首页 理论教育 我国压力容器标准体系及主要标准介绍

我国压力容器标准体系及主要标准介绍

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据相关的规定,在中华人民共和国境内制造、使用的锅炉、压力容器必须取得制造许可证,并且经过产品安全性能监督检验。2)相关标准:相关标准中除小部分外,多数并非专为容器制定的,但和压力容器有关,为建造压力容器所用,并成为体系中的有机组成部分,故称相关标准。

我国压力容器标准体系及主要标准介绍

压力容器作为特种设备,其设计、制造、检验、使用和管理是一个系统工程。针对这样一个系统工程,我国目前从多个层面对其进行监管,形成了“法律行政法规—部门规章—安全技术规范—技术规定及相关标准”等多层次的法规体系结构。

1.我国压力容器标准体系

(1)法律、法规

2003年6月1日实施的《特种设备安全监察条例》是第一部关于我国特种设备安全监督管理的专门法规。《特种设备安全监察条例》所指的特种设备是涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯起重机械客运索道、大型游乐设施。

这部条例规定了特种设备设计、制造、安装、改造、维修、使用、检验检测全过程安全监察的基本制度。2009年1月14日国务院第46次常务会议通过并公布了“国务院关于修改《特种设备安全监察条例》的决定”,修订后的《特种设备安全监察条例》自2009年5月1日起施行。

省、自治区、直辖市人民代表大会及其常务委员会根据本行政区域的具体情况和实际需要,在不与宪法、法律、行政法规相抵触的前提下,可以制定地方性法规对锅炉、压力容器进行安全监察、管理。

(2)部门规章

2002年7月12日,国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)颁布了《锅炉压力容器制造监督管理办法》(以下简称《办法》),自2003年1月1日起施行。另外还颁布了《锅炉压力容器制造许可条件》、《锅炉压力容器制造许可工作程序》、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》等配套文件。

根据相关的规定,在中华人民共和国境内制造、使用的锅炉、压力容器必须取得制造许可证,并且经过产品安全性能监督检验。国家质检总局负责锅炉压力容器的行政许可工作,地方各级质量技术监督局负责本行政区域内的锅炉压力容器制造的监督管理工作。特种设备安全监察人员和行政执法人员有权对特种设备制造单位开展现场检查,对其质保体系的运转、制造资源条件进行不定期的监督检查,发现存在违背《办法》的有关规定时,视情节严重程度进行相应的处罚。《办法》规定,锅炉压力容器的制造过程必须经特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构实施监督检验。

(3)安全技术规范

安全技术规范是特种设备法规标准体系的主体,其作用是把法律、法规和行政规章的原则规定具体化,是必须强制执行的文件。

“安全监察规程”是对某一特种设备提出的最基本的安全技术要求,对产品的材料、加工制作、性能指标等可按有关的技术标准来要求,并提出了监督检验及定期检验的要求。检验方法由有关的检验规则规定,例如,《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0004—2009)、《移动式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0005—2010)、《超高压容器安全技术监察规程》(TSG R0002—2005)、《简单压力容器安全技术监察规程》(TSG R0003—2007)、《非金属压力容器安全技术监察规程》(TSG R0001—2004)等。

1999年6月25日国家质量技术监督局(现更名为国家质量监督检验检疫总局)颁布《压力容器安全技术监察规程》(以下简称《容规》)。根据《特种设备安全监察条例》的有关规定,2009年8月国家质检总局对《容规》进行修订,颁布了《固定式压力容器安全技术监察规程》(以下简称《固定容规》)。它是特种设备安全技术规范(TSG),在固定压力容器的设计、制造、安装、维修、改造、使用、检验等方面提出了基本安全要求,属于强制性安全技术规范。《固定容规》与当前节能减排降耗的基本国策相结合,提出了有关的基本要求,如安全系数调整、换热器热效率、保温保冷要求、定期检验耐压试验问题等,力争解决压力容器分类问题,引入危险性、失效模式的概念,从单一理念上对压力容器进行分类监管,突出本质安全思想。

(4)技术标准

系指技术法规引用的相关标准。这些标准一旦被技术法规所引用,就具有强制属性。

由国家质检总局和国家标准化委员会共同发布的GB150.1~150.4—2011《压力容器》在整个压力容器标准中居于核心地位。以GB150.1~150.4—2011为核心的一系列技术标准、基础标准和零部件标准是设计、制造、检验与验收压力容器的依据。以GB150.1~150.4—2011为核心的标准体系解决的是“为了通用或反复使用的目的”,其核心是在于指导具体的生产和使用等。

GB150.1~150.4—2011属于强制性国家标准,一方面是由于被技术法规《固定容规》推荐成为强制性标准,另一方面由于其技术要求和质量指标是最低的,即“最高级别,最低要求”,这是标准中一个非常普遍的现象。在标准体系中,不同行业还有各自标准,如化工行业的HG标准,机械行业的JB标准等,它们在很多方面的要求都高于GB150.1~150.4—2011。此外,很多企业有自己的企业标准,其要求往往高于行业标准,企业标准才是他们的产品标准。因此从要求上看,应该是GB150.1~150.4—2011<行业标准<企业标准,而从强制执行的效力上来说,顺序正好相反。

技术标准体系中的标准可分为三类:

1)基础标准:亦可称为核心标准,是其他各类标准的基础,其任务在于解决量大面广的一般产品的共性技术问题,如GB150.1~150.4—2011及JB4732—1995(2005年确认)《钢制压力容器——分析设计标准》(相当于ASME Ⅷ-1与Ⅷ-2)。

2)相关标准:相关标准中除小部分外,多数并非专为容器制定的,但和压力容器有关,为建造压力容器所用,并成为体系中的有机组成部分,故称相关标准。相关标准主要是材料标准、安全附件与仪表标准、通用标准、零部件标准、制造工艺标准、产品检测与试验标准。

3)产品标准:是在基础标准的基础上,对产品结构、规格、质量和检验方法所做的技术规定,它是一定时期和一定范围内具有约束力的产品技术准则,是产品生产、质量检验、选购验收、使用维护和洽谈贸易的技术依据。

2.我国主要规范和标准介绍

下面重点对几部现行的有关设计的重要规范和标准进行简要的介绍。

(1)TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》

TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》是我国压力容器质量保证体系和安全监督的重要法规,它明确规定了我国压力容器安全技术监督的基本要求,要求有关压力容器的设计、制造(组焊)、安装、使用、检验、修理和改造等都必须遵守本规程。

《固定容规》适用于同时具备下列条件的压力容器:

1)工作压力大于或者等于0.1MPa[2]

2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L[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[4]

其中,超高压压力容器应当符合TSG R1002—2005《超高压压力容器安全技术监察规程》的规定,非金属压力容器应当符合TSG R1002—2004《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定,简单压力容器应当符合TSG R1003—2007《简单压力容器安全技术监察规程》的规定。

《固定容规》不适用于下列压力容器:

1)移动式压力容器、气瓶、氧舱。

2)锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉。

3)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中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1MPa的容器)。

4)旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压器室(如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等)。

5)可拆卸垫片式板式热交换器(包括半焊式板式热交换器)、空冷式热交换器、冷却排管。

《固定容规》共有9章正文、4个附件。

正文包括:总则;材料;设计;制造;安装、改造与维修;使用管理;定期检验;安全附件;附则。

附件包括:压力容器类别及压力等级、品种的划分;压力容器产品合格证;压力容器产品铭牌;特种设备代码编号方法。

(2)GB 150(www.xing528.com)

1989年,我国第一部压力容器国家标准GB150—89《钢制压力容器》发布实施。其基本思路与ASME Ⅷ-1相同,即按常规设计,是以弹性失效准则为基础的设计方法。包括压力容器板壳元件设计计算、容器结构要素的确定、密封设计、超压泄放装置的设置,以及容器的制造、检验与验收的要求等内容,是压力容器设计、制造、检验与验收的综合性国家标准。这部标准是结合了理论、实验和实际使用经验,吸取了国内外先进技术和国际同类先进标准的内容,并本着确保压力容器安全使用的原则来制定的。1998年,在89版GB150基础上进行修订,发布了GB150—1998《钢制压力容器》。2011年,GB150.1~150.4—2011《压力容器》发布实施。GB150—2011《压力容器》包括4个部分,分别为GB150.1—2011通用要求,GB150.2—2011材料、GB150.3—2011设计和GB150.4—2011制造、检验和验收。与GB150—1998相比,主要变化如下:扩大了标准的使用范围;修改了容器建造参与方的资格和职责要求;修订了确定许用应力的安全系数;增加了满足安全技术规范所规定的安全基本要求的符合性声明;增加了采用标准规定之外的设计方法的实施细则;增加了进行容器设计阶段风险评估的要求和实施细则;提出了以失效模式为基础的压力容器设计理念等。

GB 150.1~150.4—2011《压力容器》适用范围为:

1)适用的设计压力:对于钢制容器不大于35MPa,对于其他金属材料制容器的设计压力适用范围按相应引用标准确定。

2)适用的设计温度范围:对于钢制容器按GB 150.2—2011的材料允许使用温度确定,对于其他金属材料制容器按列入相应引用标准的材料允许使用温度确定。

(3)JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》

这是一部压力容器的行业标准。它与GB150.1~150.4—2011相平行,根据用户的要求,设计者可以选用其中一种作为遵循的标准。其基本思路与ASME Ⅷ-2part5中弹性应力分析法基本相同,即采用对压力容器所受应力进行分类分析的方法进行设计。它提供了以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础的设计方法,对选材、制造、检验和验收规定了比GB 150.1~150.4—2011《压力容器》更为严格的要求。

其适用范围为:

1)设计压力:不小于0.1MPa且小于100MPa。

2)真空:不低于0.02MPa。

3)温度:应低于钢材蠕变控制其许用应力强度的相应温度。

但不包括以下内容:核能装置中的容器;旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室;经常搬运的容器;内直径(对非圆形截面,指宽度、高度或对角线)小于150mm的任何长度的容器。

JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》包括11章正文、6个规范性附录和4个提示性附录。

正文章节为:主题内容与适用范围;引用标准;总论;名词术语;分析设计的一般准则;材料;承受内压的回转壳;承受外压的回转壳;平盖;开孔与开孔补强;制造、检验与验收。

规范性附录包括:基本部件、组合部件的应力分析;实验应力分析;以疲劳分析为基础的设计;法兰;材料的补充规定;超压泄放装置。

提示性附录包括:钢材高温性能;管壳式换热器管板的应力分析;圆柱壳开孔接管的应力分析;对有限元计算程序与分析人员的基本要求等。

另有《钢制压力容器——分析设计标准》的标准释义,从标准的理论基础、试验、验证、应用以及与国内外同类标准相比较等方面介绍并解释标准的技术内容。

(4)GB 151—1999《管壳式换热器》

这是换热设备系统的第一部国标,它规定了非直接受火管壳式换热器的设计、制造、检验和验收的要求。

其适用范围为:

1)公称压力:不大于35MPa。

2)公称直径:不大于2600mm。

3)而且公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积不大于1.75×104

但不包括以下内容:直接火焰加热的换热器和废热锅炉,受核辐射的换热器,要求做疲劳分析的换热器,已有其他行业标准管辖的换热器。

《管壳式换热器》共有7章正文、10个附录。

正文章节为:范围;引用标准;总则;材料;设计;制造、检验与验收;安装、试车与维护。

规范性附录包括:低温管壳式换热器;换热管与管板接头的焊接工艺评定;换热管用奥氏体不锈钢焊接钢管;有色金属设计数据。

提示性附录包括:管束振动;壁温计算;管板与圆筒、管箱的连接;垫片;换热管特性表;壳体与管束间的入口或出口面积的计算等。

其他有关标准可参见附录A国内常用压力容器现行规范标准。

[1]介质危害性指设备在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触、发生爆炸或因泄漏引起职业性慢性危害的严重程度,用介质毒性危害程度和爆炸危害程度表示。

毒性程度:综合考虑急性毒性和最高容许浓度。极度危害最高容许浓度小于0.1mg/m3,高度危害最高容许浓度0.1~1.0mg/m3,中度危害最高容许浓度1.0~10.0mg/m3,轻度危害最高容许浓度大于等于10.0mg/m3

易燃介质:指气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物,其爆炸下限小于10%,或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于等于20%。

介质毒性危害程度和爆炸危害程度采用GBZ 230—2010《职业性接触毒物危险程度分级》、HG20660—2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类》标准。

工作压力: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。

容积: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。

容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或等于2.5MPa·L时,也属于本规程的适用范围。

[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。

[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。

[4]容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或等于2.5MPa·L时,也属于本规程的适用范围。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈