制冷装置用压力容器标准分析与建议

第 4 3卷第 1 期 2 0 1 4年 1月 石油化工设备 PETRO CHE M I C AL EQUI PME NT Vo 1 4 3 No 1 J a n 2 0 1 4 文章编号 ：1 0 0 0 7 4 6 6 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 6 1 0 4 制冷装置用压力容器标准分析与建议 熊从贵 ( 温岭市钱江化工机械有 限公 司 ，浙 江 温岭3 1 7 5 0 0 ) 摘要 ：与一般化工容 器相 比， 制冷装置用压力容 器的服役条件具有特定性 ， J B T 4 7 5 0 -2 0 0 3 制冷 装置用压力容器 是专用行业标 准， NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0 ( 制冷装置用压力容 器 是在 J B T 4 7 5 O 一 2 0 0 3的基础 上修 改 而成 的 。重 点 对 NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0的 主 要 变化 以 及 与 J B T 4 7 5 0 - 2 0 0 3 、 TS G R 0 0 0 4 - 2 0 0 9 固 定 式 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 之 间 的 主 要 差 异 进 行 了 介 绍 ， 并 对 NB T 4 7 0 1 2 - 2 0 1 0 提 出 了建 议 。 关 键词 ：压力容器；制冷；标准；分析 ； 建议 中图分类号 ：TQ0 5 0 1 ；TB 6 5 7 5 文献标志码 ： B d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 1 4 0 1 0 1 4 Ana l y s e a n d S u g g e s t i o n f o r S t a n d a r d o f Pr e s s u r e Ve s s e l s for Re f r i g e r a nt Eq u i p mn e t XI ONG Co n g g u i ( We n l i n g Qi a n j i a n g C h e mi c a l E n g i n e e r i n g Ma c h i n e r y C o L t d ，We n l i n g 3 1 7 5 0 0 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：By c o mp a r i s o n wi t h g e n e r a l c h e mi c a l v e s s e l s ，s e r v i c e c o n d i t i o n o f p r e s s u r e v e s s e l s f o r r e f r i g e r a n t e q u i p me n t w i t h p a r t i c u l a r ，J B T 4 7 5 0 - 2 0 0 3 Pr e s s u r e V e s s e l s f o r Re f r i g e r a n t E q u i p me n t i s wi t h t h e s p e c i a l i n d u s t r y s t a n d a r d ， NB T 4 7 0 1 2 - 2 0 1 0 Pr e s s u r e V e s s e l s f o r R e f r i g e r a n t E q u i p me n t i s i n J B T 4 7 5 0 - 2 0 0 3 r e v i s i o n t o t h e f o u n d a t i o n Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e ma i n c h a n g e s o f NB T 4 7 0 1 2 - 2 0 1 0 a n d wi t h J B T 4 7 5 0 - 2 0 0 3 ， T S G R 0 0 0 4 - 2 0 0 9 S u p e r v i s i o n R e g u l a t i o n o n S a f e t y T e c h n o l o g y f o r S t a t i o n a r y P r e s s u r e V e s s e l t h e ma i n d i f f e r e n c e b e t w e e n ， a n d g i v e s a d v i c e a b o u t NB T 4 7 0 1 2 - 2 0 1 0 Ke y wo r d s ：p r e s s u r e v e s s e l ；r e f r i g e r a t i o n；s t a n d a r d；a n a l y s e ；s u g g e s t i o n 制冷装置用压力容器具有特定的工质、 特定的 工作压力、 特定的工作温度以及工质在系统 中具有 循环流动的特性 ， 与一般 的化工容器相 比具有特殊 性。因此 ， 国际上很多国家都为制冷装置用压力容 器编制了专用标准， 如 日本 的 J I S B 8 2 4 0 一l 9 8 6 制 冷用压力容器 构造 、 英 国的 B S 7 0 0 5 -1 9 8 8 蒸 汽压缩致冷系统用碳钢非用火压力容器的设计和制 造规范 、 我 国台湾地区的 C NS 1 2 6 5 5 -1 9 9 0 ( ( 冷 冻用压力容器构造 踟等 。 1 9 8 8年 ， 国内发布了第一部制冷装置用压力容 器专用标准 Z B J 7 3 0 O 3 1 9 8 8 制冷用钢制焊 接压 力容器技术条件 4 ， 该标准是以 1 9 8 2 年发布的 锅 炉压力容器安全监察条例 l_ 5 和 锅炉压力容器安全 监察条例实施细则 l 6 为基本准则 ， 以 J B 7 4 1 1 9 8 0 钢制焊接压力容器技术条件 和 J B 1 l 4 7 1 9 8 0 钢制列管式换热器技术条件 _ 8 为基础 ， 结合制冷 收稿 日期 ：2 0 1 3 0 8 2 5 作者简介 ： 熊从 贵( 1 9 8 2 一 ) ， 男 ， 重 庆人 ， 工程师 ， 学士 ， 从 事制 冷管道设 计 、 安装 ， 压 力容器设 计 、 制造 和高效热 交换器 研究 及技 术管 理工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油化工设备 2 0 1 4年第 4 3卷 装置用压力容器的 自身特点并且参照文献 1 编制 而成 。 随着主体标准 的修 改， Z B J 7 3 O O 3 -1 9 8 8标 准 于 1 9 9 3年 修 改 后 并 重 新 确 定 标 准 号 为 J B T 6 9 1 7 - _ 1 9 9 3 ( ( 制冷装置用压力容器 ， 此后在 1 9 9 8年 进行了修改， 并在 2 0 0 3年的再次修改后确定了新标 准号J B T 4 7 5 0 -2 0 0 3 制 冷 装 置 用 压 力 容 器 。此 J B T 4 7 5 0 -2 0 0 3修 改后于 2 0 1 0 0 8发 布， 再次 重 新 确定 了新 的标 准 号 NB T 4 7 0 1 2 2 0 1 0 6 0 0 IT l m 的固定管板 ， 规定按 G B 1 5 1 1 9 9 9 管壳式换热器 或其它经过验证的计算方法进行计算。 2 N B T 4 7 0 1 2 2 0 1 0 制 冷 装 置 用 压 力 容 器 与 T S G R 0 0 0 4 2 0 0 9 固定 式 压 力容 器 安全技 术监察规程 的主要差异 2 1安全系数 N B T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0 ( ( 制冷装置用压力容器 和 T S G R 0 0 0 4 -2 0 0 9 ( ( 固定式压力容器安全技术监察 规程 对常用材料安全系数的规定见表 1 。 表 1 常用材料的安全 系数对 比 材料类别 常温下最低抗拉强度 R 常温或设计温度下 的屈服点 R I 或 R N B T 4 7 0 1 2 一 -2 0 1 0 TS G Ro o 0 4 - 2 0 o 9 NB T 4 7 O 1 2 2 1 0 TS G R0 0 0 4 -2 0 0 9 碳素钢 、 低合金 钢 铜及其合金 铝及其合金 b - 3 0 b - 3 0 n b 4 0 2 7 3 0 3 0 1 6 n 。 1 5 1 5 1 5 n 。 1 5 n 。 1 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 熊从 贵 ： 制冷装置用 压力 容器标准分析与建议 2 2 Q2 3 5 B、 Q2 3 5 C材料的使用规定 TS G R 0 0 o 4 -2 0 0 9规定碳素钢 的化学成 分 中 ( C) O 2 5 、 叫( P ) 0 0 3 5 、 叫( S ) o 0 3 5 。 压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢钢材的化学成 分中训( P ) 0 0 3 0 、 叫( S ) 0 0 2 0 。 NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0中 对碳 素 钢 的使 用 规 定 如下 。 Q2 3 5 B钢板化学成分 中磷 、 硫质量分数应符合 ( P ) O 0 3 5 、 叫( S ) 0 0 3 5 ； 对设计温度低于 2 0且高于 0 oC， 厚度大于或等于 6 mm 的钢板 ， 容器制造厂应进行横 向试样 的 0。 C冲击试 验， 3个 试样 的冲击功平 均值 K 2 7 J ； 设计 压力 小 于 1 6 MP a ， 用于容器壳体时钢板厚度不大于 2 0 mm， 用于其它受压元件时， 钢板厚度不大于 3 0 mm。 Q 2 3 5 C钢板化学成分 中磷、 硫质量分数应符合 叫( P ) O 0 3 5 、 ( S ) 0 0 3 5 ； 对设计温度低于 2 O且高于 0， 厚度 大于或等于 6 mm 的钢板 ， 容器制造厂应进行横 向试样的 0冲击试验 ， 3个 试样的冲击 功平均值 K 2 7 J ； 设 计压 力小 于 2 5 MP a ， 用于容器壳体时钢板厚度不大于 3 0 mr r t ， 用于其它受压元件时 ， 钢板厚度不大于 4 0 mm。 2 3气压试验 NB T 4 7 0 1 2 - 2 0 1 0规 定气 压 试 验 时 压 力增 大 系数为 1 1 5 。 T S G Ro o 0 4 -2 0 0 9规定气 压试验时压 力增 大 系数 为 1 1 。 2 4 管法兰连接接头形式 NB T 4 7 0 1 2 -2 o 1 0规定采用标准钢制管法兰 时， 应 按 照 GB T 9 1 1 9 2 0 1 O 板 式 平 焊 钢 制 法 兰 _ 】 。 规定 。 TS G R O 0 0 4 -2 0 O 9规定盛装 强渗透性 的 中度 危害介 质 的压力 容 器 管法 兰应 当按 照 行业 标 准 HG T 2 0 5 9 2 HG T 2 0 6 3 5 -2 0 0 9 钢制管法 兰 、 垫片 、 紧固件 l_ 1 钉系列标准的规定 ， 至少采用高颈对 焊法兰 、 带加强环 的金属缠绕垫片和高强度螺栓组 合 ， 而氨正属于强渗透性的中度危害介质。 2 5产品焊接试板 NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0规定凡符合下列条件之一 者的圆筒 A类焊接接头 ， 应按每台容器制备产品焊 接试板 。图样注明盛装 B 3组制冷剂的容器 。 图样注明盛装 A3组制冷剂 的第 类 和第 类容 器 。设计要求制备产品焊接试样的容器。 TS G R o o 0 4 -2 o 0 9 规 定需制备产 品焊接试 板 的条件为： 碳钢 、 低合金钢制低温压力容器。材 料标准抗拉强度下 限值大于或等于 5 4 0 MP a的低 合金钢制压力容器 。需经热处理改善或恢复材料 力学性能的钢制压力容器。设计图样注明盛装毒 性为极度或者高度危害介质的压力容器。设计 图 样和本规程引用标准要求制备产品焊接试板 的压力 容器。 对焊接接头返修后的重复检测， NB T 4 7 O 1 2 2 0 1 0规定进行局部射线或超声检测的焊接接头， 发 现有不允许的缺陷时， 应在该缺陷两端 的延伸部位 增加检查 长度 ， 增加 的长度 为该 焊接 接头 长度 的 1 O 9 6 ， 且不小于 2 5 0 mi l l 。若仍有不允许的缺 陷时 ， 则对该焊接接头进行 1 0 0 无损检测。 T S G R 0 0 0 4 -2 0 0 9规 定 经 过 局 部 检 测 的 焊 接 接头 ， 如果在检测部位发现超标缺陷时， 应 当在该缺 陷两端的延伸部位各进行不少于 2 5 0 mm 的补充检 测 ， 如果仍然存在不允许 的缺陷 ， 则对该焊接接头进 行 全 部检 测 。 3 对 N B T 4 7 0 1 2 2 0 1 0标准 的建议 NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0是针对制冷装置用压力容 器的特定使用工况 ， 根据设备的 自身特点而制订的 行业标准 ， 在满足压力容器基本规范的基础上 ， 应该 保留其独特的技术特点 ， 这样才有其存在 的价值。 笔者希望在 以下方面有所注意： ( 1 ) 材料 的安全 系数 、 材料 的使用要求、 气压试 验要求 、 产品焊接试板和焊接接头返修后 的重复检 测要求应和基础规范 TS G R O 0 0 4 -2 O 0 9 统一。 ( 2 ) 在制定承压设备的基础法规过程 中， 应 当充 分考虑到各个行业使用 的设备所处工况的特定性 ， 不应采取一刀切的方式 ， 给行业标准 的技术发展 留 下一 定 的空 间 。 ( 3 ) 低 压 侧 的 设 计 温 度 和 设 计 压 力 与 GB 5 0 0 7 2 -2 0 1 0 6 冷 库 设 计 规 范 1 5 _ 的规 定 不 一 致 。 J B T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0和 G B 5 0 0 7 2 -2 0 1 0是冷冻冷藏 行业的承压设备应用最广泛的标准， 二者的联 系也 最为密切 ， 如果二者规定 的设计参数不一致 ， 将给制 冷用压力管道和制冷用压力容器 的设计、 安装 、 使用 和管理带来不便。因此 ， 笔者认为应统一规定。 ( 4 ) 几十年来国内制冷辅机的主要生产厂家( 如 大连冰山、 大连冷冻机 、 烟台冰轮 、 武冷 、 上海一冷和 温岭市钱江化工机械有限公司) 生产 的制冷装置用 压力容器 ， 其管法兰一 直使用板式平焊结构 的方法 兰和圆法兰， 文献E 1 6 对 常用 的方法兰进行 了安全 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 4 石油化工设备 2 0 1 4年第 4 3卷 性分析 ， 得 出当管法兰 DN6 5 iT l m 时， 方法兰在制 冷装置用压力容器上使用是安全的。 氨制冷装置用压力容器的管法兰接头是否必须 采用高颈对焊法兰、 带金属环的缠绕垫和高强度螺 栓组合接头 ， 希望在修订标准时进行全面的深入 调 研 ， 以避免造成设备制造成本的增加和资源浪费。 ( 5 ) 薄管板计算公式在制冷装置用热交换器上 的应用是从制冷装置用压力容器标准初次编制时开 始的， 一直沿用至今 ， 已经设计、 制造了规格和数量 众多的制冷装置用热交换器。实践证 明， 应用该公 式设计制造的制冷装置用热交换器是安全的， 薄管 板结构也有很多成功 的应用案例 ， 文献 1 7 和文献 1 8 对贴面式和焊入式薄管板热交换器进行 了试验 研究 ， 证明薄管板热交换器只要设计得当 ， 在一定的 参数范围内其安全性能是完全可以保证 的， 完全能 满足制冷装置用热交换器的安全性能要求 。如果将 设备直径大于 6 0 0 F i l m的制冷装置用热交换器管板 设计计算改为按 GB 1 5 1 1 9 9 9的规定设计 ， 将大 幅度增加大规格制冷用热交换器的制造成本 ， 而这 些增加的成本却不是为满足设备安 全性能所必须 的， 无疑是一种浪费。 参考文献 ： E l i J I S B 8 2 4 0 -1 9 8 6 ， 制冷用压力容器构造 s ( J I S B8 2 4 O 一 1 9 8 6 ， Co n s t r u c t i o n o f Pr e s s u r e Ve s s e l s f o r R e f r i g e r a t i o n S ) 2 3 4 5 6 B S 7 0 0 5 - 1 9 8 8 ， 蒸汽压缩致冷 系统用碳 钢非用火 压力 容器 的设计 和制造规范 S ( B S 7 0 0 5 - 1 9 8 8， S p e c i f i c a t i o n f o r De s i g n a n d M a n u f a c t u r e o f Ca r b o n S t e e l Un f i r e d P r e s s u r e Ve s s e l s f o r Us e i n Va p ou r Comp r e s s i o n Re f r i ge r a t i o n Sy s t e ms S ) C NS 1 2 6 5 5 -1 9 9 0 ， 冷冻用压力容器构造 s ( CNS 1 2 6 5 5 1 9 9 0 ， W i t h t h e Co n s t r u c t i o n o f Pr e s s u r e V e s s e l s F r o z e n S ) Z B J 7 3 O O 3 -1 9 8 8 ， 制冷用钢制焊接压力 容器技术 条件 s ( Z B J 7 3 O O 3 1 9 8 8 ，S t e e l P r e s s u r e Ve s s e l s We l d i n g C o n d i t i o n Re f r i g e r a t i o n Te c h n o l o g y S ) 劳人锅 锅炉压力容器安全监察暂行条例 M 北京： 劳动人事出版社 ， 1 9 8 8 ( Mi n i s t r y o f La b o r a n d Pe r s o n a l ，Bo i l e r a n d Pr e s s u r e Ve s s e l S a f e t y S u p e r v i s i o n Bu r e a u B o i l e r a n d Pr e s s u r e Ve s s e l S a f e t y S u p e r v i s i o n R e g u l a t i o n s M B e ij i n g ： Th e La b o r a n d Pe r s o n n e l P r e s s ， 1 9 8 8 ) 劳人锅 锅 炉压 力容器 安全监察 条例 实施 细则 M 7 8 9 1 O 1 1 1 2 1 3 E 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 北京 ： 劳动人事 出版社 ， 1 9 8 8 ( M i n i s t r y o f La b o r a n d Pe r s o n a l ，Bo i l e r a n d P r e s s u r e Ve s s e l S a f e t y Su p e r v i s i o n Bu r e a u Th e De t a i l e d Ru l e s f o r t h e I mp l e me n t a t i o n o f t h e Bo i l e r a n d P r e s s u r e Ve s s e l S a f e t y S u p e r v i s i o n R e g u l a t i o n s M B e i j i n g ：Th e La b o r a n d Pe r s o n n e l Pr e s s ， 1 9 8 8 ) J B 7 4 1 1 9 8 O ， 钢 制焊接压力容器技术条件 s ( J B 7 4 1 - 1 9 8 0 ， Co n d i t i o n s o f We l d e d S t e e l P r e s s u r e Ve s s e l Te c h n 0 l o g y S ) J B l 1 4 7 1 9 8 O ， 钢制列管式换热器技术条件 s ( J B 1 1 4 7 1 9 8 0 S t e e l Tu b u l a r He a t Ex c h a n g e r f o r T e c h n i c a l C o n d i t i o n s S ) J B T 4 7 5 0 - 2 0 0 3 ， 制冷装置用压力容器 s ( J B T 4 7 5 0 - 2 0 0 3， P r e s s u r e Ve s s e l s f o r Re f r i g e r a n t E q u i p me n t S ) NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0 ， 制冷装置用压力容器 s ( NB T 4 7 0 1 2 -2 0 1 0， P r e s s u r e Ve s s e l s f o r Re f r i g e r a n t E q u i p me n t S ) TS G R 0 O 0 4 - 2 0 O 9 ， 固定 式压 力容器 安全 技术 监察 规 程 s ( TS G R0 0 0 4 - 2 0 0 9 ， S u p e r v i s i o n Re g u l a t i o n o n S a f e t y Te c h n o l o g y f o r S t a t i o n a r y P r e s s u r e Ve s s e l S ) GB l 5 1 1 9 9 9 ， 管壳 式换 热器 S ( G B 1 5 1 1 9 9 9 ， T u b u l a r He a t E x c h a n g e r s S ) GB T 9 1 l 9 2 O 1 O ， 板式平 焊钢制法 兰 S ( GB T 9 1 l 9 2 O 1 0 S l i p o n we l d i n g Di l a t e S t e e l Pi p e F l a n g e s S ) HG T 2 0 5 9 2 HG T 2 0 6 3 5 - 2 0 0 9 ， 钢 制 管法 兰 、 垫 片、 紧 固件 S ( HG T 2 0 5 9 2 HG T 2 0 6 3 5 -2 0 0 9 ，