GB150[1].1-2010_固定式压力容器_第1部分：通用要求(征求意见稿)

中华人民共和国国家标准 GB 150.1~150.4—2010 固定式压力容器 Stationary Pressure Vessels （征求意见稿） 2010-09-01 发布 2010-12-01 实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布 中华人民共和国国家标准 GB 150.1—2010 固定式压力容器 第一部分：通用要求 Stationary Pressure Vessels Part 1: General Requirements （征求意见稿） 2010-09-01 发布 2010-12-01 实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布 GB 150.1—2010 目 次 前言 ································································································································································· II 1 范围·····························································································································································1 2 性引用文件 ·········································································································································2 3 名词术语与符号 ·········································································································································2 4 通用要求 ·····················································································································································4 附录A（规范性附录） 符合性声明 ···········································································································12 附录B（规范性附录） 超压泄放装置 ·······································································································13 附录C（规范性附录） 以验证性爆破试验确定容器设计压力的规定 ·····················································24 附录D（规范性附录） 对比经验设计的原则要求····················································································27 附录E（规范性附录） 局部结构应力分析计算和评定的原则要求 ·························································29 附录F（规范性附录） 钢制低温压力容器的通用要求·············································································30 附录G（规范性附录） 风险评估报告 ·······································································································33 I GB 150.1—2010 前 言 GB 150.1~GB 150.4 《固定式压力容器》分为以下四部分： ——第 1 部分：通用要求； ——第 2 部分：材料； ——第 3 部分：设计； ——第 4 部分：制造、检验和验收。 本部分为 GB 150 《固定式压力容器》的第 1 部分：通用要求。与 GB 150—1998 相比，主要 变化如下： ——扩大了标准的使用范围。 a） 通过引用标准的方式，适用于金属材料制压力容器； b） 规定了在满足本标准设计准则的前提下处理超标准范围的设计方法； c） 规定了各种结构形式的容器所依据的标准。 ——标准格式根据 GB/T 1.1 的要求和本标准编制的要求进行了改变。 ——修改了容器建造参与方的资格和职责要求。 a） 规定设计文件的保存时间； b） 增加规定了用户在设计阶段提供书面用户设计规范的职责； c） 规定了检验机构的检验人员对验证性爆破试验见证和报告认可的职责。 ——修订了确定许用应力的安全系数。 a） 对抗拉强度的安全系数由 3.0 调整为 2.7； b） 对碳钢和低合金钢屈服强度的安全系数由 1.6 调整为 1.5； c） 对奥氏体钢可以采用Rp1.0确定许用应力。 ——增加了满足安全技术规范所规定的安全基本要求的符合性声明。 ——增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则。 ——增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则。 本部分的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D、附录 E、附录 F、附录 G 为规范性附录。 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会提出。 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会归口。 本部分负责起草单位：中国特种设备研究院。 本部分参加起草单位： 本部分主要起草人： 本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB 150—1989、GB 150—1998。 本标准于 2010 年 9 月 1 日发布。 本标准委托全国锅炉压力容器标准化技术委员会负责解释。 II GB 150.1—2010 固定式压力容器 第一部分：通用要求 1 范围 1.1 本部分规定了金属制固定式压力容器（以下简称容器）的适用范围、规范性引用文件和设计、 制造、检验和验收的通用技术要求。 1.2 本标准适用的设计压力 1.2.1 对于钢制容器不大于 35MPa； 1.2.2 对于其它金属材料制容器的设计压力适用范围按相应引用标准确定。 1.3 本标准适用的设计温度范围 1.3.1 对于钢制容器按列入本标准第二部分 GB 150.2 的材料允许使用温度确定。 1.3.2 对于其它金属材料制容器按列入相应引用标准的材料允许使用温度确定。 1.4 本标准适用的钢制容器结构形式和其它技术要求按 GB 150.2~GB 150.4 的相应规定；特定结构 金属容器以及铝、钛、铜、镍及镍合金、锆制容器按以下要求： 1.4.1 管壳式换热器的适用范围和技术要求按 GB151 的规定。 1.4.2 钢制球形储罐的适用范围和技术要求按 GB12337 的规定。 1.4.3 卧式容器的适用范围和技术要求按 JB/T 4731 的规定。 1.4.4 塔式容器的适用范围和技术要求按 JB/T 4710 的规定。 1.4.5 铝制焊接容器的适用范围和技术要求按 JB/T 4734 的规定。 1.4.6 钛制焊接容器的适用范围和技术要求按 JB/T 4745 的规定。 1.4.7 铜制焊接容器的适用范围和技术要求按 JB/T 4755 的规定。 1.4.8 镍及镍合金焊接容器的适用范围和技术要求按 JB/T 4756 的规定。 1.4.9 锆制压力容器的适用范围和技术要求按 NB/T ×××××的规定。 1.5 下列各类容器不在本标准的适用范围内： a） 设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器； b） 移动式压力容器； c） 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（如泵壳、压缩机外壳、涡 轮机外壳、液压缸等）； d） 核能装置中直接接受中子辐射的容器； e） 直接火焰加热的容器； f） 内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如：矩形为对角线，椭圆为长轴） 小于 150mm 的容器； g） 要求按 JB 4732 进行疲劳分析的容器。 1.6 对不能按 GB 150.3 确定结构尺寸的容器或受压元件，允许采用以下方法进行设计。 1.6.1 按照附录 C 的规定，进行验证性实验分析（如实验应力分析、验证性液压试验）。 1 GB 150.1—2010 1.6.2 按照附录 D 的规定，利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。 1.6.3 按照附录 E 的规定，采用包括有限元法在内的应力分析计算和评定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 150.2 固定式压力容器 第 2 部分：材料 GB 150.3 固定式压力容器 第 3 部分：设计 GB 150.4 固定式压力容器 第 4 部分：制造、检验和验收 GB 151 管壳式换热器 GB 12337 钢制球形储罐 GB ×××× 名词术语 JB 4708 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T 4709 钢制压力容器焊接规程 JB/T 4710 钢制塔式容器 JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装 JB/T 4730 承压设备无损检测 JB/T 4731 钢制卧式容器 JB/T 4732 钢制压力容器—分析设计标准 JB/T 4734 铝制焊接容器 JB/T 4745 钛制焊接容器 JB/T 4755 铜制压力容器 JB/T 4756 镍及镍合金制压力容器 NB/T 47002.1～.4 承压容器用爆炸焊接复合板 NB/T ××××× 锆制压力容器 TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R1001 压力容器压力管道设计许可规则 3 名词术语与符号 3. 1 名词术语 GB/T ××××界定的以及下列术语和定义适用于本部分。为了便于使用，以下重复列出了 GB/T ××××的某些术语和定义。 3.1.1 压力 pressure 除注明者外，压力均指表压力。 3.1.2 工作压力 operating pressure 工作压力指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 3.1.3 2 GB 150.1—2010 设计压力 design pressure 设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低 于工作压力。 3.1.4 计算压力 calculating pressure 计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力等附加载荷。 3.1.5 试验压力 test pressure 试验压力指进行耐压试验或泄漏试验时，容器顶部的压力。 3.1.6 设计温度 design temperature 设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。 设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。 标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。 3.1.7 试验温度 test temperature 试验温度指进行耐压试验或泄漏试验时，容器壳体的金属温度。 3.1.8 最低设计金属温度 minimum design metal temperature 在压力容器设计中，预期该容器在各种可能条件下的元件金属温度的最低值。 3.1.9 厚度 thickness 3.1.9.1 计算厚度 calculated thickness 计算厚度指按 GB 150.3 计算得到的厚度。需要时，尚应计入其他载荷所需厚度（见 4.4.2）。 3.1.9.2 设计厚度 design thickness 设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。 3.1.9.3 名义厚度 nominal thickness 名义厚度指设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。即标注在图样上 的厚度。 3.1.9.4 有效厚度 effective thickness 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。 3.1.9.5 最小成形厚度 ninimum required thickness 受压元件成形后保证在设计使用年限期内的强度、刚度或稳定性所要求的最小厚度。 3.1.10 3 GB 150.1—2010 低温容器 本标准所定义的低温容器指设计温度低于或等于－20℃的碳钢和低合金钢制容器；设计温度低 于－196℃的奥氏体不锈钢制容器。 3.2 符号 C —— 厚度附加量，mm； C1 —— 材料厚度负偏差，按 4.4.6.1，mm； C2 —— 腐蚀裕量，按 4.4.6.2，mm； Di —— 圆筒或球壳的内直径，mm； p —— 设计压力，MPa； pT —— 试验压力，MPa； [σ] —— 容器元件材料在耐压试验温度下的许用应力，MPa； [σ]t —— 容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa。 σT —— 试验压力下圆筒的应力，MPa； φ —— 焊接接头系数； Rm —— 材料标准抗拉强度下限值，MPa； ( )p0.2eL RR —— 材料标准常温屈服强度（或 0.2%的延伸强度），MPa； ( )t 2.0pteL RR —— 材料在设计温度下的屈服强度（或 0.2%的延伸强度），MPa； t DR —— 材料在设计温度下经 10 万小时断裂的持久强度的平均值，MPa； t nR —— 材料在设计温度下经 10 万小时蠕变率为 1%的蠕变极限平均值，MPa； [ ]tσ —— 设计温度下复合钢板的许用应力，MPa； [ ]t1σ —— 设计温度下基层钢板的许用应力，MPa； [ ]t2σ —— 设计温度下复层材料的许用应力，MPa； 1δ —— 基层钢板的名义厚度，mm； 2δ —— 复层材料的厚度，不计入腐蚀裕量，mm。 eδ —— 圆筒的有效厚度，mm。 4 通用要求 4.1 通则 4.1.1 容器的设计、制造、检验和验收除应符合本标准所有部分的规定外，还应遵守国家颁布的 有关法律、法规和安全技术规范。 4.1.2 容器的设计、制造单位应具备健全的质量管理体系。 4.1.3 在《固定式压力容器安全技术监察规程》管辖范围内的压力容器设计和制造应接受特种设 备安全监察机构的监察。 4.1.4 本标准所有部分不规定压力容器的类别，如在技术要求中涉及容器类别时，按《固定式压 力容器安全技术监察规程》的规定确定容器的类别。 4.2 资格与职责 4.2.1 资格 4.2.1.1 容器设计单位应持有相应的压力容器设计许可证。 4.2.1.2 容器制造单位应持有相应的特种设备制造许可证。 4 GB 150.1—2010 4.2.2 职责 4.2.2.1 设计单位的职责 4.2.2.1.1 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。 4.2.2.1.2 容器的设计文件至少应包括强度计算书、设计图样、制造技术条件、风险评估报告（适 用于第Ⅲ类压力容器），设计单位认为必要时，还应当包括安装与使用维修。 4.2.2.1.3 容器设计总图应盖有压力容器设计许可印章。 4.2.2.1.4 设计单位向容器用户出具的风险评估报告应符合附录G的要求。 4.2.2.1.5 设计单位应在容器设计使用年限内保存全部容器设计文件。 4.2.2.2 制造单位的职责 4.2.2.2.1 制造单位应按照设计图样要求进行制造，如需要对原设计进行修改，应当取得原设计 单位同意修改的书面证明文件，并且对改动部位作出详细记载。 4.2.2.2.2 制造单位在容器制造前应制定完善的质量，其内容至少应包括容器或元件的制造 工艺、检验项目和合格指标。 4.2.2.2.3 制造单位的检查部门在容器制造过程中和完工后，应按本标准和图样规定对容器进行 各项具体检验和试验，出具检验报告，并对报告的正确性和完整性负责。 4.2.2.2.4 制造单位对其制造的每台容器产品至少应保存下列技术文件备查，技术文件至少应保 存 7 年。 a） 质量计划； b） 制造工艺图或制造工艺卡； c） 产品质量证明文件； d） 容器的焊接工艺和热处理工艺文件； e） 标准中允许制造厂选择的项目的记录； f） 容器制造过程中及完工后的检查记录； g） 容器的原设计图和竣工图。 4.2.2.2.5 制造单位在取得检验机构确认容器质量符合本标准和图样的要求后，须填写产品质量 合格证并交付用户。 4.2.2.3 用户或设计委托方的职责 容器的用户或设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出容器设计条件（UDS—User’s Design Specification），其中至少包含以下内容： a） 容器设计所依据的主要标准和规范； b） 操作参数（包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管载荷等）； c） 压力容器使用地及其自然条件（包括环境温度、抗震设防烈度、风和雪载荷等）； d） 介质组分与特性； e） 预期使用年限； f） 几何参数和管口方位； g） 设计需要的其他必要条件。 4.3 容器范围 本标准适用范围内的容器，其界定范围是指壳体及与其连为整体的受压元件，且划定在下列范 围内。 4.3.1 容器与外部管道连接 a） 焊接连接的第一道环向接头坡口端面； 5 GB 150.1—2010 b） 螺纹连接的第一个螺纹接头端面； c） 法兰连接的第一个法兰密封面； d） 专用连接件或管件连接的第一个密封面。 4.3.2 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。 4.3.3 非受压元件与受压元件的连接焊缝。焊缝以外的元件，如加强圈、支座、裙座等应符合本 标准或相关标准的规定。 4.3.4 直接装设在容器上的超压泄放装置应符合本部分附录B（规范性附录）的要求。连接在容器 上的仪表等附件，应符合其产品标准和有关标准的规定。 4.4 设计的一般规定 4.4.1 容器设计应严格依据用户或设计委托方所提供的容器设计条件。应该考虑容器在使用中可 能出现的所有失效模式，给出防止失效的措施。容器受压元件的强度、刚度和稳定性计算按GB 150.3 或引用标准的规定。 4.4.2 载荷 设计时应考虑以下载荷： a） 内压、外压或最大压差； b） 液柱静压力； 需要时，还应考虑下列载荷： c） 容器的自重（包括内件和填料等），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装介质的重 力载荷； d） 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷； e） 风载荷、地震力、雪载荷； f） 支座、底座圈、支耳及其他型式支承件的反作用力； g） 连接管道和其他部件的作用力； h） 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力； i） 包括压力急剧波动的冲击载荷； j） 冲击反力，如由流体冲击引起的反力等； k） 运输或吊装时的作用力。 4.4.3 设计压力的确定 4.4.3.1 容器上装有超压泄放装置时，应按附录B（规范性附录）的规定确定设计压力。 4.4.3.2 对于盛装液化气体的容器，如果具有可靠的保冷设施，在规定的装量系数范围内，设计 压力应根据工作条件下容器可能达到的最高金属温度确定。 4.4.3.3 对于外压容器，设计时应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。 4.4.3.4 确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。当装有安全控制装置（如真空 泄放阀）时，设计压力取 1.25 倍最大内外压力差或 0.1MPa两者中的低值；当无安全控制装置时， 取 0.1MPa。 4.4.3.5 由两室或两个以上压力室组成的容器，如夹套容器， 根据压力室之间不同设计压力确定 计算压力时，应考虑各室之间的最大压力差。 4.4.4 设计温度的确定 4.4.4.1 设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于 0℃以下的金属温度， 6 GB 150.1—2010 设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。 4.4.4.2 容器各部分在工作状态下的金属温度不同时，可分别设定每部分的设计温度。 4.4.4.3 元件的金属温度通过以下方法确定： a） 传热计算求得； b） 在已使用的同类容器上测定； c） 根据容器内部介质温度并结合外部条件确定。 4.4.5 对有不同工况的容器，应按最苛刻的工况设计，并在图样或相应技术文件中注明各工况的 设计压力和设计温度值。 4.4.6 厚度附加量 厚度附加量按式（4-1）确定： ·······························（4-1） 21 CCC += 4.4.6.1 材料厚度负偏差 板材或管材的厚度负偏差按材料标准的规定。 4.4.6.2 腐蚀裕量 为防止容器受压元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，应考虑腐蚀裕量，具体规定如 下： a） 对有均匀腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速 率确定腐蚀裕量； b） 容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量； c） 介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量不小于 1 mm。 4.4.7 考虑容器运输和安装过程中的稳定性，壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度： a） 对碳素钢、低合金钢制容器，不小于 3 mm； b） 对高合金钢制容器，一般应不小于 2 mm。 4.5 许用应力 4.5.1 本标准所用材料的许用应力按GB 150.2 和相应引用标准选取。按表 1 的规定确定钢材（螺 栓材料除外）许用应力，按表 2 的规定确定钢制螺栓材料许用应力。 表 1 材料 许用应力 取下列各值中的最小值，MPa 碳素钢、低合金钢 2.7 mR ， 1.5 eLR ， 1.5 t eLR ， 1.5 t DR ， 1.0 t nR 高合金钢 2.7 mR ， ( ) 5.1 2.0peL RR ， ( ) 5.1 )1t 2.0p t eL RR ， 1.5 t DR ， 1.0 t nR 1）对奥氏体高合金钢制受压元件，当设计温度低于蠕变范围，且允许有微量的永久变形时，可适当提高许 用应力至 0.9 ( )t 2.0pteL RR ，但不超过 ( )5.1 2.0peL RR 。此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形就产生 泄漏或故障的场合。 7 GB 150.1—2010 表 2 材料 螺栓直径 mm 热处理状态 许用应力，MPa 取下列各值中的最小值 ≤M22 2.7 t eLR 碳素钢 M24~M48 热轧、正火 2.5 t eLR ≤M22 ( ) 5.3 t 2.0p t eL RR M24~M48 ( ) 0.3 t 2.0p t eL RR 低合金钢、马氏体高合金钢 ≥M52 调质 ( ) 7.2 t 2.0p t eL RR ≤M22 ( ) 6.1 t 2.0p t eL RR 奥氏体高合金钢 M24~M48 固溶 ( ) 5.1 t 2.0p t eL RR 1.5 t DR 4.5.2 设计温度低于 20℃时，取 20℃时的许用应力。 4.5.3 复合钢板的许用应力 对于覆层与基层结合率达到 NB/T 47002.1～NB/T 47002.4 标准中 B2 级板以上的复合钢板，在 设计计算中，如需计入覆层材料的强度时，其设计温度下的许用应力按式（4-2）确定： [ ] [ ] [ ] 21 2 t 21 t 1t δδ δσδσσ + += ·······························（4-2） 4.5.4 当地震力或风载荷与 4.4.2 中其他载荷相组合时，设计应力允许不超过许用应力的 1.2 倍， 其组合要求按相应标准规定。 4.6 焊接接头分类和焊接接头系数 4.6.1 焊接接头分类 4.6.1.1 容器受压元件之间的焊接接头分为A、B、C、D四类，如图 1-1 所示。 a） 圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向 接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属 A 类 焊接接头； b） 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均 属 B 类焊接接头，但已规定为 A、C、D 类的焊接接头除外； c） 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭 接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属 C 类焊接接头； d） 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属 D 类焊接接头，但已规定为 A、B 类的焊接接头除外。 8 GB 150.1—2010 图 1-1 4.6.1.2 非受压元件与受压元件的连接接头为E类焊接接头。 4.6.2 焊接接头系数 4.6.2.1 焊接接头系数φ应根据对接接头的焊缝型式及无损检测的长度比例确定。 4.6.2.2 对于钢制双面焊对接焊缝和相当于双面焊的全焊透对接焊缝： 全部无损检测 φ=1.00 局部无损检测 φ=0.85 4.6.2.3 对于单面焊对接焊缝（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）： 全部无损检测 φ=0.9 局部无损检测 φ=0.8 4.6.1.4 其它金属材料的焊接接头系数按相应引用标准的规定。 4.7 耐压试验 4.7.1 通用要求 4.7.1.1 耐压试验的种类包括：液压试验、气压试验和组合压力试验。 4.7.1.2 容器制成后应经耐压试验，试验的种类、要求和试验压力值应在图样上注明。 4.7.1.3 耐压试验一般采用液压试验，试验液体按GB 150.4 或相关引用标准的要求。 4.7.1.4 对于不适合进行液压试验的容器，可采用气压试验。规定进行气压试验的容器应满足GB 150.4 的相应要求。 4.7.1.5 采用组合压力试验时，液体和气体应分别满足 4.7.1.3 和 4.7.1.4 的要求，试验压力按 4.7.2 的规定。 4.7.1.6 外压容器和真空容器以内压进行压力试验，试验压力按 4.7.2.3 的规定。 4.7.1.7 对于由两个（或两个以上）压力室组成的多腔容器，每个压力室的试验压力按其设计压 力确定，并校核相邻壳壁在试验压力下的稳定性。如果不能满足稳定要求，则应规定在进行压力试 验时，相邻压力室内必须保持一定压力，以使整个试验过程（包括升压、保压和卸压）中的任一时 间内，各压力室的压力差不超过允许压差，图样上应注明这一要求和允许压差值。 4.7.2 耐压试验压力 4.7.2.1 耐压试验压力的最低值按 4.7.2.2 和 4.7.2.3 的规定。如果采用大于 4.7.2.2.1 或者采用大于 9 GB 150.1—2010 4.7.2.2.2 所规定的试验压力，则试验压力的上限应满足 4.7.3 应力校核的限制。 4.7.2.2 内压容器 4.7.2.2.1 液压试验： [ ] [ ]tT 25.1 σ σpp = ·······························（4-3） 4.7.2.2.2 气压试验： [ ] [ ]tT 1.1 σ σpp = ·······························（4-4） 注 1、容器铭牌上规定有最大允许工作压力（见附录 B）时，公式中应以最大允许工作压力代替设计压力 P。 2、容器各元件（圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，应取各元件材料的[σ]/ [σ]t比值中最小者。 4.7.2.3 外压容器和真空容器 液压试验： ·······························（4-5） pp 25.1T = 气压试验： pp 1.1T = ·······························（4-6） 4.7.3 确定试验压力上限值的应力校核规定 如果采用大于 4.7.2.2.1 或者采用大于 4.7.2.2.2 所规定的试验压力，在压力试验前，应校核壳体 最大总体薄膜应力σT。 σT应满足下列条件： 液压试验时，σT≤0.9 ReLφ 气压试验时，σT≤0.8 ReLφ 式中： ReL：碳钢和低合金钢壳体材料在试验温度下的屈服强度（或 0.2%非比例延伸强度），MPa； 奥氏体不锈钢壳体材料在试验温度下的 1.0%非比例延伸强度，MPa； 其它金属制壳体材料在试验温度下的屈服强度（或 0.2%非比例延伸强度）， MPa。 对于圆筒壳： ( ) e eiT T 2δ δσ += Dp ·······························（4-7） 对于球壳： ( ) e eiT T 4δ δσ += Dp ·······························（4-8） 4.8 对不能按 4.7 的规定进行耐压试验的容器，设计单位应提出在确保容器安全运行的前提下免除 耐压试验所应采取的安全措施，经设计单位技术负责人批准后在图样上注明。 4.9 泄漏试验 10 GB 150.1—2010 4.9.1 泄漏试验包括气密性试验以及氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验等。 4.9.2 介质毒性程度为极度、高度危害或者不允许有微量泄漏的容器，应在耐压试验合格后进行 泄漏试验。 4.9.3 设计单位应当提出容器泄漏试验的方法和技术要求。 4.9.4 需进行泄漏试验时，试验压力、试验介质和相应的检验要求应在图样上和设计文件中注明。 4.9.5 气密性试验压力等于设计压力。 注：介质毒性程度的分级按《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定。 4.10 结构设计要求 4.10.1 对于钢制容器，焊接接头的结构设计参照GB 150.3 附录D的要求； 4.10.2 对于其他金属制容器，焊接接头的结构设计按引用标准的相应规定。 4.11 超压泄放装置 本部分适用范围内的压力容器，在预期的正常操作和非正常操作过程中有可能出现超压时，应 按附录 B 的要求设置超压泄放装置。 11 GB 150.1—2010 附 录 A （规范性附录） 符合性声明 A.1 本标准所有部分的制定遵循了国家颁布的压力容器安全法规所规定的安全基本要求，其设计 准则、材料要求、制造检验技术要求和验收标准均符合TSG R0004 《固定式压力容器安全技术监察 规程》的相应规定。本标准所有部分均为协调标准，即按本标准所有部分要求建造的固定式压力容 器可以满足TSG R0004《固定式压力容器安全技术监察规程》的安全基本要求。 12 GB 150.1—2010 附 录 B （规范性附录） 超压泄放装置 B1 范围 B1.1 凡属本标准管辖范围内的容器，在操作过程中有可能出现超压时，应按本附录的要求配备超 压泄放装置（以下简称“泄放装置”）。 B1.2 本附录适用于安装在容器上的泄放装置，包括安全阀、爆破片安全装置、安全阀与爆破片安 全装置的组合装置。 B1.3 本附录不适用于操作过程中可能产生压力剧增，反应速度达到爆轰状态的容器。 注：爆轰（detonation）: 物质的燃烧速度极快，达到 1 000m/s 以上时，产生与通常的燃爆根本不同的现象， 该现象称为爆轰。 B2 定义 B2.1 最大允许工作压力 系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。该压力是根据 容器各部分壳体的有效厚度计算所得，且取最小值。 B2.2 整定压力 系指安全阀在运行条件下开始开启的预定压力，是在阀门进口处测量的表压力。 B2.3 爆破压力 在设定的爆破温度下，爆破片动作时两侧的压力差值。 B2.4 设计爆破压力 系指容器在设定的爆破温度下爆破片的设定爆破压力值。 B2.5 标定爆破压力 系指标注在爆破片铭牌上的，在规定的设计（或许可试验）爆破温度下，同 一批次爆破片抽样爆破试验时，实测爆破压力的算术平均值。 B3 一般规定 B3.1 容器超压限度及泄放装置的动作压力 B3.1.1 容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始压力。需要时，可 用容器的最大允许工作压力作为容器超压限度的起始压力。 B3.1.2 动作压力系指安全阀的整定压力或爆破片的设计爆破压力。 B3.1.3 当容器上仅安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力或不大于最高允 许工作压力，且该泄放装置应能防止容器的超压不大于设计压力的 10%或 20kPa中的较大值。 B3.1.4 当容器上安装多个泄放装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于设计压力，其他泄 放装置的动作压力可提高，但不得超过设计压力的 105%，且该泄放装置应能防止容器的超压不大 于设计压力的 16%或 30kPa中的较大值。 B3.1.5 当容器在遇到火灾或接近不能预料的外来热源而可能酿成危险时，应安装辅助的泄放装 置，其动作压力不能超过容器设计压力的 110%，辅助泄放装置应能防止容器的超压不大于设计压 力的 21%。若同时要求其超压满足B3.1.3，则辅助泄放装置的动作压力应不大于设计压力。 B3.2 有以下情况之一者，可看成是一个容器，只需在危险的空间（容器或管道上）设置一个泄放 13 GB 150.1—2010 装置，但在计算泄放装置的泄放量时，应把容器间的连接管道包括在内。 a） 与压力源相连接的、本身不产生压力的压力容器，该容器的设计压力达到了压力源的设计 压力时； b） 多个压力容器的设计压力相同或稍有差异，容器间采用足够大的管道连接，且中间无阀门 隔断时。 B3.3 容器内的压力若有可能小于大气压力，而该容器不能承受此负压条件时，应装设防负压的泄 放装置。 B3.4 换热器或相似容器应配备有足够排量的泄放装置，以避免由于内部破坏所引起的过压。 B3.5 安全阀为重闭式泄放装置，爆破片安全装置为非重闭式泄放装置。安全阀经调试后开启压力 达到预定值后，可多次使用，且安全阀每次开启只泄放超压部分的介质，而绝大部分介质将保留在 容器内，故当容器需要安装泄放装置且没有特殊要求时，优先选用安全阀。 B3.6 符合下列条件之一者，必须采用爆破片安全装置或其与安全阀的组合装置： a） 压力快速增长； b） 对密封有更高要求； c） 容器内物料会导致安全阀失效； d） 安全阀不能适用的其他情况。 B3.7 为了最大限度减少安全阀动作时通过阀门的贵重的、有毒的或其他危害性物料的泄漏而造成 损失，或为了防止来自泄放管线的腐蚀性气体进入安全阀内部，可以把安全阀与爆破片安全装置串 联组合使用。 B3.8 属于下列情况之一的容器，可设置一个或多个爆破片安全装置与安全阀并联使用： a） 防止在异常工况下压力迅速升高的； b） 作为辅助泄放装置，考虑在有可能遇到火灾或接近不能预料的外来热源需要增加泄放面积 的。 B4 容器安全泄放量的计算 B4.1 符号 Ar —— 容器受热面积，单位为平方毫米（mm2）； 半球形封头的卧式容器Ar=3.14DoL； 椭圆形封头的卧式容器Ar=3.14Do（L+ 0.3Do）； 立式容器Ar=3.14Doh1； 球形容器Ar=1.57D 或从地面起到 7.5m高度以下所包括的外表面积，取两者中较大值； 20 Do —— 容器外直径，单位为米（m）； d —— 容器进料管内直径，单位为毫米（mm）； F —— 系数， 容器置于地面以下用砂土覆盖时，F=0.3； 容器置于地面上时，F=1.0； 容器置于大于 10L/m2·min喷淋装置下时，F=0.6； H —— 输入热量，单位为千焦每小时（kJ/h）； h1 —— 容器最高液位，单位为米（m）； 14 GB 150.1—2010 L —— 容器总长，单位为米（m）； q —— 在泄放压力下，液体的汽化潜热，单位为千焦每千克（kJ/kg）； υ —— 容器进料管内的流速，单位为米每秒（m/s）； t —— 泄放压力下介质的饱和温度，单位为摄氏度（℃）； Ws—— 容器的安全泄放量，单位为千克每小时（kg/h）； δ —— 容器保温层厚度，单位为米（m）； λ —— 650℃下绝热材料的导热系数，单位为千焦每米小时摄氏度（kJ/m·h·℃）； ρ —— 泄放温度下的介质密度，单位为千克每立方米（kg / m3）； B4.2 盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量 a） 对压缩机贮气罐和蒸汽罐等容器的安全泄放量，分别取该压缩机和蒸汽发生器的最大产气 （汽）量； b） 气体贮罐等的安全泄放量，按下式计算： 3 2s 2.83 10W pvd−= × ·······························（B-l） B4.3 换热设备等产生蒸汽时，安全泄放量按下式计算： s /W H p= ······························（B-2） B4.4 盛装液化气体的容器安全泄放量 B4.4.1 介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾的环境下工作的非易燃液化气体 a） 无绝热保温层时，安全泄放量按下式计算： 5 0.8r s 2.55 10 FAW q ×= 2 ······························（B-3） b） 有完善的绝热保温层时，安全泄放量按下式计算： ( ) 0.82r s 2.61 650 t A W q λ δ × −= ······························（B-4） B4.4.2 介质为非易燃液化气体的容器，置于无火灾危险的环境下工作时，安全泄放量可根据有无 保温层，分别参照式（B3）或式（B4）计算，取不低于计算值的 30%。 B4.5 因化学反应使气体体积增大的容器，其安全泄放量应根据容器内化学反应可能生成的最大气 量及反应时间来确定。 B5 安全阀 B5.1 安全阀适用于清洁、无固体颗粒、不太粘稠的介质。 B5.2 安全阀不能用于介质快速升压的场合，也不能用于阀座与阀瓣密封面可能被粘连或生成结晶 体的场合。 B5.3 安全阀不宜单独用于高度以上毒性或易爆介质的场合，除非是和爆破片安全装置串联使用。 B5.4 安全阀的型式通常采用直接载荷弹簧式安全阀，有全启式和微启式安全阀。若采用先导式安 全阀，则必须做到即使导阀失灵时，主阀仍能在规定的整定压力下，自行开启并排放出其额定泄放 15 GB 150.1—2010 量。 B5.5 全启式安全阀适用于泄放气体、蒸汽，微启式安全阀一般适用于泄放液体介质。 B5.6 用于液体的安全阀出口管公称直径至少为 15mm。 B6 爆破片安全装置 B6.1 爆破片安全装置不能单独用于高度以上毒性、易爆介质和液化石油气等，而只能和安全阀串 联使用。 B6.1 爆破片安全装置为非重闭式泄放装置，开启后容器内介质将被大量泄放，因此对其定期更换 要求较高。 B6.3 爆破片安全装置主要由爆破片和夹持器组成。常见的爆破片形式为正拱形、反拱形、平板形 及石墨爆破片。 B6.4 压力容器装有爆破片安全装置时，在爆破压力与压力容器的最高工作压力之间应留有一定的 压力空间，以防止由于疲劳或蠕变而使爆破片过早破裂，通常爆破压力与压力容器的最高工作压力 的关系应尽可能满足表B1。 表 B1 爆破压力与容器最高工作压力关系 MPa 爆破片型式 载荷性质 pbn 正拱普通型 静载荷 ≥1.43pw 正拱开缝型、正拱带槽型 静载荷 ≥1.25pw 正拱形 脉动载荷 ≥1.7pw 反拱形 静载荷、脉动载荷 ≥1.1pw 平板形 静载荷 ≥2.0pw 石墨爆破片 静载荷 ≥1.25pw 注：pw 为容器的最高工作压力，pb为爆破片的爆破压力，单位均为兆帕（MPa）； B6.5 爆破片安全装置用于液体时，应选择适合于全液相的爆破片安全装置，以确保爆破片爆破时 的静压力将膜片充分开启。 B6.6 爆破片安全装置的材料 B6.6.1 爆破片使用材料不受本标准材料部分牌号的限制，通常由供应商与用户协商确定。爆破片 材料与介质相容，爆破片常用材料及其最高使用温度见表B2。 表 B2 爆破片的最高使用温度 ℃ 爆破片材料 最高使用温度 铝 100 银 120 镍 400 奥氏体不锈钢 400 蒙乃尔 430 因科镍 480 哈氏合金 480 16 GB 150.1—2010 石墨 200 注：当爆破片表面覆盖密封膜或保护膜时，应考虑该材料对最高使用温度的影响。 B6.6.2 用于腐蚀介质或腐蚀环境，且有可能导致爆破片安全装置提前失效的，可采用在爆破片表 面进行电镀、喷涂或衬膜等防腐蚀处理措施，防止爆破片安全装置腐蚀失效。 B6.6.3 夹持器常用材料有碳钢、奥氏体不锈钢、蒙乃尔及因科镍等。材料性能必须符合相应标准 的要求。 B7 安全阀与爆破片安全装置的组合装置 B7.1 爆破片安全装置串联在安全阀入口侧 B7.1.1 爆破片安全装置串联在安全阀入口侧常见的情况有： a） 当容器内为高度以上毒性或易爆介质时，安全阀密封性能不够而泄漏时； b） 容器内介质压力为脉动压力，安全阀的弹簧刚度失效时； c） 容器内介质中还有固体杂质有可能损伤阀瓣密封面时； d） 容器内介质为腐蚀性较强，安全阀有可能遭腐蚀时； e） 容器内介质为液化气时，容器压力达到泄放装置的泄放压力，用安全阀可保护大部分介质 留在容器内。 B7.1.2 爆破片安全装置串联在安全阀入口侧时，爆破片爆破时不允许有碎片。爆破片安全装置与 安全阀之间的腔体应设置压力指示装置、排气口及合适的报警指示器，用以检查爆破片是否渗漏或 破裂，并及时排放腔体内蓄积的压力，避免因背压而影响爆破片的爆破压力。组合装置泄放量应以 安全阀额定泄放量乘以系数 0.9 或通过实测来确定。 B7.2 爆破片安全装置串联在安全阀出口侧 B7.2.1 爆破片安全装置串联在安全阀出口侧常见的情况有： a） 安全阀的出口侧环境腐蚀污染严重，有可能导致阀瓣-阀座密封面腐蚀粘连时； b） 安全阀的出口侧连接到泄放总管，唯恐其它泄放管线的介质压力对改变安全阀的背压力而 不能准确开启时。 B7.2.2 爆破片安全装置串联在安全阀出口侧时，安全阀应采用特殊结构型式（如平衡式波纹管安 全阀）用以防止安全阀与爆破片安全装置之间累积背压，保证安全阀能在整定压力下开启。同时， 也应在爆破片安全装置与安全阀之间的腔体设置排气口或排液口，以防止压力累积。 B7.3 安全阀与爆破片装置串联组合时，容器超压限度及泄放装置的动作压力应符合B3.2.1 的要求。 B7.4 爆破片安全装置与安全阀并联使用 B7.4.1 爆破片安全装置与安全阀并联使用常见的情况有： a） 反应容器内有可能产生快速升压的化学反应过程超压时，需设置爆破片安全装置，而在化 工操作过程中更可能有物理过程超压，所以还须要设置安全阀； b） 有的容器以安全阀为泄放装置，但有时会因温度过低，容器内的液体介质有可能使阀瓣冰 洁在阀座上而失效，故须要设置一个爆破片装置泄放超压介质。 B7.4.2 安全阀与爆破片装置并联组合时，容器超压的限度及泄放装置的动作压力应符合B3.2.2 要 求，其中安全阀的动作压力应不大于设计压力，爆破片的动作压力不得超过 1.05 倍设计压力。 B8 泄放装置泄放面积计算 17 GB 150.1—2010 B8.1 符号 A ——安全阀或爆破片的泄放面积，单位为平方毫米（mm2）； A0 ——安全阀流道面积或爆破片的最小净流通面积，单位为平方毫米（mm2）； 对于全启式安全阀，即h≥ 4 1 dt时，A0 =0.785d ； 2t 对于微启式安全阀，即h≥（ 40 1 ~ 20 1 ）dt时，平面型密封面A0 =3.14dvh；锥面型密封 面A0 =3.14dthsinφ； 其中，dt ——阀座喉部直径，单位为毫米（mm）； dv ——阀座口径，单位为毫米（mm）； h ——阀瓣开启高度，单位为毫米（mm）； φ——锥形密封面的半锥角，单位为度（°）； C ——气体特性系数，可查表B3 或按下式求取； C=520 1 1 ) 1 2( − + + k k k k Cˊ—— 水蒸汽特性系数，蒸汽压力小于 11 MPa 的饱和水蒸汽，Cˊ≈1；过热水蒸汽 Cˊ随 过热温度增加而减小，查表 B4； K —— 泄放装置的泄放系数； 对于安全阀，K 取额定泄放系数（额定泄放系数通常由安全阀制造厂提供）； 对于爆破片，当满足 a）~d）条件时： a） 直接向大气排放； b） 爆破片安全装置离容器本体的距离不超过 8 倍管径； c） 爆破片安全装置泄放管长度不超过 5 倍管径； d） 爆破片安全装置上、下游接管