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《固定式压力容器安全技术监察规程》设计福建省特种设备检验院2009年12月1日2/6/20231《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。2/6/20232《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2/6/20233《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化(共24条,有8处变化)设计资质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。凡是按境外标准设计制造的压力容器,也必须符合《容规》的基本安全要求。风险评估报告对第III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压力容器设计条件,保障设计输入条件的可靠性。2/6/20234《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化液化气体压力对盛装液化气体的固定式压力容器,原来规定50℃饱和蒸气压力为设计压力,现修改为工作压力。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。2/6/20235《容规》修订基本原则与本章的主要内容变化

本章主要变化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,并要求在设计时考虑疲劳载荷因素的影响。强调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。2/6/20236《容规》宣贯——第3章 设计3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,压力容器的设计单位的许可资格、设计类别、品种和级别范围的划分应当符合《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2/6/20237《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2/6/20238《容规》宣贯——第3章 设计主要变化:

99容规中第33条第l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第(4)项对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。

2/6/20239《容规》宣贯——第3章 设计释义:本条为对设计单位资格及责任的通用要求。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TSGRl001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》。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。2/6/202310《容规》宣贯——第3章 设计释义: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。目前,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。

2/6/202311《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),设计资格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。

对应99版“容规”第29条、第28条本规程条款2/6/202312《容规》宣贯——第3章 设计第29条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。对于第三类中压反应容器和储存容器、高压容器和移动压力容器,应有压力容器设计技术负责人的批准签字。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2/6/202313《容规》宣贯——第3章 设计释义:要求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);随着制图技术发展,总图可以形式多样,所以不再要求一定是蓝图。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。主要变化:

(1)设计资格印章改为设计许可印章。

(2)取消了可在“经压力容器设计单位批准机构指定的图样”上加盖设计许可印章的内容。

2/6/202314《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。本规程条款2/6/202315《容规》宣贯——第3章 设计释义: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。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。“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。

主要变化:本条为新增条款。

2/6/202316《容规》宣贯——第3章 设计3.4设计条件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Ⅲ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29条、第28条本规程条款2/6/202317《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、高压容器、第三类中压反应容器和储存容器,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2/6/202318《容规》宣贯——第3章 设计释义:明确压力容器设计文件所包括的内容。新增加第Ш类压力容器风险评估报告的要求,详见本规程3.6的要求。

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”,将是否需要“安装及使用维修说明”这一责任交由设计单位承担。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)。主要变化:

(1)

增加了第Ш类压力容器风险评估报告的要求;

(2)将设计说明书改为强度计算书或者应力分析报告。

2/6/202319《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上应当按照有关安全技术规范的要求履行审批手续。对于第Ⅲ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。

第29条压力容器的设计总图……

设计总图上应有设计、校核、审核(定)人员的签字。对于第三类中压反应容器和储存容器、高压容器和移动压力容器,应有压力容器设计技术负责负责人的批准签字。

本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202320《容规》宣贯——第3章 设计释义:安全技术规范TSGR1001-2008《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Ш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授权书。

主要变化:

加强第Ш类压力容器的设计管理,明确授权签字人批准。

2/6/202321《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,至少应当注明下列内容:(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)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;(11)防止腐蚀的要求;(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2/6/202322《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],对储液化石油气的储罐应增加装量系数;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.压力容器铬牌的位置。

12.包装、运输、现场组焊和安装要求。

……

对应99版“容规”条款2/6/202323《容规》宣贯——第3章 设计释义:

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、制造方和检验方对设备设计的了解。

主要变化:

增加设计、制造所依据的主要法规、标准,工作条件,材料标准,设计寿命,预防腐蚀等方面的内容。

2/6/202324《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;

(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)要求保温或保冷的压力容器,提出保温或保冷措施。

对应99版“容规”第30条、第56条本规程条款2/6/202325《容规》宣贯——第3章 设计第30条……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要求;(2)装有触媒的反应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,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。对应99版“容规”条款2/6/202326《容规》宣贯——第3章 设计释义:对原设计总图要求的一些字词进行了修改,更加规范确切。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(8)中已有要求;涉及制造要求部分,在本规程4.6中进行规定。主要变化:

增加了“保温或保冷的压力容器”的节能降耗要求。

2/6/202327《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2/6/202328《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、壳体开孔和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2/6/202329《容规》宣贯——第3章 设计释义:本条原则规定了压力容器应当采用的设计方法,规则设计方法指以GBl50《钢制压力容器》为代表的设计方法,分析设计法则指JB4732《钢制压力容器一分析设计标准》中所规定的方法。如果上述两种方法都不适用,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。如果采用本条规定之外的设计方法(如可靠性分析设计法、概率设计法、断裂力学设计法等),也应当按本规程l.9的规定进行技术评审。主要变化:

删除99版容规第48、52条,只在本条中原则规定。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,……确保压力容器在设计使用年限内的安全。”

2/6/202330《容规》宣贯——第3章 设计3.6风险评估对第Ⅲ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。

本规程条款2/6/202331《容规》宣贯——第3章 设计释义:设计阶段进行风险评估,是基于失效模式设计理念的产物,要求设计者通过危害识别、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:①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;②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;③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;④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,目前仅在第Ш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。主要变化:

新增条款。2/6/202332《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2/6/202333《容规》宣贯——第3章 设计释义: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;设计人员不仅要考虑压力容器的安全性,还要充分考虑压力容器经济性;不但要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。主要变化:

新增条款。2/6/202334《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。灰铸铁室温下抗拉强度安全系数应不小于10.0,球墨铸铁室温下抗拉强度安全系数应不小于8.0。

对应99版“容规”第40条、第41条、第42条本规程条款2/6/202335《容规》宣贯——第3章 设计本规程条款(表3-1)2/6/202336《容规》宣贯——第3章 设计本规程条款(表3-2)2/6/202337《容规》宣贯——第3章 设计本规程条款(表3-3)2/6/202338《容规》宣贯——第3章 设计第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。(表3-4及备注略)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,许应力的选取如下:使用温度小于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2/6/202339《容规》宣贯——第3章 设计主要变化:

降低了安全系数。2/6/202340《容规》宣贯——第3章 设计释义:

压力容器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。在大多数压力容器产品中,安全系数的合理与否,直接决定了该国家这类产品的竞争力。影响安全系数的因素很多、也很复杂,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,一般要考虑如下的因素:①压力容器材料的技术水平和供应稳定状况;②强度设计准则和设计计算方法的可靠性;③压力容器建造的技术能力;④压力容器建造的质量管理方式和管理水平;⑤压力容器使用管理的水平;⑥压力容器事故的频发程度等。2/6/202341《容规》宣贯——第3章 设计释义:如何能够在保证压力容器安全的同时,最大限度地实现节约材料,是近年来压力容器行业关注的热点,也是法规和标准的重要发展方向。随着我国压力容器建造技术的发展,特别是材料性能、焊接技术和无损检测技术的进步,安全管理体制的不断完善,使用单位安全责任主体意识逐步加强,压力容器整体安全状况稳步提高,为降低安全系数奠定了坚实的技术保障和安全管理基础,因此当前调整安全系数是有安全保障的。目前安全系数的调整只是压力容器有关钢材部分的局部调整,今后的研究将针对有色金属、铸铁、按断裂失效模式设计的超高压容器以及复合材料压力容器。

2/6/202342《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,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。对应99版“容规”第31条本规程条款2/6/202343《容规》宣贯——第3章 设计第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2/6/202344《容规》宣贯——第3章 设计释义: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。主要变化:

新增设计压力和计算压力的定义,并与GBl50等标准保持一致。并改安全泄放装置为超压泄放装置,与GBl50等标准统一,与国际接轨。2/6/202345《容规》宣贯——第3章 设计几个压力的关系图(3.24气密性试验)2/6/202346《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;

(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℃时混合液化石油气组分的实际饱和蒸气压来确定,设计单位应当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,其规定温度下的工作压力不得低于表3-5规定。对应99版“容规”第34条本规程条款2/6/202347《容规》宣贯——第3章 设计表3-42/6/202348《容规》宣贯——第3章 设计常用液化气饱和蒸气压力2/6/202349《容规》宣贯——第3章 设计表3-52/6/202350《容规》宣贯——第3章 设计常用液化石油气饱和蒸气压力2/6/202351《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。(表3-1略)

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。(表3-2略)

对应99版“容规”条款2/6/202352《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规定。选取原则为工作压力不应当低于50℃饱和蒸汽压力。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。2/6/202353《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。对应99版“容规”第35条本规程条款2/6/202354《容规》宣贯——第3章 设计金属温度示意图2/6/202355《容规》宣贯——第3章 设计第35条设计储存容器,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2/6/202356《容规》宣贯——第3章 设计释义: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l999版容规附件二的数据,不再列出。主要变化:

去掉了99版容规附件二的数据,不再列出。2/6/202357《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,同时还应考虑介质流动对受压元件的冲蚀、磨损等影响。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。本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202358《容规》宣贯——第3章 设计释义:

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中的强制要求。主要变化:

“压力容器设计使用年限”改为强制要求。2/6/202359《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。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。本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202360《容规》宣贯——第3章 设计释义:

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。主要变化:

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。2/6/202361《容规》宣贯——第3章 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。

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=фVρt2.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=фvV

移动式压力容器罐体常见介质的设计压力、腐蚀裕量、单位容积充装量按表3-3选取。(表3-3略)本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202362《容规》宣贯——第3章 设计释义: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=Φ×V×Pt式中:W——储存量,t;

Φ——装量系数;

V——压力容器的容积,m3;

Pt——设计温度下的饱和液体密度,t/m3。主要变化:

只原则规定装量系数,不做具体规定。2/6/202363《容规》宣贯——第3章 设计3.14焊接接头3.14.1壳体接头设计焊制压力容器的筒体纵向接头、筒节与筒节(封头)连接的环向接头、封头的拼接接头,以及球壳板间的焊接接头,应当采用全截面焊透的对接接头型式。球形储罐球壳板不得拼接。第51条焊制压力容器的筒体纵向接头、筒节与筒节(封头)连接的环向接头,以及封头的拼接接头,必须采用全截面焊透的对接接头型式。球形储罐球壳板不得拼接。对接接头的设计可参照GB150附录J或JB4732附录H进行。本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202364《容规》宣贯——第3章 设计释义:

GBl50和JB4732已经列入本规程的引用标准,对接接头的设计应当按本规程引用标准的要求进行。主要变化:

基本保留原条文的内容,增加“球壳板间的焊接接头应当采用全截面焊透的对接接头型式”的要求。2/6/202365《容规》宣贯——第3章 设计3.14.2按管与壳体之间接头设计钢制压力容器的接管(凸缘)与壳体之间的接头设计以及夹套压力容器的接头设计,可参照本规程引用标准进行。有下列情况之一的,应当采用全焊透结构:

(1)介质为易燃或毒性为极度危害和高度危害的压力容器;(2)要求气压试验或者气液组合压力试验的压力容器;

(3)第Ⅲ类压力容器;

(4)低温压力容器;

(5)进行疲劳分析的压力容器;

(6)直接受火焰加热的压力容器;(7)计图样规定的压力容器。对应99版“容规”第54条本规程条款2/6/202366《容规》宣贯——第3章 设计

第54条钢制压力容器管法兰、热片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592-20635的规定。钢制压力容器的接管(凸缘)与壳体之间的接头设计以及夹套压力容器的接头设计,可参照GB150附录J或JB4732附录H进行。有下列情况之一的,应采用全焊透型式:

1.介质为易燃或毒性为极度危害和高度危害的压力容器。

2.气压试验的压力容器。

3.第三类压力容器。

4.低温压力容器。

5.按疲劳准则设计压力容器。

6.直接受火焰加热的压力容器。

7.移动式压力容器。

对应99版“容规”条款2/6/202367《容规》宣贯——第3章 设计释义:

因超出本规程管辖范围,故取消移动式压力容器;有关“钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件设计的规定”不属于焊接接头的规定,改放到本规程3.17第(1)项中。实践证明这些要求对保证容器质量、安全使用是必要的。主要变化:

取消了“移动式压力容器”,其他未做修改。2/6/202368《容规》宣贯——第3章 设计3.15焊接接头系数(1)用焊接方法制造的压力容器,应当考虑焊接接头对强度的削弱,焊接接头系数的取值按照相应引用标准选取;(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。

第43条用焊接方法制造的压力容器,其焊接接头系数应按表3-5选取。按JB4732标准设计时,焊接接头系数取1.0。(表3-5略)本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202369《容规》宣贯——第3章 设计释义:只提出对焊接接头系数的基本要求,因影响焊接接头系数的因素很多,并且在本规程引用标准中有详细规定,为了与标准统一,故不再具体列出数值,只做原则性规定。长期以来我国的局部无损检测要求一直与国际上其他标准不一致,特别是不允许采用降低焊接接头系数而免除检测。经过实践检验,证实其符合我国现阶段的国情,因此保留了这个规定。主要变化:

对焊接接头系数只提出基本要求,不列具体数值,仅做原则性规定。2/6/202370《容规》宣贯——第3章 设计3.16无损检测要求压力容器设计单位应当根据本规程、本规程引用标准和JB/T4730的要求在设计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。主要变化:

对焊接接头系数只提出基本要求,不列具体数值,仅做原则性规定。本规程条款2/6/202371《容规》宣贯——第3章 设计释义:

无损检测是保证压力容器制造质量的重要手段。作为设计者,对压力容器的工况、介质、材料、结构等最为清楚,在设计时应当提出具有针对性的有效无损检测方法、比例、质量要求及其合格级别等。设计者应当根据材料和制造工艺选择最合适的无损检测方法:根据压力容器结构,考虑无损检测实现的可能性;根据无损检测方法、比例、质量要求及其合格级别之间的关系,提出合格级别和验收准则。制造单位按设计文件要求实施无损检测,以保证压力容器的安全质量。尤其是当有特殊无损检测要求时,如大壁厚、大直径、裂纹敏感性材料、特殊材料、特殊结构等,更应当引起设计者的充分重视。2/6/202372《容规》宣贯——第3章 设计3.17压力容器用管法兰(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HG20592~HG20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》系列标准的规定;(2)盛装液化石油气、毒性程度为极度和高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HG20592~HG20635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。

对应99版“容规”第54条、第37条本规程条款2/6/202373《容规》宣贯——第3章 设计第54条钢制压力容器管法兰、热片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592-20635的规定。钢制压力容器的接管(凸缘)与壳体之间的接头设计……第37条设计盛装液化石油气的储存容器,应参照行业标准HG20592~20635的规定,选取压力等级高于设计压力的管法兰、垫片和紧固件。使用法兰连接的第一个法兰密封面,应采用高颈对焊法兰、金属缠绕垫片(带外环)和高强度螺栓组合。对应99版“容规”条款2/6/202374《容规》宣贯——第3章 设计释义:实践证明,在目前管法兰标准众多的情况下,推荐采用HG20592~20635标准,对促使中国管法兰标准统一将起到一定的作用。对易爆、有毒介质压力容器用管法兰提出采用高颈对焊法兰、带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合,是经实践检验过的经验总结,设计者可根据情况采用密封性能更加可靠的法兰连接组合。强渗透性介质如液氨等,不能使用泄漏率较高的非金属垫片。主要变化:

基本没有变化。

2/6/202375《容规》宣贯——第3章 设计3.18检查孔(1)压力容器应当根据需要设置人孔、手孔等检查孔,检查孔的开设位置、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开设检查孔的压力容器,设计单位应当提出具体技术措施,例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。

对应99版“容规”第45条、第46条、第47条本规程条款2/6/202376《容规》宣贯——第3章 设计

第45条对压力容器检查孔的要求如下:1.为检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷,压力容器应开设检查孔(第46条规定的除外)。检查孔包括人孔、手孔。

2.检查孔的最少数量与最小尺寸应符合表3-6的要求。(表3-6略)

3.检查孔的开设位置要求如下:(1)检查孔的开设应合理、恰当,便于观察或清理内部;(2)手孔应开设在封头上或封头附近的筒体上。

4.球形储罐应在上、下极板上各开设一个人孔(或制造工艺孔)。第46条符合下列条件之一的压力容器可不开设检查孔:

1.筒体内径小于等于300mm的压力容器。

2.压力容器上设有可以拆卸的封头、盖板等或其他能够开关的盖子,其封头、盖板或盖子的尺寸不小于所规定检查孔的尺寸。

3.无腐蚀或轻微腐蚀,无需做内部检查和清理的压力容器。

4.制冷装置用压力容器。

5.换热器。第47条不属于第46条所规定条件的压力容器,因特殊情况不能开设检查孔时,则应同时满足以下要求:

1.对每条纵、环焊缝做100%无损检测(射线或超声)。

2.应在设计图样上注明计算厚度,且在压力容器在用期间或检验时重点进行测厚检查。

3.相应短检验周期。对应99版“容规”条款2/6/202377《容规》宣贯——第3章 设计释义:在压力容器设计中规定给容器开设进行定期检验的通道是国际惯例,检查孔的开设应当根据内部检查的需要由设计者根据具体情况确定。法规上规定难以罗列齐全,在此只给出基本原则规定,不再做详细要求。确无必要开设检查孔的情况可以按99版容规第46条理解,不能开设检查孔的情况由设计者根据工艺情况把握,但对于不开设检查孔的压力容器,要求设计者综合考虑制造和定期检验中的问题。主要变化:

检查孔的开设不再做详细要求,只给出基本原则规定。2/6/202378《容规》宣贯——第3章 设计3.19开孔补强圈的指示孔压力容器上的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。第53条用焊接方法装设在压力容器上的补强圈以及周边连续焊的起加强作用的垫板应至少设置一个不小于M6的泄漏信号指示螺纹孔。本规程条款对应99版“容规”条款2/6/202379《容规》宣贯——第3章 设计释义:

泄漏信号指示孔的作用是在对补强件、垫板、固定焊缝进行密封试验时检漏及在接管角焊缝、壳体被覆盖的焊缝泄漏时发出信号。密封试验压力一般为0.3~0.4MPa,介质为空气或氮气。主要变化:

去掉99版容规中关于M6的规定,具体的指示孔尺寸形式满足泄漏指示即可,由设计者按相应的结构形式和相关标准的规定确定。2/6/202380《容规》宣贯——第3章 设计3.20快开门式压力容器快开门式压力容器,是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。快开门式压力容器的设计应当考虑疲劳载荷的影响。快开门式压力容器应当具有满足以下要求的安全联锁功能:(1)当快开门达到预定关闭部位,方能升压运行;

(2)当压力容器的内部压力完全释放,方能打开快开门。对应99版“容规”第54条、第37条本规程条款2/6/202381《容规》宣贯——第3章 设计第49条快开门式压力容器的快开门(盖)应设计安全联锁装置并应具有以下功能:

1.当快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能。

2.当压力容器的内部压力完全释放,安全联锁装置脱开后,方能打开快开门的联锁联动功能。

3.具有与上述动作同步的报警功能。对应99版“容规”条款2/6/202382《容规》宣贯——第3章 设计释义:给出了需要安装安全联锁装置的快开门式压力容器的定义,并提示快开门式压力容器的设计应当考虑疲劳载荷的影响。快开门式压力容器的共同特点是容器的通道(端盖或者封头)及其锁紧装置是通过简单的转动机构或平移机构以有限的一、两次连续动作便能够快速完成开启或闭合密封过程而不是采用逐个拆装多个螺栓的快拆法兰连接结构。主要变化:

只要求快开门具有安全联锁功能,不再强调安全联锁装置去掉了“同步的报警功能”要求,突出强调联锁功能。2/6/202383《容规》宣贯——第3章 设

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