【机械行业标准(JB)】 钢制压力容器分析设计标准

中华人民共和国行业标准
JB4732-95
钢制压力容器—一分析设计标准1995-3-7
1995-10-15
中华人民共和国机械工业部
中华人民共和国化学工业部
中华人民共和国劳动部
中国石油化工总公司
中国石油化工总公司
化学工业部
机械工业部
中石化［1995]］咨字167号
关于颁布行业标准《钢制压力容器分析设计标准》的通知
各有关单位：
现颁布强制性行业标准《钢制压力容器：一九九五年十月十五日起实施。该标准的编号和名称为：
JB4732—95《钢制压力容器
分析设计标准》，自
分析设计标准》。为使此项标
准能够及时贯彻实施，其出版发行工作责成全国压力容器标准化技术委员会按期组织完成。
主题词：行业标准、印发通知
抄送：国家技术监督局及国务院各有关部委中国石油化工总公司办公厅此内容来自标准下载网
九九五年四月十三日
主题内容与适用范围
主题内容·
适用范围
不适用范围
引用标准
名词术语
应力强度·
总体结构不连续
局部结构不连续，
法向应力
剪应力
薄膜应力·
弯曲应力·
次应力·
二次应力
蜂值应力
载荷应力
热应力
工作循环
应力循环
非弹性
分析设计的一般准则
应力强度计算
各类应力强度的许用极限
塑性分析的运用·
三向应力
接管过渡
6.2.钢板
6.3钢管·
6.4、锻件.
6.5螺柱和螺
承受内压的回转壳
7.2符号说明
球壳·
锥壳·
7.6成形封头
7.7锥壳大端与圆简的连接
7.8锥壳小端与圆筒的连接……
7.9大小两端的耦合·
7.10变径段
8承受外压的回转壳
8.1符号说明…·
8.2外压圆筒和外压球壳的计算
8.3外压圆简加强圈的设计……
8.4成形封头·
8.5外压锥壳和锥形封头
受轴向压缩的圆简
9平盖
符号说明·
平盖厚度
10开孔和开孔补强
符号说明
等面积补强
开孔补强设计的另一方法…
制造、检验与验收
冷热加工成形
热处理
试板与试样
多层包扎压力容器
热套压力容器
锻焊压力容器
无损检测
压力试验与致密性试验
质量证明书、标志、油漆、包装、运输·附录A基本部件、组合部件的应力分析（补充件A1适用范围.
A2基本部件的变形与应力分析.
A3各种封头与圆柱壳连接处的应力A4整体补强的壳体开孔应力分析法.A5温度应力
附录B实验应力分析（补充件）
（36）
（78）
（78）
（82）
（86）
（86）
（93）
(94）
（97）
（100）
（100）
（116）
（120）
（148）
（148）
B2试验类型
试验方法
试验结果
确定极限载荷的试验
附录C以疲劳分析为基础的设计（补充件）C1
疲劳分析的步骤
局部结构不连续
角焊缝的疲劳强度减弱系数
螺柱的疲劳分析
壳体中热应力轮作用
确定疲劳寿命的试验方法
用于开孔疲劳估算的应力指数法附录D法兰（补充件）
总则·
符号说明
法兰型式
法兰连接
外压法兰
附录E
超压泄放装置
适用范围
符号说明
一般规定
容器安全泄放量的计算
安全阀
爆破片装置
安全阀与爆破片装置的组合装置超压泄放装置的装设
泄放管
附录F
材料的补充规定（补充件）
F3钢管
附录G钢材高温性能（参考件）
附录H焊接接头（参考件）
H1焊接接头分类及其要求：
H2其它焊接连接及其要求
....·.
附录1管壳式换热器管板的应力分析（参考件）I1管板连接结构型式
12符号说明
13U型管式换热器管板及其相关元件的应力分析14
浮头式、填函式换热器管板及其相关元件的应力分析a
（148）
（148)
（149）
（149)
（151）
（151）
（159）
（159)
（159）
（160）
（161）
(164）
（170）
（170）
（170）
（172）
（172）
（191）
（191）
（191)
（192）
（193）
（193）
（194）
（196）
(197）
（198）
（198）
（201）
（202）
（206）
（211)
（214）
（214）
（218）
（222）
（227）
I5固定式换热器管板及其相关元件的应力分析附录」圆柱壳开孔接管的应力分析（参考件）J1适用范围
J2符号说明
J3计算步骤
附录K对有限元计算程序与分析人员的基本要求（参考件）K1计算程序
分析人员
（232）
（241）
（241）
（241）
（241）
（255)
（255）
（255）
中华人民共和国行业标准
钢制压力容器
Steel Pressure Vessels+-
主题内容与适用范围
主题内容
分析设计标准
-Design by Analysis
JB4732-95
本标准是以分析设计为基础的钢制压力容器标准，提供了以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础的设计方法；对选材、制造、检验和验收规定了比GB150《钢制压力容器》更为严格的要求。
本标准与GB150同时实施，在满足各自要求的条件下，可选择其中之一使用。1.2适用范围
本标准适用于：
a设计压力大于等于0.1MPa且小于100MPa的容器；真空度高于或等于0.02MPa的容器、b.
1.2.2.本标准适用的设计温度应是低于以钢材蠕变控制其许用应力强度的相应温度。1.3·不适用范围
本标准不适用于下列各类容器：a.
压器室，
核能装置中的容器；
旋转或往复运动的机械设备（如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等)中自成整体或作为部件的受经常搬运的容器；
内直径（对非圆形截面，指宽度、高度或对角线）小于150mm的任何长度的容器。引用标准
GB1220
GB1804
GB2106
《钢制压力容器》；
《普通螺纹基本尺寸（直径1～600mm）》；《普通螺纹公差与配合（直径1~355mm）》；《金属拉伸试验方法》；
《金属弯曲试验方法》；
《拱形金属爆破片技术条件》；《优质碳素结构钢技术条件》；《不锈钢棒》；
《公差与配合
未注公差尺寸的极限偏差》；
《金属夏比V型缺口冲击试验方法》；机
中华人民共和国
中国石油化工总公司
1995-3-7
1995-10-15
GB2270
GB/T2970
GB3077
GB3280
GB3531
GB4159
GB4237
GB6479
GB8163
GB8165
GB9948
GB12337
GB13296
JB2536
《不锈钢无缝钢管》
JB4732-95
《中厚钢板超声波检验方法》
《合金结构钢技术条件》；
《不锈钢冷轧钢板》；
《低温压力容器用低合金钢厚钢板技术条件》；《金属低温夏比冲击试验方法》；《不锈钢热轧钢板》；
《化肥设备用高压无缝钢管》；《输送流体用无缝钢管》；
“《不锈钢复合钢板》；
《石油裂化用无缝钢管》；
《钢制球形储罐》；
《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》《压力容器油漆，包装和运输》；JB4700-4707
《压力容器法兰》；
JB4708
JB4710
JB4726
JB4727
JB4728
JB4730
JB4733
YB(T)40
3总论
《钢制压力容器焊接工艺评定》；《钢制塔式容器》；
《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》；《低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》《压力容器用不锈钢锻件》；
《压力容器无损检测》；
《压力容器用爆炸不锈钢复合钢板》；《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》。3.1本标准管辖范围内的容器之设计、制造、检验与验收除应符合本标准规定外，还必须遵守国家颁布的有关压力容器的法令、法规和规章。3.2本标准管辖的容器范围是指容器本体及与之连为整体的连通受压零部件，且划定在下列范围内。
容器与外管道连接
容器接管与外管道焊接连接的第一道环向焊缝；螺纹连接的第个螺纹接头
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。3.2.2接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。3.2.3非受压元件与容器内、外表面的连接焊缝。焊缝以外的元件，如加强圈、支座、支耳、裙座等应符合本标准或相应标准的规定。3.3直接连在容器上的超压泄放装置应符合附录E的规定。连接在容器上的仪表等附件，应符合有关标准。
3.4资格与职责
3.4.1容器的设计、制造单位必须具备健全的全面质量管理体系。设计单位应持有相应的设计单位批准书，制造单位应持有相应的制造许可证。3.4.2压大容器的制造和使用必须置于国家劳动部门安全监察机构或授权的检验机构监督之下。2
JB4732-95
注：授权的检验机构是指由国家劳动部门压力容器安全监察机构授权进行监督检验的机构。3.4.3设计单位的职责
3.4.3.1设计单位应对分析设计条件（委托书）的准确性和完整性予以确认。3.4.3.2设计单位应对设计文件的准确性和完整性负责3.4.3.3容器的设计文件至少应包括应力分析报告书和设计图样。3.4.3.4容器设计总图应盖有应用本标准的设计单位批准书标志。3.4.3.5设计资料保存期应不少于七年。3.4.4·制造单位的职责
3.4.4.1制造单位必须按照设计图样要求进行制造，如需要对原设计进行修改，应取得原设计单位认可。
3.4.4.2制造单位的检验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，提出检验报告，并对报告的准确性和完整性负责。3.4.4.3号
制造单位对其制造的每台容器产品至少应具有下列技术文件备查，技术文件保存期应不少于七年。
制造工艺图或制造工艺卡；
材料证明文件及材料表；
容器的焊接工艺和热处理工艺记录（其保存期见第11章）；标准中允许制造厂选择的项目的记录；容器制造过程中及完工后的检验记录；f.
容器的原设计图和竣工图。
3.4.4.4制造单位应将产品质量证明书提交授权的检验机构确认后交付用户3.4.5法定或授权的检验机构，按国家有关法规或条例以及本标准中列入监察条款的有关规定对压力容器进行监督检验。
3.5定义
3.5.1压力除注明者外，均指表压力。3.5.2.工作压力系指正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。系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的条件，3.5.3设计压力
并作为超压泄放装置调定压力的基础，其值大于或等于工作压力。3.5.4计算压力系指在相应设计温度下，用以确定元件计算厚度的压力（按表3一1确定）。3.5.5
系指在压力试验时，容器顶部的压力，试验压力
设计温度
均值)。
系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设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。3.5.7试验温度系指压力试验时容器壳体的金属温度。3.5.8厚度
计算厚度
设计厚度
名义厚度
图样上标注的厚度；
系指按各章公式计算所得到的厚度；系指计算厚度与腐蚀裕量之和；系指将设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即是d。有效厚度系指名义厚度减去腐蚀裕量与钢材厚度负偏差。注1)当钢材标准规定的度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，可忽略不计。3.6设计要求
设计时，应按第5章、附录A、附录B、附录C、附录J及附录K的规定做应力分析和疲劳分3.6.1
JB4732-—95
析，结构中的应力强度不得超过许用极限。但能满足3.9与3.10的规定时，可免除应力分析和疲劳分析。
3.6.2对于以失稳为主要失效模式的结构，除应符合3.6.1的要求外.尚应校核结构的稳定性（对承受外压及轴向压缩的情况，见第8章）。3.6.3设计的一般规定
3.6.3.1确定设计压力时，应考虑以下各点：容器上装有超压泄放装置时，应按附录E的规定确定设计压力。真空容器按承受外压设计，当装有安全控制装置（如真空泄放阀）时，设计压力取1.25倍的最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值，当无安全控制装置时，取0.1MPa。对具有不同操作工况的容器，应按最苛刻的工况进行设计。对容器承受内、外压力或具有两个以上的压力室时，应考虑相互间的最大压差。3.6.3.2确定设计温度时，应考虑：设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度。对0℃以下的金属温度，设计温度则不得高于元件金属可以达到的最低温度。任何情况下，金属表面的温度不得超过钢材的允许使用温度。
当容器各部分在工作状态下的金属温度不同时，可分别确定各部分的设计温度。3.6.3.3载荷
设计时应考虑各种载荷及载荷组合，至少应考虑以下载荷：内压、外压或最大压差；
作用力。
液体静压头；
容器的自重，以及正常工作条件下或试验状态下内装物料的重力载荷；附加载荷，如其它附属设备、隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷：风载荷、雪载荷及地震载荷；
支座、底座圈、支耳及其它型式底座的反作用力；包括压力急剧波动的冲击载荷；由各种温度条件引起的不均匀应变载荷及由连接管道或其它部件的膨胀或收缩所引起的3.6.3.4容器及其配件的受压部分所用板材的最小厚度按下列规定：a.
碳素钢及低合金钢钢板，扣除腐蚀裕量后不小于6mm；高合金钢板，扣除腐蚀裕量后应不小于3mm。b.
3.6.3.5不锈钢复合钢板的设计应力强度a.
当复层材料的设计应力强度值大于或等于基层材料设计应力强度值的70%时，允诈将复层厚度计入强度计算之内。计入强度计算的复合材料的折算厚度可按(3一1a)式计算：[8,+85m
式中：
8。一复合材料的折算厚度，mm
基层金属的名义厚度，mm
(Sm2(Sm2≥Sm时）
一复层金属的厚度，不计腐蚀裕量，mm；a
Sm—基层金属的设计应力强度，MPaSm2—复层金属的设计应力强度，MPa-1a)
b.对于复层与基层结合率达到JB4733标准中2级板以上，在设计计算中，如需计入复层材料4
JB4732—95
的强度时，复合钢板在设计温度下的设计应力强度值可按下式确定：8Sm+8Sm2
3.6.3.6衬里
(3-1b)
耐腐蚀衬里是指不与容器壁连成整体的村里，故计算容器壁厚时，衬里层的厚度不应计入。3.6.3.7腐蚀裕量
容器元件由于受到腐蚀、冲蚀、机械磨损或其它环境影响而造成板厚削弱减薄时，应在计算公式或应力分析所确定的计算厚度之外，予以适当地增加厚度。可根据预期的容器寿命与介质对材料的腐蚀速率确定之。
当容器各部分腐蚀程度不同时，对容器的各部分也可采用不同的腐蚀裕量。若经验表明，在类似的使用过程中不发生腐蚀时，则不必考虑腐蚀裕量。3.6.4压力、温度、静压头的关系在设计容器各部分时，必须按表3一1考虑压力、温度及静压头之间的相互关系。表3—1
容器整体
容器整体
容器整体
5各处
设计压力
与设计压力相对
应的各处压力
与设计温度相对
应的压力
试验压力
试验压力
与最低许用温度相
对应的压力
与最低许用温度
相对应的各处压
工作压力
静压头”
不考虑
压力与温度的关系
同时发生的
设计温度
各处的静压
同时发生的
各处的静压
不考虑
各处的静压头
不考虑
各处的静压
设计温度
设计温度
试验温度
试验温度
最低许用温度
最低许用温度
各处的静压头金属温度
注：1)例如由于流体流动等产生的压力波动也同样适用。备
铭牌上所标注的压力及温度
容器各处温度不同时，容器整体则取其中的最高温度
与状态1相比，必须校核较高温度与较低压力的组合。或者对各部分，按各处的压力（包括静压头）和设计温度的组合设计用最低许用温度与材料的缺口韧性试验或与低温下的最高应力共同决定材料是否适用于工作温度
二次应力、峰值应力分析用
2若容器允许在不只一个压力和温度条件下工作时，则可同时标出其它相应的压力和温度值。3.6.5设计应力强度
本标准所用材料的设计应力强度值Sm，用第6章中所给出的数值。其确定依据如下：3.6.5.1钢材
除螺栓材料外，一般钢材的设计应力强度为下列各值中的最低值：常温下抗拉强度最低值的。
常温下属服点或0.2%届服强度最低值的.5：设计温度下屈服点或0.2%届服强度的1.5。对用奥氏体不锈钢材制成的部件，根据使用部位，对允许有微量永久变形的部件，可取设计温度5
JB4732-95
下0.2%屈服强度的90%，但最高不超过常温下届服点或0.2%屈服强度最低值的用于法兰或其它有微量变形就产生泄漏或故障的情况3.6.5.2螺栓材料
螺栓材料的设计应力强度如表32所示。表3-2螺栓设计应力强度
碳素钢
低合金钢
马氏体高合金钢
奥氏体高合金钢
螺栓直径mm
≤M22
M24~M48
M24~M48
≥M52
≤M22
M24~M48
注：0，为设计温度下的屈服点或0.2%屈服强度，MPa。3.7应力强度的许用极限
3.7.1一次应力强度的许用极限
热处理状态
热轧，正火
一次应力强度的许用极限按下列规定，但按5.4，2条时不在此限。此规定不适
设计应力强度
设计温度低于端变范围
3.7.1.1容器及其支座按表3一3所列的设计载荷及试验载荷各组合条件进行设计时，一次应力强度的许用极限应满足5.3.1～5.3.3的规定。表3-3载荷组合系数K
试验载荷
载荷组合（参见3.6.3.3）
设计压力、容器自重，内装物料、附属设备及外部配件的重力载
A+风载荷1).2)
A+地震载荷1).2）
试验压力、容器自重，内装物料附属设备及外部配件的重力载
注：1)不需要同时考虑风载荷与地震载荷。2)风载荷与地囊载荷的计算方法按有关规定。3)一次总体薄膜应力在屈服点以下。K值
液压试验为1.25，
气压试验为1.15
计算应力的基准
设计温度下，不计腐蚀裕量的
试验温度下，实际设计数值
3.7.1.2试验时容器任何点上的压力（包括静压头）超过（3一2）、（33)式规定的试验压力的6%时，应按下列规定确定试验压力的上限：液压试验时：
试验温度下计算求得的一次总体薄膜应力强度S，应不超过试验温度下材料的屈服点（或0.2%屈服强度）的90%；
计算求得的一次薄膜加一次弯曲应力的应力强度S，，应不超过下列两式给出的限制值：b.
当S≤0.670时，
S.≤1.35gg
当0.670S,≤2.150,-1.2S,
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。