.高压容器的筒体壁厚设计与中低压容器壁厚设计有什么区别

超过35MPa的压力容器，目前只能采用JB/T

4732进行应力分析设计。

超过500°温度的容器设计，主要的问题是牵涉到材料的选用。目前只有Co-Mo钢和不锈钢材料能使用到500度以上。由于不锈钢在500~600度之间属于敏化区，长时间使用会有晶粒增大趋势，所以在这个区间内不推荐使用。Co-Mo钢建议的使用温度建议不超过550度。（虽然GB150中Cr5Mo锻件可以使用到600度，但实际上按照ASME标准，耐热最好的P92锻件也只允许使用到525度）

高温工况下的容器壳体一般较厚，所以大部分采用整锻件结构。从结构设计上来说，还有一些防止局部过热或热冲击的措施，但这里就不能一一列举了。

(1)基本划分：压力容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点，确定压力容器类别。

(2)多腔压力容器类别划分：多腔压力容器(如换热器的管程和壳程、夹套容器等)按照类别高的压力腔作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。

(3)同腔多种介质压力容器类别划分：一个压力腔内有多种介质时，按照组别高的介质划分类别。

(4)介质含量极小的压力容器类别划分：当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当根据其危害程度及其含量综合考虑，按照压力容器设计单位决定的介质组别划分类别。

(5)特殊情况的类别划分。

二、压力等级划分：压力容器的设计压力(p)划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：(1)低压(代号L)，0.1MPa≤p＜1.6MPa；(2)中压(代号M),1.61MPa≤p＜10.0MPa；(3)高压(代号H),10.0MPa≤p＜100.0；(4)超高压(代号U),p≥100.0MPa。

三、压力容器品种划分

压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：(1)反应压力容器(代号R)，主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；(2)换热压力容器(代号E)，主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；(3)分离压力容器(代号S)，主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；(4)储存压力容器(代号C，其中球罐代号B)，主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种形式的储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按照工艺过程中的主要作用来划分品种。

锅炉、压力容器、压力管道作为承压的特种设备，一旦发生爆炸或泄漏，往

往并发火灾、中毒等灾难性事故。由于锅炉压力容器等特种设备具有发生爆炸或

泄漏、造成人身伤害事故的危险性，世界上各主要工业发达国家一般都制定有专

门的法律、建立了完善的法规体系进行规范和管理。中国目前还没有特种设备的

专门法律。对于锅炉压力容器等承压特种设备的安全法制，我国目前主要是依据

2009-05-01起施行的《特种设备安全监察条例》。

《特种设备安全监察条例》的颁布对于我国建立锅炉压力容器等承压特种设

备安全监察制度确立了依据。此外省、自治区、直辖市人大先后颁布了有关的地方性法规。建立了我国的锅炉压力容器等承压特种设备安全监察制度，形成了“法规----部门规章及规范性文件----相关标准及技术规定、要求”三个层次的法规体系结构。

1.1 第一层次：法规及法规性文件

(1) 行政法规：国务院颁布的条例 ：《特种设备安全监察条例》。

(2) 法规性文件：

(3) 地方性法规：省、自治区、直辖市人大通过的条例，《江苏省特种设备安全监察条例》

1.2 第二层次：部门规章及规范性文件

这部分内容是监察制度的主要内涵。

(1) 部门规章：以部门首长签署命令予以公布的并经过一定方式向社会公告

的“办法”、“规定”。如《锅炉压力容器压力管道设备事故处理规定》（1997

年7 月18 日劳动部令第8 号发布）、《小型和常压热水锅炉安全监察规定》（2000

年6 月15 日国家质量技术监督局令第11 号发布）、《特种设备质量监督与安全监察规定》（2000 年6 月29 日国家质量技术监督局令第13 号发布）。

(2) 规范性文件：以部门文件形式发出的“监督管理规定”、“安全技术监

察规程”、“技术检验规则”等。

① 监督管理规定、办法类：

----进出口锅炉压力容器监督管理办法

----进口锅炉压力容器安全质量许可制度实施办法

----锅炉压力容器安全监察钢印管理规则

----锅炉压力容器检验所章程

----锅炉压力容器检验机构资格认可规则

----锅炉压力容器检验单位监督考核办法

----锅炉压力容器压力管道及特种设备检验人员资格考核规则

----锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则

----锅炉压力容器焊接人员资格考核规则

----锅炉司炉工人安全技术考核管理办法

----锅炉使用登记办法

----锅炉房安全管理规则

----锅炉水处理监督管理规则

----压力容器使用登记管理规则

----压力容器设计资格管理与监督规则

----压力容器制造资格认可与管理规则

----压力管道安全管理与监察规定

----压力管道设计单位资格认证与管理办法

----压力管道元件制造单位安全注册与管理办法

----压力管道元件制造单位安全注册与压力管道安装许可证评审机构资格认可

与管理办法

----压力管道元件制造单位安全注册与压力管道安装许可证评审人员考核注册

与管理办法

----压力管道元件型式试验机构资格认可与管理办法

----压力管道安装单位资格认可实施细则

② 安全监察规程类：

----蒸汽锅炉安全技术监察规程

----热水锅炉安全技术监察规程

----有机热载体炉安全技术监察规程

----固定式压力容器安全技术监察规程

----移动式压力容器安全技术监察规程

----超高压容器安全技术监察规程

----气瓶安全监察规程

----溶解乙炔气瓶安全监察规程

----液化气体汽车罐车安全监察规程

③ 技术检验规则类：

----锅炉产品安全质量监督检验规则

----锅炉定期检验规则

----锅炉化学清洗规则

----压力容器定期检验规则

----压力容器产品安全质量监督检验规则

----气瓶产品安全质量监督检验规则

1.3 第三层次：相关标准及技术规定、要求

(1) 相关标准：是指一系列与锅炉压力容器有关的国家及行业标准。择其主要的

相关标准，列有：

----GB 150－ 《钢制压力容器》

----GB151-1999《管壳式换热器》

----GB12337 《钢制球形储罐》

----GB 1576 《低压锅炉水质》

----GB 12241 《安全阀一般要求》

----GB 9222 《水管锅炉受压元件强度计算》

----GB/T 16508 《锅壳式锅炉受压元件强度计算》

----GB 3323《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》

----GB 11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》

----JB 1152 《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》

----JB/T4730《承压设备无损检测》

----JB 1609 《锅炉锅筒制造技术条件》

----JB 1613 《锅炉受压元件焊接技术条件》

----DL 647 《电站锅炉压力容器监察规程》

----GB 5306 《特种作业人员安全技术考核管理规则》

……

(2) 相关技术规定、要求，是指有关部门及锅炉压力容器安全监察局为贯彻落实

法规的实施，提出了一些具体的技术规定、条件和要求，主要有：

----《锅炉压力容器检验员考核大纲》（劳锅局字〔1989〕14 号）

----《锅炉压力容器检验机构〈检验工作质量保证手册〉编写导则》(劳锅局字

[1989]46 号)

----《电力工业锅炉压力容器安全监察规定》（电安生〔1994〕257 号）

----《关于在用锅炉压力容器安全阀校验的若干意见》（劳办锅字〔1992〕18 号）

----《工业锅炉T 型接头对接焊缝超声波探伤规定》（质技监锅字〔1998〕10 号）

----《关于进一步做好锅炉安装质量监督检验的通知》(质技监局锅发[1999]162

号)……

(1)半球形封头

结构：半球形封头为半个球壳。

优点：在均匀的内压作用下，薄膜应力比同直径圆筒体小50%。球形封头单位容积的表面积小，在其工作压力相同、直径、壁厚相等的情况下所受到的应力为小，并且两向薄膜的应力大小相等，而且沿经线的分布方向是均匀的。如果在使用的过程中，连接筒体直径和其直径相等，边缘附近的应力与薄膜应力并无明显不同。

缺点：对于直径较小，深度较大的情况，冲压整体零件比较困难，对于大直径一般采用分瓣冲压，然后对其进行拼接，但带来的拼接工作量也较大。

应用：用于压力较高、直径较大的高压容器和特殊需要的场合。

(2)椭圆形封头

结构：由一个短圆筒和一个半球面组成。

优点：直边段作用是避免封头和筒体的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。椭圆形封头经线曲率的变化呈现平滑连续状态，经过冲压成型很容易制造。

应用：是目前主要应用在中低压容器中。

(3)蝶形封头

结构：球面封头但带有折边，由球面体（半径为Ri）、半径为r的过渡环壳和短圆筒等三部分组成。对于标准蝶形封头，Ri=0.9Di，r=0.17Di。

优点：蝶形成型的钢模制造简单，且生产成本较低，故利用可以利用过渡环来降低封头的深度。

缺点：由于折边曲面不连续，所以边缘部分的弯曲应力较大。

(4)球冠形封头

结构：当蝶形封头的半径为0时，就变成了球冠形封头。

优点：加工方便。

缺点：圆筒和球面的连接处没有转角过渡，所以在连接处附近的封头和圆筒上都存在相当大的不连续应力。

应用：做中间封头或者端盖.

(5)锥壳

优点：能够顺利排放固体或者液悬浮物或颗粒，可应用在其他圆筒上作为中间过渡段。

缺点：结构不连续，应力分布不理想。

应用：主要使用在常见的中、低压容器中。

(6)平盖

主要用在压力比较大，并且容器直径比较小的情况。

压力等级划分

压力容器的设计压力(p)划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：

(1)低压(代号L)，0.1MPa≤p＜1.6MPa；

(2)中压(代号M)，1.6MPa≤p＜10.0MPa；

(3)高压(代号H)，10.0MPa≤p＜100.0MPa；

(4)超高压(代号U)，p≥100.0MPa。

详见：

《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0004—2009

附件A

压力容器类别及压力等级、品种的划分