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化工设计常用计算公式速查手册 · 02 压力容器强度计算

GB/T 150.3-2011 ｜ GB/T 150.1-2011 ｜ TSG 21-2016

2.1 内压圆筒计算厚度
δ=pc⋅Di2[σ]tφ−pc\delta = \dfrac{p_{c} \cdot D_{i}}{2[\sigma ]^{t}\varphi - p_{c}}
δd=δ+C2\delta _{d} = \delta + C_{2}
δn≥δd+C1\delta _{n} \ge \delta _{d} + C_{1}
δ
计算厚度，mm
pc
计算压力，MPa（设计压力叠加需计入的液柱静压）
Di
圆筒内直径，mm
[σ]t
设计温度下材料许用应力，MPa，按材料牌号与温度查 GB/T 150.2
φ
焊接接头系数（双面焊对接：100% 无损检测 1.0，局部检测 0.85）
C1
材料厚度负偏差，mm（按钢板标准）
C2
腐蚀裕量，mm（按介质腐蚀速率 × 设计寿命）
δd、δn
设计厚度、名义厚度，mm
适用范围与用法：薄壁圆筒按第一强度理论（中径公式）求厚度，适用于 pc ≤ 0.4[σ]tφ；超出时按厚壁圆筒或分析设计处理。名义厚度向上圆整到钢材规格厚度。
依据：GB/T 150.3-2011 第 3 章内压圆筒厚度公式；焊接接头系数取值见 GB/T 150.1-2011。式中系数 2 与 pc 项为标准公式本身的结构，非经验数。
2.2 内压封头计算厚度（标准椭圆形 / 碟形）
标准椭圆形（长短轴比 2）：δ=K⋅pc⋅Di2[σ]tφ−0.5pc，K=1\text{标准椭圆形（长短轴比 }2\text{）：}\delta = \dfrac{K \cdot p_{c} \cdot D_{i}}{2[\sigma ]^{t}\varphi - 0.5p_{c}}\text{，}K = 1
碟形：δ=M⋅pc⋅Ri2[σ]tφ−0.5pc\text{碟形：}\delta = \dfrac{M \cdot p_{c} \cdot R_{i}}{2[\sigma ]^{t}\varphi - 0.5p_{c}}
M=14(3+Rir)M = \dfrac{1}{4}\left(3 + \sqrt{\dfrac{R_{i}}{r}}\right)
K
椭圆形封头形状系数，标准椭圆形取 1
Ri
碟形封头球面部分内半径，mm
r
碟形封头过渡区转角内半径，mm
M
碟形封头形状系数
适用范围与用法：封头与圆筒用同一组 [σ]t、φ、C1、C2 口径；椭圆封头还需满足标准规定的最小有效厚度要求（按 Di 的百分比），本条不展开，查原文。
依据：GB/T 150.3-2011 第 5 章（椭圆形、碟形封头）。本条为叙述性条目，未配在线计算。
2.4 耐压试验压力
液压试验：PT=1.25⋅p⋅[σ][σ]t\text{液压试验：}P_{T} = 1.25 \cdot p \cdot \dfrac{[\sigma ]}{[\sigma ]^{t}}
气压试验：PT=1.10⋅p⋅[σ][σ]t\text{气压试验：}P_{T} = 1.10 \cdot p \cdot \dfrac{[\sigma ]}{[\sigma ]^{t}}
PT
试验压力（最低值），MPa
p
设计压力，MPa（铭牌上规定最高允许工作压力时以其代替）
[σ]
试验温度下材料许用应力，MPa
[σ]t
设计温度下材料许用应力，MPa
适用范围与用法：容器各元件材料不同时，[σ]/[σ]t 取各元件比值中的最小者。试验前还应校核试验工况下圆筒薄膜应力不超过标准限值（液压与气压限值不同）。
依据：GB/T 150.1-2011 耐压试验条款（液压 1.25、气压 1.10）；GB/T 150-2024 版已发布，使用新版时核对系数与条款号。