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TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 宣贯课件
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R0004-2009
固定式压力容器安全技术监察规程
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TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 宣贯课件,TSG,R0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规程,宣贯课件,r0004,固定,压力容器,安全技术,监察,规程,课件
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1 容规宣贯容规宣贯 固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程 设计设计 中国石化工程建设公司李世玉 张迎恺中国石化工程建设公司李世玉 张迎恺 2009年年10月月 2 容规宣贯容规宣贯 新容规条款； 新容规条款； 99版对应原条文内容； 主要变化内容； 从背景、政策上和操作上分析； 有关调研、论证情况，重要支撑数据； 知识性内容； 版对应原条文内容； 主要变化内容； 从背景、政策上和操作上分析； 有关调研、论证情况，重要支撑数据； 知识性内容； 3 3.1 设计单位资格及责任设计单位资格及责任3. 设计 3. 设计 (1) 对设计质量负责 压力容器设计 对设计质量负责 压力容器设计许可证许可证=设计类别、级别和品种 范围应当符合压力容器压力管道设计许可规则 规定； 设计类别、级别和品种 范围应当符合压力容器压力管道设计许可规则 规定； 原28条；原28条； 释义：本条为对设计单位资格及责任的通用要求。 1.条例第十一条，对压力容器设计单位实行行 政许可制度 2. 具体规定见安全技术规范TSG R1001-2008压力 容器压力管道设计许可规则。 释义：本条为对设计单位资格及责任的通用要求。 1.条例第十一条，对压力容器设计单位实行行 政许可制度 2. 具体规定见安全技术规范TSG R1001-2008压力 容器压力管道设计许可规则。 4 气瓶气瓶B 压力容器分析设计压力容器分析设计SAD 第二类压力容器第二类压力容器D2 第一类压力容器第一类压力容器D1 D 移动式压力容器移动式压力容器C 非金属压力容器非金属压力容器A4 球形储罐球形储罐A3 第三类低、中压容器第三类低、中压容器A2 结构型式：单层、多层超高压容器、高压容器结构型式：单层、多层超高压容器、高压容器A1 A 范围备注品种范围范围备注品种范围 级 别 类 别 级 别 类 别 3.1 设计单位资格及责任设计单位资格及责任3. 设计设计 5 3.1 设计单位资格及责任设计单位资格及责任3. 设计3. 设计 (2)不具有不具有”应力分析设计许可项目应力分析设计许可项目”资格者，可以进 行： 总体采用规则设计标准，局部参照分析设计标准 进行压力容器受压元件分析计算和设计。 原40条； 释义：压力容器总体采用规则设计标准，对某些局部 或结构可以采用应力分析方法进行强度校核，但校核 所取材料许用应力应当是规则设计标准中规定的材料 许用应力；其设计、制造仍按规则设计制造标准进 行。但是： 对于进行分析的该局部，其制造、检验要求应参 照“分析设计标准”的相关规定。 资格者，可以进 行： 总体采用规则设计标准，局部参照分析设计标准 进行压力容器受压元件分析计算和设计。 原40条； 释义：压力容器总体采用规则设计标准，对某些局部 或结构可以采用应力分析方法进行强度校核，但校核 所取材料许用应力应当是规则设计标准中规定的材料 许用应力；其设计、制造仍按规则设计制造标准进 行。但是： 对于进行分析的该局部，其制造、检验要求应参 照“分析设计标准”的相关规定。 6 3.1 设计单位资格及责任设计单位资格及责任3. 设计3. 设计 (3)压力容器的设计应当符合本规程的基本安全要求。 采用国际标准（或境外标准）设计的压力容器，设计单位 应当提供设计文件与本规程基本安全要求的 压力容器的设计应当符合本规程的基本安全要求。 采用国际标准（或境外标准）设计的压力容器，设计单位 应当提供设计文件与本规程基本安全要求的符合性申明符合性申明； 主要变化：主要变化： 符合性审查符合国际惯例。符合性审查符合国际惯例。 我国对境外压力容器设计单位尚未实施许可（在境外，一般没有独立的 压力容器设计单位，其设计往往由工程公司或制造单位进行）。为保证 采用国际标准或境外标准设计制造的压力容器符合我国压力容器的基本 安全要求，有必要对其设计文件进行与我国基本安全要求的符合性审 查。 目前，这种审查采取国家质检总局（特种设备局）对设计文件进行审查 批准的方式进行，境内外设计、制造单位如果直接采用国际标准或境外 标准设计制造在中国境内使用的压力容器，则制造前需将设计文件报国 家质检总局（特种设备局）申请批准，国家质检总局对设计文件与我国 压力容器基本安全要求的符合性进行审查，并做出是否批准的决定。 我国对境外压力容器设计单位尚未实施许可（在境外，一般没有独立的 压力容器设计单位，其设计往往由工程公司或制造单位进行）。为保证 采用国际标准或境外标准设计制造的压力容器符合我国压力容器的基本 安全要求，有必要对其设计文件进行与我国基本安全要求的符合性审 查。 目前，这种审查采取国家质检总局（特种设备局）对设计文件进行审查 批准的方式进行，境内外设计、制造单位如果直接采用国际标准或境外 标准设计制造在中国境内使用的压力容器，则制造前需将设计文件报国 家质检总局（特种设备局）申请批准，国家质检总局对设计文件与我国 压力容器基本安全要求的符合性进行审查，并做出是否批准的决定。 7 3.1 设计单位资格及责任设计单位资格及责任3. 设计3. 设计 (4)压力容器的设计单位应当向压力容器的设计单位应当向设计委托方设计委托方提供完整的设计文 件。 提供完整的设计文 件。 主要变化：主要变化： 99版容规中第33条1款规定“压力容器的设计单位，应向压力 容器的使用单位或压力容器制造单位提供设计说明书、设计图 样和技术条件。”现将这一要求做为对设计单位的基本要求调 整到此处。 - 99版容规中第33条1款规定“压力容器的设计单位，应向压力 容器的使用单位或压力容器制造单位提供设计说明书、设计图 样和技术条件。”现将这一要求做为对设计单位的基本要求调 整到此处。 -“设计委托方”的范围更广，包括使用单位和制造单位。 很多时候设计单位不直接向使用单位提供设计文件，而是通过 制造单位提供（设计文件包括在产品出厂资料中，参见本规程 4.1.4.1（4）产品出厂资料的规定）。 -“完整的设计文件”要求，即本规程3.4条所规定的设计 文件，特别是关于所有压力容器都要求提供强度计算书或者应 力分析报告。 设计委托方”的范围更广，包括使用单位和制造单位。 很多时候设计单位不直接向使用单位提供设计文件，而是通过 制造单位提供（设计文件包括在产品出厂资料中，参见本规程 4.1.4.1（4）产品出厂资料的规定）。 -“完整的设计文件”要求，即本规程3.4条所规定的设计 文件，特别是关于所有压力容器都要求提供强度计算书或者应 力分析报告。 8 3.2 设计许可印章设计许可印章3. 设计3. 设计 (1)压力容器的设计总图上，必须加盖压力容器设计压力容器的设计总图上，必须加盖压力容器设计 许可印章许可印章（复印章无效），设计许可印章失效的设 计图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力 容器； （复印章无效），设计许可印章失效的设 计图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力 容器； 主要变化：主要变化：原29条 -不再要求一定是蓝图；设计资格 原29条 -不再要求一定是蓝图；设计资格印章改为设计许印章改为设计许 可可印章。印章。 9 3.2 设计许可印章设计许可印章3. 设计3. 设计 (2)压力容器设计许可印章中的设计单位名称必须与 所加盖的设计图样中的设计单位名称一致。 压力容器设计许可印章中的设计单位名称必须与 所加盖的设计图样中的设计单位名称一致。 主要变化：主要变化：原28条 -现说法更准确。 原28条 -现说法更准确。 -取消了原规定的试设计方式，“经压力容器设计 单位批准机构指定的图样” 。 取消了原规定的试设计方式，“经压力容器设计 单位批准机构指定的图样” 。 10 3.3 设计条件设计条件3. 设计3. 设计 设计委托方设计委托方应当以正式应当以正式书面书面形式向设计单位提出压 力容器设计条件。设计条件 形式向设计单位提出压 力容器设计条件。设计条件至少至少包含以下内容：包含以下内容： (1)操作参数；操作参数； (2)压力容器使用地及其自然条件；压力容器使用地及其自然条件； (3)介质组分与特性；介质组分与特性； (4)预期使用年限；预期使用年限； (5)几何参数和管口方位；几何参数和管口方位； (6)设计需要的其他必要条件。设计需要的其他必要条件。 主要变化：主要变化：新增条款。明确设计委托方的责任，以规范设计 条件的提出。设计委托方可以是：压力容器的使用单位（用 户）、制造单位或者工程公司以及设计单位自身的工艺室 等，设计委托方有责任向压力容器设计单位提供充分、准确 的设计条件，有利于设计者考虑的因素更加全面。 新增条款。明确设计委托方的责任，以规范设计 条件的提出。设计委托方可以是：压力容器的使用单位（用 户）、制造单位或者工程公司以及设计单位自身的工艺室 等，设计委托方有责任向压力容器设计单位提供充分、准确 的设计条件，有利于设计者考虑的因素更加全面。 11 3.3 设计条件设计条件3. 设计3. 设计 主要变化：主要变化：-续续 - 对于批量制造或者定型产品，设计、制造单位 可以自行提出设计条件，但应当满足预期使用条件 的要求； - 对于小型、简单压力容器，可以根据实际情况 适当简化设计条件内容。 -第(4)项“预期使用年限”为设计委托方提出的 希望，设计者应当与委托方进行协商，根据压力容 器使用工况、选材、安全性和经济性合理确定压力 容器的设计使用年限（也称设计寿命）。 -设计需要的其他必要条件一般指选材要求、防 腐蚀要求、表面处理、特殊试验、安装运输要求 等。 - 对于批量制造或者定型产品，设计、制造单位 可以自行提出设计条件，但应当满足预期使用条件 的要求； - 对于小型、简单压力容器，可以根据实际情况 适当简化设计条件内容。 -第(4)项“预期使用年限”为设计委托方提出的 希望，设计者应当与委托方进行协商，根据压力容 器使用工况、选材、安全性和经济性合理确定压力 容器的设计使用年限（也称设计寿命）。 -设计需要的其他必要条件一般指选材要求、防 腐蚀要求、表面处理、特殊试验、安装运输要求 等。 12 3.4 设计文件设计文件3. 设计3. 设计 3.4.1 通用要求通用要求 (1) 设计文件包括：强度计算书（或应力分析报告）、设计 图样、制造技术条件、 设计文件包括：强度计算书（或应力分析报告）、设计 图样、制造技术条件、风险评估报告风险评估报告（适用于第类压力容 器），设计单位认为必要时， （适用于第类压力容 器），设计单位认为必要时，还应当包括安装与使用维修说 明； 还应当包括安装与使用维修说 明； 主要变化：主要变化：原33条 -原规定： 原33条 -原规定：“对移动式压力容器、高压压力容器、第三类中 压反应压力容器和储存压力容器，设计单位应向使用单位提 供强度计算书。 对移动式压力容器、高压压力容器、第三类中 压反应压力容器和储存压力容器，设计单位应向使用单位提 供强度计算书。” -现要求设计单位向设计委托方提供所有压力容器的强度 计算书或者应力分析报告（包括、类容器的）。压力容 器强度计算书或者应力分析报告是压力容器使用管理、定期 检验、失效分析、事故处理、安全监察的重要支持性技术文 件，不管是什么类别的压力容器，都必须提供给设计委托方 （使用单位）。 -现要求设计单位向设计委托方提供所有压力容器的强度 计算书或者应力分析报告（包括、类容器的）。压力容 器强度计算书或者应力分析报告是压力容器使用管理、定期 检验、失效分析、事故处理、安全监察的重要支持性技术文 件，不管是什么类别的压力容器，都必须提供给设计委托方 （使用单位）。 13 3.4 设计文件设计文件3. 设计3. 设计 3.4.1 通用要求通用要求 (2)装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设 计文件还应当包括压力容器安全泄放量、安 全阀排量和爆破片泄放面积的计算书； 装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设 计文件还应当包括压力容器安全泄放量、安 全阀排量和爆破片泄放面积的计算书；无法 计算时，设计单位应当会同设计委托单位或 者使用单位，协商选用超压泄放装置。 无法 计算时，设计单位应当会同设计委托单位或 者使用单位，协商选用超压泄放装置。 主要变化：主要变化：无变化无变化 14 3.4 设计总图设计总图3. 设计3. 设计 3.4.2 设计总图设计总图 3.4.2.1 总图的审批 设计总图要求履行审批手续。 对于第类压力容器，应当有压力容器设 计单位技术负责人或者其 总图的审批 设计总图要求履行审批手续。 对于第类压力容器，应当有压力容器设 计单位技术负责人或者其授权人授权人的的批准批准签 字。 签 字。 主要变化：主要变化：释义：TSG R1001-2008压力容器压力管道设计 许可规则中规定了设计文件的审批手续。 -本条强调对所有第类压力容器加强设计管理，还应当 有压力容器设计单位技术负责人的批准签字； -如果是授权人签字方式，则应当有压力容器设计单位技 释义：TSG R1001-2008压力容器压力管道设计 许可规则中规定了设计文件的审批手续。 -本条强调对所有第类压力容器加强设计管理，还应当 有压力容器设计单位技术负责人的批准签字； -如果是授权人签字方式，则应当有压力容器设计单位技 术负责人的术负责人的授权书授权书。 15 3.4 设计总图设计总图3. 设计3. 设计 3.4.2.2 总图的主要内容 压力容器的设计总图上，至少应当注明以下内容： 总图的主要内容 压力容器的设计总图上，至少应当注明以下内容： (1)压力容器名称、类别，压力容器名称、类别，设计、制造所依据的主要法规、标准；设计、制造所依据的主要法规、标准； (2)工作条件，包括工作压力、工作温度、介质毒性和爆炸危害程度等；工作条件，包括工作压力、工作温度、介质毒性和爆炸危害程度等； (3)设计条件，包括设计温度、设计条件，包括设计温度、设计载荷设计载荷（包含压力在内的所有应当考虑的载荷）、介 质（组分）、腐蚀裕量、 （包含压力在内的所有应当考虑的载荷）、介 质（组分）、腐蚀裕量、焊接接头系数焊接接头系数、自然条件等，对储存液化气体的储罐应当注 明装量系数， 对有应力腐蚀倾向的储存容器应当注明腐蚀介质的限定含量； 、自然条件等，对储存液化气体的储罐应当注 明装量系数， 对有应力腐蚀倾向的储存容器应当注明腐蚀介质的限定含量； (4)主要受压元件材料牌号主要受压元件材料牌号与标准与标准； (5)主要特性参数（如压力容器容积、换热器换热面积与程数等）；主要特性参数（如压力容器容积、换热器换热面积与程数等）； (6)压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）； (7)特殊制造要求；特殊制造要求； (8)热处理要求；热处理要求； (9)无损检测要求；无损检测要求； (10)耐压试验和耐压试验和泄漏泄漏试验要求；试验要求； (11)预防腐蚀的要求；预防腐蚀的要求； (12)安全附件的规格和订购特殊要求（工艺系统已考虑的除外）；安全附件的规格和订购特殊要求（工艺系统已考虑的除外）； (13)压力容器铭牌的位置；压力容器铭牌的位置； (14)包装、运输、现场组焊和安装要求。包装、运输、现场组焊和安装要求。 16 3.4 设计总图设计总图3. 设计3. 设计 3.4.2.2 总图的主要内容总图的主要内容 主要变化：主要变化：释义： -某些术语用词规范确切。 -增加一些重要内容，例如：(1)设计、制造所依据的主要 法规、标准；(2)工作条件，包括工作压力、工作温度、介 质毒性和爆炸危害程度等；(4)主要受压元件材料标准；(6) 压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数），即设计 寿命；(11)预防腐蚀的要求等。 设计中应当考虑的载荷往往不仅限于压力，还有重力载荷、 风载、地震以及 释义： -某些术语用词规范确切。 -增加一些重要内容，例如：(1)设计、制造所依据的主要 法规、标准；(2)工作条件，包括工作压力、工作温度、介 质毒性和爆炸危害程度等；(4)主要受压元件材料标准；(6) 压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数），即设计 寿命；(11)预防腐蚀的要求等。 设计中应当考虑的载荷往往不仅限于压力，还有重力载荷、 风载、地震以及接管载荷接管载荷等，图样中应当注明，便于使用 者、制造方和检验方对设备设计的了解。 -删除99版容规第56条，在(8)已有要求；涉及制造要求 部分，在本规程4.6中进行规定。 等，图样中应当注明，便于使用 者、制造方和检验方对设备设计的了解。 -删除99版容规第56条，在(8)已有要求；涉及制造要求 部分，在本规程4.6中进行规定。 17 3.4 设计总图设计总图3. 设计3. 设计 3.4.2.3 特殊要求特殊要求 -例如下列情况：例如下列情况：- (1)多腔压力容器分别注明多腔的试验压力，多腔压力容器分别注明多腔的试验压力，有特殊要求时注明 共用元件两侧允许的压力差值，以及试验步骤和试验要求； 有特殊要求时注明 共用元件两侧允许的压力差值，以及试验步骤和试验要求； (2)装有触媒的压力容器和装有充填物的压力容器，注明使用过 程中定期检验的技术要求； 装有触媒的压力容器和装有充填物的压力容器，注明使用过 程中定期检验的技术要求； (3)由于结构原因不能进行内部检验的压力容器，注明计算厚 度、使用中定期检验的要求； 由于结构原因不能进行内部检验的压力容器，注明计算厚 度、使用中定期检验的要求； (4)不能进行耐压试验的压力容器，注明计算厚度和制造与使用 的特殊要求； 不能进行耐压试验的压力容器，注明计算厚度和制造与使用 的特殊要求； (5)有隔热衬里的压力容器有隔热衬里的压力容器,注明防止受压元件超温的技术措施；注明防止受压元件超温的技术措施； (6)要求保温或者保冷的压力容器，提出保温或者保冷措施。要求保温或者保冷的压力容器，提出保温或者保冷措施。 主要变化：主要变化：为落实节能降耗政策，提出了为落实节能降耗政策，提出了“保温或保冷的压力容 器，应当提出保温或保冷措施 保温或保冷的压力容 器，应当提出保温或保冷措施”要求。要求。 18 3.5 设计方法设计方法3. 设计3. 设计 可以采用：规则设计方法 或 分析设计方法。可以采用：规则设计方法 或 分析设计方法。 -必要时也可用试验方法 或 可对比的经验设计方 法，但是应当按照本规程 必要时也可用试验方法 或 可对比的经验设计方 法，但是应当按照本规程1.9的规定通过技术评审。 压力容器设计单位应当基于本规程 的规定通过技术评审。 压力容器设计单位应当基于本规程3.3所述的设计条 件，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安 全裕量，以保证压力容器具有足够的强度、刚度、 稳定性和抗腐蚀性，同时还应当考虑裙座、支腿、 吊耳等与压力容器主体的焊接接头的强度要求，确 保压力容器在设计使用年限内的安全。 所述的设计条 件，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安 全裕量，以保证压力容器具有足够的强度、刚度、 稳定性和抗腐蚀性，同时还应当考虑裙座、支腿、 吊耳等与压力容器主体的焊接接头的强度要求，确 保压力容器在设计使用年限内的安全。 主要变化：主要变化：释义：删除99版容规第48、52条，只在本条中原 则规定。本条还明确规定了设计的目标 释义：删除99版容规第48、52条，只在本条中原 则规定。本条还明确规定了设计的目标 19 3.5 设计方法设计方法3. 设计3. 设计 规则设计方法：规则设计方法：采用弹性失效准则，对容 器各处实际存在的应力一般不进行严格而 详细的计算，在对材料、结构、制造、检 验等作出相应限定后，用比较简单的计算 公式确定元件厚度以确保容器安全性的设 计方法。我国的 采用弹性失效准则，对容 器各处实际存在的应力一般不进行严格而 详细的计算，在对材料、结构、制造、检 验等作出相应限定后，用比较简单的计算 公式确定元件厚度以确保容器安全性的设 计方法。我国的GB150、美国的、美国的ASME -1以及日本以及日本JIS B 8265第第2、第、第3种容器 的设计即属此。 种容器 的设计即属此。 20 3.5 设计方法设计方法3. 设计3. 设计 分析设计法：分析设计法：计及容器各种可能失效模式 中的大多数，采用弹塑性失效准则，对容 器各处应力进行比较严格而详细的计算， 并针对不同类应力在各失效模式中所起的 不同作用而采用不同的限制条件，对材 料、结构、制造和检验的要求也相对较高 较严的设计方法。我国的 计及容器各种可能失效模式 中的大多数，采用弹塑性失效准则，对容 器各处应力进行比较严格而详细的计算， 并针对不同类应力在各失效模式中所起的 不同作用而采用不同的限制条件，对材 料、结构、制造和检验的要求也相对较高 较严的设计方法。我国的JB4732、美国的、美国的 ASME -2以及日本以及日本JIS B 8265第第1种容器 的设计即属此。 种容器 的设计即属此。 21 3.5 设计方法设计方法3. 设计3. 设计 试验方法：试验方法：对某些难以用解析方法或者数值 方法进行应力分析的压力容器元件，借助应 力测定或验证性压力试验等以证实该元件的 结构参数是否合理或确定其最大许用工作压 力的方法。在国外的先进国家的技术标准中 均给出了相应的方法和评价准则，我国的压 力容器标准中也将提供这类方法。 对某些难以用解析方法或者数值 方法进行应力分析的压力容器元件，借助应 力测定或验证性压力试验等以证实该元件的 结构参数是否合理或确定其最大许用工作压 力的方法。在国外的先进国家的技术标准中 均给出了相应的方法和评价准则，我国的压 力容器标准中也将提供这类方法。 22 3.5 设计方法设计方法3. 设计3. 设计 可对比的经验设计方法：可对比的经验设计方法：对某些难以用解 析方法进行应力分析的压力容器元件，容 器结构复杂难以确定结构要素，并且所设 计的容器具有长期使用经验，可以借助在 用容器的使用经验证明该元件的结构参数 是否合理或确定其最大许用工作压力。可 对比的经验设计属于经验设计范畴。 对某些难以用解 析方法进行应力分析的压力容器元件，容 器结构复杂难以确定结构要素，并且所设 计的容器具有长期使用经验，可以借助在 用容器的使用经验证明该元件的结构参数 是否合理或确定其最大许用工作压力。可 对比的经验设计属于经验设计范畴。 23 3.6 风险评估风险评估3. 设计3. 设计 对第类压力容器，设计时应当出具包括主要失效 模式和风险控制等内容的风险评估报告。 对第类压力容器，设计时应当出具包括主要失效 模式和风险控制等内容的风险评估报告。 主要变化：主要变化：释义：设计阶段进行风险评估，是世界压力容器界提出的 基于失效模式设计理念的产物，该方法最早在欧洲开始实施，后来的澳 大利亚标准中也采用了这个理念。AS1210-1997中要求设计者开始进行风 险管理，通过危害识别、风险评估和风险控制来完成风险管理在设计阶 段的工作。 设计阶段进行风险评估的目的如下：全面分析压力容器在使用过程中 可能出现的失效，提出规避这些失效的方法和措施，保证容器的本质安 全；依据风险工程的理论，评价风险的水平，采取措施来控制风险水 平；告诉容器的用户容器可能出现的破坏形式，以及当发生破坏时应 该采取的措施，便于制定合适的应急预案；向压力容器用户提供足够 的信息，保证容器的安全使用。 根据我国的基础，目前我们仅仅在第类压力容器中实施风险评估，具 体做法将在技术标准中规定。 释义：设计阶段进行风险评估，是世界压力容器界提出的 基于失效模式设计理念的产物，该方法最早在欧洲开始实施，后来的澳 大利亚标准中也采用了这个理念。AS1210-1997中要求设计者开始进行风 险管理，通过危害识别、风险评估和风险控制来完成风险管理在设计阶 段的工作。 设计阶段进行风险评估的目的如下：全面分析压力容器在使用过程中 可能出现的失效，提出规避这些失效的方法和措施，保证容器的本质安 全；依据风险工程的理论，评价风险的水平，采取措施来控制风险水 平；告诉容器的用户容器可能出现的破坏形式，以及当发生破坏时应 该采取的措施，便于制定合适的应急预案；向压力容器用户提供足够 的信息，保证容器的安全使用。 根据我国的基础，目前我们仅仅在第类压力容器中实施风险评估，具 体做法将在技术标准中规定。 24 3.6 风险评估风险评估3. 设计3. 设计 风险评估报告的风险评估报告的主要内容主要内容 （1）设计、操作参数（工况）的描述。 （ ）设计、操作参数（工况）的描述。 （2）各种工况下可能出现的失效模式、 危害性 （ ）各种工况下可能出现的失效模式、 危害性 （3）设计中采取的措施（包括工艺措施） 及对策 （ ）设计中采取的措施（包括工艺措施） 及对策 （4）处置措施、人员防护要求 （ ）处置措施、人员防护要求 （5）其它使用说明 （ ）其它使用说明 （6）维修改造注意事项 （ ）维修改造注意事项 （7）签署与设计图纸一致。）签署与设计图纸一致。 25 3.7 节能要求节能要求3. 设计3. 设计 设计应当充分考虑设计应当充分考虑节能降耗节能降耗原则，应符合以下要求：原则，应符合以下要求： (1)充分考虑压力容器的经济性，合理选材，合理确定结构尺寸；充分考虑压力容器的经济性，合理选材，合理确定结构尺寸； (2)对换热容器进行优化设计，提高换热效率，满足能效要求；对换热容器进行优化设计，提高换热效率，满足能效要求； (3)对有保温或者保冷要求的压力容器，要在设计文件中提出有效 的保温或者保冷措施。 对有保温或者保冷要求的压力容器，要在设计文件中提出有效 的保温或者保冷措施。 主要变化：主要变化：释义：节能降耗是综合性很强的工作，需要有效的工作体系支撑 和保证。按照国家相关产业政策及节能法规，从设计工作的源头上，原则上要 求设计人员树立节能减排的意识。 要充分考虑压力容器经济性，但绝非是单纯追求减小容器的壁厚、减轻容器的 重量，这里涉及到诸多方面的考虑因素， 释义：节能降耗是综合性很强的工作，需要有效的工作体系支撑 和保证。按照国家相关产业政策及节能法规，从设计工作的源头上，原则上要 求设计人员树立节能减排的意识。 要充分考虑压力容器经济性，但绝非是单纯追求减小容器的壁厚、减轻容器的 重量，这里涉及到诸多方面的考虑因素，至少包括：至少包括：确保其使用要求的前提 下，选择尽量简单的结构形式；确保其使用年限的前提下，尽量选择低价格 的耐用材料和适当的腐蚀裕量；确保其强度、刚度、稳定性的安全前提下， 具有尽可能小的元件结构尺寸；确保其制造质量的前提下，尽量降低制造难 度、减少检验检测环节中的过高要求。 这里还应强调，一个有经验的设计工程师，不但会根据标准规范正确进行强度 计算，还应该善于借鉴他人的以往设计经验，综合考虑选择既安全、又经济合 理的设计方案。 确保其使用要求的前提 下，选择尽量简单的结构形式；确保其使用年限的前提下，尽量选择低价格 的耐用材料和适当的腐蚀裕量；确保其强度、刚度、稳定性的安全前提下， 具有尽可能小的元件结构尺寸；确保其制造质量的前提下，尽量降低制造难 度、减少检验检测环节中的过高要求。 这里还应强调，一个有经验的设计工程师，不但会根据标准规范正确进行强度 计算，还应该善于借鉴他人的以往设计经验，综合考虑选择既安全、又经济合 理的设计方案。 26 3.8 安全系数安全系数3. 设计3. 设计 确定压力容器材料许用应力（或者设计应力强度）的确定压力容器材料许用应力（或者设计应力强度）的最小 安全系数 最小 安全系数，见表，见表3-1至表至表3-3的规定。安全系数低于这些规 定时，应当符合本规程 的规定。安全系数低于这些规 定时，应当符合本规程1.9的要求。的要求。 ns1.5nb3.0铝、铜及其合金 nn1.0nd1.5ns1.5nb2.7钛、镍及其合金 nn1.0nd1.5ns1.5nb2.7高合金钢 nn1.0nd1.5ns1.5nb2.7碳素钢和低合金钢 设计温度下蠕变极 限平均值（每1000 小时蠕变率为 0.01%的）Rtn 设计温度下 持久强度极 限平均值 RtD （注3-2） 设计温度下的 屈服强度RteL （Rtp0.2） （注3-1） 室温下的 抗拉强度 Rm 规则设计方法的安全系数 材料 （板、锻件、管） 表注-从略 27 3.8 安全系数安全系数3. 设计3. 设计 主要变化：主要变化：安全系数降低：1、国内钢材质量的提高 2、容器产品的国际竞争力 3、与锅炉统一 释义： -虽然 “材料许用应力系数”来描述本条的内容，但在 我国“安全系数”一词已在法规中应用多年，因此本次修订 仍采用安全系数这一用词。 -目前，境外主要压力容器设计标准中，只有美国ASME- VIII-1、日本JIS 8265等标准的安全系数满足本规程的要 求，其他标准（如德国AD、英国BS、法国CODAP等）均不满 足本规程要求。采用安全系数低于本规程要求的境外标准设 计在中国境内使用的压力容器时，其材料许用应力应当按本 规程规定的安全系数进行计算，而不允许采用境外标准中所 给出的标准许用应力值。 安全系数降低：1、国内钢材质量的提高 2、容器产品的国际竞争力 3、与锅炉统一 释义： -虽然 “材料许用应力系数”来描述本条的内容，但在 我国“安全系数”一词已在法规中应用多年，因此本次修订 仍采用安全系数这一用词。 -目前，境外主要压力容器设计标准中，只有美国ASME- VIII-1、日本JIS 8265等标准的安全系数满足本规程的要 求，其他标准（如德国AD、英国BS、法国CODAP等）均不满 足本规程要求。采用安全系数低于本规程要求的境外标准设 计在中国境内使用的压力容器时，其材料许用应力应当按本 规程规定的安全系数进行计算，而不允许采用境外标准中所 给出的标准许用应力值。 28 3.8 安全系数安全系数概念概念 引自中国大百科全书 机械工程，国标术语稿引自中国大百科全书 机械工程，国标术语稿 材料的失效应力与设计应力的比值材料的失效应力与设计应力的比值 注：注： 1失效应力（失效应力（failure stress）：元件失效时材 料允许承受的最大应力。根据失效模式的不 同，失效应力可以是抗拉强度、屈服强度、持 久强度极限或蠕变极限，也可以是交变载荷作 用下的持久极限或是失稳临界应力。 ）：元件失效时材 料允许承受的最大应力。根据失效模式的不 同，失效应力可以是抗拉强度、屈服强度、持 久强度极限或蠕变极限，也可以是交变载荷作 用下的持久极限或是失稳临界应力。 2设计应力（设计应力（design stress）：在设计条件 下，元件材料实际承受的应力。 ）：在设计条件 下，元件材料实际承受的应力。 3许用应力（许用应力（allowable stress）：设计应力的 最大值。对于按规则设计的压力容器，即是设 计条件下，元件材料允许承受的最大应力。 ）：设计应力的 最大值。对于按规则设计的压力容器，即是设 计条件下，元件材料允许承受的最大应力。 29 4.4689.74009.0 3.97100.84008.0 实际工作时实际工作时 可能可能 3.48115.14007.0 设计计算时设计计算时 3.0 133 许用应力许用应力 400 6.05 计算厚度 注安全系数 计算厚度 注安全系数 nb 3.0 设计应力失效应力设计应力失效应力 = Rm 圆筒厚度圆筒厚度 mm 某承压圆筒：Di=1000 mm；Pc=1.6 MPa；C=0 材料：Q245R；Rm=400 MPa；=1.0；GB150-98 3.8 安全系数安全系数概念概念 30 3.8 安全系数安全系数3. 设计3. 设计 1.51.5 设计温度下的 屈服强度，R 设计温度下的 屈服强度，RteL t eL 2.42.6 室温下的 抗拉强度， R 室温下的 抗拉强度， Rm m 分析设计分析设计 JB4732 1.51.6 设计温度下的 屈服强度，R 设计温度下的 屈服强度，RteL t eL 2.73.0 室温下的 抗拉强度，R 室温下的 抗拉强度，Rm m 规则设计规则设计 GB150 固容规固容规 2009 现行钢材现行钢材 31 3.8 安全系数安全系数3. 设计3. 设计 安全系数用于确定材料许用应力和容器在特定失 效模式条件下的安全裕度； 安全系数用于确定材料许用应力和容器在特定失 效模式条件下的安全裕度； 是压力容器设计中最重要的基础系数，标志着一 个国家的压力容器设计、制造水平； 是压力容器设计中最重要的基础系数，标志着一 个国家的压力容器设计、制造水平； 对于保障压力容器的建造合理性和安全使用具有 十分重要的意义。 对于保障压力容器的建造合理性和安全使用具有 十分重要的意义。 32 3.8 安全系数安全系数3. 设计3. 设计 安全系数的确定和国家的综合技术能力以及压力 容器的建造历史有关，一般与 安全系数的确定和国家的综合技术能力以及压力 容器的建造历史有关，一般与如下因素有关：如下因素有关： 压力容器材料的技术水平和供应稳定状况；压力容器材料的技术水平和供应稳定状况； 强度设计准则和设计计算方法的可靠性；强度设计准则和设计计算方法的可靠性； 压力容器建造的技术能力；压力容器建造的技术能力； 压力容器建造的质量管理方式和管理水平；压力容器建造的质量管理方式和管理水平； 压力容器使用管理的水平；压力容器使用管理的水平； 压力容器事故的频发程度等。压力容器事故的频发程度等。 33 3.8 安全系数安全系数3. 设计3. 设计 在保证安全的基础上，节约资源，提高中国产 品的国际竞争能力，有必要调整相应的压力容 器安全系数，适应技术的进步和装备制造业能 力的提高。 在保证安全的基础上，节约资源，提高中国产 品的国际竞争能力，有必要调整相应的压力容 器安全系数，适应技术的进步和装备制造业能 力的提高。 同时，由于国家安全管理体制的不断完善，材 料制造技术和供应水平的提高，国内制造企业 在成型、焊接、热处理、检验和检测技术上日 益成熟，使用单位安全责任主体意识逐步加 强，中国压力容器整体安全状况稳步提高，在 此阶段适时调整安全系数是有安全保障的。 同时，由于国家安全管理体制的不断完善，材 料制造技术和供应水平的提高，国内制造企业 在成型、焊接、热处理、检验和检测技术上日 益成熟，使用单位安全责任主体意识逐步加 强，中国压力容器整体安全状况稳步提高，在 此阶段适时调整安全系数是有安全保障的。 34 3.9 压力压力3. 设计3. 设计 3.9.1 设计压力和设计压力和计算压力计算压力 (1)设计压力，是指设定的容器顶部的最高压力，与相 应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工 作压力； 设计压力，是指设定的容器顶部的最高压力，与相 应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工 作压力； (2)计算压力，是指在相应设计温度下，用以确定元件 厚度的压力，并且应当考虑液柱静压力等附加载荷。 计算压力，是指在相应设计温度下，用以确定元件 厚度的压力，并且应当考虑液柱静压力等附加载荷。 主要变化：主要变化：释义：本条新增设计压力和计算压力的定 义，并与GB150等标准保持一致。并改安全泄放装置为 超压泄放装置，与GB150等标准统一，与国际接轨。 释义：本条新增设计压力和计算压力的定 义，并与GB150等标准保持一致。并改安全泄放装置为 超压泄放装置，与GB150等标准统一，与国际接轨。 35 3.9 压力压力3. 设计3. 设计 3.9.2 超压泄放装置超压泄放装置动作压力动作压力 (1)装有超压泄放装置的压力容器，超压泄放装置的 动作压力不得高于压力容器的设计压力； 装有超压泄放装置的压力容器，超压泄放装置的 动作压力不得高于压力容器的设计压力； (2)对于设计图样中注明最高允许工作压力的压力容 器， 对于设计图样中注明最高允许工作压力的压力容 器，允许超压泄放装置的动作压力不高于该压力容 器的最高允许工作压力 允许超压泄放装置的动作压力不高于该压力容 器的最高允许工作压力。 主要变化：主要变化：对超压泄放装置的动作压力，原则上要 求不得高于压力容器的设计压力，但对于图样中注 明最高允许工作压力的压力容器，允许超压泄放装 置的动作压力不高于该容器的最高允许工作压力。 这一规定可以充分利用压力容器的实际承载能力， 在保证安全的基础上，避免超压泄放装置频繁动 作，对于安装有安全阀的低压容器尤其重要。 对超压泄放装置的动作压力，原则上要 求不得高于压力容器的设计压力，但对于图样中注 明最高允许工作压力的压力容器，允许超压泄放装 置的动作压力不高于该容器的最高允许工作压力。 这一规定可以充分利用压力容器的实际承载能力， 在保证安全的基础上，避免超压泄放装置频繁动 作，对于安装有安全阀的低压容器尤其重要。 36 气密性试验气密性试验几个压力的关系几个压力的关系 3.9.1 设计压力设计压力 3.9.2 超压泄放装置动作压力超压泄放装置动作压力 3.9.2 最高允许工作压力最高允许工作压力 3.24 泄漏试验泄漏试验 气密性试验气密性试验 4.8.3气密性试验气密性试验 8.3.2安全阀的整定压力安全阀的整定压力 （见下图）（见下图） 37 固容规固容规2009容规容规1999 最大允许工作压力最大允许工作压力 MAWP 工作压力Pw Ps 动作压力 （整定压力、开启压力） 动作压力 （整定压力、开启压力） （1.051.10 ）Pw 气密性试验压力 气密性试验压力 设计压力 P Ps 动作压力 （整定压力、开启压力） 动作压力 （整定压力、开启压力） 38 3.9 压力压力3. 设计3. 设计 3.9.3 常温储存常温储存液化气体压力容器的设计压力 应当以规定温度下的工作压力 液化气体压力容器的设计压力 应当以规定温度下的工作压力为基础确定为基础确定： (1) 规定温度下的规定温度下的工作压力工作压力按照表按照表3-4确定 试验实测最高工 作温度下的饱和 蒸气压力 在设计所规定的最大 充装量下为 确定 试验实测最高工 作温度下的饱和 蒸气压力 在设计所规定的最大 充装量下为50的气 体压力 的气 体压力 50 可能达到的最高工作温度下 的饱和蒸气压力 可能达到的最高工作温度下 的饱和蒸气压力 50饱和 蒸气压力 饱和 蒸气压力 50 试验实测最高工 作温度并且能保 证低于临界温度 无试验 实测温度 有保冷设施 无保冷设 施 规定温度下的 试验实测最高工 作温度并且能保 证低于临界温度 无试验 实测温度 有保冷设施 无保冷设 施 规定温度下的工作压力工作压力 液化气体 临界温度 液化气体 临界温度 39 Pc = 7.7Tc = 144.0 Pc = 11.3Tc = 135.2 CO2 气体气体 CO2 氯 氨 介质 氯 氨 介质 7.2130液充装，=0.8液充装，=0.8 7.2130液充装，=0.9液充装，=0.9 10.050 1.9720 Pc = 7.382Tc = 31.06 9.450 1.4350 2.03 50 饱和蒸汽压力，饱和蒸汽压力， MPa(a) 温度，温度， 40 3.9 压力压力3. 设计3. 设计 3.9.3 常温储存液化气体压力容器的设计压力常温储存液化气体压力容器的设计压力 (2) 容器规定温度下的工作压力，按照不低于50时混合 液化石油气组分的实际饱和蒸气压来确定，设计单位在 设计图样上注明限定的组分和对应的压力；若无实际组 分数据或者不做组分分析组分分析，其规定温度下的工作压力不 得低于表3-5的规定。 可能达到的最高工作温度下丙 烯的饱和蒸气压力 等于可能达到的最高工作温度下丙 烯的饱和蒸气压力 等于50丙烯的饱和 蒸气压力 大于丙烷丙烯的饱和 蒸气压力 大于丙烷50饱和蒸气 压力 可能达到的最高工作温度下丙 烷的饱和蒸气压力 等于 饱和蒸气 压力 可能达到的最高工作温度下丙 烷的饱和蒸气压力 等于50丙烷的饱和 蒸气压力 大于异丁烷 丙烷的饱和 蒸气压力 大于异丁烷50饱和蒸 气压力、小于或者等于 丙烷 饱和蒸 气压力、小于或者等于 丙烷50饱和蒸气压力 可能达到的最高工作温度下异 丁烷的饱和蒸气压力 等于 饱和蒸气压力 可能达到的最高工作温度下异 丁烷的饱和蒸气压力 等于50异丁烷的饱 和蒸气压力 小于或者等于异丁烷异丁烷的饱 和蒸气压力 小于或者等于异丁烷 50饱和蒸气压力饱和蒸气压力 有保冷设施无保冷设施 规定温度下的 有保冷设施无保冷设施 规定温度下的工作压力混合工作压力混合液化石油气液化石油气 50 饱和蒸气压力 饱和蒸气压力 41 0.69异丁烷异丁烷 1.71丙烷丙烷 2.05丙烯丙烯 50饱和蒸汽压力饱和蒸汽压力 MPa(A) 介质名称介质名称 3.9 压力压力3. 设计设计 42 3.9 压力压力3. 设计3. 设计 3.9.3 主要变化：主要变化：释义：应当规定工作压力的选 取原则，由用户或设计单位考虑适当的设 计裕量，以及超压泄放装置的需要， 释义：应当规定工作压力的选 取原则，由用户或设计单位考虑适当的设 计裕量，以及超压泄放装置的需要，在工 作压力的基础上确定设计压力。 在工 作压力的基础上确定设计压力。 故将原来对设计压力的规定改为对工作压 力的规定。 故将原来对设计压力的规定改为对工作压 力的规定。选取原则为工作压力不应当低 于50饱和蒸气压力 选取原则为工作压力不应当低 于50饱和蒸气压力。 43 3.10 温度温度3. 设计3. 设计 (1)设计温度，是指压力容器在正常工作情况下，设定的元 件金属温度（沿元件金属截面的温度平均值），设计温度 与设计压力一起作为设计载荷条件； 设计温度，是指压力容器在正常工作情况下，设定的元 件金属温度（沿元件金属截面的温度平均值），设计温度 与设计压力一起作为设计载荷条件； (2)设计常温储存压力容器时，应当充分考虑在正常工作状 态下大气环境温度条件对容器壳体金属温度的影响，其最 低设计金属温
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