容规宣贯第3章设计课件

1、固定式压力容器安全技术监察规程设 计合肥通用机械研究院中国特种设备检测研究院中国石化工程建设公司2009年11月7/26/20221容规修订基本原则与本章的主要内容变化容规修订基本原则定位为特种设备安全技术规范(与条例的统一)；充分吸收事故教训；提出基本安全要求，并不涉及与产品有关的技术细节；解决容规中对行业影响较大的突出问题(重要内容变化有论证、调研、数据的支撑。如安全系数问题、定期检验的耐压试验问题、产品焊接试件数量问题)；强化使用管理和应急救援预案；体现节能原则(换热器效率、保温保冷)；安全性与经济性结合，促进生产，方便企业；吸收成熟科技成果，促进技术进步(RBI、TOFD、风险报告、合

2、于使用评估)；兼顾国际发展，具有中国特色；与技术标准协调一致。7/26/20222容规修订基本原则与本章的主要内容变化容规修订的主要变化适用范围信息化要求类别划分方法新技术引用标准材料制造许可材料质量证明书材料成分、性能复合材料铸铁、有色金属应用范围材料新材料的范围复验设计资质风险评估报告节能要求设计条件液化气体压力安全系数调整焊接接头系数快开门容器容器制造许可出厂资料焊接工艺评定焊接试件(板)无损检测方法选择耐压试验泄漏试验胀接有色金属容器搪玻璃压力容器安装改造维修年度检查超使用年限容器报废过户移装容器装卸连接装置要求应急预案定期检验定期检验时的耐压试验合于使用评价基于风险的验技术安全附件7

3、/26/20223容规修订基本原则与本章的主要内容变化本章主要变化设计资质目前，境内实行设计单位资质行政许可，但对境外设计单位没有实施行政许可制度。对采用国际标准或境外标准设计、制造的压力容器，改变目前单纯由国家质检总局特种设备局批准的行政方式。本规程颁布后，国家质检总局特种设备安全监察局将组织安全技术委员会压力容器分委会归纳、提炼其中的基本安全要求，并与境外主要压力容器产品标准进行比较分析，形成按境外压力容器标准设计、制造在中国境内使用的压力容器设计、制造指南。今后，凡是按境外标准设计、制造的压力容器，也必须符合本规程的基本安全要求。对于采用国际标准或者境外标准设计的压力容器，在向国家质检总

4、局申请审查批准时，进行设计的单位(包括境内外的设计单位、制造单位或者工程公司）应当同时提供一份设计与本规程基本安全要求的符合性申明，由国家质检总局对其设计文件和申明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。在制造监检或者进口产品安全性能监督检验过程中，如果发现其产品安全性能不符合本规程要求，将予以处罚。7/26/20224容规修订基本原则与本章的主要内容变化本章主要变化风险评估报告对第类压力容器，设计时要求设计者出具包括主要失效模式、风险控制等内容的风险评估报告。节能要求对压力容器的设计提出基本的节能降耗要求。设计条件压力容器的设计委托者应当以正式书面形式向设计单位提出

5、压力容器设计条件，保障设计输入条件的可靠性。压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件。设计条件至少包含以下内容：(1)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)；(2)压力容器使用地及其自然条件(包括环境温度,抗震设防烈度,风雪载荷等)；(3)介质组分与特性；(4)预期使用年限；(5)几何参数和管口方位；(6)设计需要的其他必要条件7/26/20225容规修订基本原则与本章的主要内容变化本章主要变化安全系数调整通过专项研究，调整钢材安全系数。对钢材规则设计，抗拉强度的安全系数由3.0调整为2.7、屈服强度的安全系数由1.6调整为1.5；分析设计，抗

6、拉强度的安全系数由2.6调整为2.4、屈服强度的安全系数1.5不变。同时，钛及钛合金、镍及镍合金规则设计抗拉强度的安全系数相应地由3.0调整为2.7。除钢材、钛镍及其合金外，其他有色金属、螺栓、铸铁等尚未开展有关研究，故其安全系数暂不调整。焊接接头系数对焊接接头系数只提出要考虑对强度削弱的原则要求，具体取值按引用标准选取，不在法规中列出具体焊接接头系数。明确不允许降低焊接接头系数而免除无损检测。快开门容器明确快开门结构的定义(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，用螺栓(例如活节螺栓）连接的不属于快开门式压力容器)，并要求在设计时考虑疲劳载荷因素的影响。强调

7、快开门应当具有安全联锁功能，不再强调安全联锁装置。同时，去掉“同步的报警功能”要求。7/26/20226容规宣贯第3章设计3.1设计单位许可资格与责任 (1)设计单位应当对设计质量负责，压力容器设计单位的许可资格,设计类别,品种和级别范围应当符合压力容器压力管道设计许可规则的规定；(2)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的单位，可以不取得应力分析设计许可项目资格；(3)压力容器的设计应当符合本规程的基本安全要求。对于采用国际标准或者境外标准设计的压力容器，进行设计的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；(4)压力容器的设计单位应当向设计委托方

8、提供完整的设计文件。 对应99版“容规”第28条、第9条、第40条。本规程条款7/26/20227容规宣贯第3章设计第28条压力容器的设计单位资格、设计类别和品种范围的划分应符合压力容器设计单位资格管理与监督规则的规定。设计单位应对设计质量负责。第9条进口压力容器的国外制造企业必须取得国家质量技术监督局颁发的安全质量许可证书。进口压力容器应按进出口锅炉压力容器安全性能监督管理办法进行安全性能的监督检验，并按照本规程要求进行使用登记和定期检验。进口压力容器或国内生产企业(含外商投资企业)引进国外技术、标准制造，在国内使用的压力容器，其技术要求和使用条件不符合本规程规定时，参照本规程第7条办理。第

9、40条对某些结构特殊的受压元件按常规标准无法解决强度计算时，局部可以参照JB4732规定的方法进行分析计算，并应经压力容器设计技术负责人的批准。局部参照JB4732标准进行压力容器受压元件分析计算的单位，可不取应力分析设计项目资格。 对应99版“容规”条款7/26/20228容规宣贯第3章设计主要变化：(1)明确设计许可制度；(2)明确采用国际标准或者境外标准设计的压力容器，进行设计的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；(3)将压力容器的设计单位应当向设计委托方提供完整的设计文件做为通用要求。7/26/20229容规宣贯第3章设计释义：(1)本条为对设计单位资格及责任的通用要

10、求。(2)根据条例第十一条，对压力容器设计单位实行行政许可制度，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。 (3)压力容器总体采用规则设计(或者称常规设计)标准，局部参照分析设计标准进行受压元件或结构分析计算的单位，可不取应力分析设计许可项目资格。该规定的含义是：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。对这种情况，该容器的设计单位或者进行强度校核的单位不需要取得应力分析设计许可项目资格。7/26/202210容规宣贯

11、第3章设计(4)我国对压力容器设计单位实行行政许可制度，但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对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。在国际上的任何国家，压力容器也不是随意进口的，都必须满足其政府有关安全方面的要求，符合性审查符合国际惯例。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

12、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。7/26/202211容规宣贯第3章设计(5)本规程颁布后，国家质检总局特种设备安全监察局将组织安全技术委员会压力容器分委会归纳、提炼其中的基本安全要求，并与境外主要压力容器产品标准进行比较分析，形成按境外压力容器标准设计、制造在中国境内使用的压力容器设计、制造指南。今后，凡是按境外标准设计、制造的压力容器，也必须符合本规程的基本安全要求。对于采用国际标准或者境外标准设计的压力容器，在向国家质检总局申请审查批准时，进行设计的单位(包括境内外的设计单位、制造单位或者工程公司

13、)应当同时提供一份设计与本规程基本安全要求的符合性申明，由国家质检总局对其设计文件和申明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。在制造监检或者进口产品安全性能监督检验过程中，如果发现其产品安全性能不符合本规程要求，将予以处罚。 7/26/202212容规宣贯第3章设计(6)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，要求“压力容器的设计单位应当向设计委托方提供完整的设计文件。”应当注意，设计委托方的范围更广，包括使用单位和制造单位。很多时

14、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中，参见本规程4.1.4.1(4)产品出厂资料的规定)。另一个值得注意的问题是“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的改变。 7/26/202213容规宣贯第3章设计3.2设计许可印章 (1)压力容器的设计总图上，必须加盖压力容器设计许可印章(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(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。 本规程条款第29条

15、压力容器的设计总图(蓝图)上，必须加盖压力容器设计资格印章(复印章无效)。设计资格印章失效的图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力容器。设计总图上应有设计、校核、审核(定)人员的签字 第28条压力容器设计单位不准在外单位设计的图样上加盖压力容器设计资格印章(经压力容器设计单位批准机构指定的图样除外)。 对应99版“容规”条款7/26/202214容规宣贯第3章设计主要变化：(1)设计资格印章改为设计许可印章；(2)取消蓝图规定；(3)取消“经压力容器设计单位批准机构指定的图样”的试设计方式。释义：(1)要求压力容器设计总图上，必须加盖压力容器设计许可印章(复印章无效)。(2)随着制图技术发

16、展，总图可以形式多样，所以不再要求一定是蓝图；设计资格印章改为设计许可印章。 (3)采用“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”说法更准确，99版容规中规定的“经压力容器设计单位批准机构指定的图样”的试设计方式现在已经取消了。 7/26/202215容规宣贯第3章设计3.3设计条件 压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件。设计条件至少包含以下内容：(1)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)；(2)压力容器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)；(3)介质组分与特性；(4)预期

17、使用年限；(5)几何参数和管口方位；(6)设计需要的其他必要条件。新增条款。本规程条款7/26/202216容规宣贯第3章设计释义：(1)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。过去的容规只针对压力载荷，事实上压力容器的事故引发原因不仅仅是压力。新容规更加注重容器的失效模式，需要考虑所有与失效模式对应的载荷形式。(2)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；

18、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。(3)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)。(4)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。 7/26/202217容规宣贯第3章设计3.4设计文件 3.4.1通用要求(1)压力容器的设计文件包括强度计算书或者应力分析报告、设计图样、制造技术条件、风险评估报告(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；(2)装设安全阀、爆破片装置的

19、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。 对应99版“容规”第33条。本规程条款7/26/202218容规宣贯第3章设计第33条压力容器的设计文件，包括设计图样、技术条件、强度计算书，必要时还应包括设计或安装、使用说明书。1.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。2.用户需要时，压力容器设计或制造单位还应向压力容器的使用单位提供安装、使用说明书。3.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，

20、设计单位应向使用单位提供强度计算书。4.按JB4732设计时，设计单位应向使用单位提供应力分析报告。强度计算书的内容，至少应包括：设计条件、所有规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力等。装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设计单位应向使用单位提供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，应征求使用单位意见，协商选用安全泄放装置。在工艺参数、所用材料、制造技术、热处理、检验等方面有特殊要求的，应在合同中注明。 对应99版“容规”条款7/26/202219容规宣贯第3章设计主要变化：(1)明确压力容器设计文件所包括的内容；(2)新增加第类压力容器风险评估报

21、告的要求，详见本规程3.6的要求；(3)99版容规中设计说明书的提法不明确，改为强度计算书或者应力分析报告；(4)设计单位应当向压力容器的设计委托单位或者制造单位提供完整的设计文件的要求放在本规程3.1(4)总体要求中；(5)关于强度计算书或者应力分析报告的内容，属过细要求(也规定不全)，不再具体规定；(6)应当在合同中注明的内容不属于法规的强制性规定，不在此条列出。 7/26/202220容规宣贯第3章设计释义：(1)99版容规既规定“必要时”，又规定“用户需要时”，压力容器设计或制造单位还应向压力容器的使用单位提供安装、使用说明书。这样不容易把握，现统一修订为“设计单位认为必要时”，将是否

22、需要“安装及使用维修说明”这一责任交由设计单位承担。(2)99版容规规定，“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。”现取消这一规定，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)。 7/26/202221容规宣贯第3章设计3.4.2设计总图3.4.2.1总图的审批设计总图应当按照有关安全技术规范的要求履行审批手续。

23、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的批准签字。本规程条款第29条压力容器的设计总图总图上应有设计、校核、审核(定)人员的签字。对于第三类中压反应压力容器和储存压力容器、高压压力容器和移动式压力容器，应有压力容器设计技术负责人的批准签字。 对应99版“容规”条款7/26/202222容规宣贯第3章设计主要变化：第类压力容器设计单位技术负责人的批准签字，可以采用授权人签字方式(应当有技术负责人的授权书)。 释义：安全技术规范TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则中规定了压力容器设计文件的审批手续，本条强调对危险性较大的第类压力容器加强设计管理，还应当有

24、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授权书。 7/26/202223容规宣贯第3章设计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：(1)压力容器名称、类别，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；(3)设计条件，包括设计温度,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、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；(4)主要受压元件材料牌号与标准；(5

25、)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)；(7)特殊制造要求；(8)热处理要求；(9)无损检测要求；(10)耐压试验和泄漏试验要求；(10)耐压试验和泄漏试验要求；(11)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)；(13)压力容器铭牌的位置；(14)包装、运输、现场组焊和安装要求。本规程条款7/26/202224容规宣贯第3章设计3.4.2.3特殊要求下列情况对设计总图的特殊要求：(1)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；(

26、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；(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；(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；(5)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；(6)要求保温或者保冷的压力容器，提出保温或者保冷措施。 对应99版“容规”第30条、第56条。7/26/202225容规宣贯第3章设计第30条压力容器的设计总图上，至少应注明下列内容：1.压力容器名称、类别。2.设计条件包括温度、压力、介质(组分)、腐蚀裕量、焊缝系数、自然基础条件等，对储存液化石油气的储

27、罐应增加装量系数；对有应力腐蚀倾向的材料应注明腐蚀介质的限定含量；对有时效性的材料应考虑工作介质的相容性，还应注明压力容器使用年限。3.主要受压元件材料牌号及材料要求。4.主要特性参数(如压力容器容积、换热器换热面积与程数等)。5.制造要求。6.热处理要求。7.防腐蚀处理要求。8.无损检测要求。9.耐压试验和气密性试验要求10.安全附件的规格和订购特殊要求。11.压力容器铭牌的位置。12.包装、运输、现场组焊和安装要求。对应99版“容规”条款7/26/202226容规宣贯第3章设计13.下列情况下的特殊要求：(1)夹套压力容器应分别注明壳体和夹套的试验压力、允许的内外差值，以及试验步骤和试验的

28、要求；(2)装有触媒的反应压力容器和装有充填物的大型压力容器，应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，应注明计算厚度、使用中定期检验和耐压试验的要求；(4)对不能进行耐压试验和气密性试验的，应注明计算厚度和制造及使用的特殊要求，并应与使用单位协商提出推荐的使用年限和保证安全的措施；(5)对有耐热衬里的反应压力容器，应注明防止受压元件超温的技术措施；(6)为防止介质造成的腐蚀(应力腐蚀)，应注明对介质纯净度的要求；(7)亚铵法造纸蒸球应注明防腐技术要求；(8)有色金属制压力容器制造、检验的特殊要求。第56条钢制压力容器或受压元件的焊后热处理要求，除满足本规程外，

29、还应符合GB150或JB4732等标准的有关规定。对材料有特殊热处理要求的，应在设计图样上注明。 7/26/202227容规宣贯第3章设计主要变化：规范用词，增加一些重要内容。释义：对原设计总图要求的一些字词进行了修改，更加规范确切。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、地震以及接管载荷等，图样中应当注明，便于使用者、制造方和检验

30、方对设备设计的了解。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”要求。删除99版容规第56条，在(6)已有要求；涉及制造要求部分，在本规程4.6中进行规定。 7/26/202228容规宣贯第3章设计3.5设计方法 压力容器的设计可以采用规则设计方法或者分析设计方法。必要时也可以采用试验方法或者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

31、的强度要求，确保压力容器在设计使用年限内的安全。对应99版“容规”第48条、第52条。本规程条款7/26/202229容规宣贯第3章设计第48条钢制压力容器封头的型式和技术要求、外压圆筒加强设计以及与壳体间的连接、壳体开孔的尺寸和补强要求应按GB150或JB4732的有关规定执行。有色金属制压力容器，应符合相应标准要求。第52条设计者在对角焊缝的强度进行验算后，应将角焊缝的强度验算结果列入设计技术文件中。 对应99版“容规”条款7/26/202230容规宣贯第3章设计主要变化：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：(1)本条原则规定了压力容器应当

32、采用的设计方法。规则设计方法指以GB150钢制压力容器为代表的设计方法，包括GB151管壳式换热器、GB12337钢制球形储罐、JB/T4710钢制塔式容器、JB/T4731钢制卧式容器、JB/T4734铝制焊接容器、JB/T4745钛制焊接容器、JB/T4755铜制压力容器、JB/T4756镍及镍合金制压力容器等标准方法。分析设计法则指JB4732钢制压力容器分析设计标准中所规定的方法。如果上述两种方法都不适用，本规程规定也可以采用试验方法或者可对比的经验设计方法，但采用这两种设计方法时，应当按本规程1.9的规定进行技术评审，这与GB150的规定是一致的。如果采用本条规定之外的设计方法(如可

33、靠性分析设计法、概率设计法、断裂力学设计法等)，也应当按本规程1.9的规定进行技术评审。7/26/202231容规宣贯第3章设计(2)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GB150、美国的ASME -1以及日本JIS B 8265第2、第3种容器的设计即属此。 (3)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，

34、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ASME -2以及日本JIS B 8265第1种容器的设计即属此。 (4)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。(5)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

35、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。 7/26/202232容规宣贯第3章设计(6)此外，本条还明确规定了设计的目标，即“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。”(7)99版容规第52条“设计者在对角焊缝的强度进行验算后，应将角焊缝的强度验算结果列入设计技术文件中。”没有实际内容，予以取消。如果需要这方面的计算，应当包括在设计文件中。 7/26/202233容规宣贯第3章设计3.6风险评估 对第类

36、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。本规程条款本条为新增条款。7/26/202234容规宣贯第3章设计释义：(1)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。(2)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

37、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。(3)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。 7/26/202235容规宣贯第3章设计3.7节能要求 压力容器的设计应当充分考虑节能降耗原则，并且符合以下要求：(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；(2)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。 本规程条款本条为新增条款。7/26/202236容规宣

38、贯第3章设计释义：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。此外，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：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

39、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。 7/26/202237容规宣贯第3章设计3.8安全系数 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，见表3-1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1.9的要求。 表3-1 规则设计方法的安全系数注3-1：如果本规程引用标准允许采用Rtp1.0，则可以选用该值计算其许用应力；注3-2：根据设计使用年限选用1.0105h、1.5105h、2.0105h等持久强度极限值。 对应99版“容规”第40条、第41条、第42条。本规程条款材料(板、锻件、管)安全系数室温下的抗拉强度R

40、m设计温度下的屈服强度RteL(Rtp0.2)(注3-1)设计温度下持久强度极限平均值 RtD(注3-2)设计温度下蠕变极限平均值(每1000小时蠕变率为0.01%的)Rtn碳素钢和低合金钢nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0高合金钢nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0钛及钛合金nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0镍及镍合金nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0铝及铝合金nb3.0ns1.5铜及铜合金nb3.0ns1.57/26/202238容规宣贯第3章设计材料安全系数室温下的抗拉强度Rm设计温度下的屈服强度RteL(Rtp0.2)(注3-3)碳钢素和低合金钢nb2.4ns1.

41、5高合金钢nb2.4ns1.5表3-2 分析设计方法的安全系数注3-3：如果本规程引用标准允许采用Rtp1.0，则可以选用该值计算其许用应力。表3-3 螺柱(螺栓)的安全系数 材料螺柱(螺栓)直径(mm)热处理状态安全系数设计温度下的屈服强度RteL(Rtp0.2)设计温度下持久强度极限平均值 RtD碳素钢M22热轧、正火2.71.5M24M482.5低合金钢及马氏体高合金钢M22调质3.5M24M483.0M522.7奥氏体高合金钢M22固溶1.6M24M481.5灰铸铁室温下抗拉强度安全系数不小于10.0，球墨铸铁室温下抗拉强度安全系数不小于8.0。 7/26/202239容规宣贯第3章设

42、计第40条钢制压力容器受压元件的强度计算，以及许用应力的选取，应按照GB150、GB151、GB12337和JB4732等标准的有关规定执行。对某些结构特殊的受压元件按常规标准无法解决强度计算时，局部可以参照JB4732规定的方法进行分析计算，并应经压力容器设计技术负责人的批准。局部参照JB4732标准进行压力容器受压元件分析计算的单位，可不取应力分析设计项目资格。有色金属制压力容器受压元件的强度计算(注)可参照GB150或有关标准规定进行。许用应力可按照相应国家标准和行业标准的规定，也可按照相应的国家标准和行业标准提供的力学性能和表3-4规定的安全系数计算。 对应99版“容规”条款7/26/

43、202240容规宣贯第3章设计表3-4 铝、铜、钛、镍及其合金的安全系数 对应99版“容规”条款注：当无法确定设计温度下屈服强度(条件屈服限)，而以抗拉强度为依据确定许用应力时，nb应适当提高。铸件的系数应在板、锻件、管、棒的基础上除以0.8。 7/26/202241容规宣贯第3章设计第41条铸铁压力容器受压元件的强度设计，许用应力的选取如下：灰铸铁为设计温度下抗拉强度除以安全系数10.0；可锻铸铁、球墨铸铁为设计温度下抗拉强度除以安全系数8.0。第42条铸钢压力容器受压元件的强度设计，许用应力的选取如下：使用温度小于等于300时，以材料抗拉强度除以安全系数4.0，并乘以铸造系数，该系数值不应

44、超过0.9；使用温度大于300时，以使用温度下的材料屈服点除以安全系数1.5，并乘以铸造系数，该系数值不应超过0.9。 对应99版“容规”条款7/26/202242容规宣贯第3章设计主要变化：安全系数降低。钢材现行容规2009规则设计GB150室温下的抗拉强度，Rm3.02.7设计温度下的屈服强度，RteL1.61.5分析设计JB4732室温下的抗拉强度， Rm2.62.4设计温度下的屈服强度，RteL1.51.57/26/202243容规宣贯第3章设计释义：虽然境外标准多用“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

45、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。 7/26/202244容规宣贯第3章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；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。安全系数

46、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，一般与下因素有关：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；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；压力容器使用管理的水平；压力容器事故的频发程度等。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

47、整安全系数是有安全保障的。7/26/202245容规宣贯第3章设计3.9压力 3.9.1设计压力和计算压力(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；(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。3.9.2超压泄放装置动作压力(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；(2)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。 本规程条款第31条压力容器的设计压力不得低于最高工作压力，装有安

48、全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。 对应99版“容规”条款7/26/202246容规宣贯第3章设计主要变化：(1)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；(2)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：(1)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

49、要。7/26/202247容规宣贯第3章设计(2)压力容器的最高允许工作压力是根据容器的有效厚度计算得到的容器实际可承受压力。可以采用最高允许工作压力做为超压泄放装置的动作压力，理由有三：由于在设计和制造阶段均存在厚度圆整等因素，压力容器的最高允许工作压力一般都大于设计压力，如以设计压力作为确定超压泄放装置动作压力的基准，将不利于充分发挥众多压力容器产品的实际承压能力。境外压力容器标准，多以最高允许工作压力作为确定超压泄放装置动作压力的基准。许多压力容器的设计压力与工作压力(即正常工况下，压力容器顶部可能出现的最高压力)较为接近(或者说差值较小)，以设计压力作为确定超压泄放装置的作压力的基准，

50、有可能导致在正常工况下超压泄放装置出现不应有的频繁动作，既不利于稳定生产，又会造成物料浪费，甚至导致环境污染。基于上述原因，本次修订进一步强调利用容器的最高允许工作压力做为超压泄放装置动作压力这一观点。但是，目前若对每台压力容器都提出注明其最高允许工作压力的要求，就要重新进行全面强度校核(如对法兰、补强、外压、局部不连续处等)，还存在一定困难。大多数设计文件中可能并未给出最高允许工作压力，如果需要，就应当(在合同中)明确要求设计者给出最高允许工作压力。(3)本条与8.3.2安全阀的整定压力的规定是协调一致的。 7/26/202248容规宣贯第3章设计3.9.3常温储存液化气体压力容器的设计压力

51、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为基础确定：(1)常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力按照表3-4确定；表3-4常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力 本规程条款液化气体临界温度规定温度下的工作压力无保冷设施有保冷设施无试验实测温度有试验实测最高工作温度并且能保证低于临界温度5050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在设计所规定的最大充装量下为50的气体压力试验实测最高工作温度下的饱和蒸气压力对应99版“容规”第34条。7/26/202249容规宣贯第3章设计(2)常温储存液化石油气压力容器规定温度下的工作压力，按照不低于50时混

52、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，其规定温度下的工作压力不得低于表3-5的规定。 表3-5 常温储存混合液化石油气压力容器规定温度下的工作压力本规程条款混合液化石油气50饱和蒸气压力规定温度下的工作压力无保冷设施有保冷设施小于或者等于异丁烷50饱和蒸气压力等于50异丁烷的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大于异丁烷50饱和蒸气压力、小于或者等于丙烷50饱和蒸气压力等于50丙烷的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大于丙烷50饱和蒸气压力等于50丙烯的饱和蒸气压力可能达

53、到的最高工作温度下丙烯的饱和蒸气压力对应99版“容规”第34条。7/26/202250容规宣贯第3章设计第34条盛装液化气体的固定式压力容器的设计压力规定如下：1.固定式液化气体压力容器设计压力应不低于表3-1的规定。2.固定式液化石油气储罐的设计压力应按不低于50时混合液化石油气组分的实际饱和蒸气压来确定，设计单位应在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不做组分分析，其设计压力则应不低于表3-2规定的压力。注：液化石油气指国家标准GB11174规定的混合液化石油气；异丁烷、丙烷、丙烯50的饱和蒸气压力应按相应的国家标准和行业标准的规定确定。对应99版“容规”条款7/26/20

54、2251容规宣贯第3章设计液化气临界温度设计压力(MPa)无保冷设施有可靠保冷设施无试验实测温度有试验实测最高工作温度且能保证低于临界温度5050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异丁烷50饱和蒸气压力丙烷50饱和蒸气压力等于50丙烷的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丙烷50饱和蒸气压力等于50丙烯的饱和蒸气压力可能达到的最高工作温度下丙烯的饱和蒸气压力7/26/202252容规宣贯第3章设计释义：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，故将原来对设计压力的规定改为对工作压力的

55、规定。选取原则为工作压力不应当低于50饱和蒸气压力。下表给出几种常用介质的饱和蒸气压数值，供参考。介质名称50饱和蒸汽气压力MPa(A)丙烯2.05丙烷1.71异丁烷0.69氨2.03氯1.43几种介质常温储存时规定温度下的工作压力取值主要变化：将原来对设计压力的规定改为对工作压力的规定。7/26/202253容规宣贯第3章设计3.10温度 (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；(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，其最低设计金属温度不

56、得高于历年来月平均最低气温(是指当月各天的最低气温值相加后除以当月的天数)的最低值。本规程条款第35条设计储存压力容器，当壳体的金属温度受大气环境气温条件所影响时，其最低设计温度可按该地区气象资料，取历年来月平均最低气温的最低值。月平均最低气温是指当月各天的最低气温值相加后除以当月的天数。月平均最低气温的最低值，是气象局实测的10年逐月平均最低气温资料中的最小值。全国月平均最低气温低于等于零下20和零下10的地区见附件二。 对应99版“容规”条款7/26/202254容规宣贯第3章设计主要变化：(1)本条主要强调设计常温储存容器时，最低设计金属温度的选取应考虑环境温度的影响；(2)去掉了99版

57、“容规”附件二。释义：由于低温储存容器的设计温度通常不取决于大气环境，因此本条主要强调设计常温储存容器时，最低设计金属温度的选取应考虑环境温度的影响，从而正确地进行选材。因各地月平均最低气温的最低值从设计常用资料及气象部门可以得到准确数据，选用准确的设计数据是设计者的责任；并且考虑到当前各地气温的无常变化(如2008年南方的冰冻灾害)，法规规定的内容难以适时调整，故本规程去掉了99版容规附件二的数据，不再列出。 7/26/202255容规宣贯第3章设计3.11腐蚀裕量 对于有均匀腐蚀的压力容器，腐蚀裕量根据预期的压力容器使用年限和介质对材料的腐蚀速率确定。同时，还应当考虑介质流动对受压元件的冲

58、蚀、磨损等影响。 本规程条款第32条设计压力容器时，应有足够的腐蚀裕量。腐蚀裕量应根据预期的压力容器使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定，还应考虑介质流动时对压力容器或受压元件的冲蚀量和磨损量。在进行结构设计时，还应考虑局部腐蚀的影响，以满足压力容器安全运行要求。为防止压力容器超寿命运行引发安全问题，设计单位一般应在设计图样上注明压力容器设计使用寿命。 对应99版“容规”条款7/26/202256容规宣贯第3章设计主要变化：(1)删除了对局部腐蚀的要求；(2)将“为防止压力容器超寿命运行引发安全问题，设计单位一般应在设计图样上注明压力容器设计使用寿命。 ”要求改为3.4.2.2条的强制要求。释义

59、：将原条文“为防止压力容器超寿命运行引发安全问题，设计单位一般应当在设计图样上注明压力容器设计使用年限。”改为3.4.2.2条中的强制要求。 7/26/202257容规宣贯第3章设计3.12最小厚度 压力容器最小厚度的确定应当考虑制造、运输、安装等因素的影响。 本规程条款第44条压力容器限定的最小壁厚(不包括腐蚀裕量)应符合相应设计规范和标准的规定。 对应99版“容规”条款本条没有变化。释义：与原条文基本一致，但提出了影响最小壁厚的主要考虑因素。不同材料和结构形式的压力容器最小厚度要求是不同的，在本规程中不可能一一列举，因此需要参考相应的产品技术标准确定。 7/26/202258容规宣贯第3章

60、设计3.13装量系数 储存液化气体的压力容器应当规定设计储存量，装量系数不得大于0.95。本规程条款第36条盛装液化气体的压力容器设计储存量，应符合下列规定：1.介质为液化气体(含液化石油气)的固定式压力容器设计储存量，应按照下式计算：W=Vt式中：W储存量，t；装量系数，一般取0.9，对压力容器容积经实际测定者，可取大于0.9，但不得大于0.95； V 压力容器的容积，m3；t设计温度下的饱和液体密度，t/m3。2.介质为液化气体的移动式压力容器罐体允许最大充装量应按照下式计算：W=vV式中：W罐体允许最大充装量，t；v单位容积充装量，按介质在50时罐体内留有8%气相空间及该温度下的介质密度