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文檔簡介
特種設備平安技術規(guī)范TSG21-2024
定式壓力容器平安技術
監(jiān)察規(guī)程
SupervisionRegulationonSafetyTechnologyfor
StationaryPressureVessel
中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布
2024年月日
修訂說明
1.以《固定式壓力容器平安技術監(jiān)察規(guī)程》、《非金屬壓力容器平安技術監(jiān)察規(guī)
程》、《簡潔壓力容器平安技術監(jiān)察規(guī)程》、《超高壓容器平安技術監(jiān)察規(guī)程》(及其2024
年修訂稿)、《壓力容器定期檢驗規(guī)則》、《壓力容器運用規(guī)則》、《壓力容器監(jiān)督檢驗規(guī)
則》等七個規(guī)范為基礎,內容上不作過大的技術改動,進行上述規(guī)程內容的合并以及
邏輯關系上理順,統(tǒng)一并且進一步明確基本平安要求,形成關于固定式壓力容器的綜
合規(guī)范(大規(guī)范);
2.整理國家質檢總局近年來針對壓力容器平安監(jiān)察的有關文件,匯總《固定式壓
力容器平安技術監(jiān)察規(guī)程》宣貫、實施中存在的具體問題,收集網上詢問看法,增補
相應內容,重點解決當前存在的突出問題;
3.開展相關的調研工作,重點解決鑄鋼、鑄鐵壓力容器材料技術要求(平安系數(shù)、
化學成分、力學性能和適用范圍),增加非焊接結構容器高強鋼材料技術要求;完善
超高壓容器技術要求,完善非金屬壓力容器,如石墨、玻璃鋼的基本平安要求,簡化
塑料壓力容器監(jiān)管方式;完善平安附件的基本要求,包括平安附件的種類、范圍界定、
型式試驗要求及產品性能要求;推廣壓力容器設計風險評估報告;統(tǒng)一固定式壓力容
器分類的方法;
4.依據固定式壓力容器各環(huán)節(jié)分章進行描述,每個環(huán)節(jié)的邊界盡可能清晰,明確
相應的主體責任(如耐壓試驗介質、壓力、溫度,無損檢測方法、比例,熱處理等技
術要求明確由設計提出并且放到相應設計章節(jié));
5.理順法規(guī)與標準的關系,建立滿意法規(guī)平安基本要求的協(xié)調標準概念;
6.進一步明確基本平安要求的內容,盡量不采納引用標準的方式描述,而是干脆
闡述其內容;對介質特性、產品結構、試驗方法的限定要求,引用相應標準。
目錄
1總則..................................................................(1)
2材料.............-.......................-.......................-....(4)
2.1材料通用要求
2.2金屬材料技術要求
2.3非金屬材料技術要求
3設計.............-.......................-.......................—???(12)
3.1設計通用要求
3.2金屬壓力容器設計要求
3.3非金屬壓力容器設計要求
4制造.................................................................(30)
4.1制造通用要求
4.2金屬壓力容器制造要求
4.3非金屬壓力容器制造要求
5安裝、改造與修理......................................................(46)
5.1安裝改造修理單位
5.2改造與重大修理
5.3修理及帶壓密封平安要求
6監(jiān)督檢驗...............................................................(48)
6.1監(jiān)督檢驗通用要求
6.2制造監(jiān)督檢驗
6.3安裝、改造與重大修理監(jiān)督檢驗
6.4進口壓力容器監(jiān)督檢驗專項要求
6.5批量制造產品的監(jiān)督檢驗方法
6.6壓力容器制造單位質量保證體系實施狀況評價
6.7監(jiān)督檢驗其他要求
7運用管理...............................................................(67)
7.1運用平安管理
7.2運用登記和變更
7.3年度檢查
7.4運用監(jiān)督管理
8在用檢驗...........-...............................................—???(85)
8.1定期檢驗通用要求
8.2定期檢驗前的打算工作
8.3金屬壓力容器定期檢驗項目與方法
8.4非金屬及非金屬襯里壓力容器定期檢驗項目與方法
8.5金屬壓力容器平安狀況等級評定
8.6非金屬及非金屬襯里壓力容器平安狀況等級評定
8.7定期檢驗結論及報告
8.8合于運用評價
8.9基于風險的檢驗(RBI)
8.10小型制冷裝置中壓力容器定期檢驗專項要求
9平安附件及儀表....-.......................-......................—?(111)
9.1平安附件
9.2儀表
10附則.....................................-.........................(113)
附件A壓力容器類別及壓力等級、品種的劃分.............................(115)
附件B壓力容器產品合格證..............................................(119)
附件C壓力容器產品銘牌................................................(121)
附件D特種設備代碼編號方法.............................................(123)
附件E特種設備監(jiān)督檢驗聯(lián)絡單..........................................(124)
附件F特種設備監(jiān)督檢驗看法通知書......................................(125)
附件G特種設備監(jiān)督檢驗證書.............................................(126)
附件H特種設備運用登記證(式樣)........................................(131)
附件J特種設備運用登記表..............................................(132)
附件K特種設備運用登記證編號編制方法..................................(142)
附件L特種設備運用登記證變更證明......................................(144)
附件M壓力容器年度檢查報告............................................(145)
附件N壓力容器定期檢驗報告............................................(146)
附件P特種設備檢驗看法通知書..........................................(148)
相關規(guī)章和規(guī)范歷次制(修)訂狀況..........................................(150)
固定式壓力容器平安技術監(jiān)察規(guī)程
1總貝IJ
1.1目的
為了保障固定式壓力容器平安運行,愛護人民生命和財產平安,促進國民經濟發(fā)
展,依據《特種設備平安法》、《特種設備平安監(jiān)察條例》,制定本規(guī)程。
1.2固定式壓力容器
固定式壓力容器是指安裝在固定位置運用的E力容器(以下簡稱壓力容器,注
l-l)o
注i-i:對于為了某一特定用途、僅在裝置或者場區(qū)內部搬動、運用的壓力容器,以及移動
式空氣壓縮機的儲氣罐依據固定式壓力容器進行監(jiān)督管理。
1.3適用范圍
本規(guī)程適用于同時具備下列條件的壓力容器:
(1)工作壓力大于或者等于O.IMPa(注1-2);
(2)工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa-L(注1-3);
(3)盛裝介質為氣體、液化氣體以及介質最高工作溫度高于或者等于其標準沸點
的液體(注l-4)o
注1-2:工作壓力,是指壓力容器在正常工作狀況下,其頂部可能達到的最高壓力(表壓力)。
注1-3:容積,是指壓力容器的幾何容積,即由設計圖樣標注的尺寸計算(不考慮制造公差)
并且圓整。一般須要扣除永久連接在壓力容器內部的內件的體積。
注1-4:容器內介質為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時,假如氣相空間的容積與工作
壓力的乘積大于或者等于2.5MPa?L時,也屬于本規(guī)程的適用范圍。
1.4適用范圍的特殊規(guī)定
壓力容器運用單位應當參照本規(guī)程運用管理的有關規(guī)定,負責本條范圍內壓力容
器的平安管理。
只須要滿意本規(guī)程總則、設計、制造要求的壓力容器
本規(guī)程適用范圍內,容積大于或者等于25L的下列壓力容器,只須要滿意本規(guī)
程第1、3、4章的規(guī)定:
(1)移動式空氣壓縮機的儲氣罐;
(2)深冷裝置中非獨立的壓力容器、直燃型汲取式制冷裝置中的壓力容器、鋁制
板翅式熱交換器、過程裝置中冷箱內的壓力容器;
(3)其次組介質(注1-5)的無殼體的套管熱交換器、螺旋板熱交換器;
注1-5:壓力容器介質分組見本規(guī)程附件A的規(guī)定。
(4)水力自動補氣氣壓給水(無塔上水)裝置中的氣壓罐,消防裝置中的氣體或者
氣壓給水(泡沫)壓力罐;
(5)水處理設備中的離子交換或者過濾用壓力容器、熱水鍋爐用膨脹水箱;
(6)橡膠行業(yè)運用的輪胎硫化機以及承壓的橡膠模具;
(7)機器設備上附屬的蓄能器。
只須要滿意本規(guī)程總則、設計和制造許可要求的壓力容器
本規(guī)程適用范圍內,下列壓力容器只須要滿意本規(guī)程總則和3.1.1,的規(guī)定,其
設計、制造依據相應產品標準的要求:
(1)容積大于1L并且小于25L,或者內直徑(對非圓形截面,指截面內邊界的最
大幾何尺寸,例如矩形為對角線,橢圓為長軸)小于150mm的壓力容器(超高壓容器
除外);
(2)電力行業(yè)專用的全封閉式組合電器(如電容壓力容器);
(3)塑料壓力容器(注l-6)o
注1-6:不包括纖維增加塑料(玻璃鋼)壓力容器。
只須要滿意總則和制造許可要求的壓力容器
容積小于或者等于1L的壓力容器(超高壓容器除外),只須要滿意本規(guī)程總則和
的規(guī)定;上述壓力容器的設計、制造依據相應產品標準的要求。
1.5不適用范圍
本規(guī)程不適用于下列壓力容器:
(1)移動式壓力容器、氣瓶、氧艙;
(2)鍋爐平安技術監(jiān)察規(guī)程適用范圍內的余熱鍋爐;
(3)正常運行工作壓刀小于O.IMPa的容器(包括在進料或者出料過程中須要瞬時
承受壓力大于或者等于O.IMPa的容器);
(4)旋轉或者往復運動的機械設備中自成整體或者作為部件的受壓器室(如泵殼、
壓縮機外殼、渦輪機外殼、液壓缸等);
(5)可拆卸墊片式板式熱交換器(包括半焊式板式熱交換器)、空冷式熱交換器、
冷卻排管、釬焊板式熱交換器。
1.6壓力容器范圍的界定
本規(guī)程適用的壓力容器,其范圍包括壓力容器本體和平安附件。
壓力容器本體
壓力容器的本體界定在以下范圍內:
(1)壓力容器與外部管道或者裝置焊接(粘接)連接的第一道環(huán)向接頭的坡口面、
螺紋連接的第一個螺紋接頭端面、法蘭連接的第一個法蘭密封面、專用連接件或者管
件連接的第一個密封面;
(2)壓力容器開孔部分的承壓蓋及其緊固件;
(3)非受壓元件與壓刀容器的連接接頭。
壓力容器本體中的主要受壓元件,包括殼體(注1?7)、封頭(端蓋)、膨脹節(jié)、設
備法蘭,換熱器的管板和換熱管,M36以上(含M36)的設備主螺柱以及公稱直徑大
于或者等于250mm的接管和管法蘭。
注1-7:殼體一般指筒體(含變徑段)、球殼、非圓形容器的殼板等。
平安附件及儀表
壓力容器的平安附件,包括干脆連接在壓力容器上的平安閥、爆破片裝置、緊急
迫斷裝置、平安聯(lián)鎖裝置;壓力容器的儀表,包括干脆連接在壓力容器上的壓力表、
液位計、測溫儀表等。
1.7壓力容器類別
依據危急程度,本規(guī)程適用范圍內的壓力容器劃分為三類,以利于進行分類監(jiān)督
管理,壓力容器類別劃分方法見附件A。
1.8與技術標準、管理制度的關系
(1)本規(guī)程規(guī)定了壓刀容器的基本平安要求,有關壓力容器的技術標準(含國家標
準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準及團體標準)、管理制度等,不得低于本規(guī)程的
要求;
(2)壓力容器的設計、制造(含現(xiàn)場組焊、粘接,下同)、安裝、改造和修理應當
同時滿意本規(guī)程及相應壓力容器產品標準(以下簡稱產品標準)的規(guī)定。
1.9不符合本規(guī)程時的特殊處理規(guī)定
采納新材料、新技術、新工藝以及有特殊運用要求的壓力容器,與本規(guī)程的要求
不一樣,或者本規(guī)程未作要求、可能對平安性能有重大影響的,相關單位應當打算有
關設計、探討、試驗的依據、數(shù)據、結果及其檢驗檢測報告等技術資料,向國家質量
監(jiān)督檢驗檢疫總局(以下簡稱國家質檢總局)申報,由國家質檢總局托付平安技術詢問
機構或者相關專業(yè)機構進行技術評審,評審結果經過國家質檢總局批準,方可投入生
產、運用。
1.10協(xié)調標準與引用標準
滿意本規(guī)程基本平安要求的標準稱為本規(guī)程的協(xié)調標準。協(xié)調標準應當在其附錄
中作出滿意本規(guī)程的符合性聲明,協(xié)調標準的書目由國家質檢總局公布。
本規(guī)程指定采納的基礎標準稱為本規(guī)程的引用標準,如介質標準、材料標準、方
法標準、零部件標準等。
1.11監(jiān)督管理
(1)國家質檢總局和各地質量技術監(jiān)督部門負責壓力容器平安監(jiān)察工作,監(jiān)督本
規(guī)程的執(zhí)行;
(2)壓力容器設計、制造、安裝、改造、修理、運用單位和檢驗機構等,應當依
據特種設備信息管理的有關規(guī)定,剛好將所要求的數(shù)據輸入特種設備信息化管理系
統(tǒng)。
2材料
2.1材料通用要求
2.1.1基本要求
(1)壓力容器的選材應當考慮材料的力學性能、化學性能、物理性能和工藝性能;
(2)壓力容器用材料的性能、質量、規(guī)格與標記,應當符合相應材料的國家標準
或者行業(yè)標準的規(guī)定;
(3)壓力容器材料制造單位應當在材料的明顯部位作出清晰、堅固的出廠鋼印標
記或者采納其他可以追溯的標記,有條件的還應當采納電子信息化標簽作為材料標
記;
(4)壓力容器材料制造單位應當向材料運用單位供應質量證明書,材料質量證明
書的內容應當齊全、清晰并且印制便于追溯的二維條碼,加蓋有材料制造單位質量檢
驗章;
(5)壓力容器制造、改造、修理單位從非材料制造單位取得壓力容器用材料時,
應當取得材料制造單位供應的質量證明書原件或者加蓋材料供應單位公章和經辦人
章的復印件;
(6)壓力容器制造、改造、修理單位應當對所取得的壓力容器用材料及材料質量
證明書的真實性和一樣性負責;
(7)非金屬壓力容器制造單位應當有牢靠的方法確定原材料或容器成型后的材質
在腐蝕性工況下運用的牢靠性,必要時,應當進行試驗驗證。
境外牌號材料的運用
2.1.2.1境外材料制造單位制造的材料
(1)境外牌號材料應當是境外壓力容器現(xiàn)行標準規(guī)范允許運用并且境外已經有在
類似工作條件下運用實例的材料,其運用范圍應當符合境外相應標準規(guī)范的規(guī)定,如
我國產品標準列有相近化學成分和力學性能的牌號時,其運用范圍還應當符合相應產
品標準的規(guī)定;
(2)境外牌號材料的技術要求不得低于境內相近牌號材料的技術要求(如磷、硫含
量,沖擊試樣的取樣部位、取樣方向和沖擊功指標,斷后伸長率等);
(3)材料質量證明書應當符合本規(guī)程2.1.1的規(guī)定;
(4)壓力容器制造、改造、修理單位應當對實物材料與材料質量證明書進行審核,
并且對主要受壓元件材料的化學成分和力學性能進行驗證性復驗,符合本規(guī)程及其相
應材料標準的要求后才能投料運用;
(5)用于焊接結構壓刀容器受壓元件的材料,壓力容器制造、改造、修理單位在
首次運用前,應當駕馭材料的焊接性能并且進行焊接工藝評定;
(6)標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa,用于設計溫度低于-4()。。的低合
金鋼,以及超高壓容器用鋼,材料制造單位還應當依據本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術評
審,其材料方可允許運用。
2.1.2.2境內材料制造單位制造的鋼板(帶)
境內材料制造單位制造的境外牌號鋼板(帶),應當符合本規(guī)程2.121(6)以外的
鋼板(帶),還應當通過技術審查,審查內容包括材料制造單位的相關條件和鋼板(帶)
的制造或者試制技術文件(包括供貨技術條件)。
2.1.2.3境外牌號材料的選用
設計單位若選用境外牌號的材料,應當在設計文件中充分說明其必要性和經濟
性。
新材料的運用
2.1.3.1未列入本規(guī)程協(xié)調標準的材料
主要受壓元件采納未列入協(xié)調標準的材料,試制前材料的研制單位應當進行系統(tǒng)
的試驗探討工作,并且應當依據本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術評審,該材料方可允許運
用O
2.1.3.2已列入本規(guī)程協(xié)調標準的材料
對已列入協(xié)調標準的標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa,以及用于壓力
容器設計溫度低于的低合金鋼,假如鋼材制造單位沒有該鋼材的制造或者壓力
容器應用業(yè)績,則應當進行系統(tǒng)的試驗探討工作,并且依據本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技
術評審,該鋼材方可允許運用。
材料投用和標記移植
(1)壓力容器制造、改造、修理單位應當采納對材料供貨單位進行考察、評審、
追蹤等方式,確保所運用的壓力容器材料符合本規(guī)程的要求,并且在材料進貨檢驗時
審核材料質量證明書和材料標記;
(2)對于選購的第III類壓力容器用IV級鍛件,以及不能確定質量證明書的真實
性或者對性能和化學成分有懷疑的主要受壓元件材料,壓力容器制造、改造、修理單
位應當進行復驗,符合本規(guī)程及相應材料標準的要求后方可投料運用;
(3)用于壓力容器受壓元件的材料在分割前應當進行標記移植,保證材料具有可
追溯性。
2.1.5材料代用
壓力容器制造或者現(xiàn)場組焊(粘接)單位對主要受壓元件的材料代用,應當事先取
得原設計單位的書面批準,并且在竣工圖上做具體記錄。
2.2金屬材料技術要求
2.2.1鋼材技術要求
.1熔煉方法
壓力容器受壓元件用鋼,應當是氧氣轉爐或者電爐冶煉的冷靜鋼。對標準抗拉強
度下限值大于或者等于540MPa的低合金鋼鋼板和奧氏體一鐵素體不銹鋼鋼板,以及
用于設計溫度低于-20P的低溫鋼板和低溫鋼鍛件,還應當采納爐外精煉工藝。
.2化學成分(熔煉分析)
.2.1用于焊接的碳素鋼和低合金鋼
碳素鋼和低合金鋼鋼材,CW0.25%、PV0.035%、S<0.035%o
.2.2壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼
壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件),其磷、硫含量應
當符合以下要求:
(1)碳素鋼和低合金鋼鋼材,PM0.030%、S<0.020%;
(2)標準抗拉強度下限值大于或者等于540Mpa的鋼材,P40.025%、S<0.015%;
(3)用于設計溫度低于-2(TC并且標準抗拉強度下限值小于540MPa的鋼材,PW
().025%、S<0.012%;
(4)用于設計溫度低于-2(TC并且標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa的鋼
材,P<0.020%,S<().()l()%o
.3力學性能
.3.1沖擊功
厚度不小于6mm的鋼板、直徑和厚度可以制備寬度為5mm小尺寸沖擊試樣的鋼
管、任何尺寸的鋼鍛件依據設計要求的沖擊試驗溫度下的V型缺口試樣沖擊功(長嶺)
指標應當符合表2-1的規(guī)定。
表2-1碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件)沖擊功(注2-1)
鋼材標準抗拉強度下限值3個標準試樣沖擊功平均值
人(MPa)KV2(J)
<450N20
>450-510>24
>510-570>31
>570~630234
>38
>630~690
(側向膨脹量,LE>0.38mm)
>47
>690
(側向膨脹量,42653mm)
注2-1:
(1)試樣取樣部位和方向應當符合相應鋼材標準的規(guī)定;
(2)沖擊試驗每組取3個標準試樣(寬度為10mm),允許1個試樣的沖擊功數(shù)值低于表列數(shù)
值,但不得低于表列數(shù)值的70%;
(3)當鋼材尺寸無法制備標準試樣時,則應當依次制備寬度為7.5mm和5mm的小尺寸沖擊
試樣,其沖擊功指標分別為標準試樣沖擊功指標的75%和50%;
(4)鋼材標準中沖擊功指標高于表2-1規(guī)定的鋼材,還須要符合相應鋼材標準的規(guī)定。
.3.2斷后伸長率
(1)壓力容器受壓元件用鋼板、鋼管和鋼鍛件的斷后伸長率應當符合本規(guī)程以及
相應鋼材標準的規(guī)定;
(2)焊接結構用碳素鋼、低合金高強度鋼和低合金低溫鋼鋼板,其斷后伸長率(A)
指標應當符合表2-2的規(guī)定;
表2-2鋼板斷后伸長率指標(注2-2)
鋼板標準抗拉強度下限值斷后伸長率
鼠(MPa)A(%)
<420N23
>420~550>20
>550~680>17
>680216
注2-2:鋼板標準中斷后伸長率指標高于本表規(guī)定的,還應當符合相應鋼板標準的規(guī)定。
(3)采納不同尺寸試樣的斷后伸長率指標,應當依據GB/T17600.1《鋼的伸長率
換算第1部分:碳素鋼和低合金鋼》和GB/T17600.2《鋼的伸長率換算第2部分:
奧氏體鋼》進行換算,換算后的指標應當符合本條規(guī)定。
.4鋼板超聲檢測
.4.1檢測要求
厚度大于或者等于12mm的碳素鋼和低合金鋼鋼板(不包括多層壓力容器的層板)
用于制造壓力容器主要受壓元件時,凡符合下列條件之一的應當逐張進行超聲檢測:
(1)盛裝介質毒性程度為極度、高度危害的;
(2)在濕H2s腐蝕環(huán)境中運用的;
(3)設計壓力大于或者等于lOMPa的;
(4)產品標準或者設計者要求逐張進行超聲檢測的。
.4.2檢測合格標準
鋼板超聲檢測應當依據JB/T4730《承壓設備無損檢測》的規(guī)定進行。符合本規(guī)
程41第(1)項至第(3)項的鋼板,合格等級不低于II級;符合本規(guī)程41第⑷項的鋼
板,合格等級依據相應產品標準或者設計文件的規(guī)定。
2.2.1.5超高壓容器用鋼專項要求
化學成分(熔煉分析)
超高壓容器用鋼鍛件,應當經爐外精煉工藝冶煉并且經真空處理,P40.012%、S
&().()()5%,并且嚴格限制鋼中氫、氧、氮氣體含量及碑、錫、睇、鉛、錢等有害痕量
元素的含量。
力學性能
超高壓容器受壓元件用鋼鍛件的生產單位,應當供應50%纖維斷口轉變溫度
(50%FATT)和常溫力學性能,包括屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率、
夏比(V型缺口)沖擊功、側向膨脹量(金)和斷裂韌性(KQ,以及設計溫度下材料的
屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率和斷面收縮率。AN16%,KK247J,LE>0.53mm,
/CK>130MPaVmo
當變更冶煉、鍛造或者熱處理工藝時,應當供應鍛件的“和5()%FATT值。
.6非焊接瓶式容器用鋼專項要求
.6.1殼體用鋼材
冶煉和熱處理
(1)殼體用鋼材應當采納電爐或者氧氣轉爐冶煉,加爐外精煉并且經真空處理;
(2)殼體用鋼材應當采納整體無縫鋼管,不允許拼接、焊補;
(3)殼體在加工成型以后,進行調質(淬火+回火)熱處理,熱處理后的殼體用鋼材
金相組織應當為回火索氏體。
2.2.1.6.1.2化學成分和力學性能
(1)充裝氫氣、自然氣和甲烷等壓縮氣體用瓶式容器,其殼體用鋼材化學成分:
C<0.35%.P<0.015%,S<0.008%;經熱處理后殼體用鋼材力學性能:880Mpa、
R7R。、40.86、>20%;設計要求的沖擊試驗溫度下的KV2>47J,LE>0.53mm,橫向取
樣;
(2)充裝本條第(1)項以外其他壓縮氣體用瓶式容器,其殼體用鋼材化學成分:P
<0.020%,S<0.010%;經熱處理后殼體用鋼材力學性能,除與1060MPa、RcjRm<0.90,
AN16%;設計要求的沖擊試驗溫度下的K匕=47J,"NO.53mm,橫向取樣。
殼體用鋼材國家標準或者行業(yè)標準中各項主要技術指標高于前款(1)、(2)規(guī)定
的,還須要符合相應鋼材標準的規(guī)定。
超聲檢測
殼體用鋼材應當依據JB/T4730.3進行100%超聲檢測,I級合格。
.6.2端塞用鋼材
端塞用鋼材與殼體材料相匹配并且采納鋼鍛件,鋼鍛件應當符合NB/T47008《承
壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件》、NB/T47009《低溫承壓設備用低合金鋼鍛件》或者
NB/T4701()《承壓設備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件》的規(guī)定。與罐體內介質接觸并且公稱
直徑大于或者等于50mm的鋼鍛件,不得低于川級;其余鍛件,不得低于II級。
管路用鋼材
管路及其管件等應當采納與盛裝介質相容的材料,盛裝氫氣、自然氣和甲烷等介
質應當采納奧氏體不銹鋼材料。
.7簡潔壓力容器用鋼專項要求
簡潔壓力容器用碳素鋼應當滿意以下要求:
(1)供貨狀態(tài)為熱軋或者正火的冷靜鋼;
(2)化學成分:CWO.25%、SW0.045%、P<0.045%;
(3)室溫下標準抗拉強度規(guī)定值的下限小于540Mpa。
2.2.2復合鋼板專項要求
壓力容器用復合鋼板應當依據產品標準的規(guī)定選用,并且符合以下要求:
(1)復合鋼板復合界面的結合剪切強度,不銹鋼一鋼復合板不小于210Mpa,銀
一鋼復合板不小于210MPa,鈦一鋼復合板不小于140MPa,銅一鋼復合板不小于
lOOMPa;
(2)復合鋼板基層材料的運用狀態(tài)符合產品標準的規(guī)定;
(3)碳素鋼和低合金鋼基層材料(包括鋼板和鋼鍛件)依據基層材料標準的規(guī)定進
行沖擊試驗,沖擊功合格指標符合基層材料標準或者訂貨合同的規(guī)定。
鑄鐵技術要求
鑄鐵材料的運用限制
鑄鐵不得用于盛裝毒性程度為極度、高度或者中度危害介質,以及設計壓力大于
或者等于0.15MPa的易爆介質壓力容器的受壓元件,也不得用于管殼式余熱鍋爐的
受壓元件,不允許拼接、焊補。除上述壓力容器之外,允許選用以下鑄鐵材料:
(1)灰鑄鐵,牌號為HT200、HT250、HT300和HT350;
(2)球墨鑄鐵,牌號為QT350-22R,QT350-22L,QT400-18R和QT40牌18L。
設計壓力、溫度限制
(1)灰鑄鐵,設計壓刀不大于().8MPa,設計溫度范圍為1()℃~2()0℃;
(2)球墨鑄鐵,設計壓力不大于1.6MPa,QT35O-22R和QT400-18R的設計溫度
范圍為0℃-300℃,QT400-18L的設計溫度范圍為-10℃~300℃,QT350-22L的設
計溫度范圍為-20℃-300℃o
2.2.4鑄鋼技術要求
.1鑄鋼材料的應用限制
鑄鋼不得用于盛裝毒性程度為極度、高度或者中度危害介質,濕H2s腐蝕環(huán)境,
以及設計壓力大于或者等于0.40MPa的易爆介質壓力容器的受壓元件。
.2鑄鋼材料的冶煉和化學成分
鑄鋼應當是采納電爐或氧氣轉爐冶煉的冷靜鋼,其化學成分中的PWO.O35%、S<
0.035%(熔煉分析);可焊鑄鋼材料化學成分中的CM0.25%、P)0.025%,SW0.025%(熔
煉分析)。
鑄鋼材料的性能
壓力容器受壓元件用鑄鋼材料應當在相應的國家標準或行業(yè)標準中選用,并且應
當在產品質量證明書中注明鑄造選用的材料牌號。其室溫下標準抗拉強度規(guī)定值的下
限應當小于540MPa,斷后伸長率(A)應當大于或者等于17%;設計溫度下的夏比(V
型缺口)沖擊功(K%)應當大于或者等于27Jo
鑄鋼設計壓力、溫度限制
碳鋼或低合金碳鎰鋼,設計壓力不大于2.5MPa,設計溫度范圍為-20℃~400℃。
低合金銘粗鋼,設計壓力不大于4.0MPa,設計溫度范圍為0℃-450℃o
2.2.5有色金屬技術要求
.1通用技術要求
壓力容器用有色金屬(鋁、鈦、銅、銀及其合金等)應當符合以下要求:
(1)用于制造壓力容器的有色金屬,其技術要求符合產品標準的規(guī)定,如有特殊
要求,須要在設計圖樣或者相應的技術義件中注明;
(2)壓力容器制造單位建立嚴格的保管制度,并且設特地場所,與碳鋼、低合金
鋼分開存放。
鋁和鋁合金
鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件時,應當符合以下要求:
(1)設計壓力不大于16MPa;
(2)含鎂量大于或者等于3%的鋁合金(如5083、5086),其設計溫度范圍為
-269℃-65℃,其他牌號的鋁和鋁合金,其設計溫度范圍為?269℃~2()0℃。
2.2.5.3銅和銅合金
純銅和黃銅用于壓力容器受壓元件時,其設計溫度不高于20(rc。
2.2.5.4鈦和鈦合金
鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件時,應當符合以下要求:
(1)鈦和鈦合金的設計溫度不高于315℃,鈦一鋼復合板的設計溫度不高于3500c;
(2)用于制造壓力容器殼體、封頭的鈦和鈦合金在退火狀態(tài)下運用。
2.2.5.5銀和銀合金
銀和銀合金用于壓力容器受壓元件時,應當在退火或者固溶狀態(tài)下運用。
2.2.5.6能、錯、鋸及其合金
粗、錯、銀及其合金用于壓力容器受壓元件時,應當在退火狀態(tài)下運用。鋁和鑰
合金設計溫度不高于250℃,錯和錯合金設計溫度不高于375℃,銀和銀合金設計溫
度不高于220℃。
2.2.6焊接材料
(1)用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料,應當保證焊縫金屬的力學性能高于
或者等于母材規(guī)定的限值,當須要時,其他性能也不得低于母材的相應要求;
(2)焊接材料應當滿意相應焊材標準和產品標準的要求,并且附有質量證明書和
清晰、堅固的標記;
(3)壓力容器制造、改造、修理單位應當建立并且嚴格執(zhí)行焊接材料驗收、復驗、
保管、烘干、發(fā)放和回收制度。
2.3非金屬材料技術要求
石墨壓力容器材料
.1石墨材料的性能要求
(1)不透性石墨材料的力學性能應當符合表2-3的要求;
表2-3不透性石墨材料力學性能要求
項目壓型石墨(不透性石墨管)浸漬石墨
抗拉強度(MPa)>16.7>14
抗壓強度(MPa)>73.5>60
抗彎強度(MPa)N50>27
(2)石墨粘接劑的力學性能應當符合表2-4的要求。
表2-4石墨粘接劑力學性能要求
項目指標
浸漬石墨間粘接抗拉強度(MPa)>11
浸潰石墨間粘接抗剪強度(MPa)>12
2.3.1.2換熱元件材料
未經設計和運用單位的同意,換熱元件用石墨材料不得采納炭質材料或者半石墨
質材料。
纖維增加塑料(玻璃鋼)壓力容器材料
.1纖維增加材料
用于纖維增加塑料壓力容器的纖維材料應當與樹脂有良好的浸潤性。
.2樹脂基體
用于制造纖維增加塑料壓力容器的樹脂應當復驗其熱變形溫度,熱變形溫度應當
高于設計溫度20℃以上。
.3粘接材料性能要求
粘接所用材料性能不低于本體材料。
.4熱塑性塑料襯里
熱塑性塑料襯里與纖維增加塑料結構層的層間剪切強度不得小于5MPao
3設計
3.1設計通用要求
3.1.1設計單位許可資格與責任
(1)設計單位應當對設計質量負責,壓力容器設計單位的許可資質、設計類別、
品種和級別范圍應當符合《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》的規(guī)定;
(2)總體采納規(guī)則設計標準,局部參照分析設計標準進行壓力容器受壓元件分析
計算的單位,可以不取得應力分析設計許可項目資質;
(3)壓力容器的設計應當符合本規(guī)程的基本平安要求,對于采納國際標準或者境
外標準設計的壓力容器,進行設計的單位應當向國家質檢總局供應設計文件與本規(guī)程
基本平安要求的符合性申明(采納本規(guī)程協(xié)調標準的除外);
(4)壓力容器的設計單位應當向設計托付方供應完整的設計文件。
3.1.2設計許可印章
(1)壓力容器的設計總圖上,必需加盆特種設備(壓力容器)設計許可印章(復印章
無效),設計許可印章失效的設計圖樣和已加蓋竣工圖章的圖樣不得用于制造壓力容
器;
(2)壓力容器設計許可印章中的設計單位名稱必需與所加蓋的設計圖樣中的設計
單位名稱一樣。
3.1.3設計條件
壓力容器的設計托付方應當以正式書面形式向設計單位提出壓力容器設計條件。
設計條件至少包含以下內容:
(1)操作參數(shù)(包括工作壓力、工作溫度范圍、液位高度、接管載荷等);
(2)壓力容器運用地及其自然條件(包括環(huán)境溫度、抗震設防烈度、風和雪載荷
等);
(3)介質組分與特性;
(4)預期運用年限;
(5)幾何參數(shù)和管口萬位;
(6)設計須要的其他必要條件。
3.1.4設計文件
3.1.4.1設計文件通用要求
(1)壓力容器的設計文件包括強度計算書或者應力分析報告、設計圖樣、制造技
術條件、風險評估報告,必要時還應當包括安裝與運用修理說明;
(2)裝設平安閥、爆破片裝置的壓力容器,設計文件還應當包括壓力容器平安泄
放量、平安閥排量和爆破片泄放面積的計算書;利用軟件模擬計算或者無法計算時,
設計單位應當會同設計托付單位或者運用單位,協(xié)商選用超壓泄放裝置。
3.1.4.2設計總圖
3.1.4.2.1總圖的審批
設計總圖應當依據有關平安技術規(guī)范的要求履行審批手續(xù)。對于第III類壓力容
器,應當由壓力容器設計單位技術負責人或者其授權人批準。
3.1.4.2.2總圖的主要內容
壓力容器的設計總圖上,至少應當注明以下內容:
(1)壓力容器名稱、類別,設計、制造所依據的主要法規(guī)、產品標準;
(2)工作條件,包括工作壓力、工作溫度、介質特性(毒性和爆炸危害程度等);
(3)設計條件,包括設計溫度、設計載荷(包含壓力在內的全部應當考慮的載荷)、
介質(組分)、腐蝕裕量、焊接接頭系數(shù)、自然條件等,對儲存液化氣體的儲罐應當注
明裝量系數(shù),對有應力腐蝕傾向的儲存容器應當注明腐蝕介質的限定含量;
(4)主要受壓元件材料牌號與材料標準;
(5)主要特性參數(shù)(如壓力容器容積、換熱器換熱面積與程數(shù)等);
(6)壓力容器設計運用年限(疲憊容器標明循環(huán)次數(shù));
(7)特殊制造要求;
(8)熱處理要求;
(9)無損檢測要求;
(10)耐壓試驗和泄漏試驗要求;
(11)預防腐蝕的要求;
(12)平安附件的規(guī)格和訂購特殊要求(工藝系統(tǒng)已考慮的除外);
(13)壓力容器銘牌的位置;
(14)包裝、運輸、現(xiàn)場組焊和安裝要求。
3.1.4.2.3特殊要求
下列狀況對設計總圖的特殊要求:
(1)多腔壓力容器分別注明各腔的試驗壓力,有特殊要求時注明共用元件兩側允
許的壓力差值,以及試驗步驟和試驗要求;
(2)裝有觸媒的壓力容器和裝有充填物的壓力容器,注明運用過程中定期檢驗的
技術要求;
(3)由于結構緣由不能進行內部檢驗的壓力容器,注明計算厚度、運用中定期檢
驗的要求;
(4)不能進行耐壓試驗的壓力容器,注明計算厚度和制造與運用的特殊要求;
(5)有隔熱襯里的壓力容器,注明防止受壓元件超溫的技術措施;
(6)要求保溫或者保冷的壓力容器,提出保溫或者保冷措施。
3.1.5設計方法
壓力容器的設計可以采納規(guī)則設計方法或者分析設計方法,必要時也可以采納試
驗方法或者可對比的閱歷設計方法,但是應當依據本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技大評審。
壓力容器設計單位應當基于本規(guī)程3.1.3所述的設計條件,綜合考慮全部相關因
素、失效模式和足夠的平安裕量,以保證壓力容器具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和
耐腐蝕性,同時還應當考慮裙座、支腿、吊耳等與壓力容器主體的焊接(粘接:)接頭的
強度要求,確保壓力容器在設計運用年限內的平安,
3.1.6風險評估
壓力容器設計時應當出具包括主要失效模式和風險限制等內容的風險評估報告。
3.1.7節(jié)能要求
壓力容器的設計應當充分考慮節(jié)能降耗原則,并且符合以下要求:
(1)充分考慮壓力容器的經濟性,合理選材,合理確定結構尺寸;
(2)對換熱容器進行優(yōu)化設計,提高換熱效率,滿意能效要求;
(3)對有保溫或者保冷要求的壓力容器,要在設計文件中提出有效的保溫或者保
冷措施。
3.1.8載荷
設計時應當考慮以下(1)、(2)項要求的載荷,須要時,還應當考慮以下⑶至(10)
項要求的載荷:
(1)內壓、外壓或者最大壓差;
(2)液柱靜壓力,當液柱靜壓力小于設計壓力的5%時,可忽視不計;
(3)容器的自重(包括內件和填料等),以及正常工作條件下或者耐壓試驗狀態(tài)下
內裝介質的重力載荷;
(4)附屬設備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷;
(5)風載荷、地震載荷、雪載荷;
(6)支座、底座圈、支耳及其他型式支承件的反作用力;
(7)連接管道和其他部件的作用力;
(8)溫度梯度或者熱膨脹量不同引起的作用力;
(9)沖擊載荷,包括壓力急劇波動引起的沖擊載荷、流體沖擊引起的反力等;
(10)運輸或者吊裝時的作用力。
3.1.9壓力
3.1.9.1設計壓力和計算壓力
(1)設計壓力,是指設定的容器頂部的最高壓力,與相應的設計溫度一起作為設
計載荷條件,其值不低于工作壓力;
(2)計算壓力,是指在相應設計溫度下,用以確定元件厚度的壓力,并巨應當考
慮液柱靜壓力等附加載荷。
3.1.9.2超壓泄放裝置動作壓力
(1)裝有超壓泄放裝置的壓力容器,超壓泄放裝置的動作壓力不得高于壓力容器
的設計壓力;
(2)對于設計圖樣中注明最高允許工作壓力的壓力容器,超壓泄放裝置的動作壓
力不得高于該壓力容器的最高允許工作壓力。
3.1.9,3常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力
常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力,應當以規(guī)定溫度下的工作壓力為基礎確
定:
(1)常溫儲存液化氣體壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力依據表3-1確定;
表3-1常溫儲存液化氣體壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力
規(guī)定溫度下的工作壓力
有保冷設施
液化氣體臨界溫度
無保冷設施無試胎實測有試的實測最高工作溫度并目
,皿』工能保證低于臨界溫度
50℃飽和可能達到的最高工作溫度下的
N50℃
蒸氣壓力飽和蒸氣壓力
在設計所規(guī)定的最大充裝量試驗實測最高工作溫度
<50℃
下為50℃的氣體壓力下的飽和蒸氣壓力
(2)常溫儲存液化石油氣壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力,依據不低于5。七時混
合液化石油氣組分的實際飽和蒸氣壓來確定,設計單位在設計圖樣上注明限定的組分
和對應的壓力;若無實際組分數(shù)據或者不做組分分析,其規(guī)定溫度下的工作壓力不得
低于表3-2的規(guī)定。
表3-2常溫儲存混合液化石油氣壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力
混合液化石油氣50℃規(guī)定溫度下的工作壓力
飽和蒸氣壓力無保冷設施有保冷設施
小于或者等于異丁烷等于5()℃異丁烷的可能達到的最高工作溫度
50℃飽和蒸氣壓力飽和蒸氣壓力下異丁烷的飽和蒸氣壓力
大于異丁烷50℃飽和蒸
等于50℃丙烷的可能達到的最高工作溫度
氣壓力、小于或者等于丙
飽和蒸氣壓力下內烷的飽和蒸氣壓力
烷50℃飽和蒸氣壓力
大于丙烷50℃等于50℃丙烯的可能達到的最高工作溫度
飽和蒸氣壓力飽和蒸氣壓力卜內烯的飽和蒸氣壓力
3.1.10溫度
(1)設計溫度,是指壓力容器在正常工作條件下,設定的元件溫度(沿元件截面的
溫度平均值),設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件;
(2)設計常溫儲存壓刀容器時,應當充分考慮在正常工作條件下大氣環(huán)境溫度對
容器殼體、封頭金屬溫度的影響,其最低設計金屬溫度不得高于歷年來月平均最低氣
溫(是指當月各天的最低氣溫值相加后除以當月的天數(shù))的最低值。
3.1.11腐蝕裕量
對于有勻稱腐蝕的壓力容器,腐蝕裕量依據預期的壓力容器運用年限和介質對材
料的腐蝕速率確定;同時,還應當考慮介質流淌對受壓元件的沖蝕、磨損等影響。
最小厚度
壓力容器最小厚度的確定應當考慮制造、運輸、安裝等因素的影響。
3.1.13裝量系數(shù)
儲存液化氣體的壓力容器應當規(guī)定設計儲存量,裝量系數(shù)不得大于0.95。
3.1.14檢查孔
(I)壓力容器應當依據須要設置人孔、手孔等檢查孔,檢查孔的開設位置、數(shù)量
和尺寸等應當滿意進行內部檢驗的須要;
(2)對須要但是無法開設檢查孔的壓力容器,設計單位應當提出具體技術措施,
例如增加制造時的檢測項目或者比例,并且對設備運用中定期檢驗的重點檢驗項目、
方法提出要求。
3.1.15快開門式壓力容器
快開門式壓力容器,是指進出容器通道的端蓋或者封頭和主體間帶有相互嵌套的
快速密封鎖緊裝置的容器。用螺栓(例如活節(jié)螺栓)連接的不屬于快開門式壓力容器。
快開門式壓力容器的設計應當考慮疲憊載荷的影響,
設計快開門式壓力容器時,應當滿意以下的平安聯(lián)鎖要求,設計者應當對平安聯(lián)
鎖裝置的運用環(huán)境、校驗周期、校驗方法等運用技術要求作出規(guī)定:
(1)當快開門達到預定關閉部位,方能升壓運行;
(2)當壓力容器的內部壓力完全釋放,方能打升快開門。
3.1.16不允許拆卸的隔熱層
對有隔熱層的壓力容器,假如設計時規(guī)定隔熱層不允許拆卸,則應當在設計文件
中提出壓力容器定期檢驗的項目、方法;必要時,設計圖樣上應當提出制造時對全部
焊接接頭進行全部無損檢測等特殊要求。
3.1.17無損檢測
無損檢測的方法、比例、技術要求及合格級別等由設計者在設計文件中予以規(guī)定。
3.1.18耐壓試驗
壓力容器制成后,應當進行耐壓試驗。耐壓試驗分為液壓試驗、氣壓試驗以及氣
液組合壓力試驗三種。耐壓試驗的種類、壓力、介質、溫度等由設計者在設計文件中
予以規(guī)定。
3.1.19泄漏試驗
耐壓試驗合格后,對于介質毒性程度為極度、高度危害或者設計上不允許有微量
泄漏的壓力容器,應當進行泄漏試驗。泄漏試驗依據試驗介質的不同,分為氣密性試
驗以及氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗和氮檢漏試驗等。泄漏試驗的種類、壓力、技術要
求等由設計者在設計文件中予以規(guī)定。
設計圖樣要求做氣壓試驗的壓力容器,是否須要再做泄漏試驗,應當在設計圖樣
上規(guī)定。
鑄造壓力容器盛裝氣態(tài)介質時,應當在設計圖樣上提出氣密性試驗的要求。
對于帶有平安閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器,假如設計時提出氣密性試
驗要求,則設計者應當給出該壓力容器的最高允許工作壓力。
3.2金屬壓力容器設計要求
3.2.1平安系數(shù)
確定壓力容器金屬材料許用應力(或者設計應力強度)的最小平安系數(shù),見表
3-3~表3-5的規(guī)定。平安系數(shù)低于這些規(guī)定時,應當符合本規(guī)程1.9的要求。
表3-3規(guī)則設計方法的平安系數(shù)
安全系數(shù)
設計溫度下蠕
設il溫度下的設計溫度下長
材料室溫下的變極限平均值
屈服強度久強度極限平
(板、鍛件、管)抗拉強度(每100()小時
町”.2)均值R;)
凡蠕變率為
(注3-1)(注3-2)
().01%的)R:
碳素鋼和低合金鋼32.7&N1.51.5常1.0
高合金鋼〃足2.7入21.5幾a1.5
鈦及鈦合金〃舊2.7工21.5幾ai.5%"。
銀及銀合金〃小2.7-L54"()
——
鋁及鋁合金期之3.0ns>1.5
—
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