]t 或 Do/Di≤ 式中：δ 圓筒的計(jì)算厚度 mm；Pc– 計(jì)算壓力，MPa； Di – 圓筒內(nèi)直徑，mm； [σ]t –設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力，MPa； Ф – 焊接接頭系數(shù)。公式中應(yīng)力的推導(dǎo)是根據(jù)薄膜應(yīng)力理論。4）如已知δn、 Pc、 Di；則圓筒體的計(jì)算應(yīng)力σt為： 式中бt≤Ф[σ]t 式中：δe為有效厚度。通常，內(nèi)壓低于外壓的容器，稱為外壓容器。對(duì)夾套容器，指夾套頂部可能出現(xiàn)的最大壓力差值。確定真空容器殼體的厚度時(shí)，設(shè)計(jì)壓力按受外壓考慮。未裝安全控制裝置時(shí)， MPa。 ①?gòu)?qiáng)度失效：容器在載荷作用下，發(fā)生過量變形或破裂。如容器不能滿足最小厚度要求導(dǎo)致剛度不足而失效； ③穩(wěn)定失效：容器在載荷作用下，形狀突然發(fā)生改變，導(dǎo)致喪失工作能力。 外壓容器設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到上述三種失效的可能性，才能確保容器的安全使用。因此，設(shè)計(jì)應(yīng)包括強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性校核。6． 1受均勻外壓的圓筒（和外壓管子） 在GB150第6章中，外壓圓筒和外壓管子所需的有效厚度δe用查圖計(jì)算法，使用的圖為圖62～圖610，計(jì)算步驟如下：6．1．1 Do/δe≥20的圓筒和管子1）假設(shè)δn, 令δe =δnC，C=C1+C2 ，定出L/DO和Do/δe Do為筒體的外直徑；L為筒體的計(jì)算長(zhǎng)度，L值取圓筒上兩相鄰支撐線（此線處的截面有足夠的慣性矩）的距離，其值按圖61的各示圖選取。2）查圖62，在圖的左方找到L/DO點(diǎn) ，過此點(diǎn)沿水平線右移，與Do/δe線相交，遇中間值用內(nèi)插法，如L/DO＞50，則取50。也可查表61得到A值。若A落在設(shè)計(jì)溫度下材料線的右方，則過此點(diǎn)上移，與設(shè)計(jì)溫度下材料線相交，遇中間溫度值采用插入法，再過此交點(diǎn)水平方向右移，在圖的右方得到系數(shù)B。直到[P]＞PC，且接近于PC為止。c) 算出的[P]應(yīng)大于或等于PC，PC為計(jì)算外壓力，否則，應(yīng)重新假設(shè)名義厚度δn，并重復(fù)上述步驟計(jì)算。6．2 外壓球殼 外壓球殼所需的有效厚度按以下步驟計(jì)算：假設(shè)δn,令δe =δnC 定出Ro/δe；用式下計(jì)算系數(shù)A 根據(jù)相應(yīng)的材料圖查出B，并按式下求出[P]， 如在材料線圖中A落在材料線的左方，則按下式65計(jì)算許用壓力： 65[P]應(yīng)大于或等于Pc,否則須再假設(shè)δn,重復(fù)上述計(jì)算，直至[P]大于且接近Pc為止。兩種圖(表)中，一種是僅與幾何形狀參數(shù)有關(guān)的線圖；另一種是僅與材料有關(guān)的線圖。計(jì)算受均勻外壓下的圓筒殼體的膜應(yīng)力，只需將外壓力代入內(nèi)壓計(jì)算公式則可。 容器失穩(wěn)分為周向失穩(wěn)和軸（經(jīng)向）向失穩(wěn)兩種，周向失穩(wěn)是因周向壓縮薄膜應(yīng)力所引起，軸向失穩(wěn)是由容器軸向壓縮薄膜應(yīng)力造成的。按容器的失穩(wěn)范圍大小，分整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，通常外壓容器的壓癟屬于整體失穩(wěn)。臨界壓力大小的影響因素與殼體用的材料及其幾何尺寸有關(guān)，幾何尺寸包括圓筒計(jì)算長(zhǎng)度L、外直徑D0和有效厚度δe,用比值L/ D0和δe/ D0表達(dá)。不起作用的最小長(zhǎng)度，稱為臨界長(zhǎng)度，用Lcr表示，其值為： 當(dāng)L≥Lcr，則該長(zhǎng)度為L(zhǎng)的圓筒為長(zhǎng)圓筒。5/(L/Do) ② 2бcr(δe/ D0)= (δe/ D0)2。5/(L/Do) ②1 A=бcr/ E =(δe/ D0)1。6．3．2 線圖表繪制基理在①1和②1式中，令A(yù) =бcr/ E,此處A是應(yīng)變，則得①2及②2：： A =(δe/ D0)2 ①2或及 A =(δe/ D0)1。外壓筒體中，給出L/Do和δe/ D0（圖中為Do/δe）,通過圖62可查出A。知б