压力容器设计中焊接接头系数值的选取

4.5.2 焊接接头系数4.5.2 焊接接头系数φ应根据对接接头地焊缝形式及无损检测地长度比例确定.4.5.2 钢制压力容器地焊接接头系数规定如下：）双面焊对接接头和相当于双面焊地全焊透对接接头）全部无损检测，取φ；）局部无损检测，取φ.）单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属地垫板））全部无损检测，取φ；）局部无损检测，取φ.4.5.2 其他金属材料地焊接接头系数按相应引用标准地规定.采用分析法计算开孔补强时，∅也应该去.10.3.1 全部()射线或超声检测凡符合下列条件之一地容器及受压元件，需采用设计文件规定地方法，对其类和类焊接接头，进行全部射线或超声检测：资料个人收集整理，勿做商业用途）设计压力大于或等于地第Ⅲ类容器；）采用气压或气液组合耐压试验地容器；）焊接接头系数取地容器；）使用后无法进行内部检验容器；）盛装毒性为极度或高度危害介质地容器；）设计温度低于－40℃地或者焊接接头厚度大于25mm 低温容器；）奥氏体型不锈钢、碳素钢、、及其配套锻件地焊接接头厚度大于30mm 者；）、、及其配套锻件地焊接接头厚度大于20mm者；资料个人收集整理，勿做商业用途）、、、奥氏体—铁素体型不锈钢及其配套锻件地焊接接头厚度大于16mm者；资料个人收集整理，勿做商业用途）铁素体型不锈钢、其他低合金钢制容器；）标准抗拉强度下限值≥地低合金钢制容器；）图样规定须检测地容器.注：上述容器中公称直径≥250mm地接管与接管对接接头、接管与高颈法兰对接接头地检测要求与类和类焊接接头相同.资料个人收集整理，勿做商业用途固定式压力容器安全技术监察规程4.5.3 全部射线检测或者超声检测符合下列情况之一地压力容器、类对接接头（压力容器、类对接接头地划分按照地规定），依据本规程4.5.3第（）项地方法进行全部无损检测：资料个人收集整理，勿做商业用途设计压力大于或者等于地第Ⅲ类压力容器；按照分析设计标准制造地压力容器；采用气压试验或者气液组合压力试验地压力容器；焊接接头系数取地压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验地压力容器；标准抗拉强度下限值大于或者等于地低合金钢制压力容器，厚度大于20mm时，其对接接头还应当采用本规程4.5.3第（）项所规定地与原无损检测方法不同地检测方法进行局部检测，该局部检测应当包括所有地焊缝交叉部位；资料个人收集整理，勿做商业用途设计图样和本规程引用标准要求时.4.5.3 无损检测方法地选择()压力容器地对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差法超声检测（）、可记录地脉冲反射法超声检测和不可记录地脉冲反射法超声检测；当采用不可记录地脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测做为附加局部检测；资料个人收集整理，勿做商业用途管壳式换热器焊接接头系数3.16.1 钢制换热器焊接接头系数φ按表选取沿焊接接头根部全长有紧贴基本金属地垫板时，其焊接接头系数φ.资料个人收集整理，勿做商业用途3.16.2 铝、铜、钛及其合金地焊接接头系数按附录（标准地附录）地规定.压力容器设计工程师培训教程焊接接头系数4.11.1 焊接接头系数地基本规定焊接接头系数φ是指对接接头强度与母材强度之比值.用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱地程度，是焊接接头力学性能地综合反映.资料个人收集整理，勿做商业用途4.11.2 焊接接头系数选取地基本要求焊接接头系数地选取与接头地焊接工艺特点、无损检测比例和对容器地要求相关.主要有一下几个问题：（）当纵向接头与环向接头地结构、无损检测比例不一致时，如纵向接头采用双面焊、或，而环向接头为加垫板地单面焊且无法进行或检测时，在容器地设计计算中应正确采用焊接接头系数.资料个人收集整理，勿做商业用途内压圆筒厚度计算公式是根据圆筒中周向总体（一次）薄膜应力地强度导出，所以与之对应地焊接接头系数应为圆筒地纵向焊接接头系数.在圆筒环向接头地极小断面中同样也存在着环向（周向）薄膜应力，另外尽管环向接头在圆筒轴向地应力仅有环向应力地一半，但是作为一台完整地压力容器，为确保这个圆筒地强度与安全，一般应要求环向接头与纵向接头具有同样地质量水平，即要求具有同样地焊接接头系数.若存在制造上地困难，可按中10.8.2执行.此时环向接头地质量（焊接接头系数）虽然可能与纵向接头地质量（焊接接头系数）不完全相同，但计算圆筒厚度时，仍取纵向接头地焊接接头系数.此时设计者应规定对该焊接接头地技术要求，以提醒制造厂用焊接工艺措施来保证焊接质量.资料个人收集整理，勿做商业用途中10.8.2抄录如下：“对容器直径不超过800mm地圆筒与封头地最后一道环向封闭焊缝，当采用不带垫板地单面焊对接接头，且无法进行射线或超声检测时，允许不进行检测，但需采用气体保护焊打底.资料个人收集整理，勿做商业用途（）封头拼接接头地封头系数.中10.8.2规定封头拼接接头应进行或检测，但未规定封头拼接接头地接头系数如何选取.封头拼接接头地无损检测要求主要是针对封头成形时变形较大，缺陷容易扩展而提出地，与封头厚度无关.因此，尽管封头拼接接头要求或检测，但这种检测仍然只是对整台容器检测地一部分，其合格指标仍按照对容器整台要求地合格指标而确定.因此，封头拼接接头地焊接接头系数一般取压力容器地纵向接头焊接接头系数.资料个人收集整理，勿做商业用途对整张钢板压制地小直径封头，由于不存在焊接接头，在厚度计算中当然取φ.。

一、GB150-1998《钢制压力容器》；JB/T4731-2005《钢制卧式容器》；JB/T4734-2002《铝制焊接容器》；JB/T4710-2005《钢制塔式容器》：(1) 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头
100%无损检测：Φ=1.0
局部无损检测Φ=0.85
(2) 单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）
100%无损检测：Φ=0.9
局部无损检测Φ=0.8
二、GB12337-1990《钢制球形储罐》
双面焊全熔透对接焊缝的焊缝系数：
100%无损探伤Φ=1.0
局部无损探伤Φ=0.85
三、JB/T4745-2002《钛制焊接容器》
（1）双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头：
100%无损检测Φ=0.95
局部无损检测Φ=0.85
（2）单面焊对接接头：
100%无损检测Φ=0.9
局部无损检测Φ=0.8
无法无损检测Φ=0.65
（3）单面焊环向对接
无法无损检测Φ=0.60
四、JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》
（1）双面焊或相当于双面焊的全熔透对接接头
100%无损检测Φ=1.0
局部无损检测Φ=0.85
不作无损检测Φ=0.7
(2)单面焊的对接接头，且沿其根部全长具有紧贴基本金属的垫板：
100%无损检测Φ=0.90
局部无损检测Φ=0.80
不作无损检测Φ=0.65
（3）单面焊无垫板对接接头
局部无损检测Φ=0.70
不作无损检测Φ=0.60
五、GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》
Φ取0.9（当标准规定的最低屈服强度大于390MPa时，底圈罐壁板取
Φ=0.85）。

钢制压力容器焊接接头系数φ的确定摘要:本文通过归纳、分析钢制压力容器设计计算中焊接接头系数φ与对接接头的焊缝形式、无损检测的长度比例等的关系，以及对标准、规范中相关规定的进一步释义，详解焊接接头系数φ的确定。

关键词:钢制压力容器焊接接头系数对接接头焊缝形式无损检测许久以来，设计(校审)人员(下文简称设计人员)在钢制压力容器焊接接头系数φ的确定问题上一直争论不休，一些论坛上关于这方面的讨论比比皆是。

本文主要根据TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》[1](下文简称《容规》)、GB150.1～150.4-2011《压力容器》[合订本][2](下文简称GB150)等标准、规范的规定，分析钢制压力容器设计中φ的确定因素与确定(选取)。

1 焊接接头系数的确定因素焊接接头系数φ的确定因素有明文规定的，也有引申的，然而都不可忽略。

1.1 确定因素GB150中4.5.2.1:“焊接接头系数应根据对接接头的焊缝形式和无损检测的长度比例确定”。

此规定明确了焊接接头系数φ的确定因素是“对接接头”的“焊缝形式”和“无损检测的长度比例”。

1.1.1 对接接头从而确定:跟φ有关的是A、B类对接接头。

GB150中的公式是根据周向一次薄膜应力的强度导出，所以与之对应的A类焊缝的焊接接头系数φ才是计算参数。

但是为了保证受压元件的强度与安全，要求A、B类接头的焊接接头系数一致，如果由于各种原因不能达到时，应对B类焊缝的质量加以控制，如GB150中10.3.4:“对容器直径不超800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭焊缝，当采用不带垫板的单面焊对接接头，且无法进行射线或超声检测时，允许不进行检测，但需采用气体保护焊打底”。

1.1.2 对接接头的焊缝形式焊制的钢制压力容器，受压元件的对接接头首。

选双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透接头(下文简称全焊透)，然而在制造无法实现的情况下，采用非全焊透的单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板)(下文简称非全焊透)。

压力容器设计人员考试题（2014）开卷姓名：单位：成绩：一、判断题(每题1分)1、压力容器设计单位应当向使用单位（用户）提供完整的设计文件。

（×）2、《固容规》规定：压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。

（×）3、压力容器受压元件所用钢材只需材料的力学性能和化学成分相同，就可以批准代用。

( ×)4、主要受压元件系指压力容器中主要承受总体一次薄膜应力的元件。

( ×)5、确定压力试验的试验压力时，式中P 应为容器的设计压力或最大允许工作压力。

（√）6、设计温度低于-20℃，取0℃的许用应力。

（×）7、垫片系数m 愈大的垫片，在操作状态下所需的压紧力愈大，对法兰设计不利，为此在压力较高的条件下，一般应选用m 较小的垫片。

( ╳)8、强度焊适用于换热器承受振动或疲劳的场合。

（╳）9、JB4710 可以用于带拉牵装置塔式容器设计（╳）10、设计温度-50℃的容器，其支承与壳体相连的焊缝应进行100%磁粉或渗透检测（√）11. GB150 不适用操作压力为0.05MPa, 设计压力为0.1MPa 的容器；（╳）12、当压力容器的设计文件没有给出最高允许工作压力时，则可以认为该容器的设计压力即是最高允许工作压力。

（√）13. 设计温度低于≤-20℃的碳素钢、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-196℃的奥氏体不锈钢制容器为低温压力容器。

（√）14. 压力容器设计时一般情况下不考虑液体静压力载荷。

（×）15．设计温度为350℃的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有Q235-B、Q245R和Q345R （×）16、鉴定评审中发现有原设计产品或者试设计产品有重大隐患或者违反现行法规、安全技术规范、标准的行为时，应当立即停止评审工作。

（√）17、设计单位技术负责人由设计单位法定代表人担任，具有压力容器或压力管道相关专业知识，了解法规、安全技术规范、标准的有关规定，对重大技术问题能够做出正确决定。

对有经验者，可按经验选取。
2、容器筒体、封头腐蚀裕量。 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C2不小于1mm； 对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，取C2＝0。 其他情况可按表3确定筒体、封头的腐蚀裕量。
腐蚀程度 腐蚀速率 （mm/年 腐蚀裕量（mm） 不腐蚀 <0.05 0 轻微腐蚀 0.05～0.13 ≥1 腐蚀 0.13～0.25 ≥2 重腐蚀 >0.25 ≥3
ns nb
Rm
ReL
[ ]t min{
st bt Dt nt
ns , nb , nD , nn
)
b -常温强度极限； b t -设计温度下的强度极限 s -常温屈服极限，对于没有明显屈服台阶的塑性材料常
；
取相应于产生0.2％塑性应变时的应力 0.2
26
许用应力和安全系数
B、腐蚀裕量的选取 5、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；
6、两侧同时与介质接触的元件，应根据两侧不同的操作介 质选取不同的腐蚀裕量，取两者之和作为总的腐蚀裕量。
7、容器地脚螺栓根径的腐蚀裕量一般取3mm。
8、碳钢、低合金钢裙座圆筒的腐蚀裕量应不小于2mm。 C、影响腐蚀裕量的因素 •介质对材料的腐蚀速度可查有关的防腐手册，—般容器的 设计寿命，除有特殊要求外，塔器、反应器等主要容器一 般不应少于15年；一般容器和换热器等应不少于8年。 •腐蚀裕量一般只针对均匀腐蚀，对于各种类型按相关技术 23 资料和实际经验确定防腐蚀技术方案。
10%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10% 10% 12.5% 12.5%
19
腐蚀裕量C2
A、确定腐蚀裕量的原则 1、对于与工作介质接触的圆筒、封头、接管、人孔及内部构件 等均考虑腐蚀裕量。 2、用涂刷涂料可以有效防止环境腐蚀的容器外部构件，如支座、 支腿、底板、托架、塔顶吊架等原则上不考虑腐蚀裕量，但 不包括裙座。

GB150—报批稿4.5.2 焊接接头系数4.5.2.1 焊接接头系数φ应根据对接接头的焊缝形式及无损检测的长度比例确定;4.5.2.2 钢制压力容器的焊接接头系数规定如下：a 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头1 全部无损检测,取φ=；2 局部无损检测,取φ=;b 单面焊对接接头沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板1 全部无损检测,取φ=；2 局部无损检测,取φ=;4.5.2.3 其他金属材料的焊接接头系数按相应引用标准的规定;采用分析法计算开孔补强时,也应该去;10.3.1 全部100%射线或超声检测凡符合下列条件之一的容器及受压元件,需采用设计文件规定的方法,对其A类和B 类焊接接头,进行全部射线或超声检测：a 设计压力大于或等于的第Ⅲ类容器；b 采用气压或气液组合耐压试验的容器；c 焊接接头系数取的容器；d 使用后无法进行内部检验容器；e 盛装毒性为极度或高度危害介质的容器；f 设计温度低于－40℃的或者焊接接头厚度大于25mm 低温容器；g 奥氏体型不锈钢、碳素钢、Q345R、Q370R及其配套锻件的焊接接头厚度大于30mm 者；h 18MnMoNbR、13MnNiMoR、12MnNiVR及其配套锻件的焊接接头厚度大于20mm者；i 15CrMoR、14Cr1MoR、08Ni3DR、奥氏体—铁素体型不锈钢及其配套锻件的焊接接头厚度大于16mm者；j 铁素体型不锈钢、其他Cr-Mo低合金钢制容器；k 标准抗拉强度下限值R m≥540MPa的低合金钢制容器；l 图样规定须100%检测的容器;注：上述容器中公称直径DN≥250mm的接管与接管对接接头、接管与高颈法兰对接接头的检测要求与A类和B类焊接接头相同; TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程4.5.3. 全部射线检测或者超声检测符合下列情况之一的压力容器A、B类对接接头压力容器A、B类对接接头的划分按照GB150的规定,依据本规程4.5.3.1第1项的方法进行全部无损检测：(1)设计压力大于或者等于的第Ⅲ类压力容器；(2)按照分析设计标准制造的压力容器；(3)采用气压试验或者气液组合压力试验的压力容器；(4)焊接接头系数取的压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验的压力容器；(5)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢制压力容器,厚度大于20mm时,其对接接头还应当采用本规程4.5.3.1第1项所规定的与原无损检测方法不同的检测方法进行局部检测,该局部检测应当包括所有的焊缝交叉部位；(6)设计图样和本规程引用标准要求时;4.5.3.1 无损检测方法的选择1压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测,超声检测包括衍射时差法超声检测TOFD、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时,应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测做为附加局部检测；GB 151-1999 管壳式换热器焊接接头系数3.16.1 钢制换热器焊接接头系数φ按表4选取表4对于无法进行无损检测的固定管板式换热器壳程圆筒的环向焊接接头,当采用氩弧焊打底或者沿焊接接头根部全长有紧贴基本金属的垫板时,其焊接接头系数φ=;3.16.2 铝、铜、钛及其合金的焊接接头系数按附录D标准的附录的规定;压力容器设计工程师培训教程焊接接头系数4.11.1 焊接接头系数的基本规定焊接接头系数φ是指对接接头强度与母材强度之比值;用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,是焊接接头力学性能的综合反映;4.11.2 焊接接头系数选取的基本要求焊接接头系数的选取与接头的焊接工艺特点、无损检测比例和对容器的要求相关;主要有一下几个问题：1当纵向接头与环向接头的结构、无损检测比例不一致时,如纵向接头采用双面焊、100%RT或UT,而环向接头为加垫板的单面焊且无法进行RT或UT检测时,在容器的设计计算中应正确采用焊接接头系数;内压圆筒厚度计算公式是根据圆筒中周向总体一次薄膜应力的强度导出,所以与之对应的焊接接头系数应为圆筒的纵向焊接接头系数;在圆筒环向接头的极小断面中同样也存在着环向周向薄膜应力,另外尽管环向接头在圆筒轴向的应力仅有环向应力的一半,但是作为一台完整的压力容器,为确保这个圆筒的强度与安全,一般应要求环向接头与纵向接头具有同样的质量水平,即要求具有同样的焊接接头系数;若存在制造上的困难,可按GB150中10.8.2.3执行;此时环向接头的质量焊接接头系数虽然可能与纵向接头的质量焊接接头系数不完全相同,但计算圆筒厚度时,仍取纵向接头的焊接接头系数;此时设计者应规定对该焊接接头的技术要求,以提醒制造厂用焊接工艺措施来保证焊接质量;GB150-1998中10.8.2.3抄录如下：“对容器直径不超过800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭焊缝,当采用不带垫板的单面焊对接接头,且无法进行射线或超声检测时,允许不进行检测,但需采用气体保护焊打底;2封头拼接接头的封头系数;GB150-1998中10.8.2.2规定封头拼接接头应进行100%UT或RT检测,但未规定封头拼接接头的接头系数如何选取;封头拼接接头的无损检测要求主要是针对封头成形时变形较大,缺陷容易扩展而提出的,与封头厚度无关;因此,尽管封头拼接接头要求100%UT或RT检测,但这种检测仍然只是对整台容器检测的一部分,其合格指标仍按照对容器整台要求的合格指标而确定;因此,封头拼接接头的焊接接头系数一般取压力容器的纵向接头焊接接头系数;对整张钢板压制的小直径封头,由于不存在焊接接头,在厚度计算中当然取φ=;。

压力容器焊缝系数与无损检测比例的选取对焊接接头系数φ与无损检测长度比例的理解TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规范》关于焊接接头的无损检测比例的规定：压力容器对接接头的无损检测比例一般分为全部（100%）和局部（大于或等于20%）两种。

碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应当大于或等于50%。

1、全部射线检测或超声检测符合下列情况之一的压力容器A、B类对接接头（压力容器A、B 类对接接头的划分按照GB150的规定），依据本规程的方法进行全部无损检测：a、设计压力大于或者等于1.6MPa的第Ⅲ类压力容器；b、按照分析设计标准制造的压力容器；c、采用气压试验或者气液组合压力试验的压力容器；d、焊接接头系数取1.0的压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验的压力容器；e、标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢制压力容器，厚度大于20mm时，其对接接头还应当采用本规程所规定的与原无损检测方法不同的检测方法进行局部检测，该局部检测应包括所有的焊缝交叉部位；f、设计图样和本规程引用标准要求时。

一、焊接接头系数φ的定义1、定义：焊接头系数φ是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。

用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。

2、GB150-1998《钢制压力容器》3.7规定：焊接接头系数φ应根据受压元件的焊接接头型式及无损检测的长度比例确定。

双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头：100%无损检测φ＝1.00局部无损检测φ＝0.85单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：100%无损检测φ＝0.9局部无损检测φ＝0.83、《容规》第85条规定：第85条符合下列情况之一时，压力容器的对接接头，必须进行全部射线或超声检测：……6.设计选用焊缝系数为1.0的压力容器(无缝管制筒体除外)。

……4、TCED41002-2000《化工设备图样技术要求》1.1条对图样技术特征表中焊接接头系数φ的规定：（9）焊接接头系数：该系数用于确定壳体厚度。

焊接接头系数的选取集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]GB150—报批稿4.5.2 焊接接头系数4.5.2.1 焊接接头系数φ应根据对接接头的焊缝形式及无损检测的长度比例确定。

4.5.2.2 钢制压力容器的焊接接头系数规定如下：a）双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头1）全部无损检测，取φ=；2）局部无损检测，取φ=。

b）单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）1）全部无损检测，取φ=；2）局部无损检测，取φ=。

4.5.2.3 其他金属材料的焊接接头系数按相应引用标准的规定。

采用分析法计算开孔补强时，也应该去。

10.3.1 全部(100%)射线或超声检测凡符合下列条件之一的容器及受压元件，需采用设计文件规定的方法，对其A类和B 类焊接接头，进行全部射线或超声检测：a）设计压力大于或等于的第Ⅲ类容器；b）采用气压或气液组合耐压试验的容器；c）焊接接头系数取的容器；d）使用后无法进行内部检验容器；e）盛装毒性为极度或高度危害介质的容器；f）设计温度低于－40℃的或者焊接接头厚度大于25mm 低温容器；g）奥氏体型不锈钢、碳素钢、Q345R、Q370R及其配套锻件的焊接接头厚度大于30mm 者；h） 18MnMoNbR、13MnNiMoR、12MnNiVR及其配套锻件的焊接接头厚度大于20mm者；i） 15CrMoR、14Cr1MoR、08Ni3DR、奥氏体—铁素体型不锈钢及其配套锻件的焊接接头厚度大于16mm者；j）铁素体型不锈钢、其他Cr-Mo低合金钢制容器；k）标准抗拉强度下限值R m≥540MPa的低合金钢制容器；l）图样规定须100%检测的容器。

注：上述容器中公称直径DN≥250mm的接管与接管对接接头、接管与高颈法兰对接接头的检测要求与A类和B类焊接接头相同。

TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程4.5.3. 全部射线检测或者超声检测符合下列情况之一的压力容器A、B类对接接头（压力容器A、B类对接接头的划分按照GB150的规定），依据本规程4.5.3.1第（1）项的方法进行全部无损检测：(1)设计压力大于或者等于的第Ⅲ类压力容器；(2)按照分析设计标准制造的压力容器；(3)采用气压试验或者气液组合压力试验的压力容器；(4)焊接接头系数取的压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验的压力容器；(5)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢制压力容器，厚度大于20mm时，其对接接头还应当采用本规程4.5.3.1第（1）项所规定的与原无损检测方法不同的检测方法进行局部检测，该局部检测应当包括所有的焊缝交叉部位；(6)设计图样和本规程引用标准要求时。

应规定。为了增加壳体的刚性，减少变形，以利于管板和管束的安装。 对于名义厚度取决于最小厚度且公称直径较大、厚度较薄的容器,为防
止在制造、运输或安装时产生过大的变形，应根据具体情况采取临时 的加固措施（如在容器的内部设置临时的支撑元件等）。
25
5、许用应力和安全系数
许用应力是容器壳体等受压元件的材料许用强度，取材料的极限强度 除以相应的安全系数。
介质工作温度T
T<-20℃ -20< T<15℃
T>15℃
设计温度 （注：当最高或最低工作温度不明确时按II确定）
I
II
介质最低工作温度 介质工作温度减0～10℃
介质最低工作温度 介质工作温度减5～10℃
介质最高工作温度 介质工作温度加15～30℃
13
设计温度的选取
1、 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。对于0℃以下的金属温度， 设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温 度。
其他情况可按表3确定筒体、封头的腐蚀裕量。
腐蚀程度
腐蚀速率 （mm/年
腐蚀裕量 （mm）
不腐蚀 <0.05
0
轻微腐蚀 0.05～0.13
≥1
腐蚀 0.13～0.25
≥2
重腐蚀 >0.25
≥3
21
腐蚀裕量C2
B、腐蚀裕量的选取
3、容器接管腐蚀裕量，一般取筒体的腐蚀裕量。 4、容器内件与筒体材料相同时，容器内件的单面腐蚀裕量
20
腐蚀裕量C2
B、腐蚀裕量的选取
1、对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器寿命和介质对金 属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量。
对有经验者，可按经验选取。
2、容器筒体、封头腐蚀裕量。

引起争 议 ，为此 笔 者谈一 下 自己的看 法 ，供 参 考 。 １ 开 孔处计 算厚 度 计算 式 中 值 的选 取
值不会小于 ０ ，不会对开孔处 值造成影响。 ． ５ 当壳体 值小 于 １ ，开孑 处 如何 选取 ？ 时 Ｌ 这个 问题 比较 复杂 ，现 分析 如下 ：
１ ６
４ －装备技 术 Ｌ＿ ｒ －
第 ３ 第 ５期 ３卷
所 包 容 的焊 接 接 头应 全 部 检 测 ） 中 的 １ ．． ０３２ ｃ条 ： 对 于满足 Ｇ ５ ． ２ １ Ｂ １ ０３ ０ ６１ — １中 ． ３条不 另行 补强 的 ．
为 Ｇ ５ 规 定 的焊 接接 头 系数 是 以焊 接 接头 设 Ｂ １０所 计 及制 造要 求符 合 Ｇ ５ ． １０４ ２ １ 压 力容 Ｂ １０１ ５ ． ０ ～ — １《
（ ）开 孔 处 有 效 补 强 范 围 内 ，计 算 截 面为 母 １ 材 ，此 时 ＝ 。 １ （ ）开 孔处 有 效补 强范 围 内 ，计 算 截面 穿过 Ｂ ２ 类 焊接 接 头 ，由于 Ｂ类 值不 小 于 ０５ ．，故 对 计算
Ｇ ５ ． １０ —２ ｌ 压力容器》 Ｇ ５— Ｂ１０１ ５． ０ ～ ４ １《 （ Ｂ ｌ０
式 中 —— 开孔 削 弱所需 的补强截 面 积 ，ｍｍ ； 开 孔直 径 ，ｍ ｍ； 开 孔处 计算 厚度 。ｍｍ： 接 管有效 厚 度 ，ｍ ｍ；
．
卜
强度 削弱 系数 ，ｍ ｍ。
显然 ，要求取 就必需解决开孔处焊接接头系
何华兵 ，男 ，１７ ９４年生 ，硕士 ，工程师。蚌埠市 ，２ ３ ０ 。 ３４ ０
第３ ３卷 第 ５期
２１ ０ ２年 １ ０月
＇ ｒ装备 技 术 Ｉ － ｔ＿

ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｍ ｉ ｓ ｔ ａ ｋ ｅ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ｅ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｅ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ
ＲＴ Ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉｅ ｆ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ｉ ｎ ＡＳ Ｍ Ｅ Ｃｏ ｄ ｅ
Ｍｅ ｎ ｇ Ｄａ ｒ ｕ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ａ Ｓ Ｍ Ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ
切 相 关 。在 ＡＳ ＭＥ规 范压 力 容 器卷 中明 确规 定 了焊接 接 头 系数 选取 规 则 ，但 在 一 些较 为复
杂的 情 况下 却很 容 易 引起 误 解 而 选错 系数 。 通过 详 细分析 ＡＳ ＭＥ规 范 中关于 ＲＴ 标记 的要
求和应 用 ．探 讨在 实际应 用 中如 何根 据产 品 的 １ Ｌ Ｔ 标记 来确 定焊接 接 头 系数 。
化 工装 备技 术
第３ ５卷 第 ６期 ２ ０ １ ４年 １ ２月
如何 根据 Ａ Ｓ ＭＥ规 范产 品 Ｒ Ｔ标 记确 定焊 接接 头 系数
孟 大 润 Βιβλιοθήκη （ 江 苏 省 特 种设 备 安 全 监 督 检 验 研 究 院 常 熟 分 院）

压力容器设计人员综合考试题以及答案一、填空(本题共25 分，每题0.5 分)1、结构具有抵抗外力作用的能力，外力除去后，能恢复其原有形状和尺寸的这种性质称为弹性。

点评:这是材料力学的基本定义，压力容器的受压元件基本上应该具有这个性质。

2、压力容器失效常以三种形式表现出来:①强度;②刚度;③稳定性。

点评:该失效形式是压力容器标准所要控制的几种失效形式。

3、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。

点评:这是弹性力学的基本概念。

常见于压力容器的受压元件。

4、有限元法单元基本方程{F}e = [K]{δ}e所表示的是单元节点力与单元节点位移之间的关系。

点评:这是一道拉开分数档次的题，考查所掌握的基础理论深度。

该题是有限元数值分析中最基本概念。

5、厚度16mm 的Q235-C 钢板，其屈服强度ReL 的下限值为235MPa 。

点评:该题主要是考察对压力容器常用材料钢号含义的掌握，并不是考查对具体数字的记忆。

6、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为-20℃。

点评:该题出自GB150.2，表4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握。

7、Q345R 在热轧状态下的金相组织为铁素体加珠光体。

点评:考查设计人员的综合知识，提示大家应该掌握常用材料的金相组织的知识深度。

8、用于壳体的厚度大于36 mm 的Q245R 钢板，应在正火状态下使用。

点评:该题出自GB150，4.1.4 条款，考查对常用压力容器材料订货技术条件掌握的熟练程度。

9、GB16749 规定，对于奥氏体不锈钢材料波纹管，当组合应力_σR≤2σS t _时，可不考虑疲劳问题。

10、波纹管的性能试验包括刚度试验、稳定性试验、__疲劳试验__。

点评:考查波纹管的基础知识的掌握，11、GB150 规定的圆筒外压周向稳定安全系数是3.0 ,球壳及成形封头的外压稳定安全系数是15 。

2013年压力容器设计人员综合考试题姓名:得分一、填空(本题共20 分,每题2 分)1 、当载荷作用时,在截面突变的附近某些局部小范围内,应力数值急剧增加,而离开这个区域稍远时应力即大为降低,趋于均匀,这种现象称为_应力集中。

点评:这是弹性力学的基本概念。

常见于压力容器的受压元件。

2、在正常应力水平的情况下,Q245R 钢板的使用温度下限为-20℃。

点评:该题出自GB150.2,表4,考查设计人员对材料温度使用范围的掌握。

3、对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。

点评:考查设计压力与计算压力的概念,GB150 .1 4.3.3 规定。

4、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例。

点评:考查设计人员对焊接接头系数选取的理解。

5、整体补强的型式有:a. 增加壳体的厚度,b.厚壁管,c. 整体补强锻件__ 。

点评:GB150.3 6.3.2.2 的规定6、椭圆封头在过渡区开孔时,所需补强面积A 的计算中,壳体的计算厚度是指椭圆封头的_计算_厚度。

点评:明确开孔部位不同,开孔补强计算所用的厚度不同,见公式5-1(P116),开孔位于。

7、奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时,应严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/L 。

试验合格后,应立即将水渍去除干净。

点评:见GB150.4 11.4.9.18、压力容器的对接焊接接头的无损检测比例,一般分为全部(100%)和局部(大于等20%)两种。

对碳钢和低合金钢制低温容器,局部无损检测的比例应大于等于50% 。

点评:《固容规》第4.5.3.2.1 条。

9、换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力而对管孔的粗糙度要求是为了密封。

点评:考察设计者对标准的理解和结构设计要求的目的。

10、压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材的P≤%、S ≤%二、选择(本题共20 分,每题 2 分,以下答案中有一个或几个正确,少选按比例得分,选错一个不得分)1 、设计温度为600℃的压力容器,其壳体材料可选用的钢板牌号有a、b.a.S30408,b.S31608,c.S31603点评:奥氏体不锈钢当温度超过525℃时,含碳量应不小于0.04%,超低碳不锈钢不能适用,因热强性下降,此题是考查此概念。

焊接接头系数在压力容器设计中的选取摘要：文章针对压力容器设计计算过程中的焊接接头系数，分析了焊接接头系数的实质，探讨了各种常见结构焊接接头系数的选取。

关键词：压力容器；焊接接头系数；选取焊接接头是焊接压力容器结构中最重要的连接部位，它是由焊缝区、熔合面、热影响区和基本母材四部分组成。

一般情况下，压力容器的焊接接头采用要求焊接接头的最低抗拉强度应不小于母材的标准抗拉强度的等强度设计原则，但焊接接头在由液态到固态凝固过程中，总是存在着各种裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等焊接缺陷，局部的不均匀冶金过程导致焊接接头内部组织不均匀，这些因素都会影响到焊接接头的强度。

由此可见，焊接接头是压力容器结构中比较薄弱的环节，它的性能将直接影响压力容器的质量和安全。

因此，在压力容器设计计算过程中，引入焊接接头系数φ的概念，定义为焊接接头的强度与母材强度之比，用以反映由于焊接原因使焊接接头强度被削弱的程度。

在压力容器设计过程中，正确地选择焊接接头系数φ，不仅涉及到容器安全性和可靠性，还涉及到容器设计制造过程中的经济性。

文章依据《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150和相关规范标准，以焊制压力容器为讨论对象，探讨压力容器设计过程中如何正确选取焊接接头系数φ。

1焊接接头的分类和焊接接头系数的选取分析我国在国家标准GB150中对压力容器焊接接头的分类有明确的规定，根据接头的位置和形式，分为A、B、C、D四种类型（如图1所示）。

其中A类主要指圆筒部分的纵向接头，凸形封头的拼焊接头等；B类主要指壳体部分的环向接头；C类包括平盖、管板、法兰与圆筒的非对接接头；D类包括接管、人孔、凸缘、补强圈与圆筒的连接接头。

从JB/T4730《承压设备无损检测》与之对应的无损检测方法来看，对A、B 类接头规定采用射线或超声检测，C、D类接头采用磁粉或渗透检测可知，A、B 类接头应为对接接头，C、D类接头应为角接接头。

而根据规则设计的强度计算一般考虑受压元件承受一次的最大薄膜应力，即起控制作用的一次应力进行设计计算的。

照 了其 中的 内容 ， 与 之并不 完 全相 同 。 但 ＧＢ １ ０中的焊 接 接 头 系 数 是 指 在 设 计 各 受 ５
在 按 ＧＢ １ ０ １ ９ （ 制 压 力 容 器 》 行 受 ５ － ９ ８ 钢 （ 进 压 元件 强度 计算 时 ， 常遇 到 无 法 确定 焊 接 接 头 系 数 的问题 。仅 在 ３ ７条 指 出 ：焊 接接 头系数 应 ． “ 根据 受压 元件 的焊 接接 头形 式及无 损 检测 的长度 比例确 定 。双 面焊对 接接 头 和相 当于双 面焊 的全 焊透对 接 接 头 ： ０ 无 损 检 测 ， １ ０ 局 部 无 １０， ９ ６ 一 ． ； 损 检测 ， 一 全长 有 紧贴基 本 金 属 的垫 板 ） １０ 无 损检 测 ， ：０
郝炳光 ， 王传 红
（ 坊 生建 锅 炉压 力 容 器 厂 ， 潍 山东 潍 坊 ２ １ ３ ） ６ ０ １
摘
要 ： 对 按 ＧＢ１ ０ １ ９ 针 ５— ９ ８标 准 进 行 受 压 元 件 强 度 计 算 时 ， 接 接 头 系数 如 何 选 取 的 问题 进 行 了探 焊
讨 ， 析 了影 响 焊 接 接 头 系数 选取 的有 关 因 素 ， 出 了 ＧＢ １ ０中 的 不足 。 分 指 ５ 关 键 词 ： Ｂ １ Ｏ １ ９ ； 接 接 头 系数 ； 取 ； 讨 Ｇ ５ 一 ９８ 焊 选 探
一０ ９ 局 部无 损 检测 ， ．， 一０ ８ ” 样 的规 定 给 设 ． 。这 计者 在选用 时 带来 了不 少 的困惑 。 ２ 采 用焊 接接 头 系数 的原 由
压 元件 时 ， 引入 计算 公式 中的参 数 ， 以许 用 应 力
］ 和 的乘积 降 低 材 料许 用 应 力 ， 而增 加 受 从

收稿日期:２０１８Ｇ０４Ｇ１２.作者简介:李东平,男,１９９７年毕业于天津大学有机化工专业,工学学士,主要从事项目经理工作,高级工程师.E m a i l :l i d p＠s e i ．c o m．c n .压力容器焊接接头系数的本质与选取李东平(中国石化工程建设有限公司,北京１００１０１)㊀㊀摘㊀要:介绍了焊接接头系数的概念,即对接焊接接头强度与母材强度之比值,用以反映由于焊接材料㊁焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,是焊接接头综合力学性能的反映,是影响压力容器安全的主要因素之一.本文分析了压力容器强度计算时,圆筒体㊁半球形封头㊁椭圆形封头㊁锥形封头的受力以及对各受压元件如何正确选取焊接接头系数,以确保压力容器的本质安全.关键词:压力容器㊀焊接接头系数㊀本质㊀选取d o i :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００６－８８０５．２０１８．０４．００５㊀㊀绝大多数金属制压力容器是通过焊接制造完成的.焊接过程是整个压力容器建造过程中影响压力容器本质安全的重要因素之一.本文对如何正确理解焊接接头系数的本质以及常规设计计算时如何正确选取主要受压元件计算公式中的焊接接头系数进行分析,以提高人们对压力容器本质安全的认识.１㊀焊接接头系数压力容器各个零部件之间,除个别采用螺栓(柱)㊁螺母㊁垫片连接之外,基本都是通过焊接连接.在焊缝区,焊接时可能会产生诸如气孔㊁夹渣㊁未融合㊁未焊透㊁咬边㊁裂纹等缺陷,同时由于结构的约束,还会产生较大的焊接应力;在热影响区,晶粒也会变得粗大而降低母材的强度和韧性.因此焊接接头是容器上较母材更为薄弱的地方.为了保证焊接接头与母材具有相当的强度,标准中引入了焊接接头系数的概念,即对接焊接接头强度与母材强度之比值,用以反映由于焊接材料㊁焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,其值为不大于１的常数,是焊接接头综合力学性能的反映.G B１５０规定,焊接接头系数应根据对接接头焊缝形式及无损检测的长度比例来确定,详见表１ʌ１ɔ.当然,在表１中焊接接头系数和检测合格要求不变的情况下,局部无损检测的焊缝也可以要求进行１００％无损检测,但是只提高检测比例,不改变合格级别,这应该是标准赋予设计者根据设备的重要程度进行判断的权利.２㊀如何选取焊接接头系数G B１５０给出了压力容器各受压元件的强度计算公式,其中都含有焊接接头系数ϕ,如何正确理解公式中焊接接头系数的意义和合理地选取数值,是确保容器满足强度要求的关键.表１㊀焊接接头系数㊀㊀常规设计规范G B１５０中采用的是第一强度理论ʌ２ɔ,即最大主应力σm a x ɤ[σ]tϕ.因此,常规设计在选择焊接接头系数之前,首先要了解受压元件中最大主应力的位置.下面通过分析圆筒体㊁球形封头㊁椭圆封头㊁锥形封头等常用的主要受压元件最大主应力的位置来讨论如何选取焊接接头系数.静设备㊀㊀石油化工设备技术,２０１８,３９(４) １６P e t r o ＧC h e m i c a l E q u i p m e n tT e c h n o l o g y２．１㊀受内压作用的圆筒体圆筒体一般由钢板卷制而成,筒体上带有环焊缝和纵焊缝,其所对应的焊接接头系数也有环向和纵向之分.由薄壳无力矩理论分析得知,圆筒体在承受均匀内压作用时,其内壁中产生两向薄膜应力,其性质为一次总体薄膜应力,周向(环向)应力是轴向应力的２倍,或者说,在筒体纵向焊缝所处断面上承受的应力是筒体环向焊缝所处断面上承受应力的２倍,最大主应力在筒体纵向焊缝上,公式中应该取筒体纵向焊缝的焊接接头系数.至于焊接接头系数所取数值,还应根据表１的焊缝形式和无损检测比例来判断,例如:焊缝采用双面焊对接接头,１００％射线检测,要求Ⅱ级合格,则焊接接头系数取１．０;如果同样是双面焊对接接头,局部(不小于整条焊缝长度的２０％)射线检测,要求Ⅲ级合格,则焊接接头系数取０．８５,当然,如果１００％射线检测,要求Ⅲ级合格,焊接接头系数同样要取０．８５.由筒体厚度计算公式可知,焊接接头系数取０．８５时计算得到的筒体壁厚要大于焊接接头系数取１．０时的壁厚,即用增加筒体厚度的代价来减少无损检测的比例和(或)合格等级(缺陷的多少),具体取舍要根据设备的重要程度和(或)增加的筒体厚度与无损检测所花费用的比较,由设计者权衡决定.虽然计算公式中的焊接接头系数是按照最大主应力原则,取纵向焊缝的接头系数,并按照相应的无损检测方法㊁比例及合格要求进行检测,但这并不意味着对环向焊缝可以放任不管.尽管轴向应力水平只是周向应力的一半,但压力容器作为一个整体,应该具有整体的质量,也就是说,环向焊缝与纵向焊缝具有相同的焊接接头系数,所以G B１５０规定,对环向焊缝的质量检测与纵向焊缝采用相同的质量要求,具体来讲,就是具有相同(或相当的)的焊接接头系数㊁无损检测方法和合格要求ʌ３ɔ.当然,如果存在制造上的困难,如:固定管板换热器壳程筒体与管板之间的最后一道环向焊缝,或直径小于８００mm的筒体＋封头的容器中最后一道环向焊缝(无人孔情况下),因焊接结构或无损检测等原因,可能环缝的焊接接头系数与纵缝不完全相同,但在计算圆筒厚度时,仍取纵缝的焊接接头系数,此时设计者应对该环缝的焊接接头提出特殊的技术要求,用焊接工艺措施保证焊接质量.２．２㊀受内压作用的半球形封头由于球壳是全对称结构,球壳上各个方向的应力均相等,且等于等径等厚圆筒体环向应力的一半,所以,球壳的计算厚度只是对应筒体的一半.球壳所对应的应力也是一次总体薄膜应力,且各个方向均相等,所以计算公式中的焊接接头系数可取球壳上所有焊缝的焊接接头系数,包括球壳与圆筒的连接环缝.与圆筒体一样,从设备整体质量考虑,无损检测的方法㊁比例㊁合格要求仍然与圆筒体纵缝取一致.但对于先拼板后成形的封头,要按照G B１５０的规定,进行１００％无损检测,合格要求按照筒体纵缝的合格要求,原因详见２．３节.２．３㊀受内压作用的椭圆封头椭圆封头的强度计算公式是针对由压力引起的一次薄膜应力和由受内压椭圆封头与圆筒的边界效应产生的二次弯曲应力叠加得到的最大应力建立的,最大应力点根据椭圆封头长轴(a)与短轴(b)比值的不同,分布在不同的位置.当１＜(a/b)ɤ１．２时,最大主应力位于椭圆壳赤道处,为周向拉应力,此时如果存在贯穿赤道的经向焊缝,则焊接接头系数应该取此焊缝的焊接接头系数;当１．２＜(a/b)ɤ２．５时,最大主应力位于封头过渡区的内壁,为经向拉应力,此时如果在过渡区存在环向焊缝,则应该取该条焊缝的焊接接头系数,但实际工程中,一般不会在过渡区出现环缝,所以实际的焊接接头系数为１．０,标准椭圆封头[(a/b)＝２]就是这样;当(a/b)＞２．５时,最大主应力位于过渡区外壁,为周向压应力,此时应该考虑的是稳定性问题,而不再是强度问题,其对应的焊接接头系应取１．０ʌ１ɔ.在实际生产中,封头的成形包括整板成形(直径不大时)㊁先拼板后成形(直径不太大时)㊁先成形后拼焊(直径大,由顶圆和若干瓜瓣组成时)三种情况,具体分析如下:１)整板成形的封头由于没有焊接,焊接接头系数自然取１．０;２)先拼板后成形的封头,拼接焊缝不会是贯穿赤道的经向焊缝,所以实际上其强度计算与焊接接头系数无关.但G B１５０规定对拼接焊缝进行１００％无损检测,而焊接接头系数取筒体纵向焊缝的焊接接头系数,无损检测合格要求也按照筒体纵缝的要求.这主要是针对成形过程变形较大,拼接焊缝的缺陷容易扩展,而对整个设备的整７１㊀第３９卷第４期李东平．压力容器焊接接头系数的本质与选取体质量提出的一致性要求;３)先成形后拼焊的封头,当(a/b)＞１．２时,封头的强度计算仍然与拼接焊缝的焊接接头系数无关,可按照先拼板后成形的情况对焊缝按照筒体纵缝的要求提出无损检测要求,而对于１＜(a/b)ɤ１．２的情况,可取瓜瓣之间焊缝的焊接接头系数进行计算,并提出无损检测要求,但考虑到设备质量的一致性,仍然建议取筒体纵缝的焊接接头系数进行强度计算并按照筒体纵缝的要求提出无损检测要求.综上所述,椭圆形封头(含碟形封头)的焊接接头系数及无损检测比例见表２.表２㊀椭圆封头焊接接头系数及无损检测比例２．４㊀受内压作用的锥壳锥壳体是按照锥壳大端的当量圆筒直径,以圆筒进行计算的,其应力计算对象是锥壳中的一次总体环向薄膜应力,计算公式中的焊接接头系数对应于与一次总体环向薄膜应力相关的焊缝,即锥体的纵缝.对于锥壳体大端,其与圆筒体焊接而产生的边界效应,使得圆筒体端部和锥壳体大端局部承受的应力不再仅仅是由内压作用产生的一次总体薄膜应力,取而代之的是一次薄膜应力加上由于边界效应引起的轴向弯曲应力(二次应力).由于边界效应引起的轴向弯曲应力成为控制主因,锥体大端强度计算公式中的焊接接头系数就对应于承受此轴向应力的焊缝,即锥体大端与筒体焊接焊缝(环向焊缝)的焊接接头系数.对于锥壳体小端,其与圆筒体焊接而产生的边界效应,使得圆筒体端部和锥壳体小端局部承受的应力不再是由内压作用产生的一次总体薄膜应力,取而代之的是由于边界效应引起的局部环向薄膜应力.此时,锥体小端强度计算公式中的焊接接头系数就对应于承受此环向应力的焊缝的焊接接头系数,而承受此局部薄膜应力的焊缝包括了锥体小端与筒体焊接的环缝㊁锥体纵缝小端端部及筒体纵缝临近小端端部,所以锥体小端强度计算公式中的焊接接头系数应是上述三条焊缝中较小的焊接接头系数.以上对受内压作用的锥体强度计算时焊接接头系数取值的本质进行了分析,具体取值还要从设备的整体质量以及无损检测的方法㊁比例等方面综合分析.当筒体纵向接头系数取０．８５时,锥体可以取１．０,大端也可以取１．０,而小端则只能取０．８５,但对这些焊缝的无损检测,则都要按照１００％检测,各自的合格级别也要按照表１的相应要求.在实际设计时,无论锥体还是大㊁小端,建议焊接接头系数的取值以及无损检测的方法㊁比例㊁合格等级均与筒体纵向焊接接头一致.２．５㊀承受弯曲应力时的焊接接头系数对于塔器㊁卧式容器,其筒体㊁锥体等会承受由于风载荷或(和)地震载荷等弯矩引起的轴向力的作用,当这个轴向力与内压产生轴向应力叠加后起控制作用时,由于承受这些应力的是环向焊缝,所以在校核其强度时应该采用环向焊接接头的系数.２．６㊀承受外压作用时的焊接接头系数承受外压作用时,考虑的是受压元件的稳定性问题,不存在强度问题,故其焊接接头系数应取１．０.３㊀结语综上分析,在计算各种受压元件的强度时,公式中的焊接接头系数从本质上都有与其对应的焊缝,这些焊缝的具体位置都不尽相同,要从理论上搞清楚弄明白,对压力容器的本质安全至关重要.在工程设计时,要综合考虑各种因素,如容器的设计压力㊁设计温度㊁直径㊁介质的毒性㊁腐蚀性㊁易爆程度㊁制造加工的难易程度㊁所用材质的韧性㊁硬度㊁焊接性㊁贵重程度等等,来分析判断选取相应的焊接接头形式和焊接接头系数,并确定相应的无损检测方法㊁比例及合格要求.尽管从理论上组成压力容器的各个受压元件可以选择不同的焊接接头形式和焊接接头系数,确定不同的无损检测方法㊁比例和合格要求,但考虑到设备整体质量的一致性,压力容器设计仍建议对所有的焊接接头系数取一致的数值,并对所有的焊缝提出相同的无损检测方法㊁比例及合格要求,从本质上保证压力容器的安全性.参考文献:[１]㊀全国锅炉压力容器标准化技术委员会,设计计算方法专业委员会．压力容器工程师设计指南[M]．北京:中国石化出版社,２０１３．[２]㊀全国锅炉压力容器标准化技术委员会．压力容器设计工程师培训教程[M]．北京:新华出版社,２００５．[３]㊀中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会．压力容器:G B１５０．１~１５０．４２０１１[S]．北京:中国标准出版社,２０１２．８１ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０１８年㊀。

JB/T4730
射线检测
Ⅱ级
Ⅲ级
/
检测合格 脉冲反射法超声检测
Ⅰ级
Ⅱ级
/
级别
衍射时差法超声检测
Ⅱ级
/
福建省泉州市江南冷却器厂
福建省泉州市江南冷却器厂技术部 第1页共1页
设计指南
焊接接头系数
焊接接头系数是指焊接接头强度与母材强度比值。焊接接头系数应根据对接接头的焊缝形式及无 损检测长度的比例确定。
遵循标准
对接接头形式
100%无损检测
局部无损 检测
无法进行损 检测
GB150.1~4 焊缝形式 双面焊对接接头和相当于
1.0
0.85
/
《压力容器》
双面焊的全焊透对接接头
单面焊对接接头（沿焊缝根
0.9
0.8
/
部全长有紧贴基本金属的
垫板）
JB/T4730 射线检测（AB 级，中度灵敏
Ⅱ级
Ⅲ级
/
检测合格
度技术）
级别 脉冲反射法超声检测（B 级
Ⅰ级
Ⅱ级
/
检测）
衍射时差法超声检测
Ⅱ级
/
（TOFD）
注：对于关键、重要压力容器应采用 B 级（高灵敏度技术）射线检测或 C 级超声检测。
封头拼接接头系数一般按容器的纵缝接头系数，无损检测进行 100%RT 或 UT，合格
指标按容器整体要求的合格指标确定。
当一台容器局部或某一元件进行全部无损检测时，焊接接头系数（不一定为 1）根
据对整台容器的检测要求来决定。
NB/T47007 焊缝形式 双面焊对接接头和相当于
1.0
0.85
0.7
《空冷式热交
双面焊的全焊透对接接头