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第1章　压力容器概念1

1.1　压力容器的划定范围1

1.1.1 受压元件1

1.1.2　非受压元件1

1.1.3　划定范围2

1.2　GB 150的适用范围2

1.2.1　GB 150适用范围2

1.2.2　GB 150容器2

1.2.3　GB 150不适用的各类容器3

1.3　《压力容器安全技术监察规程》的管辖范围3

1.3.1　容规容器3

1.3.2　《容规》的管辖范围3

1.3.3　《容规》不适用的各类容器4

1.3.4　《容规》与GB 150的适用情况比较4

1.4　压力容器的分类5

1.4.1 根据生产装置中（化工）工艺单元过程分类5

1.4.2　根据生产过程中的作用原理分类5

1.4.3　根据压力等级分类6

1.4.4　根据温度分类6

1.4.5　根据《容规》分类6

1.4.6　根据“压力容器压力管道设计许可证”分类7

1.4.7　根据“压力容器制造许可证”分类8

1.4.8　压力容器的其他分类方法8

1.5　压力容器的工作条件及特点8

1.5.1　温度条件8

1.5.2 压力条件9

1.5.3　介质腐蚀条件9

1.5.4　介质的危害性9

1.5.5　其他载荷条件10

1.5.6　装置的大型化10

1.5.7　结构多样性11

1.5.8　主要结构组成11

1.6　对压力容器的基本要求11

1.6.1　满足使用要求11

1.6.2　安全可靠性11

1.6.3　合理的经济成本12

第2章　压力容器设计工作12

2.1　设计工作的性质和责任13

2.2　压力容器设计单位和各级设计人员14

2.2.1　设计单位基本条件14

2.2.2　不能申请设计资格的单位14

2.2.3　各级设计人员基本条件15

2.2.4　各级设计人员的岗位职责15

2.3　设计任务书17

2.3.1　容器标识17

2.3.2　结构形状17

2.3.3　物料介质的性质17

2.3.4　管口表及其示意图（包括其他开孔和封闭件）17

2.3.5　操作条件17

2.3.6　设计条件18

2.3.7　容器设计寿命18

2.3.8　主要受压元件的材料18

2.3.9　载荷条件18

2.3.10　其他附加说明和要求18

2.4　设计文件18

2.4.1 规格书（设计任务书）19

2.4.2　计算书19

2.4.3 图样19

2.4.4　说明书20

2.4.5 图面技术要求20

2.4.6 图面其他内容21

2.5　法规、标准、工程规定22

2.5.1　法规22

2.5.2　技术标准——国家标准、行业标准22

2.5.3　技术标准——企业标准23

2.5.4　项目设计规定24

2.5.5　压力容器设计任务书24

2.6　压力容器图样设计工作流程24

2.7　压力容器设计管理制度25

2.8　正确使用法规、标准规范26

2.8.1 法规与标准规范的关系26

2.8.2　正确使用标准规范26

第3章　压力容器法规和标准26

3.1　压力容器的安全监察28

3.1.1 我国压力容器的基本状况28

3.1.2　我国压力容器安全监察体制28

3.1.3　工业发达国家压力容器制度30

3.2　现行压力容器安全监察法规、规范介绍30

3.2.1　《特种设备安全监察条例》30

3.2.2　《锅炉压力容器制造监督管理办法》（国家质量监督检验检疫总局第22号令）31

3.2.3　《锅炉压力容器制造许可条件》33

3.2.4　《锅炉压力容器制造许可工作程序》34

3.2.5　《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》34

3.2.6　《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》35

3.2.7　《压力容器安全技术监察规程》35

3.2.8　《超高压容器安全监察规程》（试行）36

3.2.9　《医用氧舱安全管理规定》36

3.2.10　《气瓶安全监察规定》36

3.2.11　《气瓶安全监察规程》36

3.2.12　《溶解乙炔气瓶安全监察规程》37

3.2.13　《液化气体汽车罐车安全监察规程》37

3.3　压力容器建造标准规范37

3.3.1　压力容器建造标准的基本内容38

3.3.2　压力容器标准化体系39

3.3.3　加入WTO对我国标准化工作的影响40

3.4　压力容器国内外标准简介40

3.4.1　各国主要压力容器标准的性质和地位40

3.4.2　世界各国压力容器分类的原则41

3.4.3　各国主要标准的压力适用范围41

3.5　我国压力容器标准化工作现状42

3.6　我国主要压力容器建造标准简介44

第4章　压力容器设计基础44

4.1　压力容器的失效模式47

4.2　GB 150—1998《钢制压力容器》的适用范围47

4.2.1 适用范围48

4.2.2　不适用范围48

4.3　超出标准规定范围的设计问题48

4.4　设计载荷条件49

4.4.1 设计时应该考虑的载荷49

4.4.2　载荷的组合原则49

4.5　压力容器设计寿命49

4.6　压力50

4.6.1　基本概念50

4.6.2　工作压力51

4.6.3　设计压力51

4.6.4　计算压力51

4.6.5　试验压力51

4.6.6　最大允许工作压力51

4.6.7　安全泄放装置的动作压力52

4.7　温度52

4.7.1 金属温度52

4.7.2　工作温度53

4.7.3　设计温度53

4.7.4　试验温度53

4.8　厚度53

4.8.1 计算厚度53

4.8.2　设计厚度53

4.8.3　名义厚度53

4.8.4　有效厚度53

4.8.5　钢材厚度53

4.8.6　最小成形厚度54

4.8.7 壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度54

4.9　厚度附加量54

4.9.1 腐蚀裕量55

4.9.2　钢材厚度负偏差55

4.9.3　加工裕量55

4.10　许用应力56

4.10.1　确定许用应力的系数56

4.10.2　许用应力的规定56

4.11　焊接接头系数57

4.11.1　焊接接头系数的基本规定57

4.11.2　焊接接头系数选取的基本要求57

4.12　压力试验58

4.12.1　耐压试验58

4.12.2　气密性试验60

4.13　耐压试验免除问题60

4.14　材料代用问题60

第5章　材料基础知识62

5.1　钢材生产基本知识62

5.1.1 炼钢炉62

5.1.2　炉外精炼62

5.1.3　脱氧工艺63

5.1.4　几个基本术语64

5.1.5　钢材分类64

5.1.6　钢材的热处理65

5.2　钢材的常用合金元素及其主要作用66

5.3　钢材的物理性能及其试验方法67

5.3.1 密度67

5.3.2　线膨胀系数67

5.3.3　弹性模量68

5.3.4　泊松比68

5.3.5　临界点68

5.4　力学性能及其试验方法68

5.4.1　拉伸试验69

5.4.2　蠕变及持久试验69

5.4.3　硬度试验70

5.4.4　冲击试验71

5.4.5　落锤试验73

5.4.6　裂纹尖端张开位移（CTOD）试验73

5.4.7　J积分试验73

5.5　工艺性能及其试验方法74

5.5.1　压力加工工艺简介74

5.5.2　冷加工工艺性能及其试验方法75

5.5.3　焊接性能75

5.6　金相组织及其试验方法76

5.6.1　钢中常见的金相组织76

5.6.2　典型钢号的金相组织77

5.6.3　焊接接头的金相组织77

5.6.4 晶粒度及夹杂物79

5.7　金属材料的腐蚀类型及其试验方法80

5.7.1 均匀腐蚀80

5.7.2　点腐蚀80

5.7.3　晶间腐蚀80

5.7.4　缝隙腐蚀81

5.7.5　应力腐蚀81

5.7.6　其他腐蚀82

第6章　压力容器用材料82

6.1　压力容器用钢板83

6.1.1　碳素结构钢板83

6.1.2　低合金高强度钢板84

6.1.3　低温钢板85

6.1.4　中温抗氢钢板86

6.1.5　不锈钢板87

6.1.6　不锈钢复合钢板88

6.2　压力容器用钢管89

6.2.1　碳素结构钢和低合金高强度钢管89

6.2.2　低温钢管89

6.2.3 中温抗氢钢管90

6.2.4　不锈钢管91

6.3　压力容器用锻件91

6.3.1　碳素钢和低合金钢锻件91

6.3.2　低温钢锻件93

6.3.3　不锈钢锻件93

6.3.4　锻件的质量级别和公称厚度94

6.4　压力容器用棒钢95

6.4.1 螺柱用碳素钢和低合金钢棒钢95

6.4.2　螺柱用低温钢棒钢96

6.4.3　螺柱用不锈钢棒钢96

6.4.4　螺母用棒钢96

6.5　压力容器用焊接材料及其选择96

6.5.1　压力容器用焊接材料96

6.5.2　焊接材料选择原则97

6.6　压力容器用有色金属及其合金97

6.6.1　铝及其合金97

6.6.2　钛及其合金98

6.6.3　铜及其合金100

6.6.4　镍及其合金100

6.7　高性能压力容器用钢简介101

6.7.1　调质高强度钢101

6.7.2　0.5Ni低温钢102

6.7.3 中温抗氢钢102

第7章　工程力学基础知识102

7.1　拉伸、压缩和材料的几个基本力学性质105

7.1.1　拉伸、压缩应力105

7.1.2　应变、虎克定律、泊松比106

7.1.3　材料拉伸时的力学性能106

7.1.4　拉、压下材料的强度条件107

7.2　直梁的弯曲107

7.2.1 弯曲的概念、剪力、弯矩107

7.2.2　梁弯曲时的正应力、截面惯性矩、抗弯截面模量109

7.2.3 梁变形曲线的近似微分方程110

7.2.4　梁弯曲的强度条件110

7.3　剪切、挤压和扭转113

7.3.1 剪切的基本概念113

7.3.2　挤压的概念114

7.3.3　剪切虎克定律114

7.3.4　圆轴扭转时的强度条件114

7.4　压杆和受外压壳体的稳定性115

7.4.1 细长压杆稳定问题115

7.4.2　侧向外压和轴向载荷下薄壁圆筒的稳定问题116

7.4.3 受外压薄壁球壳的稳定性117

7.4.4　非弹性失稳118

7.5　弹性力学和有限单元法基本知识118

7.5.1 三向应力状态下应力分量118

7.5.2　三向应力状态下应变分量119

7.5.3　主应力与主应变120

7.5.4 弹性力学三类基本方程120

7.5.5　强度条件121

7.5.6　平面问题122

7.5.7　轴对称条件下圆柱坐标的表达式123

7.5.8　有限单元法基本知识124

7.5.9　厚壁圆筒和厚壁球壳的弹性应力125

7.5.10　应力集中126

7.6　圆平板、圆环板、圆环128

7.6.1　薄板与厚板128

7.6.2　圆平板128

7.6.3　圆环板（环形平板）130

7.6.4　圆环131

7.7　回转壳体的无力矩理论131

7.7.1 回转薄壁壳体的几何特性131

7.7.2　无力矩理论的基本方程和计算实例132

7.7.3　无力矩理论应用条件135

7.8 回转壳的有力矩理论和边缘问题136

7.8.1 受轴对称载荷的薄圆柱壳136

7.8.2　壳体的变形和内力137

7.8.3　求解不连续回转壳体138

7.8.4　计算实例139

7.9 应力分析概念141

7.9.1　理想弹塑性体141

7.9.2　名义应力（虚拟应力）141

7.9.3　热应力142

7.9.4　弹性失效设计准则和塑性失效设计准则，极限设计143

7.9.5 自限性与非自限性144

7.9.6　安定性概念144

7.9.7 常规设计145

7.9.8　分析设计145

7.9.9　断裂力学在压力容器领域的应用146

7.9.10　容器中的热应力棘轮作用146

7.10　分析设计147

7.10.1　基本概念和应力分类根据147

7.10.2　应力分类148

7.10.3　对各类应力的限制150

7.11　疲劳设计的概念150

7.11.1 有关交变应力的基础概念151

7.11.2　低循环疲劳曲线151

7.11.3　平均应力的影响及修正152

7.11.4　安全系数152

7.11.5　累积损伤问题153

7.11.6　疲劳强度减弱系数153

7.12　机械振动153

7.12.1　单自由度系统振动154

7.12.2 多自由度系统振动156

7.12.3　分布系统的振动158

7.12.4　单转子轴的临界转速161

第8章　内压元件——圆筒和球壳161

8.1　厚度计算公式163

8.1.1　圆筒计算公式及适用范围163

8.1.2　球壳计算公式及适用范围163

8.2　中径公式的导出164

8.2.1 圆筒中径公式164

8.2.2　球壳中径公式165

8.2.3　以外径表示的中径公式165

8.3　内压圆筒及球壳应力公式比较166

8.4　厚度公式依据的强度理论166

8.5　焊接接头系数166

8.5.1 圆筒厚度计算公式中的焊接接头系数166

8.5.2　球壳厚度计算公式中的焊接接头系数167

8.6　薄壁容器与厚壁容器的区分及其设计理论基础167

8.7　组合式壳体结构的壁厚计算167

8.7.1　复合钢板壳体167

8.7.2　多层包扎、热套壳体167

8.7.3　衬里壳体167

8.8　圆筒与球壳的连接结构168

第9章　外压元件——圆筒、球壳和锥壳168

9.1　外压容器的稳定性问题169

9.2　Do/δ≥20外压圆筒的失稳169

9.2.1　弹性失稳的理论计算方法169

9.2.2　工程计算方法171

9.2.3　工程计算方法中若干问题的说明173

9.3　Do/δ＜20的外压圆筒的失稳177

9.3.1　GB 150计算方法177

9.3.2 国外标准计算方法及其比较178

9.4　外压圆筒加强圈180

9.4.1　加强圈所需惯性矩180

9.4.2　组合惯性矩计算180

9.4.3　加强圈的结构要求182

9.5　轴向受压圆筒失稳计算182

9.6　外压球壳失稳计算183

9.7　外压锥形壳体失稳计算184

9.7.1 圆锥壳的外压失稳184

9.7.2　锥壳与圆筒壳连接处承载面积的校核186

9.7.3　锥壳与圆筒壳连接处惯性矩校核187

9.8　带有夹套结构容器的设计计算191

第10章　受压元件——封头10.1　封头的种类和型式193

10.2　椭圆形封头194

10.2.1 薄膜应力194

10.2.2　边缘应力194

10.2.3　厚度计算公式195

10.2.4　压力作用下的稳定性195

10.3　碟形封头196

10.3.1 薄膜应力196

10.3.2 边缘应力197

10.3.3 厚度计算公式198

10.3.4　压力作用下的稳定性198

10.4　球冠形封头198

10.4.1 球冠形封头的受力概况198

10.4.2　厚度计算公式199

10.4.3　圆筒加强段199

10.4.4　球冠形封头的外压设计199

10.5　锥形封头199

10.5.1　锥壳200

10.5.2　锥壳加强段200

10.5.3　折边锥壳201

10.5.4　锥形封头的外压稳定202

10.6　圆平盖202

10.6.1 圆平板受力特点202

10.6.2 厚度计算公式202

10.6.3　螺栓垫片联连的圆平盖203

10.6.4　中心开孔的圆平盖204

10.7　带法兰球冠形封头204

10.7.1　球冠204

10.7.2　法兰环204

第11章　开孔和开孔补强11.1　GB 150规定的开孔及其补强的适用范围206

11.1.1　适用开孔形状206

11.1.2　适用开孔范围206

11.2　开孔补强的结构型式及适用条件206

11.2.1　补强圈补强206

11.2.2　整体补强206

11.3　壳体开孔边缘的应力及补强准则207

11.3.1 壳体开孔边缘的应力207

11.3.2　GB 150壳体开孔补强准则207

11.4 内压壳体的开孔补强——等面积补强法207

11.4.1 等面积补强法的补强原理207

11.4.2 等面积补强法所需补强面积208

11.4.3 开孔计算直径与壳体计算厚度208

11.4.4　有效补强范围209

11.5　外压壳体的开孔补强210

11.5.1 外压壳体开孔补强的所需补强面积210

11.5.2　开孔计算直径与壳体计算厚度210

11.5.3　有效补强范围210

11.6　平盖开孔补强210

11.6.1 开孔率小于或等于0.5的开孔补强210

11.6.2　开孔率大于0.5的开孔211

11.7　等面积补强法与压力面积补强法的比较211

第12章　法兰连接213

12.1　螺栓法兰连接的工作原理和密封性能213

12.1.1 工作原理213

12.1.2　法兰密封的影响因素214

12.2　螺栓法兰连接的设计内容214

12.3　法兰分类214

12.3.1　总体结构分类215

12.3.2　按垫片布置情况分类215

12.3.3　按整体性程度分类215

12.3.4　按法兰环与筒体的连接结构分类215

12.4　法兰密封面型式216

12.5　垫片设计217

12.5.1 垫片种类217

12.5.2　垫片宽度218

12.5.3　垫片参数218

12.5.4　垫片压紧力的确定219

12.6　螺栓设计219

12.6.1　螺栓面积的确定219

12.6.2　螺栓的配置220

12.6.3　螺栓设计载荷220

12.7　法兰设计220

12.7.1 法兰力矩220

12.7.2 法兰应力及强度校核条件221

12.8　法兰连接的合理设计224

12.9　法兰结构尺寸对法兰应力的影响224

12.9.1 法兰环厚度对法兰应力的影响224

12.9.2　锥颈尺寸对法兰应力的影响224

12.10　法兰尺寸的调整224

12.11　外压法兰与宽面法兰225

12.11.1 外压法兰225

12.11.2　宽面法兰225

12.12　筒体端部225

第13章　波形膨胀节227

13.1　压力容器用膨胀节的型式227

13.2　单层与多层波纹管228

13.3　波纹管的材料选用原则228

13.4　波纹管的应力状况229

13.5　膨胀节设计计算230

13.5.1　应力计算及其校核230

13.5.2　波纹管刚度232

13.5.3　平面失稳概念232

13.5.4　膨胀节几何参数的调整233

13.6　膨胀节的疲劳寿命233

13.7　累积损伤235

13.8　膨胀节的成形方法235

13.9　膨胀节的制造质量控制236

13.9.1　管坯的质量控制236

13.9.2　U形波纹管的质量控制237

13.9.3　膨胀节的质量控制237

13.10　压力试验与致密性试验238

13.11　膨胀节性能试验238

13.11.1　一般规定238

13.11.2　刚度试验238

13.11.3　稳定性试验239

13.11.4　疲劳试验239

13.12　检验240

13.12.1 出厂检验240

13.12.2　型式检验240

13.13　系数Cp、Cf、Cd240

第14章　超压泄放装置240

14.1　超压泄放装置设计概述245

14.1.1　超压泄放装置的作用及基本要求245

14.1.2　压力容器设置超压泄放装置的有关规定245

14.1.3　压力容器超压过程行为分析246

14.1.4　超压泄放装置设计内容及步骤247

14.2　安全阀和爆破片装置的选用247

14.2.1 安全阀的结构及性能特点247

14.2.2　爆破片装置的结构及性能特点248

14.2.3 安全阀和爆破片装置的适用条件249

14.2.4　安全阀和爆破片装置的组合结构249

14.3　泄压装置动作压力和容器设计压力的确定252

14.3.1 定义252

14.3.2　安全阀的动作性能及制造要求253

14.3.3　爆破片的动作性能及制造要求254

14.3.4　泄压装置动作压力与容器工作压力的比值关系254

14.3.5　泄压装置动作压力和容器设计压力的确定255

14.4　泄压装置泄放能力及排放面积的设计计算258

14.4.1 泄压装置泄放能力设计计算的基本要求258

14.4.2　发生物理超压过程容器的安全泄放量258

14.4.3　发生化学反应超压过程容器的安全泄放量259

14.4.4　泄压装置理论泄放量计算方法简述259

14.4.5　泄压装置泄放能力及排放面积设计计算260

14.5　泄压装置的安装和使用262

14.5.1 泄压装置的安装位置和安装方向262

14.5.2　泄压装置的进出口管路系统262

14.5.3　截止阀的有关规定263

14.5.4　介质排放口263

14.5.5　管道附加力的影响263

14.5.6　安全阀的定期检验263

14.5.7　爆破片的定期更换263

第15章　压力容器制造——下料、成形263

15.1　压力容器制造概论265

15.1.1　压力容器制造的主要特点265

15.1.2　各类零部件的主要制造方法266

15.1.3　典型压力容器制造工艺简介268

15.1.4　我国压力容器制造行业的发展268

15.1.5　压力容器设计与制造269

15.2　压力容器用材料的验收与存放270

15.2.1　材料质量证明书270

15.2.2　主要受压元件用材料的复验271

15.2.3　材料的保存与发放使用271

15.2.4　材料标记及标记移植272

15.3　材料代用272

15.4　划线、下料273

15.4.1　钢材的净化与矫形273

15.4.2　划线274

15.4.3　下料274

15.4.4　边缘准备275

15.5　圆筒、锥壳的成形277

15.5.1 单层卷焊式筒节的成形277

15.5.2　锻造筒节的成形283

15.5.3 多层包扎筒节的成形283

15.5.4　热套筒节的成形286

15.6　凸形封头的成形287

15.6.1　封头成形时的工艺减薄287

15.6.2　凸形封头的成形288

15.6.3　封头成形的主要质量要求289

15.6.4　关于封头拼焊的规定291

15.6.5　封头的直边高度和直边部分的纵向皱折292

15.7　焊接接头的分类292

15.7.1　ASME关于焊接接头的分类292

15.7.2　GB 150关于焊接接头的分类293

第16章　压力容器制造——焊接293

16.1　压力容器焊接的基本概念295

16.1.1　焊缝形式与接头形式295

16.1.2　焊缝区、熔合区和热影响区295

16.1.3　焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程298

16.1.4　焊工考试300

16.2　压力容器常用焊接方法及特点300

16.2.1　焊条电弧焊300

16.2.2　埋弧焊301

16.2.3　钨极气体保护焊301

16.2.4　熔化极气体保护焊301

16.2.5　等离子弧焊302

16.2.6 电渣焊302

16.2.7　摩擦焊302

16.2.8　螺柱焊302

16.3　压力容器用材的焊接性能试验303

16.3.1　使用焊接性能试验303

16.3.2　工艺焊接性能试验304

16.4　压力容器用焊接材料304

16.4.1 焊条305

16.4.2　焊丝308

16.4.3　焊剂310

16.4.4　气体311

16.5　压力容器焊接设计311

16.5.1 焊接方法选用311

16.5.2　焊接材料选用311

16.5.3　焊接坡口设计和接头设计312

16.5.4　预热、层间温度和后热313

16.6　焊接施工313

16.6.1　焊接电流、电弧电压与焊接速度313

16.6.2　焊透314

16.6.3　单面焊双面成形314

16.7　压力容器焊后热处理314

16.8　压力容器焊接检验314

16.8.1 焊接质量主要问题314

16.8.2　焊接检验特点315

16.8.3　焊接缺陷及危害315

16.8.4　焊接检验主要方面315

16.9　容器建造标准对焊接的有关要求318

16.9.1　产品焊接试板319

16.9.2　余高320

16.9.3　咬边321

16.9.4　焊接返修的要求322

16.9.5　B类焊接接头鉴证环323

第17章　压力容器制造——热处理323

17.1　焊后（消除应力）热处理325

17.1.1　压力容器焊后热处理的目的325

17.1.2　焊接应力的产生、特点及危害326

17.1.3　需进行焊后热处理的条件326

17.1.4　焊后热处理的方法328

17.1.5　焊后热处理工艺与操作329

17.2　恢复材料力学性能热处理330

17.2.1 加工硬化产生的原因及危害330

17.2.2　需恢复力学性能热处理的条件330

17.2.3　冷成形封头的热处理331

17.3　消氢处理331

17.4　改善材料力学性能热处理331

第18章　压力容器制造——无损检测331

18.1　无损检测（NDT/NDE）基本概念333

18.1.1　无损检测的主要目的333

18.1.2　无损检测方法的选择333

18.2 目视检测333

18.2.1　按检测范围划分334

18.2.2　按制造工艺过程划分334

18.3　射线检测334

18.3.1 射线检测原理和特点334

18.3.2　射线透照检测技术335

18.3.3　射线透照方式336

18.3.4　压力容器焊接接头的射线检测质量等级337

18.4　超声检测338

18.4.1　超声检测原理和特点338

18.4.2　超声检测灵敏度339

18.4.3　各类型工件的超声检测340

18.4.4　压力容器焊接接头超声检测341

18.5　磁粉检测342

18.5.1　磁粉检测原理和特点342

18.5.2　磁粉检测方法342

18.5.3　检测灵敏度342

18.5.4　压力容器焊接接头磁粉检测342

18.6　渗透检测343

18.6.1　渗透检测原理和特点343

18.6.2　渗透检测基本程序343

18.6.3　表面准备343

18.6.4　压力容器焊接接头渗透检测343

18.7　涡流检测344

18.7.1 涡流检测原理和特点344

18.7.2　检测系统344

18.7.3　对比试样344

18.7.4　质量等级评定344

18.8　声发射检测344

18.8.1　声发射检测原理344

18.8.2　声发射检测的特点345

18.8.3 声发射检测的主要用途345

18.9　泄漏检测345

18.9.1 泄漏检测345

18.9.2　气密性试验345

18.9.3　氨渗透试验346

18.9.4　卤素检漏试验346

18.9.5　氦检漏试验346

18.9.6　其他方法346

18.10　容器建造标准对无损检测的有关要求346

18.10.1　何时进行无损检测346

18.10.2　无损检测方法的选择347

18.10.3　A、B类焊接接头无损检测率的选择347

18.10.4　不同无损检测方法的相互复查348

18.10.5　正确执行局部（射线或超声）检测349

18.10.6　表面无损检测的有关要求349

18.10.7　设计对无损检测的特殊要求350

第19章　压力容器制造——试验、验收350

19.1　压力试验352

19.1.1　试验目的352

19.1.2　压力试验的分类352

19.1.3　对试验介质及试验用压力表的要求353

19.1.4　试验温度353

19.1.5　压力试验的操作354

19.1.6　压力试验的检查、合格标准以及试验后的无损检测354

19.1.7　某些容器压力试验时的特殊要求355

19.1.8　无法进行压力试验的容器355

19.2　气密性试验355

19.2.1　试验目的及进行气密性试验的条件355

19.2.2　气密性试验的操作356

19.2.3　气密性试验有关问题的说明357

19.3　压力容器的表面处理357

19.3.1　焊接接头的外形修磨357

19.3.2　表面除锈358

19.3.3　涂敷防腐涂料359

19.3.4　不锈钢容器表面处理的特殊要求359

19.4　压力容器的运输包装359

19.4.1　容器的包装形式360

19.4.2　整体出厂容器的运输包装360

19.4.3　分片、分段出厂容器运输包装的特殊要求360

19.4.4　有特殊要求容器的运输包装360

19.4.5　法兰接口、待焊坡口及螺纹接口的运输包装360

19.4.6　运输方式及超限运输361

第20章　低温压力容器361

20.1　低温脆性断裂362

20.1.1　低温脆性断裂的基本特征362

20.1.2　低温脆性断裂机理363

20.2　钢材的低温韧性363

20.2.1　夏比V型缺口冲击试验364

20.2.2　落锤试验365

20.2.3　其他试验方法365

20.3　影响钢材低温韧性的因素365

20.3.1　化学成分365

20.3.2　冶炼方法366

20.3.3　轧制工艺366

20.3.4　钢板厚度366

20.3.5　冶金缺陷366

20.3.6　其他366

20.4　低温压力容器的设计温度367

20.4.1 受压元件的金属温度367

20.4.2　低温压力容器的设计温度367

20.4.3 盛装液化气体的压力容器368

20.5　低温冲击试验要求369

20.5.1 冲击试验温度和冲击功指标369

20.5.2　低温低应力工况370

20.6　低温压力容器用材料370

20.6.1 常用GB 150低温钢材370

20.6.2　常用ASME低温钢材371

20.6.3　选用低温钢材的原则要求373

20.7　低温压力容器的结构设计特点374

20.8　低温压力容器制造检验特点375

20.8.1　对原材料要求375

20.8.2　加工成型375

20.8.3　焊接375

20.8.4　产品焊接试板376

20.8.5　检验376

20.9　低温压力容器实例376

第21章　铬钼钢制压力容器376

21.1　铬钼钢应用381

21.1.1 耐热钢381

21.1.2　抗氢钢381

21.2　铬钼钢品种382

21.2.1 铬钼钢的主要化学成分和力学性能382

21.2.2　常用ASME铬钼钢383

21.3　铬钼钢的主要特性383

21.3.1 耐热性383

21.3.2　抗氢腐蚀384

21.3.3 回火脆性387

21.4　铬钼钢制压力容器结构设计390

21.4.1 开口与接管390

21.4.2　附件连接390

21.4.3　裙座（支座）与器壁的连接391

21.4.4　保温支撑391

21.5　铬钼钢制压力容器制造中的特殊要求391

21.5.1 热处理391

21.5.2　延迟裂纹敏感性及其防止措施392

21.5.3 回火参数对铬钼钢性能的影响392

21.5.4　制造过程中的检测393

21.6　铬钼钢制压力容器使用注意事项394

21.7 压力容器用铬钼钢最近进展394

21.7.1 改进型铬钼钢394

21.7.2　外国规范和标准对铬钼钢的附加要求395

21.8　工程实例395

第22章　卧式容器398

22.1　支座形式及设置398

22.2　设计载荷399

22.3　载荷分析和内力分析399

22.3.1 均布载荷q和支座反力F399

22.3.2 竖直剪力V和力偶M399

22.3.3　弯矩和剪力401

22.4　卧式容器壳体应力计算402

22.4.1　计算步骤402

22.4.2　圆筒体的轴向应力及其位置402

22.4.3　简体切向剪应力403

22.4.4　封头应力校核404

22.4.5　支座处圆筒体的周向应力405

22.5　鞍座设计407

22.5.1　腹板有效截面内水平平均拉应力408

22.5.2　容器轴向载荷引起的鞍座压应力408

22.5.3 强度校核409

22.6　鞍座卧式容器的合理化设计409

22.6.1　鞍座轴向位置409

22.6.2　鞍座结构尺寸409

22.6.3　加强圈的设置410

22.7　有附加载荷作用时卧式容器的强度校核410

22.8　三支座卧式容器的强度校核410

22.8.1　截面弯矩410

22.8.2　支座反力411

22.8.3 圆筒体的应力校核412

22.9　支座高度偏差或基础不均匀沉降412

22.9.1 支点高度位移的三弯矩方程412

22.9.2 三支座卧式容器附加弯距413

22.9.3　强度校核414

22.10　圈座支承的卧式容器414

22.11 有三角支承加强圈的圆筒体414

22.12　埋地卧式容器的设计计算415

22.12.1 混土层对圆筒体静压力415

22.12.2　混土层对圆筒体的附加载荷416

第23章　塔式容器418

23.1　设计基础418

23.1.1 适用范围418

23.1.2　设计压力及设计温度419

23.1.3　设计载荷与计算工况419

23.1.4　腐蚀裕量与最小厚度419

23.1.5　材料和许用应力420

23.1.6　载荷组合系数K420

23.2　裙座结构420

23.2.1　裙座壳形式及选用原则421

23.2.2　裙座与塔体的连接型式421

23.2.3　检查孔、引出孔和隔气圈422

23.3 自振周期422

23.3.1　计算模型422

23.3.2　分段及质量集中422

23.3.3　影响自振周期的因素423

23.4　地震载荷423

23.4.1　名词术语423

23.4.2　抗震设防目标424

23.4.3　设计反应谱的骨架特征425

23.4.4　设计反应谱的影响因素427

23.4.5　水平地震力和弯矩428

23.4.6　垂直地震力429

23.5 风载荷429

23.5.1　术语和基本概念429

23.5.2　顺风向风振431

23.5.3　横风向风振432

23.5.4 顺风向与横风向的弯矩组合434

23.6　塔式容器强度与稳定校核434

23.6.1　环向应力校核434

23.6.2　各类载荷作用下的轴向应力校核434

23.7　地脚螺栓436

23.8　塔顶静挠度计算438

第24章　球形储罐440

24.1　型式440

24.2　球壳板441

24.3　装量高度443

24.4　标准444

24.5　设计445

24.6　材料446

24.6.1　球壳用钢板446

24.6.2　球罐用锻件448

24.6.3　焊条448

24.7　零部件、附件449

24.7.1　人孔、接管449

24.7.2　支柱449

24.7.3　拉杆450

24.7.4　平台、梯子450

24.7.5 隔热、保冷451

24.7.6　附件451

24.8　球壳板成型451

24.8.1　下料451

24.8.2　成型452

24.9 组焊452

24.9.1　零部件组焊452

24.9.2　组焊452

24.10　无损检测453

24.10.1　射线检测与超声检测453

24.10.2　磁粉检测与渗透检测454

24.11　焊后整体热处理454

24.12　产品焊接试板454

24.13　压力试验和气密性试验455

24.13.1　液压试验455

24.13.2　气密性试验455

24.14　特种球罐455

24.14.1　液化石油气球罐455

24.14.2　液氨球罐456

24.14.3　氧气球罐456

24.14.4 天然气球罐456

24.14.5　低温球罐456

第25章　管壳式换热器456

25.1　GB 151适用范围458

25.1.1　适用参数458

25.1.2　不适用情况458

25.2　主要结构型式及适用条件459

25.2.1 固定管板换热器459

25.2.2 浮头式换热器459

25.2.3　U形管式换热器460

25.2.4　釜式重沸器460

25.2.5　填料函式换热器460

25.3　主要组合部件及规格型号460

25.3.1　主要组合部件460

25.3.2　管程和壳程461

25.3.3　换热器的型号461

25.4　设计参数461

25.4.1　工艺设计计算462

25.4.2　机械设计参数462

25.5　材料463

25.5.1　管板、平盖463

25.5.2　复合结构的管板、平盖463

25.5.3　有色金属464

25.5.4　换热管465

25.6　管箱465

25.6.1　管箱平盖465

25.6.2　分程隔板466

25.6.3　最小内侧深度466

25.6.4　短节466

25.6.5　管箱热处理466

25.7　换热管466

25.7.1 换热管的拼接466

25.7.2　U形管467

25.8　壳体圆筒467

25.8.1　最小厚度467

25.8.2　圆筒直径的允许偏差467

25.8.3　接管设计467

25.9　管板468

25.9.1 管板厚度468

25.9.2　布管468

25.9.3　管孔469

25.9.4　管板的拼接和堆焊470

25.9.5　双管板470

25.10　折流板471

25.10.1　折流板间距471

25.10.2　折流板形式471

25.10.3 双壳程结构471

25.11　浮头盖和钩圈472

25.12　换热管与管板的连接472

25.12.1 胀度473

25.12.2　强度胀的应用473

25.12.3　胀接方法474

25.12.4　管接头焊接476

25.12.5　胀焊并用477

25.12.6　焊接管接头的射线检测477

25.12.7　强度焊管接头的热处理477

25.13　管板与壳体的连接477

25.14　压力试验478

25.14.1　试验程序和试压胎具478

25.14.2　管程压力高于壳程压力时管接头的试压480

25.15　管束振动与防振措施480

25.15.1　振动成因480

25.15.2　振动判据481

25.15.3　防振措施481

25.16　高温、高压密封结构481

25.16.1　金属环密封（八角垫或椭圆垫）481

25.16.2　螺纹锁紧环481

25.16.3　密封盖板封焊482

25.16.4　Ω环密封结构482

第26章　换热器管板强度计算482

26.1　GB 151管板公式的基本考虑484

26.2　金属温度和设计温度485

26.3　管板布管区当量直径486

26.4　管板的弹性基础—管子加强系数487

26.5　管板周边的支承条件—旋转刚度无量纲参数488

26.6　整体管板厚度490

26.6.1　管板最小厚度490

26.6.2　管板厚度490

26.6.3　管板有效厚度490

26.7　管板壳体的连接方式491

26.8　管板公式简介492

26.8.1　计算公式简化假定492

26.8.2　计算公式492

26.9　载荷作用下管板变形的定性分析494

26.9.1　管程压力Pt作用情况495

26.9.2　其他载荷作用情况497

26.10　设计条件的危险组合497

26.11 管板应力的性质及其控制498

26.11.1　管板应力的性质498

26.11.2　管板应力的调整499

26.12　膨胀节的设置499

附录A　立式圆筒形储罐A.1 立式圆筒形储罐的结构型式简介501

A.2　立式储罐的用途和使用范围502

A.3　立式储罐的设计、建造规范502

A.4　立式储罐的容量503

A.4.1　几何容量503

A.4.2　公称容量503

A.4.3　储存容量503

A.4.4　储罐的工作容量504

A.5　立式储罐承受的载荷504

A.5.1　储罐承受的静载荷504

A.5.2　储罐承受的操作载荷504

A5.3　储罐承受的动载荷504

A.6　立式储罐的设计压力和设计温度505

A.6.1 设计压力505

A.6.2　设计温度505

A.7　立式储罐用钢材505

A.7.1　储罐用国产钢材505

A.7.2　储罐用钢材的许用应力506

A.8　固定顶立式储罐506

A.8.1 简介506

A.8.2　储罐直径和罐壁高度507

A.8.3　储罐罐底507

A.8.4 罐壁511

A.8.5 罐顶515

A.8.6　储罐内压的影响520

A.9　立式储罐的配件、附件和安全操作设施522

A.9.1　配件522

A.9.2　附件522

A.9.3 安全设施和操作设施522