-
一、钢制焊接常压容器
JB/T4735
—
1997
一、概述
本标准属推荐性行业标准，
即非强制性标准。而
GB150
，
15
1
均属于强制性标准。
1
、
适用范围——本标准适用于符合下表所列条件的容器
容器种类
圆筒形容器
立式圆筒形储罐
圆筒形料仓
矩形容器
设计压力
P
D
-0.02MPa
＜
P
D
＜
0.1MPa <
/p>
-500Pa
≤
P
D
＜
2000Pa
-50mmH
2
O
≤
P
D
≤
200mmH
2
O
连通大气
设计温度
T
D
-20
＜
T
D
≤
350
℃
-20
℃＜
T
D
≤
250
℃
＜
100
℃
常温
容积限制
≥
500L
20m
< br>3
~10000m
3
不限
2
、不适用范围
①
直接受火焰加热的容器。
②
受核辐射作用的容器。
③
盛装毒性为极度或高度危害介质的容器。
④
直接埋入地下的容器。
⑤
可升降式气柜。
⑥
经常搬运的容器。
⑦
计算容积小于
500L
的容器。
说明：
JB/T
< br>4735
规定不允许介质为高度或极度毒性介质，或者说：容器的介质为高度或极
度毒性将必须按
GB150
进行设计；即提高设计压力，提高制
造和检测要求。
3
、
JB/T 4735
与
GB150
除适用与不适用范围不同外，
还有许多方面存在差异，
现举几个常见适用与不适用
范围差别如下：
①
材料方面
对于碳素钢，低合金钢不论板材、管材、锻件、紧固件等其安全系数取值不同，故许用应力值
也不
同，其中
GB150
偏于安全。如
部分材料在常温状态下的许用应力。
标准
材料
Q235
20R
16MnR
JB/T 4735
135 MPa
160 MPa
205 MPa
GB150
113 MPa
133
MPa
170 MPa
②
焊接接头系数
A.
双面焊或相当于双面焊的单面焊
100%
RT
、
UT
取Φ
=1
局部
RT
、
UT
取Φ
=0.85
不探
取Φ
=0.7
B.
带垫板的单面焊
100%
RT
、
UT
取Φ
=0.9
局部
RT
、
UT
取Φ
=0.8
1
不探
取Φ
=0.65
C.
单面焊
局部
RT
、
UT
取Φ
=0.7
不探
取Φ
=0.6
D.
JB/T 4735
中，
立式大型储罐的纵向接头并经局部无损检测的全焊透结构，
焊接接头系数取
0.9
。
E.
此外
双面搭接
Φ
=0.55
双面角接
Φ
=0.55
单面角接
Φ
=0.5
③
压力试验及试漏方面
GB150
——只有液压和气压试验及气密性试验。
JB/T 4735
——除液压
(
不小于
0.1MPa)
、气压试验外，可根
据具体情况作气密、盛水、煤油渗透、
，
皂液试漏，真空箱试漏
等代替压力或检漏试验。
二、圆筒形容器
1.
内压圆筒——适用于受内压和
/
或液柱静压力作用下
圆筒厚度的计算
A.
圆筒计算式比较
JB/T 4735
GB150
?
?
圆筒计算应力
2
?
?
?
< br>?
?
t
P
c
?
D
1
?
?
2
?
?
?
?
?
?
P
c
t
P
c
?
< br>D
1
?
?
t
P
c
?
D
1
P
?
(
D
1
?
?
< br>e
)
t
?
?
c
2
?
c
2
?
c
B.
外压圆筒和外压球壳，以及各种凸形封头，无折边锥形封
头同
GB150
。
说明：常压容器由于压力很低，其破坏形式已不因强度不足而
破坏，而是刚度不足发生失稳而塌陷。
设计的主要问题是结构的处理和用材的合理。
三、立式圆筒形储罐
1. JB/T 4735
—
97
中立式圆筒形储罐的范围：
①
设计压力
P
D
=-500pa~2000pa
即
P
D
=-50mmH
2
O~200mmH
2
O
当设置呼吸阀时：
P
D
=1.2
倍排放或吸入压力，且不超过以
上规定。
②
设计温度范围：
-20
℃＜
T
D
≤
250
℃
③
容积范围：
V=20~10000m
3
2.
立式储罐的种类和特点
①
固定顶储罐
A.
锥顶储罐——罐顶为正圆锥体。
a.
自支承式锥顶——常用于直径不
大的场合，锥顶载荷靠锥顶板周边支承在罐壁上。
b.
支承式锥顶——锥顶支承在中间
立柱与其相连的支承梁上，
梁的另一端与支承圈相连。
通常
也可将梁焊在锥顶上表面，以此增加锥顶刚度。
2
B.
拱顶储罐——顶盖为一球面（
球冠）与锥顶相
比用材量小，能承受较高的压力，但制造较难。
a.
自支承式拱顶——载荷靠拱顶板周边支承在罐壁上。
b.
支承式拱顶——载荷主要靠立柱或罐顶桁架支承在罐壁上。
C.
伞形顶储罐——介于锥形顶与
拱顶之间的一种结构形式，
从水平断面看是一个多边形，
是一种
修
正后的拱顶，其强度接近丁拱顶。
D.
悬链式无力矩罐顶储罐——根据悬链理论，用薄钢板制造
的顶盖和中心柱组成。顶盖一端支承在
中心柱顶部的伞形罩上，
另一端支承在圆周装有包边角钢或刚性环上，
形成一悬链曲线，
顶盖不
承受弯矩，仅在拉力下工作。因此，较拱顶盖更节省材料。
3
②
浮动顶储罐——浮顶是一个漂浮在贮液面上的浮动顶盖，并随着贮液面上，下浮动。浮顶与罐
壁之
间有一环形空间并有密封件，使得贮液与大气隔开，从而大大减少贮液的蒸发损失，
减少污染。由
于无气相空间，减少了腐蚀和发生火灾的危险性。
A.
单盘式浮顶贮罐——容器范围
10000~50000m
3
。
B.
双盘式浮顶贮罐——由于上，
下顶板之间空气层的隔热作用，降低了蒸发损失，故常用于蒸发
量大的汽油罐或有毒液体
介质，其容积范围一般在
1000~5000m
3
。
C.
浮
子式浮顶储罐——由环形浮舱，单盘板及均匀分布在单盘板上的圆形浮子组成。整个浮顶重
量由环形浮舱与浮子来支持。浮顶又分成若干个隔舱，当单盘或相邻隔舱泄露时，仍能保持浮
< br>顶不沉。
4
3.
立式储罐经济尺寸的选择
①
最省材料的经济尺寸
A.
等壁厚储罐——罐壁厚度为一固定厚度，即壁厚不随高度的变化而变化。
在等壁厚储罐中，当罐顶和罐底的
金属用量等于罐壁用量的一半时，储罐金属用量最省。此时
储罐高度
H
如下：
2
V
（
S
?
S
）
S
1
?<
/p>
S
2
H
S
1
?
S
2
1
2
?
或
H
?
3
?
R
2
D
2
S
S
?
?
S
< br>其中：
S
1
——罐
顶板厚
V
——罐容积
S
2
——罐底板厚
R
——罐内半径
S
——罐壁板厚
a.
在敞口容器中，当罐底与罐壁
等厚时，即
S
2
=S
< br>，
S
1
=0
代入上式：
H
S
1
?
S
2
1
1
?
?
∴
H
?
D
?
R
D
2
S
2
2
即
H=R
时用料最省。
b.
在闭口容器中，若：
S
1
=S
2
=S
代入公式：
H
S
1
?
S
2
?
?
1
D
2
S
即
H=D
时
用料最省。
等壁厚贮罐，由于受到
S
的限制，只能用于一定容积范围内。这个容积取决于钢板的厚度和强度，
对于碳素钢
V=1000m
3
。当容积大于
1000m
3
应采用不等
壁厚储罐。
B.
不等壁厚储罐——对于大型储罐，由于高度相对加大罐壁承受液体的静压，亦随高度的变化而
变化，罐壁厚度也应随静压的增加而增加。
a.
当罐顶与罐底金属用量之和等于罐壁承受液体静压力所需金属用量时，
< br>金属用量最省；
此时
的经济高度
H
?
?
?
?
?
?
(
S
r
1
?
S
2
)
其中：
S1
——罐底板厚
[
σ
]
——材料许
用应力
S2
——罐顶板厚
r
——罐体内半径
从上式
可见储罐高度与容积无关。贮罐时经济高度取决于罐顶，罐底的厚度和材料的许用应
力。
5
b.
当储罐容积和高度确定后，储
罐的直径如下：
D
?
4
V
?
H
②
最省费用的经济尺寸
A.
等壁厚的储罐
a.
对于小型敞口储罐
H=R
b.
对于小型闭式储罐
H=D
B.
不等壁厚的储罐——大容量不等壁厚储罐的直径与罐壁费用成
正比，与顶、底费用成反比。罐
壁费用越高直径应当愈大。当罐壁，罐顶费用为罐底费用
的两倍时，储罐直径如下
D
?
8
3
H
或
高度
H
?
D
3
8
说明：
a
1
储罐的
储存系数（或称充装系数）中，对于原油和热油罐为
0.85
，
化工原料罐和成品油罐
为
0.90
。浮
顶和内浮顶可以比以上系数再大
5%
，即
0.90
和
0.95
。
公称容积
实际容积
操作容积
V
D
?
?
4
D
2
?
H
V
1
?
?
4
D
2
(
H
?
A
)
V
W
?
?
4
D
2
(
H
?
A
?
B
)
< br>
V
1
?
?
V
(
?
?
1
)
b.
储罐的设计尺寸
经过初
算的直径，
高度尺寸应进行圆整或调整，
比如直径
D=10620
可取：
D=11000
、
D=10500
、
D=1
0000
。然后对高度
H
进行调整，高
度的调整应和钢板宽度相适应。使焊缝的总长及余料
愈少愈好。调整的另一原则是设计的
总容积基本不变。
c.
储
罐的经济尺寸还应和储罐的基础一同考虑，
特别是大型储罐，
基
础费用有时可达总价的
40%
。
只有对
工程造价，材料消耗进行全盘考虑，才是最终的储罐经济尺寸。
4.
立式储罐设计
①
罐顶设计
A.
一般规定
a.
罐顶最小厚度
< br>?
min
?
4
< br>.
5
，且不含
C
。
b.
< br>顶板拼接可采用对接或搭接，搭接宽度不小于
5S
，且不
小于
25mm
。
c.
顶板与包边角钢的连接采用弱连
接，外侧为连续焊，焊脚高度为
0.75
倍顶板板厚。且不大<
/p>
于
4
，内侧不得焊接。
< br>
B.
自支承式锥顶——由于稳定性的限制，设计直径有一定限制，
一般
DN
≤
6.000mm
，且锥顶坡
度范围
1/6~3/4
（即半锥角
9.5
°
~37<
/p>
°）
a.
厚度计算
?
?
2
.
24
D
1
sin<
/p>
Q
P
C
?
C
t
E
例：
D
1
=600
0
Q=15
°
P
C
=2000pa
E=2
×
10
5<
/p>
MPa
6
?
?
2
.
24
?
6000
sin
15
?
0
.
002
?
5
.
19
?
C
5
2
?
10
b.
锥顶材料的临界压应力和许用临界压应力
?
cr<
/p>
?
0
.
6
E
r
?
?
r
r
?
D
2
sin
Q
?
cr
6000
?
1
1590
mm
（罐顶曲率半径）
2
sin
15
?<
/p>
6
mm
?
0
.
6
?
2
?
10
5
MPa
?
62
MPa
11590
mm
?
?
cr
?
?
?
cr
12
?
62
?
5
.
17
MPa
?
51
.
7
Kg
cm
2
12
C.
自支承式拱顶——与锥顶相比较，结构简单，刚性好，使用尺
寸大于锥形顶盖，能承受较高的
压力。因此材料消耗少，但气相空间较大使蒸发损失加大
，制造上也难于锥形顶盖。
a.
几点规定
拱顶的
球半径
R=0.8~1.2D
1
（
D
i
—罐体内径）
拱顶板的最少厚度不得小于
4.5m
m
，且不含
C
。
b.
拱顶厚度规定：
美国
API650
规定
?
min
?
0
.
42<
/p>
R
S
且不小于
4
.26mm
。
英国
BS2654
规定
?
min
?
5
mm
日本
JISB8501
规定
?
min
?
0
.
42<
/p>
R
S
且不小于
4
.5mm
。
c.
拱
顶厚度计算（
R
S
=D
i
=10000mm
材料
Q2
35
）
?
?
R
S
d.
拱顶验算
P
C
0
.
002
?
C
?
10000
?
3
.
2
mm
?
C
0
.
1
E
0
.
1
?
1
.
92
?
10
5
?
P
cr
?
?
0
.
1
E
t
(
?
tc
)
2
?
0
.
1
?
1
.
92
?<
/p>
10
5
(
R
c
∴
?
P
cr
?
?
P
c
?
2000
pa
6
2
)
?
6900
pa
10000
②
罐壁设计
A.
一般说明
a.
罐壁承受贮液的静压，此静压按三角形
分布，由上至下逐渐增大，其壁厚
也应
由上至下
逐渐增厚。
b.
罐壁受罐底的约束，使紧靠罐底的罐壁
环向应力趋近于零，
使最大环向应力
上移。
7
B.
壁厚计算
?
min
?
D
i
?
P
0
?
?<
/p>
(
h
?
30
)
?
?
C
2
?
?
?
?
?
D
< br>i
P
c
?
C
2
?
?
?
?
?
上式经
简化
?
min
?
其中：
D
i
——罐内径
cm
P
0
——罐内保持的气相压力
P
c
——计算压力
=P
0
+
ρ（
H-300
）
ρ——介质比重，且不小于
1
?
——接头系数取
0.9
（纵向接
头为全焊透的对接结构）
h
——最高
液面到所计算圈板下端的距离。
（
h-300
）——计算液压高度。
对于高强钢制造的大型储罐（
V
≥
50000m
3
）
,
罐底的弯曲应力和剪力增大，有可能超过许用应力，而
造成破坏，此
时应对罐体下边缘板应力进行计算。
C.
罐壁最小厚度
内径
D
1
≤
16000
≤
32000
D.
罐壁顶部包边角钢（含承压圈）截面尺寸的确定
a.
包边角钢的连接型式
碳钢
5
6
奥氏体不锈钢
4
5
8
b.
包
边角钢的截面积——包边角钢截面积加上与其相连的罐壁、罐顶板上各
16
倍板厚范
围内的截面积之和应满足下式要求
A
?
8
?
?
?
?
tgQ
t
P
D
D
1
2
mm
2
< br>
c.
< br>包边角钢的最小尺寸——包边角钢的壁厚不得小于圆筒和顶板的厚度。
储罐内径
D
1
≤
5000
≤
10000
≤
20000
≤
32000
角钢最小尺寸
L50
×
50
×
5
L63
×
63
×
6
L75
×
75
×
8
L90
×
90
×
9
说明——
自支承式锥顶或拱顶，需要在罐顶及罐壁连接处设置包边角钢，以承受从罐顶传来的横
向
力，此横向力是由罐内或罐外压力以及顶盖自重而产生的水平分力。
③
罐底设
计——罐底板上方承受罐内的液体压力及下方基础的支承力。在罐底与壁厚连接周边存在
较大的边缘应力，所以储罐的边缘板比中幅板稍厚，当储罐较大，应计算边缘力矩
并对其
校核。
A.
结构型式
筒体内径
< br>Di
＜
12.5m
时宜采用条形
排板组焊，
当内径
Di
＞
12.5m
时宜采用弓形边缘板与中幅
板组焊。
9
B.
壁板与罐底板相连接的几点规定
a.
罐底边缘板伸出壁厚外表面的宽度不小于
50mm
b.
罐底边缘板的最小厚度，不得小于下表数值
边缘板最小厚度
底层壁板名义厚度
碳钢
≤
6
7~10
11~20
21~25
6
6
8
10
中幅板最小厚度
碳钢
5
6
6
奥氏体不锈钢
4
4
4.5
奥氏体不锈钢
同底层壁板
6
7
c.
罐底中幅板的厚度，不得小于下表数值
储罐内径
D
1
≤
10000
≤
20000
＞
20000
c.
罐底板坡度
底板与基础接触，在长期液压作用下，罐底和基础中心部位挠度最大，当超过限度时，会造
成底板焊缝开裂。为消除因基础下沉而引起的中部凹陷，同时也为了便于排出残液，底板应
< br>具有和基础同样的坡度，如下
图：
d.
罐底边缘板的最小宽度和和底板最大应力
根据储罐应力实测，罐底最大径向应力在距离罐壁
300~500m
m
处。为此规定边缘板，径向
最小尺寸为
700mm
。
10
5.
风载荷作用下罐壁稳定校核
①
罐壁许用临界压力
2
.
5
P
5
?
?
cr
?
5
.
06
?
10
?
D
?
i
?
?
?
?
?
1
?
?
?
H
?
?
?
D
1
?
< br>?
n
其中：
< br>H
n
——罐壁当量高度
H
n
=
∑
Hei
Hei
—
—第
i
层罐壁板的当量高度
Hei
?
hi
(
?
1
2
.
?
)
5
ei
2
.
5
< br>H
?
6
?
1
?
3000
?
?
12
?
?
?
3000
?
0
.
758
?
2273
2
.
5
H
< br>?
6
?
2
?
6000
?
?
10
?
?
?
6000
?
0
.
815
?
4891
2
.
5
H
< br>?
?
6
?
3
?
9000
?
8
?
?
?
9000
?
0
.
891
?
8021
H
12000
?
?
6
?
2
.
5
4
?
?
6
?
?
?
12000
?
1
?
12000
②
稳定校核
2
.
5
P
5
?<
/p>
?
12000
?
?
6
?
er
?
5
.
06
?<
/p>
10
?
27185
?
?
?
?
1
2000
?
?
?
5
.
06
?
10
5
?
0
.
4414<
/p>
?
5
?
10
?
9
?
0
.
001116
MPa
?
1116
pa
11
P
er
?<
/p>
2
.
25
K
z
?
q
o
?
P
i
K
N
/
m
2
Z
?
1
.
38
q
0
?
400
?
400
pa
P
i
?
1
.
2
?
200H
2
O
?
20pa
P
er
?
2
.
25
?
1
.
38
?
400pa
?
20pa
?
1242pa
?
20pa
?
1262pa
③
加强圈的设置
A.
当
P
er
不满足校核要求时，罐壁上应设置加强圈，数量如下式
n
?
2
.
25
K
z
?
q
0
?
P
i
Pcr
B.
加强圈的最小尺寸
Di
≤
20000
用
L100
×
63
×
8
Di
≤
32000
用
L125
×
80
×
8
6.
储罐的抗震校核
在地震设防地区建罐
，需进行抗震校核，详见附录
C
。
7.
立式圆筒形储罐检验
请参照
GBJ128
—
90
12
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