GB150无折边锥壳与圆筒连接设计方法的探讨rev7(pdf版本).pdf

朱红松2005-9-1修改

其中修改的地方用黄色涂敷

GB150无折边锥壳大端与圆筒连接设计方法的探讨
朱红松翟金国王鲁

朱红松德希尼布工程咨询（上海）有限公司
翟金国上海化工研究院
王鲁上海机械工程学会

摘要本文从考察GB150和ASMEⅧ-2在规范体系方面的差异入手，证明GB150中无折边锥
壳大端与圆筒连接的设计方法是不适宜的。
关键词无折边锥壳大端圆筒连接设计
DiscussiononDesignMethodof

Cone-to-CylinderJunctionatLargeEndinGB150

Technipengineeringadvisory(ShangHai)Co.,Ltd.ZhuHongsong
ShangHairesearchinstituteofchemicalindustryZhaiJinguo
AcademeofPressureVesselinShangHaiWangLu
AbstractInthispaper,thedifferenceofcodesystembetweenGB150andASMEⅧ-2isinvestigated,
whichindicatesthatthedesignmethodofcone-to-cylinderjunctionatlargeendinGB150isnotsuitable.

Keywords:coneshell,largeend,cylindricalshell,junction,design

1引言
GB150-1998[1]中无折边锥壳大端与圆筒连接的设计方法与ASME-Ⅷ-2的设计方法[2]是一致
的，这一点在GB150-1989标准释义[3]以及GB150-1998标准释义[4]都是明确指出的。
同时，分析文[4]可知：ASMEⅧ-1-1995、BS5500-1991、AD-1988、CODAP-1987、
JISB8271-1993(不含第一种容器)都未采用该设计方法。也就是说，常规设计规范中无折边锥壳大端
与圆筒连接，仅GB150-1998采用了ASMEⅧ-2的设计方法。这促使我们思考：在GB150规范体系
中采用ASMEⅧ-2无折边锥壳大端与圆筒连接的设计方法是否恰当呢？
任何一部压力容器建造规范，其受压元件的设计方法必定和该规范所考虑的失效模式、材料、
制造、检验、试验等环节密切相关。因此，在借鉴ASMEⅧ-2时，必须考虑上述个各环节的内在联
系。就无折边锥壳大端与圆筒连接的设计方法而言，仅分析ASMEⅧ-2相关的设计公式本身是不能
得出正确结论的。只有全面考察ASMEⅧ-2规范体系，并比较ASMEⅧ-2和GB150在规范体系上
的差别，才能从根本上回答该问题。

2GB150和ASMEⅧ-2规范体系的比较
为使本文的篇幅不过于庞大，所以与本次讨论无关的问题作者不作探讨，仅分析比较GB150和
ASMEⅧ-2规范体系涉及到该问题的主要方面。为分析比较方便，作者列举了GB150、ASMEⅧ-2
和ASMEⅧ-1[8]规范的差别，见表1：
表1GB150、ASMEⅧ-2和ASMEⅧ-1部分比较
规范名称
GB150-1998ASMEⅧ-2-1995ASMEⅧ-1-2001
比较项目
以材料蠕变极限和持久
以材料蠕变极限和持久强材料许用温度控制在不受蠕
强度限（105h蠕变率1%蠕变
材料使用度限（105h蠕变率1%蠕变极变极限和持久强度限（105h蠕变
极限及105h持久强度限）控
温度范围限及105h持久强度限）控制率为1%蠕变极限及105h持久强
制其许用应力强度的相应温
其许用应力强度的相应温度度限）约束的温度以下
度
设计温度为元件金属截面内
设计温度设计温度为沿元件金属的温度平均值；任何情况下材料设计温度为沿元件金属
定义截面的温度平均值表面温度不得超过材料的最高许截面的温度平均值
用温度
碳素钢或低合金钢：除奥氏体钢外的材料：
nb=3.0；ns=1.6nb=3.0；ns=1.5nb=3.5；ns=1.5

许用应力nD=1.5；nn=1.0不受蠕变极限及持久强度限约束nD=1.5；nn=1.0

奥氏体钢：故无nD和nn指标奥氏体钢：

ns=1.5；nD=1.5；nn=1.0ns=1.5；nD=1.5；nn=1.0
需要（即使疲劳分析能免除
也需要安定性判定）
安定性判定不需要须确定由于操作载荷循环引不需要
起的(PL+Pb+Q)主应力差的变化
范围≤3[s]t
对于Pm或PL、Pb的评定采
仅考虑静机械载荷以及用设计载荷。一般以操作循环的仅考虑静机械载荷以及
规范规定的选择性载荷(风载“极端”情况作为设计载荷规范规定的选择性载荷(风载
设计载荷荷、地震载荷等)对于(PL+Pb+Q)评定采用由于荷、地震载荷等)
及一