GB/T 4732.1-2024 压力容器分析设计 第1部分：通用要求

ICS2302030

CCSJ7.4.

中华人民共和国国家标准

GB/T47321—2024

.

压力容器分析设计

第1部分通用要求

:

Pressurevesselsdesignbyanalysis—

Part1Generalreuirements

:q

2024-07-24发布2024-07-24实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T47321—2024

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义符号

3、…………………………2

失效模式

4…………………9

基本要求

5…………………9

附录规范性风险评估报告

A()…………17

参考文献

……………………18

Ⅰ

GB/T47321—2024

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是压力容器分析设计的第部分已经发布了以下部分

GB/T4732《》1。GB/T4732:

第部分通用要求

———1:;

第部分材料

———2:;

第部分公式法

———3:;

第部分应力分类方法

———4:;

第部分弹塑性分析方法

———5:;

第部分制造检验和验收

———6:、。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC262)。

本文件起草单位中国特种设备检测研究院中国机械工业集团有限公司浙江大学江苏省特种设

:、、、

备安全监督检验研究院甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司清华大学大连金州重型机器集团有限

、、、

公司中国石化工程建设有限公司中国天辰工程有限公司

、、。

本文件主要起草人杨国义陈学东徐锋郑津洋李军缪春生张延丰陆明万刘静陈志伟

:、、、、、、、、、、

段瑞曲建平

、。

Ⅲ

GB/T47321—2024

.

引言

压力容器分析设计给出了压力容器按分析设计方法进行建造的要求基于

GB/T4732《》,GB/T150

规则设计理念提出了压力容器建造的要求压力容器设计制造单位可依据设计具体条件选择两种建造

。

标准之一实现压力容器的建造

。

由个部分构成

GB/T47326。

第部分通用要求目的在于给出按分析设计建造的压力容器的通用要求包括相关管理要

———1:。,

求通用的术语和定义以及其他部分共用的基础要求等

、GB/T4732。

第部分材料目的在于给出按分析设计建造的压力容器中的钢制材料相关要求及材料性

———2:。

能数据等

。

第部分公式法目的在于给出按分析设计建造的压力容器的典型受压元件及结构设计要

———3:。

求具体给出了常用容器部件按公式法设计的厚度计算公式可作为

。。GB/T4732.3

的设计基础也可依据自行完成简化的完整的分

GB/T4732.4、GB/T4732.5,GB/T4732.3、

析设计

。

第部分应力分类方法目的在于给出按分析设计建造的压力容器中采用应力分类法进行

———4:。

设计的相关规定

。

第部分弹塑性分析方法目的在于给出按分析设计建造的压力容器中采用弹塑性分析方

———5:。

法进行设计的相关规定

。

第部分制造检验和验收目的在于给出按分析设计建造的压力容器中所涵盖结构形式容

———6:、。

器的制造检验和验收要求

、。

包括了基于分析设计方法的压力容器建造过程即指材料设计制造检验试验和验

GB/T4732(、、、、

收工作中需要遵循的技术要求特殊禁用规定由于没有必要也不可能囊括适用范围内

)、。GB/T4732,

压力容器建造中的所有技术细节因此在满足安全技术规范所规定的基本安全要求的前提下不限制

,,,

中没有特别提及的技术内容不能作为具体压力容器建造的技术手册也不能

GB/T4732。GB/T4732,

替代培训工程经验和工程评价工程评价是指由知识渊博娴于规范应用的技术人员所作出针对具体

、。、

产品的技术评价工程评价需要符合的相关技术要求

。GB/T4732。

不限制实际工程建造中采用其他先进的技术方法但工程技术人员采用先进的技术方

GB/T4732,

法时需要作出可靠的判断确保其满足的规定

,GB/T4732。

既不要求也不限制设计人员使用计算机程序实现压力容器的分析设计但采用计算机

GB/T4732,

程序进行分析设计时除需要满足的要求外还要确认

,GB/T4732,:

所采用程序中技术假定的合理性

———;

所采用程序对设计内容的适用性

———;

所采用程序输入参数及输出结果用于工程设计的正确性

———。

进行应力分析设计计算时可以选择或不选择以作为设计基础进而采用

GB/T4732.3,

或进行具体设计计算以确定满足设计计算要求中防止结构失效所要求的

GB/T4732.4GB/T4732.5

元件厚度或局部结构尺寸当独立采用或作为设计基础时无需相互

。GB/T4732.4GB/T4732.5,

满足

。

Ⅳ

GB/T47321—2024

.

压力容器分析设计

第1部分通用要求

:

1范围

11规定了采用分析设计方法设计的钢制压力容器以下简称容器的建造要求提供了

.GB/T4732(“”),

以弹性应力分析或弹塑性应力分析为基础基于失效模式的设计方法本文件规定了采用分析设计方

,。

法设计的容器材料设计制造检验和验收的通用要求

、、、。

12适用的设计压力

.GB/T4732:

大于或等于且小于的容器

a)0.1MPa100MPa;

真空度高于或等于的容器

b)0.02MPa。

13适用的设计温度范围按各部分适用的温度范围确定

.GB/T4732。

14下列容器不在的适用范围内

.GB/T4732:

设计压力小于且真空度低于的容器

a)0.1MPa0.02MPa;

旋转或往复运动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

b)(:、、

壳液压缸等

、);

核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器

c);

直接火焰加热的容器

d);

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形为长轴小

e)(,。:,)

于的容器

150mm。

15容器结构界定范围

.

151容器与外部管道连接

..:

焊接连接的第一道环向接头坡口端面

a);

螺纹连接的第一个螺纹接头端面

b);

法兰连接的第一个法兰密封面

c);

专用连接件或管件连接的第一个密封面

d)。

152接管人孔手孔等的承压封头平盖及其紧固件

..、、、。

153非受压元件与受压元件的连接焊缝

..。

154直接连接在容器上的非受压元件如支座裙座等

..,、。

155容器的超压泄放装置见

..(GB/T150.1)。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件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

。

压力容器第部分通用要求

GB/T150.11:

热交换器

GB/T151

压力容器分析设计第部分材料

GB/T4732.22:

压力容器分析设计第部分公式法

GB/T4732.33:

1

GB/T47321—2024

.

压力容器分析设计第部分应力分类方法

GB/T4732.44:

压力容器分析设计第部分弹塑性分析方法

GB/T4732.55:

压力容器分析设计第部分制造检验和验收

GB/T4732.66:、

钢制球形储罐

GB/T12337

压力容器术语

GB/T26929

镍及镍合金制压力容器

JB/T4756

塔式容器

NB/T47041

卧式容器

NB/T47042

固定式压力容器安全技术监察规程

TSG21

移动式压力容器安全技术监察规程

TSGR0005

3术语和定义符号

、

31术语和定义

.

和界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T26929GB/T150.1。

311

..

压力pressure

垂直作用在容器单位表面积上的力

。

注除注明外压力均指表压力

:,。

312

..

工作压力operatingpressure

在正常工作情况下容器顶部可能达到的最高压力

,。

313

..

设计压力designpressure

设定的容器顶部的最高压力

。

注设计压力与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件其值不低于工作压力

:,。

314

..

计算压力calculationpressure

在相应设计温度下用以确定元件厚度的压力

,。

注计算压力包括液柱静压力等附加载荷

:。

315

..

试验压力testpressure

进行耐压试验或泄漏试验时容器顶部的压力

,。

316

..

最高允许工作压力maximumallowableworkingpressureMAWP

;

在指定的相应温度下容器顶部所允许承受的最大压力

,。

注该压力是根据容器各受压元件的有效厚度考虑了该元件承受的所有载荷而计算得到的且取最小值当压力

:,,。

容器的设计文件没有给出最高允许工作压力时将该容器的设计压力作为最高允许工作压力

,。

317

..

设计温度designtemperature

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

,()。

注设计温度与相应的设计压力一起作为容器的基本设计载荷条件设计温度的上限值称为最高设计温度设计

:。,

温度的下限值称为最低设计温度

。

2

GB/T47321—2024

.

318

..

试验温度testtemperature

进行耐压试验或泄漏试验时容器壳体的金属温度

,。

319

..

最低设计金属温度minimumdesignmetaltemperature

设计时容器在运行过程中预期的各种可能条件下各元件金属温度的最低值

,。

3110

..

计算厚度requiredthickness

按相应公式或方法基于所计及的载荷计算得到的厚度

GB/T4732。

3111

..

设计厚度designthickness

计算厚度与腐蚀裕量之和

。

3112

..

名义厚度nominalthickness

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

。

3113

..

有效厚度effectivethickness

名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差

。

3114

..

最小成形厚度minimumrequiredfabricationthickness

受压元件成形后保证设计要求的最小厚度

。

3115

..

低温容器low-temperaturepressurevessel

设计温度低于的低合金钢双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器以及设计温度低于的

-20℃、,-196℃

奥氏体不锈钢制容器

。

3116

..

当量应力equivalentstress

由强度理论定义的用作任意应力状态下强度判据的组合应力

。

注公式法设计总体上采用第三强度理论基于应力分类方法进行设计或强度核算以

:GB/T4732.3;GB/T4732.4,

及基于弹塑性应力分析方法进行强度设计采用第四强度理论

GB/T4732.5。

3117

..

总体结构不连续grossstructuraldiscontinuity

几何形状材料或载荷的不连续使结构在较大范围内的应力或应变发生变化对结构总的应力分布

、,

和变形影响显著

。

示例总体结构不连续的实例如封头法兰接管支座等与壳体的连接处以及不等直径或不等壁厚的壳体连接

:,、、、,

处等

。

3118

..

局部结构不连续localstructuraldiscontinuity

几何形状材料或载荷的不连续使结构在很小范围内的应力或应变发生变化对结构总的应力分布

、,

和变形无显著影响

。

注局部结构不连续的实例如小的过渡圆角处壳体与小附件连接处以及未全熔透的焊缝等

:,、,。

3119

..

正应力normalstress

正交于所考虑截面的应力分量

。

注1也称法向应力

:“”。

3

GB/T47321—2024

.

注2通常正应力沿部件厚度的分布是不均匀的可分解成沿厚度均匀分布的薄膜应力线性分布的弯曲应力和非

:,、

线性分布的峰值应力三个成分

。

3120

..

切应力shearstress

与所考虑截面相切的应力成分

。

注也称剪应力

:“”。

3121

..

薄膜应力membranestress

沿截面厚度均匀分布的应力成分等于沿所考虑截面厚度的应力平均值

,。

3122

..

弯曲应力bendingstress

沿厚度方向线性变化且与离中性轴的距离成正比的正应力

,。

注对于非线性分布的应力可用等效线性化得到弯曲应力

:。

3123

..

一次应力primarystress

为平衡压力与其他机械载荷所必需的正应力或切应力

。

注1对理想塑性材料一次应力所引起的总体塑性流动是非自限的即当结构内的塑性区扩展到使之变成几何可

:,,

变的机构时达到极限状态即使载荷不再增加仍产生不可限制的塑性流动直至破坏

,,,,。

注2一次应力分为一次总体薄膜应力一次局部薄膜应力和一次弯曲应力

:、。

3124

..

一次总体薄膜应力generalprimarymembranestress

P

m

影响范围遍及整个结构的一次薄膜应力

。

注在塑性流动过程中一次总体薄膜应力不会发生重新分布它将直接导致结构破坏

:,。

示例一次总体薄膜应力的实例如各种壳体中平衡内压或分布载荷所引起的薄膜应力

:,。

3125

..

一次局部薄膜应力prima