各国压力容器规范(科技标委)介绍课件

ASME和各有关国家压力容器规范(标准)的简要介绍

（和设计有关的问题）华东理工大学

丁伯民全国高科技教工标准化专业委员会国家标准化继续教育网2010.10.15～17，无锡ASME和各有关国家压力容器规范(标准)的简要介绍

（和设计1各国压力容器标准体系主要是三大体系，ASME，EN13445和гостASME系统:亚太、北美地区，GB150、JB4732和JIS标准主要参照ASME规范EN13445系统:欧洲大陆地区，主要参照BS5500(现改为PD5500)，CODAP和AD规范гост系统:俄罗斯及原东欧国家，现国内很少关心20世纪末欧共体提出PED(承压设备指令)并统一成EN13445后，形成欧美体系的竞争，所以ASME(特别是Ⅷ-2)和EN有相互靠近的趋势各国压力容器标准体系主要是三大体系，ASME，EN2ASME规范体系是美国机械工程师学会(ASME)的行业标准，只有在地方政府的安全监察部门以法律形式认可情况下才能成为法定控制产品质量的技术法规。未提及容器分类ASME规范的卷、版本、增补、条款解释、规范案例、例题ASME锅炉及压力容器规范共12卷，包括锅炉、压力容器(移动式和固定式)核容器、各种材料、无损检测、焊接和钎接评定等，一切锅炉和压力容器的建造(包括材料、设计、制造、检验、试验、检查、认证和泄压等)工作，都可以在ASME规范范围内解决和国内标准的编写习惯略有不同ASME规范体系是美国机械工程师学会(ASME)3ASMEⅧ压力容器规范体系(1)ASME压力容器規范是压力容器的建造規则規范制定了强制性要求、特殊禁用規定以及非强制性指南是包括多种制造方法、多种材料容器的建造规则ASMEⅧ-1、Ⅷ-2是包括立式或卧式容器、换热器、膨胀节等在内各种压力容器的建造规则Ⅷ-1、Ⅷ-2、Ⅷ-3共三册各适用于不同的对象关于计算机和有限元的使用，设计用线算图和曲线拟合公式GB150、JB4732实际上主要引自ASMEⅧ-1和Ⅷ-2，但由于各种原因(国内具体情况，技术政策，也包括某些误引和漏引)而造成某些区别ASMEⅧ压力容器规范体系(1)ASME压力容器規范是压4

ASMEⅧ压力容器规范体系(2)用户、制造厂、AI三方，设计不作为独立一方，由制造厂负责完成，所以只有制造厂才能取证用户提交用户设计说明书给制造厂制造厂(或委讬其它单位)提出设计计算书，施工图，制造完成后提出制造厂数据报告、制造厂建造记录和竣工图并在容器上盖钢印等，对容器因质量而可能引起的后果承担责任由保险公司聘用的AI跟踪各环节，对用户设计说明书、制造厂设计报告、制造厂数据报告等予以证明，并在各制造环节中实施检验。对容器因质量而可能引起的后果不承担任何责任ASMEⅧ压力容器规范体系(2)用户、制造厂、AI三5ASMEⅧ-1前言規范制定了强制性要求、特殊禁用規定以及非强制性指南。规范没有提及建造工作的所有方面，对于没有特别提及的方面不宜认为它是被禁用的。当规范公式是强制性时，应按照规范公式进行计算。规范既不要求，也不禁止使用计算机对按规范建造的部件进行分析或设计。但是，提请采用计算机程序进行设计和分析的设计师们注意的是，他们要对所采用的程序中固有的一切技术上的假定负责，且要对设计上使用这些程序负责。所制定的规则不能理解为以任何形式限制制造厂自行选择符合规范规则的任何设计方法或任何结构型式某一特定部件是否符合规范规则的问题或争议应提交给ASME的持证人(制造厂)ASMEⅧ-1前言規范制定了强制性要求、特殊6

GB150的体系(1)

含GB151，JB4732等以《压力容器安全技术监察规程》为框架的具体执行标准(现改为《简单压力容器安全技术监察规程》、《固定式容器安全技术监察规程》)，按容器的潛在危险程度分为三类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类)还涉及一系列其它标准:GB151，JB4732，GB16749，JB/T4710，JB/T4731，JB/T4735和铝制、钛制、铜制、镍和镍合金制容器等，并和钢制压力容器焊接工艺评定、钢制压力容器焊接规程、承压设备无损检测等标准配套使用GB150的体系(1)

7GB150的体系(2)

含GB151，JB4732等不定期出版和修改(GB150已在修改，虽拟改为固定式压力容器，但实际上涉及钢制以外的容器还要按照其它引用标准)设计、制造都作为独立方，应分别取证，都应接受特种设备安全监察机构的监察用户或设计委讬方向设计单位提出设计条件GB150明确要求疲劳分析的容器不属于该标准的范围，JB4732则明确为分析设计标准GB150的体系(2)

8EN13445标准的体系(1)是为贯彻97/23/EC《承压设备指令》(PED)而制订的协调标准因另有和无缝焊接气瓶、简单压力容器指令等相配套的各种气瓶、简单压力容器标准，所以EN13445就不包括各种气瓶、简单压力容器适用于碳钢、低合金钢和奥氏体不锈钢，在第6篇中包括了球墨铸铁压力容器及其元件的补充要求，在第8篇中包括了铝和铝合金压力容器及其元件的补充要求除常用元件外，还包括了各类管壳式換热器和膨胀节以及卧式容器、塔式容器的设计内容EN13445标准的体系(1)是为贯彻97/23/9EN13445标准的体系(2)PED将压力容器分根据流体组别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类(或称风险级别)EN13445仅一册，对于常用元件，在设计部分的正文中采用了按公式设计的方法，如有需要，可进行简化或详细的疲劳分析;对于结构、载荷复杂或形状允差超标的元件，在其附录B和C中列出了直接法和基于应力分类的分析设计方法(和ASMEⅧ-2体系相同)EN13445标准的体系(2)PED将压力容器分根10ASMEⅧ概况建造规范(包括材料、设计、制造、检验、试验、认证和泄压在内的全面考虑)，现包括英制和公制Ⅷ-11914～2010容器建造规则U证Ⅷ-21968～2010压力容器建造另一规则U2证Ⅷ-31997～2010高压容器建造规则U3证三年一个版本，每年一个增补，规范案例（每年4次），半年一个条款解释ASMEⅧ概况建造规范(包括材料、设计、制造、11ASMEⅧ-1特点和主要内容

(1)引言U适用范围和总则●A分卷通用要求，是适用于全册的要求

UG●B分卷与制造方法有关的要求UW，UF，UB●C分卷与各类材料有关的要求UCS，UNF，UHA，UCI，UCL，UCD，UHT，ULW，ULT，UHX，UIG(2009A新增，不透性石墨建造压力容器的要求)ASMEⅧ-1特点和主要内容(1)引言U适用12ASMEⅧ-1特点和主要内容

(2)强制性附录37(08A增加35)(09A增加36-40)●非强制性附录25(08A增加KK和LL)(09A增加MM)●相关的卷Ⅱ卷材料A篇铁基材料， B篇非铁基材料C篇焊条、焊丝及填充金属材料D篇性能(英制、公制)Ⅴ卷无损检测Ⅸ卷焊接和钎焊评定ASMEⅧ-1特点和主要内容(2)强制性附录37(013我国标准的主要特点和主要内容GB150实际上是钢制压力容器有关元件的设计内容，涉及到其它材料(如铝制、铜制、钛制、镍制等)，其它容器(如換热器、立式容器、卧式容器、球形储罐等)还有其它相应标准，虽然也列有制造、检验与验收的有关规定，但实际上还需要钢制压力容器焊接工艺评定、钢制压力容器焊接规程、承压设备无损检测等配套标准才具有可操作性，在材料方面，更需要和有关的板材、管材、棒材、锻件、铸件等，以及优质碳素结构钢、碳素结构钢、合金结构钢等标准配合另有JB4732—分析设计标准配套我国标准的主要特点和主要内容GB150实际上是钢制压力容器14EN13445的主要特点和主要内容仅一册，包括总论，材料，设计，制造，检验和试验，由球墨铸铁压力容器及承压元件的设计和制造要求等6篇，每篇在必要时都列有详细附录2007版起的ASMEⅧ-2以及修订中的GB150《固定式压力容器》和EN13445在形式上有逐渐靠近的趋向(ASMEⅧ-2按总的要求，责任和任务，材料要求，按规则设计要求，按分析设计要求，制造要求，检验与检测要求，压力试验要求，压力容器超压保护等九部分划分。GB150按通用要求，材料，设计，制造、检验与验收要求四部分划分)EN13445的主要特点和主要内容仅一册，包括总论，材料，15设计参数和有关的问题(1)所考虑的失效准则和强度理论弹性，弹-塑性，塑性，安定性，稳定性(线性弹性，非线性弹性，塑性)，膨胀节部分也包括疲劳，最大主应力理论●设计压力(独立容器，组合容器—独用元件、公用元件，按独立容器设计，按压差设计)UG-21，UG-99，UG-19,附录3-2设计参数和有关的问题(1)所考虑的失效准则和强度理论16设计参数和有关的问题(2)最大许用工作压力，由计算求得的试验压力UG-99，UG-98，附录3-2，附录KK(二者都指成品容器，区别仅在于腐蚀裕量、所用许用应力的对应温度以及所涉及的载荷)●

设计温度(最高、最低MDMT)UG-20，UCS-66●

腐蚀裕量，材料壁厚负偏差及制造减薄量UG-25，UG-16，UG-32注18●

压力试验，试验压力（最大许用工作压力，设计压力，计算得的试验压力），试验温度，试验压力上限(内压容器，真空容器，独立容器，组合容器—其公用元件按独立容器设计、按压差设计)UG-99，UG-100，气压试验时的注意点(UW-50)设计参数和有关的问题(2)最大许用工作压力，由计算求得的试17设计参数和有关的问题(3)独立容器:内压PT=1.3PS/ST(原理分析)真空PT=1.3P(原理分析)组合容器:组合容器的独用元件或组合容器按独立容器设计时：和独立容器压力试验相同组合容器举例设计参数和有关的问题(3)独立容器:内压PT=18设计参数和有关的问题(4)组合容器(不按独立容器设计时)的公用元件：ΔP<max(P1，P2)，即P1、P2同号时[UG-99(e)(2)]:先内筒PT=1.3(P2-P1)S/ST再两侧同时P1侧:PT=1.3P1S/ST

P2侧:PT=1.3P2S/ST此时要控制两室压差不超过内筒的试验压力值

ΔP>max(P1，P2)，即P1、P2异号时[UG-99(e)(1)]:先内筒PT=1.3P1(按真空容器，内压方式)再夹套PT=max[1.3P2S/ST，(P2-P1)S/ST]其中比值S/ST为构成该容器各元件(10:一般情况下不包括螺栓)中的最小值设计参数和有关的问题(4)组合容器(不按独立容器设计19设计参数和有关的问题(5)上述压力试验的规定是规范要求的最小值，也可协商后由计算得的试验压力试验规范不规定液压试验的试验压力上限，但当超过规定值使容器出现明显的塑性变形(permanentdistortion)时，检验师有权拒收设计参数和有关的问题(5)上述压力试验的规定是规范要求20GB150压力试验(1)内压、外压、真空容器，外压容器和真空容器以内压进行试验内压容器:PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t，其中，〔σ〕/〔σ〕t应取各元件材料的比值中最小者(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等)(新容规已不包括紧固件)外压容器和真空容器:PT=1.25P要求试验前校核圆筒应力，以不超过0.9倍屈服强度为满足GB150压力试验(1)内压、外压、真空容器，21

GB150压力试验(2)如内容器为常压或低压，夹套有压力(0.8MPa)，则把内容器视为外压容器，按PT==1.25P2〔σ〕/〔σ〕t

试验，则按常压设计的封头和法兰承受不了，如封头和法兰按P2(0.8MPa)设计，则大大增加了成本如内容器为真空，夹套为0.2MPa，则内容器带夹套部分设计压力为0.3MPa。内容器如按真空容器PT=1.25P1试内压，为0.125MPa，夹套按内压容器试压，为0.25MPa，试压结果尚达不到0.3MPa的设计压力(GB150称为外压容器)GB150压力试验(2)如内容器为常压或低压22GB150压力试验(3)PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t中的P也可用最大许用工作压力，但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(未提及受压范围内的任何零件，也未提及除压力外的其它各种载荷)GB150压力试验(3)PT=1.25P〔σ〕23

EN13445压力试验对检测组别1、2和3的内压容器，液压和气压试验压力都取，其中Pd、Td为最大载荷时的设计压力和温度，Ps为最大许用压力，由制造厂确定。为不包括螺栓在内各元件的最小比值规定。在气压试验时应采取严格的安全措施或对所有接头采取100%无损检测，但在其许用应力的规定中，区分操作状态和压力试验状态各取不同的值。当带夹套的内容器为真空或部分容器时，取项代替对于组合容器，其试压规定和ASMEⅧ-1基本相同(系数不同)EN13445压力试验对检测组别1、2和3的内24焊接接头分类(1)分类目的:确定焊缝结构型式，探伤程度，焊接接头系数分类的出发点:按接头所在位置，即接头所承受的最大应力，不是按接头结构型式(UW-3)焊接接头类别(A、B、C、D类)。按连接处能否由板壳理论简单地求出应力而划为A、B和C、D类焊缝结构型式(1～8型)(表UW-12)焊接接头分类(1)分类目的:确定焊缝结构型式，探25焊接接头分类(2)A类:圆筒、锥壳的纵向和螺旋形接头，球壳、成型封头或平板上任意方向的拼接接头，连接球壳和圆筒等壳体的环向接头（即承受最大主应力的接头）B类:壳体或变径段上的环向接头，连接各成型封头(球壳除外)至壳体的环向接头(即承受第二主应力的接头C类:连接法兰、管板或平盖至壳体的接头，连接矩形截面容器各侧板的接头，可以是对接或角接（有一件涉及平板时）D类:连接接管与壳体或矩形截面容器的接头，可以是对接或角接(都是壳体或矩形截面容器时)焊接接头分类(2)A类:圆筒、锥壳的纵向和螺旋形26焊接接头分类

(3)焊接接头分类(3)27焊接接头分类

(4)A、B类除个别者外(如锥壳对圆筒的连接)都是对接或搭接C、D类可以是对接（搭接）或角接，所以对C、D类应写明是对接还是角接封闭旋压孔的对接焊缝不分类，也不计及接头系数焊接接头分类(4)A、B类除个别者外(如28GB150焊接接头分类(1)参照ASMEⅧ-1的A、B、C、D名词，但不同(实际上仍按对接或角接划分)RT、UT者(即对接者)为A、B类，A为受第一主应力，B为受第二主应力MT、PT者(即角接者)为C、D类，C为二连接件中有板者，D为二连接件都为壳者但:嵌入式接管与壳体的对接因要RT、UT检测，所以不划为D类而改划为A类;多层包扎容器层板的纵向接头因不能RT、UT，所以不划为A类而改划为C类对平板或管板的拼接接头，平板或管板对圆筒的对接接头，矩形截面容器侧板的拼接等接头漏划修改后拟参照Ⅷ-2增加E类接头(非受压件对受压件的连接接头)GB150焊接接头分类(1)参照ASMEⅧ-1的A、29GB150焊接接头分类(2)GB150焊接接头分类(2)30EN13445焊接接头分类划分为9个组别M圆筒和锥壳的纵缝，球壳和成型封头的拼缝C圆筒和锥壳的环缝，成型封头对壳体的接缝E平封头对壳体的接缝TS管板对壳体的焊接接头T管子对管板的焊接接头S插入式连接件的焊接接头F法兰对接管的焊接接头N各种接管对元件的焊接接头B波纹管的环向焊缝EN13445焊接接头分类划分为9个组别31焊接接头使用限制举例充装致死物料时，除換热管等外，所有A类应为(1)型，所有B类或C类对接应为(1)型或(2)型当UCS篇材料容器在UCS-68指定的温度下运行或UHA篇材料要求作冲击试验时，所有A类应为(1)型，所有B类应为(1)型或(2)型，所有C类、D类应为贯穿整个接头截面的全焊透(对接或角接)(UW-2)焊接接头使用限制举例充装致死物料时，除換热管等外，所有32焊接接头的检测要求举例(1)全部射线检测:储存致死物料容器的所有对接焊缝，公称厚度超过38mm的所有对接焊缝，按表UW-12中(a)栏(即全部检测)选用焊接接头系数的A类和D类对接焊缝，气压试验容器的所有对接焊缝(角焊缝厚度大干6mm时全部磁粉或液体渗透检测)(UW-50)抽样射线检测:除UW-11(a)(5)(b)要求者外，按表UW-12中(b)栏(即抽样检测)选用焊接接头系数的A类和D类对接焊缝(每一容器中每15m或其余不足15m者作一处检测)不作射线检测:仅按外压设计或按表UW-12中(c)栏(即不作检测)选用焊接接头系数的A类和D类对接焊缝焊接接头的检测要求举例(1)全部射线检测:储存致死物料容33焊接接头检测要求举例(2)射线或超声波检测:某些方法焊接的焊缝[UW-11(d)、(e)、(f)]按超声波检测，容器使最终封闭焊缝无法进行射线检测时，可以超声波检测代替，缺少适当的射线检测设备而用超声波检测是不允许的[UW-11(a)(7)]规范标志：全部射线检测者，标志为RT1；如A类接头拟取为1.0，因而对和A类相交的B类和C类对接接头作抽样检测者，标志为RT2；抽样射线检测者，标志为RT3；只有容器的部分接头满足规范要求的检测规定，或标志RT1、RT2、RT3都不合适时，标志为RT4[UG-116(e)]焊接接头检测要求举例(2)射线或超声波检测:某些方法34焊接接头检测要求举例

GB150(1)全部射线或超声检测:钢材厚度超过一定值者，气压试验者，盛装极度或高度危害介质者，多层包扎容器内筒的纵缝，套合容器各层的纵缝等局部射线或超声检测:除规定全部检测外的接头，但以下部位应全部检测：焊缝交叉部位，先拼板后成形凸形封头上的所有接头，被补强圈、支座、垫板、内件等覆盖的接头，以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的接头，嵌入式接管与圆筒或封头的对接接头等。检测长度不少于各接头长度的20%，且不小于250mm除个别者外不允许不作检测焊接接头检测要求举例

35焊接接头检测要求举例

GB150(2)磁粉或渗透检测基本同要求100%射线和超声检测的角接接头，但对材料强度较高多层包扎容器各层板的纵缝、堆焊表面、复合钢板复合层的接头等也要求100%检测，未提及气压试验容器中角接接头的检测要求未提及射线或超声检测的规定，但《容规》第86条有规定，倾向性意见是，尽量采用射线检测(新容规4.5.3.1条取消了99版容规中关于“壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测”的规定，不再重射线轻超声)《容规》第85条(新容规4.5.3.2.2条)还补充了要求全部射线或超声检测的对接接头焊接接头检测要求举例

36EN13445对焊接接头的检测要求根据材料组别、接头所在处元件厚度、容器的操作条件、焊接方法等对无损检测规定为100%，25%，10%和0%四种级别，并由所规定的检测程度，规定了相应的检测方法(RT，UT，MT或PT)，用详细的列表表示了焊接接头系数(1.0，0.85，0.7)EN13445-5表6.6.1-1，表6.6.2-1)EN13445对焊接接头的检测要求根据材料组别、接头所在处37

焊接接头系数的选用(1)指用于设计公式中的(即承受最大主应力的对接，搭接)接头由接头结构型式、探伤程度按表UW-12查取对按表UW-12(a)栏(即100%检测者)查取E值的A类和D类对接接头[包括无缝管，相当于带(1)型焊缝并100%检测者]，要求:连接容器筒节或封头的A类和B类焊缝应是(1)型或(2)型;与容器A类焊缝相交的B类或C类对接焊缝至少要抽样检测，如不满足，则只能按表UW-12(b)栏查取[UW-11(a)(5)]承受压缩应力时，取E=1.0焊接接头系数的选用(1)指用于设计公式中的(即承受最38焊接接头系数的选用(2)此处无缝段包括有缝(1型)并100%检测者焊接接头系数的选用(2)此处无缝段包括有缝(1型39

焊接接头系数的选用

GB150双面焊对接、或相当于双面焊的全焊透对接(指用氩弧焊打底的单面焊)接头100%检测:1.0，局部检测:0.85单面焊对接接头(有金属垫板)100%检测:0.9，局部检测:0.8未提及受压缩应力时的取值焊接接头系数的选用

40角接接头结构和强度校核开孔接管的角接接头结构以图形及详细尺寸的方式规定，凡全焊透者不必作强度校核，非全焊透者应对各强度途径进行校核(图UW-16.1起，UG-41)凡不符合图形及规定尺寸者，其填角焊缝强度需予校核[UW-18(d)]角接接头结构和强度校核开孔接管的角接接头结构以图形及详细41角接接头结构和强度校核

GB150在附录J中参照ASMEⅧ-1列出了焊接结构，但未提及如未按这些结构尺寸时要否校核，如何校核《容规》第52条仅规定在对角焊缝进行强度验算后，应将强度验算结果列入技术文件，但未提及如何验算(新容规未列入此内容)角接接头结构和强度校核

42角接接头结构和强度校核

EN13445在设计篇的规定性附录A中对各类接头都规定了详细的结构尺寸和适用的无损检测级别角接接头结构和强度校核

43材料（1）适用范围UG-4，UG-23(c)，UCS-5受压元件材料应是各分册相应规定者因包括铸铁，故在涉及塑性失效准则时应予注意(例如法兰，換热器等)含碳量超过0.35%的碳钢和低合金钢不得用于焊接结构或采用氧气切割下料

安全系数和许用应力Ⅱ卷D篇

nb=3.5，ns=1.5，螺栓:ns≥2.5焊管许用应力中已引入焊接接头系数0.85（UG-53i)材料（1）适用范围UG-444材料（2）关于16MnR:规范案例2506允许在同时满足下列条件时采用我国GB665416MnR制造ASMEⅧ-1的容器：(1)许用应力仅为我国规定值的85%，并降低高温的上限（2）只能用于内压元件，不只能用于外压元件(3)应进行单独的焊接工艺和焊工技能评定(4)考虑焊后热处理时，应视作为P-No.1材料(5)考虑冲击试验要求时，应视为曲线A的材料材料（2）关于16MnR:45材料（3）(6)应满足ASMEⅧ-1中UCS篇的其它一切要求(7)应在制造厂数据报告中列出本案例号08A:在表UCS-23中已补充了SA/GB6654标准号，型号16MnR，但我国GB6654已被GB713取代，16MnR已被Q345R取代，且拟修改的容规取nb=2.7，ns=1.5近日在网上見到CodeCase2642已接纳了GB713的Q345R，但未见具体内容材料（3）(6)应满足AS46低温操作和防脆断措施(1)进展及总体思想除各材料标准为防止脆性断裂而规定了CVN值外，对低温操作还另有要求89年前根据使用经验定义-30℃下为低温容器，以夏比V冲击功作为判别指标，不尽合理89年起采用断裂力学原理判断，(Ⅷ-2在1968年第一版就列入)需要时采取防脆断措施，形式上仍作V夏比冲击试验并作为判别指标(以下主要介绍碳钢和低合金钢)低温操作和防脆断措施(1)进展及总体思想47低温操作和防脆断措施(2)冲击功的示意低温操作和防脆断措施(2)冲击功的示意48低温操作和防脆断措施

(3)采取防脆断措施的界定(MDMT)UCS-66，UCS-67由设计条件的MDMT，材料类别，元件控制厚度，应力水平，进行判别，已作成判别图形，如MDMT、控制厚度t的组合位于相应材料线下方，说明有可能脆断而必须采取防脆断措施(图UCS-66)，可见，对碳钢和低合金钢，有些厚材在48℃已有可能发生脆断，有些薄材在-48℃还不致发生脆断螺柱和螺母直接由材料和直径列出免除冲击试验的温度UG-20(f)节的免除(低强度钢对经验法的部分保留)焊缝和热影响区的判别要求较元件为严低温操作和防脆断措施(3)采取防脆断措施的界定(MD49低温操作和防脆断措施

(4)穿透性Ⅰ型(张开)示意低温操作和防脆断措施(4)穿透性Ⅰ型(张开)示意50低温操作和防脆断措施

(5)低温操作和防脆断措施(5)51低温操作和防脆断措施

(6)防脆断措施和冲击试验温度，如经判别需冲击，则在该MDMT下冲击KⅠC值和CVN值的数量关系(可见ASMEⅧ-3附录D-600)，形式上仍用在MDMT时的CVN值判别温度的调整[低应力状态(图UCS-66.1)，规范规定以外的焊后热处理UCS-68(c)，某些中低強度钢在一定条件下按经验法的免除UG-20(f)]冲击试验温度的调整[可以做标准尺寸试样而做了小尺寸试样时温度的调低（表UG-84.2)，静载荷和动载荷对低强度钢因KⅠC值区别，温度的调高(表UG-84.4)]低温操作和防脆断措施(6)防脆断措施和冲击试验温52低温操作和防脆断措施

(7)低应力状态判别温度的调低低温操作和防脆断措施(7)低应力状态判别温度的调低53低温操作和防脆断措施

(8)判别和冲击试验温度调整的示意低温操作和防脆断措施(8)判别和冲击试验温度调整的示54低温操作和防脆断措施

(9)控制厚度(UCS-66)，为判别要否作冲击试验以及验收CVN合格与否的厚度，对于壳体的对接接头，为最厚焊接接头的公称厚度，对于角接接头，为相焊件中的较薄者，对于非焊接连接的平板或管板，为板厚的1/4(图UCS-66.3)冲击功(CVN)的合格值(标准尺寸试样)(图UG-84.1)，元件厚度只允许用小试样时(包括元件厚度足够制作标准试样而做了小试样时)其合格值按比例增加对高强度UCS和UHT材料，应按UHT-6进行试验，其合格指标为缺口对面的侧向膨胀值(图UHT-6.1)低温操作和防脆断措施(9)控制厚度(UCS-66)，55低温操作和防脆断措施

(10)对各MDMT有不同含义(1)设计条件给定的MDMT(包括低应力和经额外焊后热处理时的调整，即供判别要否冲击用试验的)如经调整或未调整的判别要求作冲击试验，则在该调整或未调整的温度下冲击(2)冲击试验的MDMT[指对上述(1)的调整，包括因小试样调低或低强度钢调高了的]，如不需冲击，也就不存在冲击试验的MDMT(3)各元件上述(1)MDMT中的最高值，为打在容器铭牌上和MAWP共存的MDMT，此值一般低于(1)的MDMT，但不可能高于它低温操作和防脆断措施(10)对各MDMT有不同含义56低温操作和防脆断措施

(11)控制厚度[UCS-66(a)]低温操作和防脆断措施(11)控制厚度[UCS-66(57低温操作和防脆断措施

(12)UCS材料的CVN合格值(和厚度、材料有关)低温操作和防脆断措施(12)UCS材料的CVN合格值58低温操作和防脆断措施

(13)高强度UCS材料和UHT材料缺口对面的侧向膨胀量合格值低温操作和防脆断措施(13)高强度UCS材料和UH59低温操作和防脆断措施

(14)高强度钢的侧向膨胀值低温操作和防脆断措施(14)高强度钢的侧向膨胀值60低温操作和防脆断措施

GB150(1)上世纪中期的经验判断法，-20℃以下为低温容器，材料V夏比冲击功和结构要满足附录C要求低温低应力工况的免除:元件虽低于-20℃但其环向应力≤标准屈服强度的1/6，且不大于50MPa，其MDMT+50℃后高于-20℃者，不属低温容器。但Rm值大于540MPa者不适用此免除条件采用10×10×55mm的标准试样，无法制备时，也可用厚为7.5mm或5mm的小试样，一般应不小于钢材厚度的80%（未提及可以制备时是否可作小试样及相应措施），其CVN合格值按规定值的比例缩减在元件的MDMT下冲击，但满足低应力工况条件，而MDMT+50℃后仍低于-20℃者，则在该温度冲击低温操作和防脆断措施

61

低温操作和防脆断措施

GB150(2)恐是和国外标准差距最大的内容，也是难以在短期内难以赶上的内容(不是对国外标准一抄就能了事的，必须要做大量的冲击试验)包括总体思想(经验法还是断裂力学评定法—综合考虑材料、温度、裂纹尺寸和应力水平)，低应力的调整，冲击试验和合格值基本上与厚度无关，统一划定低温容器(也就是脆断只和温度相关，和材料种类、厚度无关)。修改后的内容(网上征求意见稿)更引起新的问题低温操作和防脆断措施

62低温操作和防脆断措施(1)

EN13445总体思想和ASMEⅧ-1、Ⅷ-2相同，不是划定低温容器界限，而是由材料类别、元件厚度、操作温度、应力水平等判别材料会否发生脆断，并相应采取冲击试验列出了三种方法:(1)

以操作经验为基础的方法，适用于所有材料，但材料厚度仅限于现有经验可覆盖的范围(2)

以断裂力学为基础并结合实际操作经验的方法，但仅适用于屈服强度不超过460MPa的碳钢和低合金钢(3)

断裂力学分析的方法，当上述两种方法都不适用时低温操作和防脆断措施(1)

63低温操作和防脆断措施(2)

EN13445低温操作和防脆断措施(2)

64

内压圆筒、锥壳和封头(1)

圆筒、球壳和锥壳经调整的中径公式成型封头一般由转角区最大应力确定壁厚，薄壁封头还应由转角区弹性失稳和屈服压力确定封头最大许用压力碟形封头和椭圆形封头的当量替代(冷旋压封头)内压圆筒、锥壳和封头(1)

圆筒、球壳65

内压圆筒、锥壳和封头

(2)椭圆形封头:决定于过渡转角区的最大应力(引入系数K)，开孔补强时要考虑开孔所在地区，和碟形封头相同，薄壁时(ts/L＜0.002)也要按附录1-4（f）计及转角区的屈服和失稳(Ⅷ-2还提及两种封头在此处如有接管最易疲劳破坏)碟形和椭圆形封头的当量使用:r=0.17D，L=0.9D的碟形封头，可相当于2:1的椭圆形封头(旋压封头的使用)锥壳无折边时连接处的加强设计:仅无折边时才有需要，大、小端连接处所要求的加强截面积和能起加强作用的截面积计算(附录1-5，f1和f2中包括了附加轴向载荷，但不适用于出现净压缩)内压圆筒、锥壳和封头(2)椭圆形封头:决定于过渡转角区的66

内压圆筒、锥壳和封头

(3)内压斜锥壳设计:取α1、α2中之较大值和正锥壳同样设计[UG-36(g)]内、外压平封头设计(UG-34)内压圆筒、锥壳和封头(3)内压斜锥壳设计:取α1、α267圆形平板的应力分析圆形平板的应力分析68内压圆筒、锥壳和封头(5)平封头应力分析：不分内、外压，应力分布和周边支承条件有关(绝对固支，绝对简支)，径向和周向两向应力，有附加弯矩时另加(如法兰螺栓力矩)，弹性基础板(管板)平封头设计:用系数C表示周边支承条件的影响，将最大主应力(方向和位置都和支承条件有关)限于1.5SE以下得出厚度(焊接连接时)，由UG-34和相应的图形可确定系数C值，开孔时整体加厚平盖的设计[UG-39(d)]内压圆筒、锥壳和封头(5)平封头应力分析：不分内、外69

内压圆筒和封头

GB150圆筒、球壳和锥壳中径公式无折边锥壳和圆筒连接处的加强设计按照原ASMEⅧ-2的方法，且删去了横坐标pc/[σ]tΦ=0.001～0.002的部分(征求意见稿对此的补充)对成型封头，未定量计算过渡转角区的失稳和屈服，仅定出封头有效厚度，据计算，较ASME大很多并无一定结构的碟形封头可以当量代替标准椭圆形封头的规定并无斜锥壳设计内容(新版拟补充无折边的斜锥壳)内压圆筒和封头

GB70

内压圆筒和封头

EN13445圆筒、球壳和锥壳中径公式成型封头和ASMEⅧ-1基本相同，因球冠区应力较过渡转角区小，所以有不同厚度构成的封头碟形封头和椭圆形封头的当量替代(冷旋压封头)无折边锥壳和圆筒连接处的加强设计，原理和ASMEⅧ-1相同，仅表示方式不同内压斜锥壳设计，同ASMEⅧ-1内压圆筒和封头

EN171外压元件设计（1）失稳失效和强度失效，厚壁和薄壁的分界线性弹性失稳（比例限以下）、非线性弹性失稳（比例限至屈服点），非弹性失效(超过屈服点)（实为压缩强度失效）长圆筒和短圆筒：据理论结果并为统一而用图算法查A，为解决非线性弹性的弹性模量E值，再由图算法据A查B，由B算得[P]球壳：由理论算得Pcr，由Pcr定义符号B，据B由材料算图得系数A，由A查B，由B算得[P]外压元件设计（1）失稳失效和强度失效，厚壁和72外压元件设计（2）外压元件设计（2）73外压元件设计（3）EN13445对径厚比仅作到大于10外压元件设计（3）EN13445对径厚比仅作74外压元件设计（4）外压元件设计（4）75外压元件设计（5）锥壳：由理论结果換算成当量长度和厚度的圆筒成型封头：按球壳许用轴向压缩应力：同球壳的思路锥壳和圆筒连接处的加强：附录1-8，如为支撑线，带折边时，仅需刚度，无折边时，应考虑强度和刚度二者。如不作为支撑线，无折边时，仅考虑强度，带折边时，刚度和强度都不必考虑圆筒上的加强圈：UG-29，加强圈允许割断的弧长，图UG-29.2，注意防止侧向失穏斜锥壳：UG-33(f)(3)ASMEⅧ-2对此已全部改写外压元件设计（5）锥壳：由理论结果換算成当量76外压元件设计

GB150

GB150主要引自ASMEⅧ-1，但二者A～B

关系算图纵坐标的标尺不同，所用计算式和算图要匹配，不能混用(1)未明确A～B

关系算图右端点即为材料屈服点，致把厚薄壁分界由10改为20(2)列入了外压容器，外压容器设计压力，外压容器和真空容器以内压进行压力试验等，但无组合容器的上述内容(3)成型封头仅考虑球冠区的稳定性，未计及过渡区的强度(4)锥壳与圆筒连接处的加强未指明仅无折边才需要(5)有锥壳上设置加强圈时的设计，但可商榷(6)无斜锥壳设计(新版拟补充无折边的斜锥壳)外压元件设计

77EN13445的外压壳体设计(1)参照了原BS5500，和ASMEⅧ-2基本相同，可以在等厚度或不同厚度的锥壳上设置加强圈都采用弹性稳定理论求解，但在考虑非线弹性范围内的具体处理方法不同。由图查得失稳时的周向应变(即

A值)后，按材料在线弹性范围內的弹性模量求取圆筒的线弹性失穏压力Pm，再由材料的比例极限求取在线弹性范围内失穏压力的最高值Py，取比值Pm/Py表示在线弹失穏范围内圆筒失稳时离发生非线弹性失穏的程度，如＜1说明该件处于线性弹性失穏，＞1说明处于非线性弹性失穏，超过一定值后(对圆筒，此值约为7)该件已达屈服，而是压缩的强度失效，其失效压力仅和屈服强度有关。在此三个范围内，規范已根据材料的线性弹性、非线性弹性时的弹性模量值而直接计算得失穏压力的下限值Pr，所以并不列出A～B关系图EN13445的外压壳体设计(1)参照了原BS550078

EN13445的外压壳体设计(2)大加强圈和小加强圈

(示意)(此图引自Ⅷ-2)

79

外压圆筒失稳示意小加强圈间的壳体失稳大加强圈间的总体失稳

外压圆筒失稳80EN13445的外压壳体设计(3)实线表示圆筒，虚线表示球壳EN13445的外压壳体设计(3)实线表示圆筒，虚线表示球81EN13445的外压壳体设计(4)在等厚度或(分段)不等厚度锥壳上的加强圈设计(ASMEⅧ-2列有等厚度锥壳上的加强圈设计)，都和半顶角α有关等厚度锥壳上设置加强圈的计算EN13445的外压壳体设计(4)在等厚度或(分段)不等厚82

半管式夹套容器设计（1）沿革：首次公布于1992年版，后于1995年版加了补充直至目前。Ⅷ-2于2007年版首次列入分析模型半管式夹套容器设计（1）沿革：首次公布于1992年版83

半管式夹套容器设计（2）问题所在：1995年版起加了“仅适用于壳体或封头内均为正压，半管夹套内为正压两种情况共存时”，使原有的长处不再存在，对此国内提出疑问设计原理：由夹套压力P1在内筒上引起的经(轴)向弯曲应力F

，由内筒压力P和其它轴向力在内筒上引起的经(轴)向应力S’，要求F+S’＜1.5S为满足，F=KP’，K由夹套和内筒尺寸确定结构尺寸限定:仅限于规范所列K线图者半管式夹套容器设计（2）问题所在：1995年版起加了84半管式夹套容器设计（3）由夹套和内筒尺寸确定的系数K半管式夹套容器设计（3）由夹套和内筒尺寸确定的系数K85

半管式夹套容器设计（4）1995版起的补充：规范(不用F+S’=1.5S)而是表示为F=1.5S-S’，S’为内容器在内压和其它轴向力作用下的实际纵向拉伸应力，S’为负值时，S’应取为零对此的分析:限制内容器为内压，其目的为避免因表示为F=1.5S+S’，当S’为负值时导致F＞1.5S。所以如用|F|+|S’|＜1.5S表示，则不论S’为正或负，都不必担心出现F＞1.5S。再者，既已规定了S’为负值时，S’应取为零，也就不必规定“仅适用于壳体或封头内均为正压，半管夹套内为正压两种情况共存时”2007版Ⅷ-2的说法:规定半管式夹套为内压，未提及内容器压力的正负，且规定为F=min[(1.5S-S’)，1.5S]半管式夹套容器设计（4）1995版起的补充：规范(不用86

半管式夹套容器设计(5）设计思路：由内容器的半径R、设计压力P，初定厚度t，求得在内筒上引起的经(轴)向应力S’，由校核条件F+S’=1.5S，求得壳体许用的轴向弯曲应力F

由半管式夹套容器结构查取系数K，由F=KP’求取半管式夹套许用压力P’，如许用压力大于等于半管式夹套的设计压力P1，则初定内容器厚度t足够由半管式夹套的设计压力P1和内半径r确定半管式夹套的厚度T半管式夹套容器设计(5）设计思路：87

开孔及其补强

(1)●开孔接管所引起的问题：垂直于最大主应力方向受载截面积的削弱，实际是该截面承载能力(受载截面积对该截面所受应力的乘积)的削弱，开孔应力集中，附加接管引起的边缘应力●开孔补强方法:等面积法，压力面积法，压力面积应力法，极限设计法●对开孔形状和尺寸的限制UG-36●不需补强的最大开孔直径

UG-36（c）（3）●应力校正系数，开孔直径UG-37(a)，附录L-7.7●壳体和接管的补强有效范围

UG-40●

开孔和焊缝的相遇或相邻UG-37(a)，UW-14开孔及其补强(1)●开孔接管所引起的问题：垂直88

开孔及其补强

(2)应力集中的衰减削弱截面的考虑开孔及其补强(2)应力集中的衰减削弱截面的考虑89

开孔及其补强设计(3)应力校正系数F周向斜开孔分析(09A略有修改)开孔及其补强设计(3)应力校正系数F周向斜开孔90

开孔及其补强设计

(4)开孔及其补强设计(4)91

开孔及其补强设计

(5)●

开孔补强的等面积法设计UG-40，UG-37

▲内压壳体

UG-37(a)，UW-16(c)壳体上的补强有效范围取仅取和d有关因开孔而引起削弱的截面积，在补强有效范围内各件除承受内压所需之外的多余截面积，对tr值的讨论

▲外压壳体UG-37(d)按惯性矩补强，換算为用面积表示时仅为内压所需的一半

▲平封头UG-39，同外压壳体开孔及其补强设计(5)●开孔补强的等面积法设计92

开孔及其补强

(6)●

开孔补强的等面积法设计UG-37

A=dtrF+2tntrF(1-fr1)

A1=d(E1t-Ftr)-2tn(E1t-Ftr)(1-fr1)

▲圆筒上的大开孔附录1-7，1-9（08-A)，1-10●

接管颈部的厚度UG-45●

补强件的强度及焊缝校核途径

要求各途径焊缝和承载件的强度大于等于能起补強作用件的强度UG-41，UW-15，UW-16，附录L-7●接管与壳体间连接焊缝的要求UW-15，UW-16开孔及其补强(6)●开孔补强的等面积法设计93

开孔及其补强设计(7)●

开孔和焊缝的相遇或相邻UG-37(a)，UW-14，符合补强设计的开孔，均可位于焊接接头上，如在A类接头上，则在壳体补强计算中计入接头系数E1，不需补强的小开孔，不允许位在A类接头上，当位在A类附近或B类或C类对接接头上时，应在3d范围内射线检测小开孔和焊缝相邻时的检测开孔及其补强设计(7)●开孔和焊缝的相遇或相邻94

开孔及其补强

(8)开孔及其补强(8)95

开孔及其补强设计

(9)分块式补强圈的焊缝布置开孔及其补强设计(9)分块式补强圈的焊缝布置96

开孔及其补强设计

(10)要引入应力校正系数F了开孔及其补强设计(10)要引入应力校正系数F了97开孔及其补强设计

(11)两孔中心距大于该两孔平均直径的4/3倍但补强范围重叠时，采用联合补强，重叠部分的面积按两孔直径比例分摊，多个开孔各按两孔逐次配对处理(会涉及到两孔中心连线和壳体轴线存在夹角)任意两孔中心距小于该两孔平均直径的4/3倍时，作一假想能包容各孔的圆作为单个开孔补強，但这些开孔间的任何材料(包括接管壁)都不应作为能起补强作用的材料。该假想孔的直径也应满足规范对开孔尺寸的限定开孔及其补强设计(11)两孔中心距大于该两孔平均98

开孔及其补强

GB150

(1)未引入系数F，对某些斜接管或多个开孔无法计算(2)列入不另行补强的规定，对某些设计会引起问题(3)未提及开孔是否可以通过焊缝、哪类焊缝、如通过应采取何种补偿措施，补强计算中的壳体δ值都按引入焊接接头系数计算所得(4)未提及壳体上的大开孔补强(新版拟补充整体连接径向平齐接管的大开孔补强)(5)除引入附录J外，未提及角接接头的强度校核要求(6)未提及邻近连接元件处接管颈的厚度要求(7)新版提及凸形封头或球壳上开孔不宜在0.8Di以外(8)容规取消补強圈为主要受压元件，并说明理由开孔及其补强

GB1599开孔及其补强

EN13445(1)等面积补强法和压力面积补强法的联系和区别在壳体上局部高应力的存在范围[补强的有效范围d和(Dt)0.5]，小开孔时等面积法保守，大开孔时等面积法冒进，压力面积法则刚好相反，所以在大开孔时引入压力面积法(附录1-7)EN13445的压力面积法对各种接管都用图形表示ASMEⅧ-2的压力面积应力法，补强有效范围同时组合了d和(Dt)0.5，认为在此范围内元件应力不均布，以计算并校核其最大一次局部薄膜应力为满足，所以并无不需补强开孔直径和最大开孔直径的限制(附录1-10)开孔及其补强

100开孔及其补强

EN13445(2)压力面积法原理开孔及其补强

101开孔及其补强

EN13445(3)开孔及其补强

102开孔及其补强

EN13445(4)开孔及其补强

103开孔及其补强

EN13445(5)开孔及其补强

104开孔及其补强

EN13445(6)开孔接管直径开孔及其补强

105

开孔及其补强设计

(12)

大开孔补强的压力面积法开孔及其补强设计(12)

106开孔及其补强设计

(13)

大开孔补强的压力面积法附录1-7的公式还要计算并校核弯曲应力和压力面积法的公式等同开孔及其补强设计(13)

大开孔107法兰及相关元件（1）

●法兰设计附录2，(铸铁)UG-23(c)按传统的华脱斯法，05A补充法兰刚度计算(08A又有补充说明)，补充法兰螺栓间距要求(10修改)●

反向法兰附录2-13和平板大开孔的联系●

平板大开孔附录14，UG-39(c)(2)●

用螺栓连接的凸形盖附录1-6注意类型（d）●

法兰和公称管配件标准UG-44

法兰及相关元件（1）108法兰及相关元件（2）法兰受载模型整体带颈、活套带颈、活套法兰应力法兰及相关元件（2）法兰受载模型整体带颈109法兰及相关元件（3）

(反向法兰)带颈反向法兰不带颈反向法兰法兰及相关元件（3）

110法兰及相关元件（4）

(平板大开孔)左侧外周三项应力内周三项应力右侧外周三项应力内周一项应力法兰及相关元件（4）

111法兰及相关元件（5）

(带法兰的凸形封头)注意Hrhr项可正可负法兰及相关元件（5）

112法兰及相关元件

GB150仅当选用标准的设备法兰时可免除法兰计算并未及时补充对法兰刚度的校核(下一版会列入)反向法兰尺寸和力矩难以操作，会有问题平板大开孔提及:其平盖厚度需满足要求法兰及相关元件

GB113法兰及相关元件

EN13445正文中所列法兰设计和ASMEⅧ-1、GB150所列相同，但未提及刚度校核要求在附录G中列出了法兰设计的另一种方法，适用于温差循环较为重要时，由规定的预紧方法控制螺栓应力时，存在显著的附加载荷时，或对密封提出特殊要求时，计算甚为繁复平盖上开孔采用加厚平盖方法，所以无平盖大开孔设计法兰及相关元件

114换热器

(1)

(U形管式之一)●

发展过程，Ⅷ-1、Ⅷ-2、EN13445基本相同，和TEMA的关系(CodeCase2429)●

U形管式(均布载荷时圆平板的应力分析)

▲结构类型，各类结构对管板计算影响的分析UHX-12.1

▲计算思路

受均布载荷的开孔圆平板

开孔的影响UHX-11.5.1,UHX-11.5.2

管、壳程压力以及布管和不布管区相互协调的影响UHX-12.5.2

和管板整体相连的壳体或管箱的约束影响UHX-12.5.4

换热器(1)

115换热器(2)

(U形管式之二)

兼作法兰时对管板构成的附加弯矩UHX-12.5.6

管板最大弯矩UHX-12.5.7

用迭代法计算管板最大弯曲应力σ（给出了板厚估算值公式），布管区外周边的剪切应力τUHX-12.5.8，UHX-12.5.9，

σ≤2S,τ≤0.8S

计算和管板整体相连的壳体或管箱的薄膜、弯曲和总应力UHX-12.5.10σS≤1.5SS,σC≤1.5SC

如不予满足，可增加厚度或在必要时作弹塑性计算UHX-12.5.11

计算实例4个UHX-20.1

换热器(2)

(U形管式之二)兼作法兰时对管板构成116

U型管式结构类型U型管式结构类型117换热器(3)

(固定管板式之一)

●

固定管板式

▲结构类型，各类结构对管板、管束、壳体计算的影响分析UHX-13.1

▲计算思路

受轴对称不均布载荷的开孔圆平板(弹性基础板)

开孔的影响UHX-11.5.1，UHX-11.5.2

当量压力Pe的计算UHX-13.5.6

★壳体在压力作用下变形的支承PS’和布管情况xS(UHX-13.5.1),管、壳刚度Ks,t,J(UHX-13.5.2)、壳程压力Ps有关

换热器(3)

(固定管板式之一)

●固定管板式118换热器(4)

(固定管板式之二)

换热器(4)

119

换热器

(5)

(固定管板式之三)★管束在压力作用下变形的支承Pt’和布管情况xt(UHX-13.5.1),管、壳刚度Ks,t,J(UHX-13.5.2)、管程压力Pt有关

★管、壳轴向膨胀差的支承Pγ和温度差γ、管束刚度Kt有关UHX-13.5.5，UHX-13.5.2

★布管区和不布管区协调所引起Prim和管壳结构U、管壳程压力Pt、Ps有关，UHX-13.5.4

★附加螺栓预紧力PW和螺栓力W、两侧受压面大小γb、管壳结构U有关，UHX-13.5.5(c)，UHX-13.5.4 换热器(5)

120

换热器(6)

(固定管板式之四)假设管板厚度h，由Pe并计及弹性基础板、即非均布载荷时的影响(Fm)计算管板最大弯曲应力σ，按迭代进行，σ≤1.5S,3SUHX-13.5.7布管区外周边剪切应力τ，τ≤0.8SUHX-13.5.8管子应力σt1，σt2，拉伸最大应力≤St，2St，压缩最大应力≤

StbUHX-13.5.9（08A)壳体上轴向应力σs,m，并视其正负而用强度或稳定性条件限制UHX-13.5.10（08A)邻近管板处壳体上轴向薄膜、弯曲应力σs,m，σs,b，σs,m≤Ss，Ss，b，σs≤1.5Ss，3SsUHX-13.5.10

换热器(6121

换热器

(7)

(固定管板式之五)

邻近管板处管箱上轴向薄膜、弯曲应力σc,m，σc,b，σc≤1.5Sc，3ScUHX-13.5.10

如不予满足，管子设计应重新考虑，管板、壳体或管箱或增加厚度，或在必要时作弹塑性计算UHX-13.5.11，UHX-13.7

▲

另一种结构邻近管板处加厚的壳体UHX-13.6

▲当管板和管箱或壳体整体连接时，计及邻近管板处径向热膨胀差的影响上述各有关内容另行计算UHX-13.8换热器(7)

122换热器(8)

(固定管板式之六)说明：(1)7种可能的危险工况UHX-13.4

(2)按扣除和不扣除腐蚀裕量计算UHX-13.4(c)

(3)膨胀节刚度Kj用附录26膨胀节的Kb

(4)用了应力分类的概念和弹塑性分析

(5)必要时要考虑管板挠度的影响，壳体的轴向失稳(08A已列入)，管子对管板连接的完整性UHX-13.4(e)，UW-20

(6)列出了2个计算实例UHX-20.2(7)管子最大应力所在位置不确定换热器(8)

123固定管板式结构类型固定管板式结构类型124固定管板式另一种结构増加了周边的约束，可降低管板应力固定管板式另一种结构増加了周边的约束，可降低管板应125

换热器

(9)

(浮头式之一)●

浮头式

▲结构类型，各类结构对管板、管束、壳体计算的影响分析UHX-14.1 ▲计算思路除管壳间不约束外，同固定管板式，但为径向热膨胀差

当量压力Pe的计算UHX-14.5.6

假设管板厚度，按在计及、不计及螺栓预紧力情况并计及弹性基础板的影响(Fm)下计算管板最大弯曲应力σ，σ≤1.5S，3SUHX-14.5.7

换热126换热器

(10)

(浮头式之二)布管区外周边剪切应力τ，τ≤0.8SUHX-14.5.8管子轴向应力σt1，σt2，拉伸最大应力≤St，2St，压缩最大应力≤

StbUHX-14.5.9)(08A)邻近管板处壳体上轴向薄膜、弯曲应力σs,m，σs,b，σs≤1.5Ss，3SsUHX-14.5.10邻近管板处管箱上轴向薄膜、弯曲应力σc,m，σc,b，σc≤1.5Sc，3ScUHX-14.5.10如不予满足，考虑各自或同时增加厚度UHX-14.5.11换热器(10)

127换热器(11)

(浮头式之三)

▲当管子和壳体或管箱为整体连接时，需要时可计及管板处径向热膨胀差的影响，上述各有关内容另行计算UHX-14.6

说明：(1)7种可能的危险工况UHX-14.4(b)

(2)列出了3个计算实例UHX-20.3

(3)要用迭代法求解(4)管子最大应力所在位置不确定

换热器(11)

128