2011年压力容器设计人员培训班讲稿-容规.ppt

2011年江苏省D类压力容器设计人员培训班,在D类压力容器设计中如何执行 TSG R0004-2009固定式 压力容器安全技术监察规程 江苏省化工机械研究所有限责任公司 韩 建 新,前 言,国家质量监督检验检疫总局于2009年8月31日发布公告（第38号），正式颁布了固定式压力容器安全技术监察规程（TSG R0004-2009), 于2009年12月1日正式实施。2009年11月30日质检特函200989号文“关于固定式压力容器安全技术监察规程的实施意见”中规定新容规的过渡时间定为2009年12月1日-2010年11月30日，2010年12月1日后不允许采用旧容规制造压力容器。目前，压力容器设计执行的安全技术法规为固定式压力容器安全技术监察规程（TSG R0004-2009)。,固容规与原1999版的容规相比有许多重要变化，为此，特设局指定中国特种设备检测研究院技术法规室在全国范围内组织了大规模的宣贯，各省质检部门也组织了宣贯，中国特检院还组织编写了固定式压力容器安全技术监察规程释义以及问题解答，并制作了培训光盘。本次培训班不是宣贯新容规，而是和大家共同讨论一下学习新容规的体会以及在压力容器设计工作中如何执行新容规，有不妥的地方欢迎指正。,2010年11月5日，国家质量监督检验检疫总 局 2010 年第 127 号公告公布了第 1 号修改单， 共 28 条修改内容，此外，对个别文字作适当的 修改 （ 内容可见中国特检院法规部的勘误表）； 2010 年 11 月 30 日，国家质监局特检局发布“关 于 固定式压力容器安全技术监察规程 的实 施意见( 质检特函 2010 86 号 ) ”， 其中两个附 件： 1. 相关技术措施。2. 风险评估报告的基本 要求。以上文件应在执行 固容规 时同时执 行。,一、概述,1、 固容规在特种设备安全监察法规中 的地位作用 （1） 我国特种设备法规体系的构成 （五个层次） 法律 行政法规 行政规章 安全技术规范 相关技术标准,法律 全国人大通过的法律（调整特 种设备安全各方面关系，明确 各方面责任，解决安全监察工 作法律地位问题） 相关法律：安全生产法2002年制定； 产品质量法1993年制定； 2000年修订；,行政法规 国务院批准的条例或地方法规 （为安全监察工作的依据，解 决安全监察制度的建立问题） 特种设备安全监察条例 2003年国务院（第373号）令首次颁布， 2003年6月1日起实施 2009年国务院（第549号）令修改公布， 2009年5月1日起施行,特种设备安全监察条例有关内容： 1.特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅 炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、 电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和 场（厂）内专用机动车辆。 （第二条） 2.压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定 压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力 大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积 的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气 体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液 体的固定式容器和移动式容器； （第九十九条（二）,特种设备安全监察条例有关内容： 3.压力容器的设计单位应当经国务院特种设备安 全监督管理部门许可，方可从事压力容器的设 计活动。 压力容器的设计单位应当具备下列条件： （一）有与压力容器设计相适应的设计人员、设 计审核人员； （二）有与压力容器设计相适应的场所和设备； （三）有与压力容器设计相适应的健全的管理制 度和责任制度。 （第十一条）,行政规章 主管部门制定的规章 （管理 要求，解决安全 监察工作程 序问题） 由国家质检总局颁布规定、管理办法等， 如：总局第115号令特种设备事故报告和 调查处理规定2009 总局第116号令高耗能特种设备节能 监督管理办法2009 总局第22号令 锅炉压力容器制造监 督管理办法2002,安全技术规范 各项技术规程、规则（安 全监察工作的主体，解决 特种设备安全性能基本要 求问题） TSG 特种设备安全技术规范 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术 监察规程 TSG R1001-2008 压力容器压力管道设计许 可规则,相关技术标准 基础（解决特种设备安全 监察的技术支撑问题） 如固容规1.10条的主要引用标准： GB 150钢制压力容器等；,（2）固容规在压力容器设计工作中的地位 安全技术规范，是对设计人员在设计工作 中的强制性约束因素。 压力容器的设计、制造（含现场组焊）、 安装、改造、维修、使用、检验检测，均 应严格执行规程。 （1.11（1） 规程是压力容器质量监督和安全监察的基 本安全要求，有关压力容器的技术标准、 管理制度等不得低于容规的要求。 （1.8）,（3）容规与技术标准的关系 容规是压力容器安全技术监管的依据； 技术标准是压力容器设计、制造的依据； 容规只提出安全技术的基本要求，不 过多涉及具体的技术方法（原则性）； 技术标准指导技术方法的实现，是规范的 技术支撑（工程性）；, 技术标准具有相对的统一性、固定的特 征、在理论上是可协调的； 法规因国家和文化特征的差异，技术贸 易壁垒等，各国不统一。 技术标准一般针对某种产品、某种工艺； 法规不仅可针对某种产品，还可覆盖某 一行业/领域。, 法规与技术标准应当相互融合，协调 发展，互不排斥，一起构成和谐统一 的体系。 容规1.10引用的技术标准不意味整 个标准为强制性，只有在容规后 续条款中引用的内容才具有强制性。,容规与GB150的适用情况比较,2、新容规的修订,（1）容规的制修订历史情况： 1981年颁布，1982年4月正式实施压 力容器安全监察规程。 第1次修订于1991年1月正式实施。更 名为压力容器安全技术监察规程。 1999年进行第2次修订，于2000年1月1 日起正式实施。 本次修订为第3次修订，转化为特种设 备安全技术规范TSG。,（2）本次容规修订的背景 我国压力容器的技术发生了较大的变化： 压力容器的大型化、高参数、长周期趋势 特种设备安全监察条例的颁布： 国际安全法规和标准技术内容的变化： 1997年欧盟颁布了PED ，同时实施了以技术法规 为基本安全要求、协调标准为技术支撑的安全保 障体系。 安全管理理念和高效率的安全监察的需要： 强调本质安全、基于失效模式的设计、基于失效 模式的检验 国际贸易的需要：,（3）本次容规修订的主要内容, 释义的第一章编制说明中对修订原则 及主要变化内容有较为详细的介绍， 列出了34条主要修改内容。 体会修订的中心内容有这么几点： 转化为特种设备安全技术规范TSG ，基 本保留原来的结构框架和主体内容。 体现法规是安全基本要求的思想，提出 基本安全要求，不涉及具体技术细节。, 与特种设备安全监察条例所规定的 各项制度、各项要求、名词术语等接轨 统一；变更安全监察主体为国家质量监 督检验检疫总局及省以下质量技术监督 部门。 考虑国际压力容器技术的发展与科技进 步，兼顾国际、境外标准的变化及趋 势，与国际接轨。解决容规中存在 的对行业影响较大的突出问题，促进生 产，方便企业。, 容规与其它相关法规内容的协调以 及与相关技术标准上的一致。 强化使用管理和应急救援预案。 体现节能解排原则。 体现信息化管理要求。,（4）容规实施的相关文件, 固定式压力容器安全技术监察规程 第1号修改单 2010年11月5日，总局公告（2010年第 127号）中附件1. 共28条修改内容 ，其中与设计有关的 约有10条左右。 容规根据本修改单做相应修改， 重新印制。, 相关技术措施 2010年11月30日，质检特函201086 号关于固定式压力容器安全技术监察 规程的实施意见中附件1. 主要内容为材料的标准、交货使用状 态、许用应力、超声检测要求等。 各生产单位可以按附件 1 的技术措施 要求建造压力容器。 风险评估报告的基本要求 实施意见中附件2., 中国特检院法规标准部提供的勘误表,3、本培训班讨论的内容：,（1）固容规的章节 前言 1 总则 2 材料 3 设计 4 制造 5 安装、改造与维修 6 使用管理 7 定期检验 8 安全附件 9 附则,附件A 压力容器类别及压力等级、 品种的划分 附件B 压力容器产品合格证 附件C 压力容器产品铭牌 附件D 特种设备代码编号方法,（2）本培训班主要讨论内容： 与设计工作关系比较密切的总则、材 料、设计、制造、安全附件的以及附 录A的有关内容。 （3）几点说明： 57章关于安装、改造与维修，使用 管理，定期检验等也是容规的重 要内容，其中某些条款与设计工作有 直接关系，如5.3.1条中（2）。, 附表b 压力容器产品数据表 压力容器监察部门信息化管理所用，不 等同设计文件中条件图（表）中的设计 数据表。 附件C 压力容器产品铭牌 如设计文件中含有产品铭牌，内容应按 附件C的要求。 附件D 特种设备代码编号方法 制造产品的编号，信息化管理用，设计 产品编号没有要求。,二、总则,1、 固容规总则包含的内容： 总则的条款共11条，包括： 1.1 目的 （根据特种设备安全监察条 例，制定本规程。） 1.2 固定式压力容器 1.3 适用范围 1.4 适用范围的特殊规定 1.5 不适用范围 1.6 压力容器的范围界定 1.7 压力容器类别,1.8 与技术标准、管理制度的关系 （不得低于本规程的要求） 1.9 不符合本规程时的特殊处理规定 1.10 引用标准 （只有在后续条款中引用的内容才 具有强制性） 1.11 监督管理 （七个环节、信息化管理、安全监 察主体）,2、 固容规规定的适用范围 （1）固定式压力容器的定义： 固定式压力容器是指安装在固定位置使 用的压力容器。 （1.2条） 对于为了某一特定用途、仅在装置或者 场区内部搬动、使用的压力容器，以及 移动式空气压缩机的储气罐按照固定式 压力容器进行监督管理。（注1-1） 仅在生产区域内运送物料的罐车(不属 于商业经营性运输)，不按移动式压力 容器进行管理。 （释义中的解释）,（2） 需同时具备的三个条件：（1.3） 1) 工作压力大于或者等于0.1MPa； (注1-2) 2) 工作压力与容积的乘积大于或者等于 2.5MPaL ； (注1-3) 3) 盛装介质为气体、液化气体以及介质 最高工作温度高于或者等于其标准沸 点的液体。 (注1-4) 超高压容器、非金属容器、简单压力容 器属本规程界定的范围，但各自有相应 的规程，不需要同时满足本规程。,注1-2：工作压力，是指压力容器在正常工 作情况下，其顶部可能达到的最高 压力(表压力)。 注意：1. 判断容规管辖范围是指工作 压力（即最高工作压力）而不是 设计压力。 2. 同样对于液体介质其判断是最高 工作温度，而不是设计温度。 3. 外压容器根据具体结构分析，一 般不会出现工作压力（pw）大于 等于0.1Mpa的状况。,注1-3： 容积，是指压力容器的几何容积， 即由设计图样标注的尺寸计算(不 考虑制造公差)并且圆整。一般应 当扣除永久连接 在压力容器内部 的内件的体积。 即容积计算时按名义尺寸计算； 按危险程度（破坏能量）考虑容器的 类别划分。, 永久连接一般指需要采用破坏方式才能 拆卸的连接，如焊接连接。 固定管板换热器壳层的容积可扣除换热 管的体积； 夹套容器的夹套部分； 填料、分子筛、塔盘等不能扣除，不是 永久连接件； （释义中的解释） U形管换热器的壳层？,注1-4：容器内主要介质为最高工作温度低于标 准沸点的液体时，如气相空间的工作压 力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL 时，也属容规管辖范围。 注意：1.气相空间指容器内最低液面以上的空 间，而不是整个容器空间； 2.气相空间的PV值是判断是否容规 管辖范围，而容器类别划分时则应计 算容器整个体积； 3.容器类别划分时，介质特性应取容器 内气、液相介质危害程度较高的。,（3）适用范围的特殊规定：（1.4.13） 第1.4.1条：容积大于或等于25 L的符合本 条范围的压力容器，只需满足 总则、设计、制造要求； 简规不适用的移动式空气压缩机的 储气罐，主要指非批量生产，从经济性 考虑不做型式试验的。 增加了套管换热器、铝制板翅式热交换 器等。,第1.4.2条：容积大于1 L 并且小于25 L或 内径小于150mm 压力容器，只 需满足总则、设计和制造许可； 第1.4.3条：容积小于或等于1 L 的压力容 器，只需满足总则和制造许可； 1.4.11.4.3条中的压力容器统一划分 为类压力容器。,（4）不适用范围：（1.5） 虽然符合1.3条的同时具备的条件，但 固容规不管辖。 注意： 第（3）项，正常运行工作压力小于0.1Mpa的容器（包括在进料或者出料过程瞬间承受压力大于或者等于0.1Mpa的容器）；这里的“瞬间承压”指进出料过程中，由于管道的压力大于容器压力，使容器的进出口部位局部压力可能超过0.1Mpa，但整个容器内压力不可能超过0.1Mpa。如需要向容器内加压，容器内充满压力，使其进料或出料，则不属于此规定。,第（2）项，锅炉安全技术监察规程适用 范围的余热锅炉； 锅规适用范围定义的余热锅炉是 “以余(废)热利用为主要目的而配置的余 (废)热锅炉，主要结构形式为烟道式余 热锅炉和烟道式与管壳式组合余热锅炉。” 余热锅炉有许多是在较高的温度下运 行，属于“直接受火焰加热的压力容器”， 设计时要考虑材料的高温氧化失效模式， 这种失效模式在压力容器设计标准中没有 考虑，需要设计者根据工程经验选择材料。,（5）压力容器的范围界定：（1.6） 1）压力容器的本体界定范围： 压力容器与外部管道或装置焊接连接 的第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺 纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的 第一个法兰密封面、专用连接件或管件 连接的第一个密封面； 压力容器开孔部分的承压盖及其紧固 件； 非受压元件与压力容器本体连接的连 接焊缝。,2）压力容器本体中的主要受压元件：包括 壳体、封头( 端盖 )、膨胀节、设备法 兰，球罐的球壳板，换热器的管板和换 热管，M36以上(含M36)的设备主螺柱以 及公称直径大于或者等于250mm 的接管 和管法兰。 主要受压元件与老容规25条 相比少了“人孔盖、人孔法兰、人孔 接管、开孔补强圈”，人孔盖、人孔 法兰、人孔接管包含其中，只少了补 强圈。,3）安全附件包括直接连接在压力容器上的 安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、 安全联锁装置、压力表、液位计、测温 仪表等安全附件 。,3、固容规对压力容器类别的划分 （1）新容规中压力容器分类原则： 依照压力容器失效危险性的概念，从 单一因素、单一理念上对压力容器进行分类监管，突出本质安全思想。根据压力容器所盛装介质危害性、设计压力、容积以及设计压力与容积的乘积（PV值）进行划分。,（2）固容规中压力容器分类方法： 1) 符合适用范围的压力容器；（1.7） 2) 根据压力容器盛装介质的危害性进 行介质分组、按设计压力、容积 （或者PV值）进行类别划分； 3） 以坐标图表的方式确定。（见附件 A）； 4） 压力容器划分为、 三类。,（3）介质分组（根据介质危害性） 介质包括气体、液化气体以及最高工 作温度高于或者等于标准沸点的液体，分 为两组： 第一组介质：毒性程度为极度危害、高度 危害的化学介质；易爆介质； 液化气体。 第二组介质：由除第一组以外的介质。,（4）介质危害性的确定： 1）毒性程度 极度危害 最高允许浓度 0.1mg/m3； 高度危害 最高允许浓度 0.11.0 mg/m3； 中度危害 最高允许浓度 1.010.0 mg/m3； 轻度危害 最高允许浓度 10.0 mg/m3； 2）爆炸危险介质的确定： 气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成爆炸 混合物，其爆炸下限小于10，或其爆炸下限 与上限的差值大于或者等于20的介质。,3）按照HG206602000压力容器中化学介质毒 性危害和爆炸危险程度分类确定； HG20660没有规定的参照GB504485职业性 接触毒物危害程度分级的原则确定介质组别。 GB5044按急性毒性、急性中毒发病情况、慢性 中毒患病情况、慢性中毒后果、致癌性、最高允 许浓度六项指标； HG20660分类时主要考虑急性毒性、最高允许浓 度两项指标为主，综合其他四项指标后确定。 在确定压力容器致密性、密封性技术分类要求 时，考虑致癌性指标，某些介质升级为“高度危 害”或极度危害，如氯乙烯、苯、四氯化碳等。,图A-1 压力容器类别划分图第一组介质,图A-2 压力容器类别划分图第二组介质,（5）多腔压力容器类别的划分： 1）分别按各腔的介质、设计压力、容积等 进行类别划分； 2）按照类别高的压力腔作为该容器的类 别，并按该类别进行使用管理； 3）按照每个压力腔各自的类别分别提出设 计、制造技术要求。,（6） 一个压力腔有多种介质时，按组别高的 确定类别；某种危害性物质在介质中含 量极小时，应当根据其危害程度及含量， 由压力容器设计单位综合考虑介质组别。 （可参考化工设备与管道2007年第44卷增 刊二中有关压力管道介质毒性程度的内容。）,（7）坐标点位于图中分类线时按较高类别 确定。 （8）固容规中 1.4 范围的压力容器统 一划分为第类。 （9）图样中技术特性表中的容器类别应按 “第类” 、 “第类” 、“第类”的 型式标注。,压力容器类别划分举例：,1）工作压力Pw=0.07Mpa,设计压力P=0.1Mpa, 充装系数0.6的反应容器。 无类别 2）换热器工作压力Pw=5Mpa,设计压力P=5Mpa, 换热面积F=2m2,筒体直径=1595。 老容规无类别，新容规第类 3）一储存容器，工作压力Pw=0.5Mpa,设计压 力P=0.6Mpa,介质为纯净水，温度为 50，容积V=1m3,充装系数0.9。 第类,4）一储存容器，设计压力P=1.0Mpa, 容积 V=20m3,温度为40，介质中度毒性、 非易爆、非液化气体。材料为 07MnCrMoVR。 老容规三类，新容规第类 5）一搪玻璃容器，工作压力Pw=1.5Mpa,设计压力P=1.6Mpa，容积V=5m3。 老容规三类，新容规第类 6）一反应容器，设计压力P=0.22Mpa,介质为极度危害，温度为50，容积V=1.0m3。 老容规三类，新容规第类,7）一液化石油气储罐，设计压力P=1.77Mpa, 容积V=20m3。 老容规三类，新容规第类 8）一化工介质储罐，介质毒性为中度，非易爆，设计压力P=4.0Mpa,容积V=20m3。 老容规三类，新容规第类 9）一化工介质储罐，介质毒性为中度，易爆，设计压力P=4.0Mpa,容积V=20m3。 老容规三类，新容规第类,10）一塔式容器，设计压力P=1.5Mpa,筒体直 径=4800mm，筒体高度 60m，介质为易 爆。 老容规一类，新容规第类 11） 一化工行业反应容器，介质为易爆，设 计压力P=1.5Mpa，容积V=800m3。 老容规二类，新容规第类 12） 一球形储罐，设计压力P=0.8Mpa，容积 V=50m3,介质空气。 老容规三类，新容规第类,固容规压力容器类别的简明判断,4、不符合本规程时的特殊处理规定（1.9）,采用新材料、新技术、新工艺以及有特 殊使用要求的压力容器，不符合本规程要求 时，相关单位应当将有关的设计、研究、试 验等依据、数据、结果及其检验检测报告等 技术资料报国家质量监督检验检疫总局( 以 下简称国家质检总局 )，由国家质检总局委 托有关的技术组织或者技术机构进行技术评 审。技术评审的结果经过国家质检总局批准 后，采用新材料、新技术、新工艺的压力容 器方可进行试制、试用。,（1）国家质检总局委托全国锅容标委 （2）新材料规程2.10的规定； 新技术规程引用标准中所没有的新 的设计计算方法(设计准则)、新的试验分析 方法等；（试验方法、可对比的检验设计） 新工艺规程或引用标准中尚未提及 的无损检测方法、消除焊接残余应力方法、 改善材料性能的方法、泄漏试验方法等。 有特殊使用要求为满足特殊工艺需 要而进行的设计参数、结构形式等超出现有 标准的设计。,三、材料,1、 固容规材料一章中包含的内容： 材料一章中的条款共11条，包括： 2.1 通用要求 （选材、制造许可证、质量 证明书。 ） 2.2 冶炼方法 （镇静钢、高强度低合金钢 等炉外精炼工艺） 2.3 化学成分 2.4 力学性能 2.5 钢板超声检测,2.6 压力容器用铸铁 （铸铁牌号、应用限制） 2.7 压力容器用有色金属（铝、钛、铜、镍等 及其合金） 2.8 复合钢板 （复合界面的结合剪切强度、 使用状态、冲击功） 2.9 境外牌号材料的使用 2.10 新材料的使用 2.11 材料投用和标志移植（制造单位的要求、 材料复验） 2.12 焊接材料 2.13 材料代用,2、 固容规中压力容器用材料： （1）压力容器用材包括： 压力容器专用钢材（钢板、锻件、钢 管等）； 压力容器用铸铁材料；（2.6） 压力容器用有色金属（包括铝、钛、 铜、镍、钽、铌、锆及其合金）； 复合钢板； 焊接材料；,（2） 压力容器的选材： 压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能。 （2.1（1） 力学性能（2.4） 化学性能（2.3） 物理性能弹性模量、泊松比、密度、体积变 化等 工艺性能焊接、成形、加工等,（3）压力容器专用钢材： 钢板 GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板； GB 3531-2008低温压力容器用低合金钢 钢板； GB 19189压力容器用调质高强度钢板； （送审稿，代替2003） GB 24511-2009承压设备用不锈钢钢板 及钢带；, 锻件 NB/T 470008承压设备用碳素钢和低合金钢锻件 NB/T 470009低温承压设备用低合金钢锻件 NB/T 470010压力容器用不锈钢锻件 钢管 GB 9948石油裂化用无缝钢管 GB 6479 高压化肥设备用无缝钢管 GB 13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB 5310、 GB/T 8163 、GB/T 14976 、 GB/T 21833 、 GB/T 21832 、GB/T 12771、 GB/T 24593 等,（4）复合钢板： 标准： NB/T 47002压力容器用爆炸焊接复合板 复合界面的结合剪切强度 不锈钢、镍钢不小于210MPa； 钛钢不小于140MPa； 铜钢不小于100MPa； 使用状态 以基材为主，复材根据选材 冲击试验、 冲击功合格指标符合基层材料标准。,（5）焊接材料：（2.12） “（1）用于制造压力容器受压元件的 焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能 高于或等于母材规定的限制，当需要时， 其他性能也不得低于母材的相应要求；” 考虑焊接接头的强度、韧性等。 焊材标准： 承压设备用焊接材料技术条件 (报批中）,3、化学成分、力学性能： （1）化学成分（2.3） 用于焊接的碳素钢、低合金钢： C0.25%、 P0.035%、S0.035% 压力容器专用钢中的碳素钢、低合金钢 P0.030%、 S0.020%； 高强度钢、低温用钢要求更高。 碳含量高影响焊接性能；磷含量高降低钢的塑 性和韧性，尤其是低温韧性；硫含量高产生热脆， 导致开裂，并使焊缝产生气孔和裂纹。 注：ASME 材料标准中的某些牌号的材料的硫、 磷含量不能满足固容规的规定。,（2）力学性能：（2.4） 固容规中材料的力学性能包括冲击功和 断后伸长率。 1）为防止碳素钢和低合金钢制压力容器发生脆 性破坏，规定了最低冲击功和断后伸长率的 要求。 2）固容规中冲击功指设计要求的冲击试验 温度下指标，比现行GB 150标准的有所提高。 3） ASME 材料标准中的某些牌号的材料不能满 足固容规的规定。 勘误：表21中注21中（1）“试样取样部位 和方法”应为“试样取样部位和方向”,4、钢板超声检测：（2.5） 应逐张进行超声检验的用于制造压力容器壳体的 碳素钢和低合金钢钢板： 盛装介质毒性程度为极、高度危害的； 在湿硫化氢腐蚀环境中使用的； 设计压力大于等于10MPa的； 引用标准中要求逐张进行超声检验的。 厚度大于或者等于12mm（不包括多层压力容器的层板）。 合格等级除引用标准要求的按标准规定外，不低于级 相关技术措施中表2壳体用钢板超声检测要求 为引用标准（GB150）修订后的有关内容。,5、境外牌号材料的使用：（2.9） （1）境外牌号材料： 境外牌号材料包括进口材料（境外材 料制造单位制造的材料）和国内材料 制造单位按境外牌号材料生产的。 国内材料制造单位生产的境外牌号材 料需按新容规中1.9 的规定进行 技术评审。（2.9.2）,（2）境外牌号材料的选用： 1）境外压力容器现行标准规范允许使用 且境外已有使用实例的材料，其使用范围 应符合境外相应产品标准的规定； 2）引用标准列有相近化学成分和力学性 能的牌号时，其使用范围还应符合引用标 准的规定； 3）技术要求不得低于境内相近牌号材料的技术要求，如磷、硫含量、冲击试验、断后伸长率等；,4）对材料的化学性能和力学性能进行验证 性复验，应符合容规和相应材料标 准的要求； 5）高强度材料和用于压力容器设计温度低 于-40oC 的低合金钢材料需按1.9条通过 技术评审； （对材料制造单位） 6）设计单位要在技术文件中充分说明其必 要性和经济性。,6、新材料的使用：（2.10） （1）使用未列入引用标准的压力容器主要 受压元件材料，应按 1.9条通过技术 评审； （2）已列入GB 150、JB 4732 的高强度钢 材料和用于压力容器设计温度低于 - 40 oC的低合金钢材料，材料制造单 位没有制造或应用业绩的需按 1.9条 通过技术评审； （主要对材料制造单位）,7、材料代用：（2.12） 制造或者现场组焊单位对主要受压元件 的材料代用，应事先事先取得原设计单 位书面批准，并且在竣工图上做详细记 录。 材料代用的可行性要考虑：代用材料与 工作介质的相容性、许用应力、是否改 变焊接要求、热处理要求、无损检测要 求等。,四、设计,1、固容规设计一章中包含的内容： 设计一章中的条款共24条，包括： 3.1 设计单位许可资格与责任 3.2 设计许可印章 3.3 设计条件 （要求以正式书面形式） 3.4 设计文件 3.5 设计方法 3.6 风险评估 （对第类压力容器） 3.7 节能要求,3.8 安全系数 （部分调整降低） 3.9 压力（液化气体、液化石油气储罐的设计 压力改为工作压力） 3.10 温度 （去掉附件二，月平均最低气温的 获取由设计者负责） 3.11 腐蚀欲量 3.12 最小厚度 3.13 装量系数 3.14 焊接接头 3.15 焊接接头系数 3.16 无损检测要求（图样要有方法、比例、 质量要求、合格级别）,3.17 压力容器用管法兰 3.18 检查孔（只给出基本原则规定，不做详细要求） 3.19 开孔补强圈的指示孔（指示孔尺寸不再规定） 3.20 快开门式压力容器 （去除了同步报警功能） 3.21 不允许拆卸的隔热层 3.22 特殊耐腐蚀要求（设计文件要提出定期检验的 项目、方法） 3.23 水质 （以水为介质，产生蒸汽时的压力容器） 3.24 泄漏试验（带安全阀等时，要计算最高允许工作 压力）,2、设计单位：（3.1、3.2） （1）压力容器的设计单位应符合TSG R1001-2008 压力容器压力管道设计许可规则的规定。 设计单位实施行政许可制度； 设计单位应对设计质量负责，不得超范围设计； 总体采用规则设计标准，局部受压元件参照分析 设计计算，可以不要求取得分析设计许可资格； 压力容器设计应符合容规的基本安全要求； 采用国际或境外标准进行压力容器设计时，设计 单位应当向国家质检总局提供设计文件与容 规基本安全要求的符合性申明； 设计单位应向委托方提供完整的设计文件。,（2）设计许可印章 设计总图上必须加盖有效的特种设备 （压力容器）设计许可印章； 有效的许可印章的有效期； 加盖在设计总图上； 复印件无效； 已盖竣工图章的图样不得用 于制造压力容器。 图样上设计单位名称应与许可印章中一 致。,3、设计条件：（3.3） 设计委托方应以正式书面形式提出设计条件， 至少包括： 操作参数；（包括工作压力、工作温度范 围、液位高度、接管载荷等） 使用地及其自然条件；（包括环境温度、 抗震设防烈度、风和雪载荷等） 介质组分与特性； 预期使用年限； 几何参数和管口方位； 设计需要的其他必要条件。（如选材要求、 防腐蚀要求、保温、表面处理、 特殊试验、安装运输要求等）,4、设计文件：（3.4） （1）设计文件包括： 设计图样、制造技术条件； 强度计算书或者应力分析报告； 风险评估报告；（第类压力容器） 安装与使用维修说明； （设计单位认为必要时） 超压泄放装置计算书；（对装设安全阀、 爆破片装置的压力容器；无法计算时，与 委托方或使用单位协商选用。）, 风险评估报告：（3.6） 第类压力容器设计，应出具包括主要失效 模式和风险控制等内容的风险评估报告。 风险报告内容： 1）分析压力容器在使用过程中可能出现的 失效，对规避这些失效需要采取的方法 和措施； 2）使用中如何防止压力容器产生失效，以 便用户制定相应的措施； 3）容器可能产生的破坏形式，以及发生破 坏时应该采取的措施，以便制定合适的 应急预案。,（2）设计总图： 1）设计总图上应有设计、校核、审核人员的签 署；第类压力容器的设计总图应有设计单 位技术负责人或授权人的批准签署。 2）设计总图上至少应当注明以下内容： 压力容器名称、类别，设计、制造所依据的 主要法规、标准； 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）； 设计条件，（包括设计温度、设计载荷、介 质（组分）、腐蚀欲量、焊接接头系数、自 然条件等，液化气体储罐的充装系数、有应 力腐蚀倾向的储存容器的腐蚀介质限定含量）；, 主要受压元件材料牌号与标准； 主要特性参数； 设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）； 特殊制造要求； 热处理要求； 无损检测要求； 耐压试验和泄漏试验要求； 预防腐蚀的要求； 安全附件的规格和订购特殊要求（工艺系统 已考虑的除外）； 压力容器铭牌的位置； 包装、运输、现场组焊和安装要求。,设计载荷： 1.设计中要考虑的载荷 除考虑设计压力与设计温度一起作为的设计 载荷条件外，还应考虑： 重力载荷自重、附加装置重量、保温衬里材料 重量、设备附件重量、介质重量等； 风载荷、地震载荷、雪载荷、液体静载荷等； 支座、吊耳等对容器壳体的反力； 连接管道及其他部件的作用力； 温度梯度及热膨胀引起的作用力； 压力波动、流体冲击引起的作用力； 运输、吊装时的作用力等；,2.设计载荷在不同工况下的组合 设计中要考虑各种工况下可能出现的最不利的载荷组合，要考虑的工况： 正常工作工况 非正常工作工况如开停车工况； 液压试验工况 运输、安装工况等；,3）设计总图上需要注明的特殊要求： 多腔容器分别注明（多）各腔的试验压力， 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； 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； 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； 不能进行耐压试验的压力容器，注明计算厚 度、使用中定期检验的要求； 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； 有保温或者保冷的压力容器，提出保温或者 保冷措施。,4、设计方法、安全系数：（3.5、3.8） （1）设计方法（强度计算书或分析设计报告）： 设计可以采用规则设计方法或者分析设计 方法； 压力容器总体采用分析设计标准，设计单 位需取得应力分析设计许可项目资格。 设计应保证压力容器具有足够的强度、刚 度、稳定性和抗腐蚀性； 强度计算书还包括裙座、支腿、吊耳等与 压力容器主体的焊接接头的强度要求； 对采用试验方法或者可对比的经验设计方 法，需按1.9条的规定通过技术评审。,（2）安全系数：（表3.13.3） 确定材料的许用应力，应按Rm、Rtp0.2、RtD、Rtn 分别除上各自的安全系数，取最小值。 相关技术措施中给出了压力容器专用钢板、钢 管、锻件的许用应力。,5、设计参数：（3.9、3.10、3.11、3.13） （1）压力： 设计压力设定的容器顶部的最高压力，其 值不低于工作压力； 计算压力在相应设计温度下，用以确定元 件厚度的压力（考虑液柱静压力 等附加载荷）； 超压泄放装置的动作压力不得高于压力容 器的设计压力；如图样标明最高允许工作压 力的可按不高于按最高允许工作压力确定；,常温储存液化气体压力容器的工作压力,常温储存液化石油气压力容器的工作压力： 限定组分按不低于50oC时的饱和蒸气压； 无组分分析按不低于表35,（2）温度： 1）设计温度定义（ 3.10（1）； 2）设计常温储存容器时，应当充分考虑 大气环境温度（条件）对容器壳体金 属温度的影响，最低设计金属温度不 得高于历年来月平均最低温度的最低 值。 大气环境温度影响主要指在寒冷地区露天安 装或放置在无采暖厂房，环境温度对容器壳 体金属壁温的影响； 设计温度应考虑最高温度和最低温度； 最低设计温度主要考虑对材料的要求。,（3）腐蚀欲量： 1）对均匀腐蚀的压力容器，按预期所有寿 命和介质对材料的年腐蚀率确定： 2）还应考虑介质流动对受压元件的冲蚀、 磨损等影响； 3）各受压元件受腐蚀程度不同时，可采用 不同的腐蚀裕量；如容器各段的腐蚀程 度不同、夹套容器等。,6.焊接接头：（3.14、3.15） （1）焊接接头系数的取值按照相应引用标准； （2）不允许降低焊接接头系数而免除压力容器产 品的无损检测； （3）壳体焊接接头应当采用全截面焊透的对接接 头形式；球形储罐球壳板不得拼接； （4）接管（凸缘）与壳体之间以及夹套压力容器 的接头设计，可参照引用标准进行；,（5）接管（凸缘）与壳体之间的接头应当采用全 焊透结构的： 介质为易爆或介质毒性为高度、极度危害的 压力容器； 要求气压试验或者气液组合压力试验的压力 容器； 第类压力容器； 低温压力容器； 进行疲劳分析的压力容器； 直接受火焰加热的压力容器； 设计图样规定的压力容器。,7、无损检测、泄漏试验的要求：（3.16、3.24） （1）无损检测的要求： 设计单位应当按照本规程、本规程引用标准和 JB/T4730的要求在图样上规定所选择的无损检 测方法、比例、质量要求及其合格级别等。 设计者要注意： 对厚壁、大直径、裂纹敏感性材料、特殊材 料、结构特殊以及缺陷危害等情况时，对无 损检测方法的选择； 图样上对无损检测的质量要求（如射线检测 时的射线检测技术等级）要标注。,（2）泄漏试验的要求： 当容器盛装介质为毒性程度为极度、高度危 害或不允许有微量泄漏时，设计应当提出泄 漏试验的方法和要求； 铸造压力容器盛装气态介质时，设计图样上 应当提出气密性试验的要求。 对于带有超压泄放装置的压力容器，如提出 气密性试验的要求，设计者应给出该压力容 器的最高允许工作压力。 注意：确定最高允许工作压力时除考虑壳体外， 还应考虑其他受压元件。,8、对设计的其他要求：（3.173.23） （1）压力容器用管法兰：（3.17） 1）钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计 应当参照行业标准HG/T 2059220635-2009 系列标准的规定； 2）盛装液化石油气、毒性程度为高度、极度危 害介质以及强渗透性中度危害介质的压力容 器，其管法兰： 应当按照行业标准 HG/T 2059220635系列 标准的规定； 至少应用高颈对焊法兰、带加强环的金属缠 绕垫片和专用级高强度螺栓组合。,（2）检查孔：（3.18） 1）压力容器应当根据需要开设人孔、手孔等检 查孔，开设位置、数量和尺寸等应当满足进 行内部检验的需要 ； 2）对（不能或者确无必要）需要但是无法开设 检查孔的，设计单位应当提出具体技术措施 如增加制造时的检测项目或者比例，并且对 设备使用中定期检验的重点检验项目、方法 提出要求。 容规对检查孔的数量、尺寸以及不开检 查孔的制造时检测要求由设计者确定； 定期检验的重点检验项目如定期测厚等。,（3）补强圈的指示孔：（3.19） 开孔补强圈以及周边连续焊的起加强作用的垫 板应当至少设置一个泄漏信号指示孔。 （4）快开门式压力容器：（3.20） 1）快开门式压力容器指进出容器通道的端盖或 者封头和主体间带有相互嵌套的快速密封锁 紧装置的容器； 2）快开门式压力容器的设计应当考虑疲劳载荷 的影响； 3）应具有满足下列要求的安全连锁装置功能： 当快开门达到预定关闭部位，方能升压运 行； 当压力容器的内部压力完全释放，方能打 开快开门。,（5）节能要求：（3.7) 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； 2）换热器优化设计，提高换热效率； 3）设计文件中应提出有效的保温、保冷措施； （6）水质：（3.23） 以水为介质、直接受火焰加热连续操作的压 力容器，水质应符合GB15762008的规定。 如管壳式余热锅炉、电加热蒸汽发生器等 需考虑。,（7）不允许拆卸的隔热层： 设计文件中应提出定期检验的项目、方法； 必要时提出制造时对所有焊接接头进行全部无损 检测等特殊要求。 （8）特殊腐蚀要求：（3.22） 对有特殊腐蚀要求的容器或受压元件，如存在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等介质环境时，应当在设计图样上提出相应的耐腐蚀试验方法以及（必要的热处理）其他要求。, 不锈钢晶间腐蚀 （1）晶间腐蚀产生晶界碳化铬和贫铬区的不 锈钢（晶间腐蚀敏感性），在一定的腐蚀介 质作用下产生晶间快速腐蚀。 （2）腐蚀介质 （3）晶间腐蚀的防止 固溶化处理 稳定性处理 降低碳含量 提高不锈钢中的铬、钼含量 （4）晶间腐蚀试验方法 GB/T 3443.15 - 2000, 应力腐蚀 （1）应力腐蚀金属材料在拉应力和特定腐蚀 介质共同作用下产生的断裂破坏。 （2）腐蚀介质 碳钢、低合金钢NaOH溶液、湿H2S、液氨、 CO+C2O+水、KOH溶液、铬酸、乙胺等 奥氏体不锈钢 Cl离子水溶液、NaOH溶液、 KOH溶液、连多硫酸、海洋大气等 （3）应力腐蚀的防止方法 消除应力；如碳钢、低合金钢制压力容器 焊后热处理 改变介质的腐蚀性：如液氨中加水作缓蚀 剂、降低氯锂离子含量等 选耐应力腐蚀开裂的材料,五、制造,1.固容规一章中包含的内容： 制造一章中的条款共10条，包括： 4.1 通用要求（主要对制造单位要求、设计文件） 4.2 焊接 （主要对制造单位要求） 4.3 试件（板）与试样 （部分内容与设计有关） 4.4 外观要求（焊接接头的表明质量与设计有关） 4.5 无损检测 （4.5.24与设计有关） 4.6 焊后热处理 （部分内容与设计有关） 4.7 耐压试验 （部分内容与设计有关） 4.8 泄漏试验 （部分内容与设计有关） 4.9 锻钢、铸铁、不锈钢与有色金属制压力容器的 附加条件 （部分内容与设计有关） 4.10 胀接,2、试件（板）与试样： （1）需要制备产品焊接试件的条件：（4.3.1） 碳钢、低合金钢制低温压力容器； 高强度低合金钢制压力容器； 需经过热处理改善或者恢复材料力学性能的 钢制压力容器； 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 接试件的压力容器。,（2）设计图样需提出的要求： 根据容规及引用标准提出是否制备试件 及数量； 提出试件的力学性能检验的试验方法、试验 温度、合格指标及其复验要求。(4.3.4（2）) （3）耐腐蚀性能试件和试样：(4.3.5) 要求做耐腐蚀性能检验的容器或受压元件及 要求做晶间腐蚀敏感性检验的不锈钢与镍合 金制压力容器，应当在设计图样上提出相应 的试样要求。,3、焊接接头的表面质量： （1） 焊接接头的表面质量： 不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气 孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹渣等缺陷； 焊缝与母材应当圆滑过渡； 角焊缝的外形应当凹形圆滑过渡； 按照疲劳分析设计的压力容器，应当去除纵、 环焊缝的余高，使焊缝表面与母材表面平齐； 咬边及其他表面质量，应当符合设计图样和 本规程引用标准的规定。,（2）GB150规定焊缝表面不允许咬边的容器： 1） 高强度钢及铬钼低合金钢材制造的压力容 器； （缺口敏感性强，缺陷易扩展） 2） 不锈钢材制造的压力容器； （对抗腐蚀不利） 3） 低温压力容器；（低温下缺陷易扩展） 4） 焊接接头系数取1.0的压力容器（无缝钢管制 除外）。 （咬边会削弱母材的强度） 注：咬边属于形状突变，造成局部应力集中（应力集中系数可达K3.0);咬边是开口缺陷，长期使用中易扩展；在长期使用中由于介质浓缩会引起腐蚀，因此咬边的存在对压力容器的强度、应力腐蚀、疲劳等均会造成不良影响。,4、无损检测： （1） 无损检测方法：（ 4.5.23） 1）包括射线、超声、磁粉、渗透和(涡流检测) 电磁等，标准JB/T4730（NB/T470013)； 2）压力容器的对接接头应当采用： 射线检测； 超声检测： 衍射时差法超声检测(TOFD)； 可记录的脉冲反射法超声检测； 不可记录的脉冲反射法超声检测； 注：当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测做为附加局部检测。,3）有色金属制压力容器对接接头应当优先 采用X射线