GB/T 35974.3-2018
基本信息
标准号： GB/T 35974.3-2018
中文名称：塑料及其衬里制压力容器 第3部分：设计
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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标准简介
GB/T 35974.3-2018 塑料及其衬里制压力容器 第3部分：设计
GB/T35974.3-2018
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标准内容
ICS 71.120;83.140
中华人民共和国国家标准
GB/T35974.3—2018
塑料及其衬里制压力容器
第3部分：设计
Plastics and plastic lining pressure vessels-Part 3:Design
2018-02-06发布
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
2018-09-01实施
规范性引用文件
设计总则
塑料容器的压力直径积
设计使用年限
塑料焊接接头系数
塑料容器
最小厚度
内压圆简设计
封头设计
法兰及其连接的设计
开孔与开孔补强
焊缝结构
衬里容器
金属壳体设计
衬里设计
支撑、安全与防护
6.1支撑·
6.2安全与防护
附录A（资料性附录）
塑料容器加强结构设计
参考文献
............
GB/T35974.3—2018
iiiKAoNikAca
GB/T35974《塑料及其衬里制压力容器》分为五个部分：第1部分：通用要求；
第2部分：材料；
第3部分：设计；
一第4部分：塑料制压力容器的制造、检查与检验第5部分：塑料衬里制压力容器的制造，检查与检验。本部分为GB/T35974的第3部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分由中国石油和化学工业联合会提出本部分由全国非金属化工设备标准化技术委员会（SAC/TC162)归口。GB/T35974.3—2018
本部分起草单位：广州特种承压设备检测研究院、浙江瑞堂塑料科技有限公司、云南建投第二安装工程公司、宁波市特种设备检验研究院、湖北钟格塑料管有限公司、广州市公用事业规划设计院、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司、西安塑龙熔接设备有限公司、温州市质量技术监督检测院、上海市特种设备监督检验技术研究院、新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院、长春特种设备检测研究院、四川省特种设备检验研究院、温州赵氟隆有限公司、安徽汇久管业有限公司。本部分主要起草人：李茂东、温原、崔永志、黄旭、陈帆、徐小华、杭玉宏、赵锋、候晓梅、张术宽、罗晓明、李军，李强，张海涛、杨虎、陈招、周向阳，iKAoNi KAca
-iiKAoNniKAca
1范围
塑料及其衬里制压力容器
第3部分：设计
GB/T35974的本部分规定了容器受压元件的设计要求。本部分适用于受内压的塑料及其衬里制压力容器的设计。2规范性引用文件
GB/T35974.3—2018
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求GB/T150.3压力容器第3部分：设计压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T150.4
GB/T25197一2010静置常压焊接热塑性塑料储罐（槽）GB/T35974.2塑料及其衬单制压力容器第2部分：材料HG/T20592钢制管法兰（PN系列）HG20606钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）HG/T20678衬里钢壳设计技术规定JB/T4712（所有部分）容器支座3设计总则
塑料容器的压力直径积
依据本部分设计的塑料容器（衬里容器不受本限制）,其PD值（压力直径积)应不大于150MIPa·mm。压力直径积按式（1）计算。
PD=paD
式中：
PD压力直径积，单位为兆帕毫米（MPa·mm）；设计压力，单位为兆帕（MPa）；pa
圆筒的内直径，单位为毫米（mm）。3.2设计使用年限
3.2.1容器的设计使用年限可根据客户的要求确定，一般不少于10a。在有光老化工况下应按规定增加预留厚度或缩短设计年限。
3.2.2塑料容器设计时采用的许用应力应按GB/T35974.2的规定计算获得3.3塑料焊接接头系数
塑料材料的焊接接头系数应经过评定合格的工艺和经考核认证的人员进行确定，塑料容器应对1
iiKANiKAca
GB/T35974.3—2018
A类和B类焊接接头进行全部（100%）射线或超声检测，焊接接头内不准许存在裂纹，未熔合、未焊透及条形缺陷。常用的塑料材料采用不同焊接工艺的焊接接头系数见表1。表1焊接接头系数
热熔对接焊”
热风挤出焊。
热风焊。
适用于PE80、PE100。
适用于PP-H、PP-B.PP-R。
焊缝接头上可采用加强筋板的措施来提高焊缝系数。4
塑料容器
最小厚度
塑料材料种类
塑料容器壳体加工成形后不包括预留厚度的最小厚度应不小于4mm。4.2内压圆筒设计
符号及缩写
圆简壳体或封头内直径，单位为毫米（mm）；圆筒壳体或封头外直径，单位为毫米（mm）；计算压力，单位为兆帕（MPa）；壳体计算厚度，单位为毫米（mm)；有效厚度，单位为毫米（mm）；设计温度下材料的计算应力，单位为兆帕（MPa)；设计温度下材料的许用应力单位为兆帕（MPa)；焊接接头系数。
4.2.2基本要求
4.2.2.1本部分公式适用于单层圆筒的计算。以缠绕等方法成型的圆筒，如果缠绕层之间已熔接，则视为单层圆筒。
2圆筒设计应优先选用管材。
4.2.2.3塑料容器圆筒壁厚应与封头厚度取相同值，且应取两者计算结果的较大值作为整台塑料容器的壁厚值。
4.2.3圆筒壁厚
由环向应力确定圆筒壁厚，且满足D。/D,≤1.1时，按式（2)或式（3)计算。p.D.
2Lo]\-1.2
+·（2)
iiKANiKAca
2[a]$+0.8
GB/T35974.3—2018
当外加轴向拉伸或弯曲载荷而导致轴向应力大于环向应力时，按轴向应力确定壁厚，且满足D。D≤1.1时，按式（4)或式（5）计算。p.D
4[atgoe
当D。/D>1.1时，由环向应力所确定的壁厚按式（6)计算D.r [ol'e+p.
2[o]\-
·（5）
当存在外加轴向拉伸或弯曲载荷而导致轴向应力大于环向应力时，应按照轴向应力确定壁厚，当D。/D,>1.1时，壁厚按式(7)计算。o]\$+
4.2.4圆筒应力
当D。/D≤1.1时，圆筒的环向应力按式（8)计算。gt_.(D,+1.28)
（7）
（8）
存在外加轴向拉伸或弯曲载荷而导致叠加后的轴向应力大于环向应力时，需进行内压作用下的圆筒轴向应力校核。
当D。/D≤1.1时，圆筒的轴向应力按式（4)计算，将[。\$换成。换成有效厚度。即可。当D。/D>1.1时，圆筒的轴向应力按式（9)计算。a不大于[。]\。glt
当D。/D,>1.1时，圆筒的环向应力按式（10)计算。a不大于[。」t。P。× (28。 +D)\ +D?
4.3封头设计
符号及缩写
锥壳计算内直径，单位为毫米（mm）；圆筒壳体或封头内直径，单位为毫米（mm）；锥形封头大端内径，单位为毫米（mm）；锥形封头小端内径，单位为毫米（mm）；椭圆形封头内曲面深度，单位为毫米（mm）；椭圆形封头形状系数；
蝶形封头形状系数；
计算压力，单位为兆帕（MPa）；碟形封头的当量球壳内半径，单位为毫米（mm）；锥壳大端过渡区圆弧内半径或碟形封头过渡区转角内半径，单位为毫米（mm）；·（9)
（10）
GB/T35974.3—2018
锥壳小端过渡区圆弧内半径，单位为毫米（mm）：锥壳半顶角，单位为度（）：
椭圆形或蝶形封头计算厚度，单位为毫米（mm）：锥壳计算厚度，单位为毫米（mm）：锥壳折边过渡段计算厚度，单位为毫米（mm）；设计温度下材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）；焊接接头系数。
基本要求
结构允许时，优先选用标准椭圆形封头，结构见图1a）。封头结构尺寸参照GB/T25198中的规定，制造宜采用注塑整体成型D
椭圆形封头
4.3.3椭圆形封头
图1封头示意图
厚度按式(11)计算，式中封头的形状系数K按式(12)计算。Kp.D
2[g]-0.2p
4.3.4碟形封头
碟形封头
·（12)
4.3.4.1碟形封头球面部分的内半径应不大于封头的内直径，过渡区的半径应不小于封头内直径的10%，且应不小于封头厚度的3倍，封头厚度（不包括预留厚度）应不小于封头内直径的0.3%，且不小于4mm。bzxZ.net
厚度按式（13)计算，式中封头的形状系数M按式（14)计算。Mp.R
2[a]\-0.2。
4.3.5锥形封头
锥形封头结构应满足下列条件：X3+
（13)
.*....( 14 )
GB/T35974.3—2018
当锥形半顶角α≤30°时，锥形封头大端与筒体连接，小端与接管连接可采用无折边结构或带折边的结构（见图2）；
当锥形半顶角α30\时，锥形封头大端与简体连接、小端与接管应采用带折边的结构，大端折h
边过渡转角半径应不小于大端内径D的10%，且应不小于该过渡段厚度的3倍；小端折边过渡转角半径产。应不小于小端内径D的5%，且应不小于该过渡段厚度的3倍。D
a）无折边锥壳
c）大端折边锥壳
图2锥形封头折边示意图
两端折边锥壳
2无折边封头厚度按式（15)计算，带折边封头厚度或锥段的锥形部分的厚度按式（16)计算，取其4.3.5.2
中较大的计算值作为锥形封头的计算厚度。p.Di.
2cosα（[o\g-0.6)
2cosa[a]—0.6p.)
4.4法兰及其连接的设计
符号及缩写
p[Di —2r(1 -— cosa) ]
2cosa（[a]\-0.6p）
比强度作用影响的换算系数，见GB/T25197一2010附录C：介质影响的换算系数，见GB/T25197—2010附录C；·（15）
（16）
GB/T35974.3—2018
K sehr
焊缝厚度，单位为毫米（mm）；双倍法兰盘有效宽度，单位为毫米（mm）；垫圈宽度，单位为毫米（mm）；腐蚀裕量，单位为毫米（mm）：焊接工艺常数；
法兰的外径，单位为毫米（mm）；垫片的平均直径，单位为毫米（mm）；法兰管的内径，单位为毫米（mm）；螺栓根径，单位为毫米（mm）；螺栓孔直径，单位为毫米（mm）；松套法兰内径.单位为毫米（mm）：法兰螺栓孔中心直径，单位为毫米（mm）；法兰与松套法兰环接触环面的平均直径，单位为毫米（mm）；d与2倍法兰倒角曲率半径的和，见图10，单位为毫米（mm）；减小的螺栓孔径，单位为毫米（mm）；焊接坡口深度，单位为毫米（mm）；垫片厚度，单位为毫米（mm）；法兰厚度，单位为毫米（mm）；设计温度及设计寿命条件下的蠕变强度，见GB/T25197一2010附录C，单位为兆帕（MPa）：
垫片材料的变形阻力，单位为兆帕（MPa）；压紧垫环材料（金属）的许用屈服应力单位为兆帕（MPa）：螺栓材料的许用屈服应力，单位为兆帕（MPa)；试验条件下（温度及时间）的变强度，单位为兆帕（MPa）：垫片在安装条件下的特征值，单位为毫米（mm）；垫片在使用条件下的特征值，单位为毫米（mm）；法兰颈高度，单位为毫米（mm）；螺栓受力的杠杆臂，单位为毫米（mm）；螺栓数量；
安装受力，单位为牛顿（N)；
使用条件下的螺栓受力，单位为牛顿（N)；安装条件下的螺栓受力，单位为牛顿（N）；试验压力下的螺栓受力，单位为牛顿（N）：操作压力，单位为兆帕（MPa）；安全系数；
金属在使用条件下的安全系数；金属在测试及安装条件下的安全系数；罐体的壁厚，单位为毫米（mm）；阻尼系数；
取W，、W。和W。中的最大值，单位为立方毫米（mm）；法兰的抗弯模量，单位为立方毫米（mm\）；
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中华人民共和国国家标准
GB/T35974.3—2018
塑料及其衬里制压力容器
第3部分：设计
Plastics and plastic lining pressure vessels-Part 3:Design
2018-02-06发布
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
2018-09-01实施
规范性引用文件
设计总则
塑料容器的压力直径积
设计使用年限
塑料焊接接头系数
塑料容器
最小厚度
内压圆简设计
封头设计
法兰及其连接的设计
开孔与开孔补强
焊缝结构
衬里容器
金属壳体设计
衬里设计
支撑、安全与防护
6.1支撑·
6.2安全与防护
附录A（资料性附录）
塑料容器加强结构设计
参考文献
............
GB/T35974.3—2018
iiiKAoNikAca
GB/T35974《塑料及其衬里制压力容器》分为五个部分：第1部分：通用要求；
第2部分：材料；
第3部分：设计；
一第4部分：塑料制压力容器的制造、检查与检验第5部分：塑料衬里制压力容器的制造，检查与检验。本部分为GB/T35974的第3部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分由中国石油和化学工业联合会提出本部分由全国非金属化工设备标准化技术委员会（SAC/TC162)归口。GB/T35974.3—2018
本部分起草单位：广州特种承压设备检测研究院、浙江瑞堂塑料科技有限公司、云南建投第二安装工程公司、宁波市特种设备检验研究院、湖北钟格塑料管有限公司、广州市公用事业规划设计院、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司、西安塑龙熔接设备有限公司、温州市质量技术监督检测院、上海市特种设备监督检验技术研究院、新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院、长春特种设备检测研究院、四川省特种设备检验研究院、温州赵氟隆有限公司、安徽汇久管业有限公司。本部分主要起草人：李茂东、温原、崔永志、黄旭、陈帆、徐小华、杭玉宏、赵锋、候晓梅、张术宽、罗晓明、李军，李强，张海涛、杨虎、陈招、周向阳，iKAoNi KAca
-iiKAoNniKAca
1范围
塑料及其衬里制压力容器
第3部分：设计
GB/T35974的本部分规定了容器受压元件的设计要求。本部分适用于受内压的塑料及其衬里制压力容器的设计。2规范性引用文件
GB/T35974.3—2018
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求GB/T150.3压力容器第3部分：设计压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T150.4
GB/T25197一2010静置常压焊接热塑性塑料储罐（槽）GB/T35974.2塑料及其衬单制压力容器第2部分：材料HG/T20592钢制管法兰（PN系列）HG20606钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）HG/T20678衬里钢壳设计技术规定JB/T4712（所有部分）容器支座3设计总则
塑料容器的压力直径积
依据本部分设计的塑料容器（衬里容器不受本限制）,其PD值（压力直径积)应不大于150MIPa·mm。压力直径积按式（1）计算。
PD=paD
式中：
PD压力直径积，单位为兆帕毫米（MPa·mm）；设计压力，单位为兆帕（MPa）；pa
圆筒的内直径，单位为毫米（mm）。3.2设计使用年限
3.2.1容器的设计使用年限可根据客户的要求确定，一般不少于10a。在有光老化工况下应按规定增加预留厚度或缩短设计年限。
3.2.2塑料容器设计时采用的许用应力应按GB/T35974.2的规定计算获得3.3塑料焊接接头系数
塑料材料的焊接接头系数应经过评定合格的工艺和经考核认证的人员进行确定，塑料容器应对1
iiKANiKAca
GB/T35974.3—2018
A类和B类焊接接头进行全部（100%）射线或超声检测，焊接接头内不准许存在裂纹，未熔合、未焊透及条形缺陷。常用的塑料材料采用不同焊接工艺的焊接接头系数见表1。表1焊接接头系数
热熔对接焊”
热风挤出焊。
热风焊。
适用于PE80、PE100。
适用于PP-H、PP-B.PP-R。
焊缝接头上可采用加强筋板的措施来提高焊缝系数。4
塑料容器
最小厚度
塑料材料种类
塑料容器壳体加工成形后不包括预留厚度的最小厚度应不小于4mm。4.2内压圆筒设计
符号及缩写
圆简壳体或封头内直径，单位为毫米（mm）；圆筒壳体或封头外直径，单位为毫米（mm）；计算压力，单位为兆帕（MPa）；壳体计算厚度，单位为毫米（mm)；有效厚度，单位为毫米（mm）；设计温度下材料的计算应力，单位为兆帕（MPa)；设计温度下材料的许用应力单位为兆帕（MPa)；焊接接头系数。
4.2.2基本要求
4.2.2.1本部分公式适用于单层圆筒的计算。以缠绕等方法成型的圆筒，如果缠绕层之间已熔接，则视为单层圆筒。
2圆筒设计应优先选用管材。
4.2.2.3塑料容器圆筒壁厚应与封头厚度取相同值，且应取两者计算结果的较大值作为整台塑料容器的壁厚值。
4.2.3圆筒壁厚
由环向应力确定圆筒壁厚，且满足D。/D,≤1.1时，按式（2)或式（3)计算。p.D.
2Lo]\-1.2
+·（2)
iiKANiKAca
2[a]$+0.8
GB/T35974.3—2018
当外加轴向拉伸或弯曲载荷而导致轴向应力大于环向应力时，按轴向应力确定壁厚，且满足D。D≤1.1时，按式（4)或式（5）计算。p.D
4[atgoe
当D。/D>1.1时，由环向应力所确定的壁厚按式（6)计算D.r [ol'e+p.
2[o]\-
·（5）
当存在外加轴向拉伸或弯曲载荷而导致轴向应力大于环向应力时，应按照轴向应力确定壁厚，当D。/D,>1.1时，壁厚按式(7)计算。o]\$+
4.2.4圆筒应力
当D。/D≤1.1时，圆筒的环向应力按式（8)计算。gt_.(D,+1.28)
（7）
（8）
存在外加轴向拉伸或弯曲载荷而导致叠加后的轴向应力大于环向应力时，需进行内压作用下的圆筒轴向应力校核。
当D。/D≤1.1时，圆筒的轴向应力按式（4)计算，将[。\$换成。换成有效厚度。即可。当D。/D>1.1时，圆筒的轴向应力按式（9)计算。a不大于[。]\。glt
当D。/D,>1.1时，圆筒的环向应力按式（10)计算。a不大于[。」t。P。× (28。 +D)\ +D?
4.3封头设计
符号及缩写
锥壳计算内直径，单位为毫米（mm）；圆筒壳体或封头内直径，单位为毫米（mm）；锥形封头大端内径，单位为毫米（mm）；锥形封头小端内径，单位为毫米（mm）；椭圆形封头内曲面深度，单位为毫米（mm）；椭圆形封头形状系数；
蝶形封头形状系数；
计算压力，单位为兆帕（MPa）；碟形封头的当量球壳内半径，单位为毫米（mm）；锥壳大端过渡区圆弧内半径或碟形封头过渡区转角内半径，单位为毫米（mm）；·（9)
（10）
GB/T35974.3—2018
锥壳小端过渡区圆弧内半径，单位为毫米（mm）：锥壳半顶角，单位为度（）：
椭圆形或蝶形封头计算厚度，单位为毫米（mm）：锥壳计算厚度，单位为毫米（mm）：锥壳折边过渡段计算厚度，单位为毫米（mm）；设计温度下材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）；焊接接头系数。
基本要求
结构允许时，优先选用标准椭圆形封头，结构见图1a）。封头结构尺寸参照GB/T25198中的规定，制造宜采用注塑整体成型D
椭圆形封头
4.3.3椭圆形封头
图1封头示意图
厚度按式(11)计算，式中封头的形状系数K按式(12)计算。Kp.D
2[g]-0.2p
4.3.4碟形封头
碟形封头
·（12)
4.3.4.1碟形封头球面部分的内半径应不大于封头的内直径，过渡区的半径应不小于封头内直径的10%，且应不小于封头厚度的3倍，封头厚度（不包括预留厚度）应不小于封头内直径的0.3%，且不小于4mm。bzxZ.net
厚度按式（13)计算，式中封头的形状系数M按式（14)计算。Mp.R
2[a]\-0.2。
4.3.5锥形封头
锥形封头结构应满足下列条件：X3+
（13)
.*....( 14 )
GB/T35974.3—2018
当锥形半顶角α≤30°时，锥形封头大端与筒体连接，小端与接管连接可采用无折边结构或带折边的结构（见图2）；
当锥形半顶角α30\时，锥形封头大端与简体连接、小端与接管应采用带折边的结构，大端折h
边过渡转角半径应不小于大端内径D的10%，且应不小于该过渡段厚度的3倍；小端折边过渡转角半径产。应不小于小端内径D的5%，且应不小于该过渡段厚度的3倍。D
a）无折边锥壳
c）大端折边锥壳
图2锥形封头折边示意图
两端折边锥壳
2无折边封头厚度按式（15)计算，带折边封头厚度或锥段的锥形部分的厚度按式（16)计算，取其4.3.5.2
中较大的计算值作为锥形封头的计算厚度。p.Di.
2cosα（[o\g-0.6)
2cosa[a]—0.6p.)
4.4法兰及其连接的设计
符号及缩写
p[Di —2r(1 -— cosa) ]
2cosa（[a]\-0.6p）
比强度作用影响的换算系数，见GB/T25197一2010附录C：介质影响的换算系数，见GB/T25197—2010附录C；·（15）
（16）
GB/T35974.3—2018
K sehr
焊缝厚度，单位为毫米（mm）；双倍法兰盘有效宽度，单位为毫米（mm）；垫圈宽度，单位为毫米（mm）；腐蚀裕量，单位为毫米（mm）：焊接工艺常数；
法兰的外径，单位为毫米（mm）；垫片的平均直径，单位为毫米（mm）；法兰管的内径，单位为毫米（mm）；螺栓根径，单位为毫米（mm）；螺栓孔直径，单位为毫米（mm）；松套法兰内径.单位为毫米（mm）：法兰螺栓孔中心直径，单位为毫米（mm）；法兰与松套法兰环接触环面的平均直径，单位为毫米（mm）；d与2倍法兰倒角曲率半径的和，见图10，单位为毫米（mm）；减小的螺栓孔径，单位为毫米（mm）；焊接坡口深度，单位为毫米（mm）；垫片厚度，单位为毫米（mm）；法兰厚度，单位为毫米（mm）；设计温度及设计寿命条件下的蠕变强度，见GB/T25197一2010附录C，单位为兆帕（MPa）：
垫片材料的变形阻力，单位为兆帕（MPa）；压紧垫环材料（金属）的许用屈服应力单位为兆帕（MPa）：螺栓材料的许用屈服应力，单位为兆帕（MPa)；试验条件下（温度及时间）的变强度，单位为兆帕（MPa）：垫片在安装条件下的特征值，单位为毫米（mm）；垫片在使用条件下的特征值，单位为毫米（mm）；法兰颈高度，单位为毫米（mm）；螺栓受力的杠杆臂，单位为毫米（mm）；螺栓数量；
安装受力，单位为牛顿（N)；
使用条件下的螺栓受力，单位为牛顿（N)；安装条件下的螺栓受力，单位为牛顿（N）；试验压力下的螺栓受力，单位为牛顿（N）：操作压力，单位为兆帕（MPa）；安全系数；
金属在使用条件下的安全系数；金属在测试及安装条件下的安全系数；罐体的壁厚，单位为毫米（mm）；阻尼系数；
取W，、W。和W。中的最大值，单位为立方毫米（mm）；法兰的抗弯模量，单位为立方毫米（mm\）；
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