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文檔簡介
1、 TSG 特種設備安全技術規范 TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術監察規程中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局頒布2009 年8 月31 日特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 1 -目錄1 總 則(1)2 材 料(4)3 設 計(9)4 制 造(17)5 安裝、改造與維修 ( 3 0 )6 使用管理 (31)7 定期檢驗(34)8 安全附件(37)9 附 則(40)附件A 壓力容器類別及壓力等級、品種的劃分 (41)附件B 壓力容器產品合格證 (44)附件C 壓力容器產品銘牌 (45)附件D 特種設備代碼編號方法(48)特種設備安全技術規范 TSG R0004
2、2009- 1 -固定式壓力容器安全技術監察規程1 總 則1.1 目的為了保障固定式壓力容器的安全運行,保護人民生命和財產的安全,促進國民經濟的發展,根據特種設備安全監察條例,制定本規程。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使用的壓力容器(以下簡稱壓力容器,注1-1)。注1-1:對于為了某一特定用途,僅在裝置或者場區內部搬動,使用的壓力容器,以及移動式空氣壓縮機的儲氣罐按照固定式壓力容器進行監督管理。1.3 適用范圍本規程適用于同時具備下列條件的壓力容器:(1)最高工作壓力大于或者等于0.1MPa;(注1-2)(2)工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L;
3、(注1-3)(3)盛裝介質為氣體、液化氣體以及最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體。(注1-4)其中 超高壓容器應當符合超高壓容器安全技術監察規程的規定;非金屬壓力容器應當符合非金屬壓力容器安全技術監察規程的規定;簡單壓力容器應當符合簡單壓力容器安全技術監察規程的規定。注1-2: 工作壓力,是指壓力容器在正常工作情況下,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。一般應當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,如果氣相空間的容積與工作壓力的乘積大于
4、或者等于2.5MPa·L 時,也屬于本規程的適用范圍。1.4 適用范圍的特殊規定壓力容器使用單位應當參照本規程使用管理的有關規定,負責本條范圍內壓力容器的安全管理。1.4.1 只需要滿足本規程總則、設計、制造要求的壓力容器本規程適用范圍內,容積大于或者等于25L 的下列壓力容器,只需要滿足本規程第1、3、4 章的有關規定: - 2 -(1)簡單壓力容器安全技術監察規程不適用的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、直燃型吸收式制冷裝置中的壓力容器、鋁制板翅式熱交換器、空分裝置中冷箱內的壓力容器;(3)無殼體的套管熱交換器、螺旋板熱交換器、釬焊板式熱交換器;(4)水
5、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氣壓給水(泡沫)壓力罐;(5)水處理設備中的離子交換或過濾用壓力容器、熱水鍋爐用膨脹水箱;(6)電力行業專用的全封閉式組合電器(如電容壓力容器);(7)橡膠行業使用的輪胎硫化機及承壓的橡膠模具;(8)機器設備上附屬的蓄能器。1.4.2 只需要滿足本規程總則、設計和制造許可的壓力容器容積大于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,只需要滿足本規程總則和第3.1、4.1.1 的規定,其設計、制造按照相應產品標準的要求。1.4.3 只需要滿足總
6、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,只需要滿足本規程總則和4.1.1 的規定,其設計、制造按相應產品標準的要求。1.5 不適用范圍本規程不適用下列壓力容器:(1)移動式壓力容器、氣瓶、氧艙;(2)鍋爐安全技術監察規程適用范圍內的余熱鍋爐;(3)正常運行最高工作壓力小于0.1MPa 的容器(包括在進料或出料過程中需要瞬時承受壓力大于或者等于0.1MPa 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。1.6 壓力容器范
7、圍的界定本規程適用的壓力容器,其范圍包括壓力容器本體和安全附件。1.6.1 壓力容器本體壓力容器本體界定在下述范圍內:(1)壓力容器與外部管道或裝置焊接連接的第一道環向焊接接頭的坡口面、螺紋連特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 3 -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)非受壓元件與壓力容器本體連接的連接焊縫。壓力容器的主要受壓元件,包括殼體、封頭(端蓋)、膨脹節、設備法蘭;球罐的球殼板;換熱器的管板和換熱管;M36 以上(含M36)的設備主螺柱及公稱直徑大于或者等于250mm 的
8、接管和管法蘭。1.6.2 安全附件壓力容器的安全附件,包括直接連接在壓力容器上的安全閥、爆破片裝置、緊急切斷裝置、安全聯鎖裝置、壓力表、液位計、測溫儀表等1.7 壓力容器類別根據危險程度,本規程適用范圍內的壓力容器劃分為三類,以利于進行分類監督管理,壓力容器的類別劃分方法見附件A。1.8 與技術標準、管理制度的關系本規程規定了壓力容器的基本安全要求,有關壓力容器的技術標準、管理制度等,不得低于本規程的要求1.9 不符合本規程時的特殊處理規定采用新材料、新技術、新工藝以及有特殊使用要求的壓力容器,不符合本規程要求時,相關單位應當將有關的設計、研究、試驗等依據、數據、結果及其驗檢測報告等技術資料報
9、國家質量監督檢驗檢疫總局(以下簡稱國家質檢總局),由國家質檢總局委托有關的技術組織或者技術機構進行技術評審。技術評審的結果經過國家質檢總局批準后,采用新材料、新技術、新工藝的壓力容器方可進行試制、試用。1.10 引用標準本規程的主要引用標準(以下簡稱本規程引用標準,注1-5)如下:(1)GB150鋼制壓力容器(2)GB151管殼式換熱器(3)GB12337鋼制球形儲罐(4)JB/T 4710鋼制塔式容器(5)JB/T 4731鋼制臥式容器(6)JB 4732鋼制壓力容器分析設計標準(7)JB/T 4734鋁制焊接容器(8)JB/T 4745鈦制焊接容器 - 4 -(9)JB/T 4755銅制壓
10、力容器(10)JB/T 4756鎳及鎳合金制壓力容器注1-5:本規程的引用標準中,凡是注明年號的,其隨后的所有修改單(不包括勘誤的內容)或者修訂版均不適用于本規程;凡是不注明年號的,其最新版本適用于本規程。1.11 監督管理(1)壓力容器的設計、制造(含現場組焊,下同)、安裝、改造、維修、使用、檢驗檢測,均應當嚴格執行本規程的規定;(2)壓力容器的設計、制造、安裝、改造、維修、使用單位和檢驗檢測機構等,應當按照特種設備信息管理的有關規定,及時將所要求的數據輸入特種設備信息化管理系統;(3)國家質檢總局和各地質量技術監督部門負責壓力容器安全監察工作,監督本規程的執行。2 材 料2.1 通用要求(
11、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)壓力容器用材料的質量、規格與標志,應當符合相應材料的國家標準或者行業標準的規定,其使用方面的要求應當符合本規程引用標準的規定(3)壓力容器專用鋼板(帶)的制造單位應當取得相應的特種設備制造許可證;(4)材料制造單位應當在材料的明顯部位作出清晰、牢固的鋼印標志或者采用其他方法的標志,實施制造許可的壓力容器專用材料,質量證明書和材料上的標志內容還應當包括制造許可標志和許可證編號;(5)材料制造單位應當向材料使用單位提供質量證明書,材料質量證明書的內容應當齊全、清晰,并且蓋有材料制造單位質量檢驗章;(6)對于壓力容器專用鋼
12、板,由材料制造單位直接向壓力容器制造單位供貨時,雙方商定鋼板質量說明書的份數;由非材料單位供貨時,材料制造單位應當分別為每張鋼板出具質量證明書;(7)壓力容器制造單位從非材料生產單位取得壓力容器用材料時,應當同時取得材料質量證明書原件或加蓋材料供應單位檢驗公章和經辦人章的復印件(壓力容器專用鋼板除外);壓力容器制造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致性負責。2.2 熔煉方法特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 5 -壓力容器受壓元件用鋼,應當是氧氣轉爐或者電爐冶煉的鎮靜鋼。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-鐵素體不銹鋼
13、鋼板,以及用于設計溫度低于-20的低溫鋼板和低溫鋼鍛件,還應當采用爐外精煉工藝。2.3 化學成分(熔煉分析)2.3.1 用于焊接的碳素鋼和低合金鋼碳素鋼和低合金鋼鋼材, C0.25、P0.035、S0.035。2.3.2 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材(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基本要求,P0.030、S0.020;(2)標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa 的鋼材,P0.025、S0.015;(3)用于設計溫度低于-20并且鋼材標準抗拉強度下限值小于540MPa 的鋼材,P0.025、S0.0
14、12。(4)用于設計溫度低于-20并且鋼材標準抗拉強度下限值大于等于540MPa 的鋼材,P0.020、S0.010。2.4 力學性能2.4.1 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、任何尺寸的鍛件按照設計要求的沖擊試驗溫度下的V 型缺口試樣沖擊功(KV2)指標應當符合表2-1 的規定。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 Rm(MPa) 3 個標準試樣沖擊功平均值 KV2(J)450 20450510 24510570 31570630 34630690 38注2-1:(1)試樣取樣部位和方法
15、應當符合相應鋼材標準的規定;(2)沖擊試驗每組取3 個標準試樣(寬度為10mm)。允許1 個試樣的沖擊功數值低于表列數值,但不得低于表列數值的70;(3)當鋼材尺寸無法制備標準試樣時,則應依次制備寬度為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)對鋼材標準中沖擊功指標高于表2-1 規定的鋼材,還需要符合相應鋼材標準的規定。 2.4.2 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程引用標準以及相應鋼材標準的規定;(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
16、規定: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Rm(MPa)斷后伸長率A()420 23420550 20550680 17注2-2:對鋼板標準中斷后伸長率指標高于本表規定的,還應當符合相應鋼板標準的規定。(3)對采用不同尺寸試樣的斷后伸長率指標,應當按照GB/T 17600.1 鋼的伸長率換算 第1 部分:碳素鋼和低合金鋼和GB/T 17600.2 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定。2.5 鋼板超聲檢測2.5.1 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)用于制造壓力容器殼體時,凡符合下
17、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 腐蝕環境中使用的;(3) 設計壓力大于或者等于10MPa 的;(4) 本規程引用標準中要求逐張進行超聲檢測的。2.5.2 檢測合格標準鋼板超聲檢測應當按JB/T 4730 承壓設備無損檢測的規定進行,用于本規程2.5.1第(1)項至第(3)項的鋼板,合格等級不低于級,用于本規程2.5.1 第(4)項的鋼板,合格等級應當符合本規程引用標準的規定。2.6 壓力容器用鑄鐵2.6.1 鑄鐵材料的應用限制鑄鐵不得用于盛裝毒性程度為極高、高度或中度危害介質,以及設計壓力大于等于0.15MPa 的易爆介質壓力
18、容器的受壓元件,也不得用于管殼式余熱鍋爐的受壓元件。除上述壓力容器之外,允許選用以下鑄鐵材料:特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 7 -(1)灰鑄鐵,牌號為HT200、HT250、HT300 和HT350;(2)球墨鑄鐵,牌號為QT400-18R 和QT400-18L。2.6.2 設計壓力、溫度限制(1)灰鑄鐵,設計壓力不大于0.8MPa,設計溫度范圍為10200。(2)球墨鑄鐵,設計壓力不大于1.6MPa, QT400-18R 的設計溫度范圍為0300,QT400-18L 的設計溫度范圍為-10300。2.7 壓力容器用有色金屬2.7.1 通用要求壓力容器用有色金屬(鋁、鈦、
19、銅、鎳及其合金等)應當符合以下要求:(1)用于制造壓力容器的有色金屬,其技術要求應當符合本規程引用標準的規定,如有特殊要求,需要在設計圖樣或相應的技術文件中注明;(2)壓力容器制造單位應當建立嚴格的保管制度,并且設專門場所,與碳鋼、低合金鋼分開存放。2.7.2 鋁和鋁合金鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件時,應當符合下列要求:(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-26965,其他牌號的鋁和鋁合金,其設計溫度范圍為-269200。2.7.3 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200。2.7.4 鈦和鈦合
20、金鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件時,應當符合下列要求:(1)鈦和鈦合金的設計溫度不高于315,鈦-鋼復合板的設計溫度不高于350;(2)用于制造壓力容器殼體的鈦和鈦合金在退火狀態下使用。2.7.5 鎳和鎳合金鎳和鎳合金用于壓力容器受壓元件時,應當在退火或者固溶狀態下使用。2.7.6 鉭、鋯、鈮及其合金鉭、鋯、鈮及其合金用于壓力容器受壓元件時,應當在退火狀態下使用。鉭和鉭合金設計溫度不高于250,鋯和鋯合金設計溫度不高于375,鈮和鈮合金設計溫度不高于220。2.8 復合鋼板壓力容器用復合鋼板應當按照本規程引用標準的規定選用,并且符合以下要求: - 8 -(1)復合鋼板復合界面的結合剪切強度,不
21、銹鋼-鋼復合板不小于210Mpa,鎳-鋼復合板不小于210Mpa,鈦-鋼復合板不小于140Mpa,銅-鋼復合板不小于100Mpa。(2)復合鋼板基層材料的使用狀態符合本規程引用標準的規定。(3)碳素鋼和低合金鋼基層材料(包括鋼板和鋼鍛件)按照基層材料標準的規定進行沖擊試驗,沖擊功合格指標符合基層材料標準或者訂貨合同的規定。2.9 境外牌號材料的使用2.9.1 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行標準規范允許使用并且境外已經有使用實例的材料,其使用范圍應當符合境外相應產品標準的規定,如本規程引用標準列有相近化學成分和力學性能的牌號時,其使用范圍還應當符合本規程引用標
22、準的規定。(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)材料質量證明書和材料標志應當符合本規程2.1 的規定。(4)壓力容器制造單位應當對進廠材料與材料質量證明書進行審核,并且對材料的化學成分和力學性能進行驗證性復驗,符合相關要求后才能投料使用。(5)用于焊接結構壓力容器受壓元件的材料,壓力容器制造單位在首次使用前,應當掌握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 的鋼材、用于壓力容器設計溫度低于-40的低合金鋼鋼材,材料制造單位還應當按本規程1.9 的規
23、定通過技術評審,其材料方可允許使用。2.9.2 境內材料制造單位制造的材料境內材料制造單位制造的境外牌號材料,除應當符合本規程2.9.1 的各項要求外,還應當按本規程1.9 的規定通過技術評審,評審內容包括材料制造單位的相關條件和材料的試制技術文件。2.9.3 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。2.10 新材料使用2.10.1 未列入引用標準的材料壓力容器主要受壓元件采用未列入本規程引用標準的材料,試制前材料的研制單位應當進行系統的試驗研究工作,并且應當按照本規程1.9 的規定通過技術評審,該材料方可允許使用。2.10.2 已列入引用標準
24、的材料- 9 -對已列入GB 150 或JB 4732 的標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa 的鋼材,以及用于壓力容器設計溫度低于40的低合金鋼鋼材,如果鋼材制造單位沒有該鋼材的制造或者壓力容器應用業績,則應當進行系統的試驗研究工作,并且應當按照本規程1.9 的規定通過技術評審,該鋼材方可允許使用。2.11 材料使用和標志移植(1)壓力容器制造單位應當通過對材料供貨單位進行考察、評審、追蹤等方法,確保所使用的壓力容器材料符合本規程的要求,并且在材料進廠時審核材料質量證明書和材料標志;(2)對于采購的第類壓力容器用鍛件,以及不能確定材料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
25、壓元件材料,壓力容器制造單位應當進行復驗,符合本規程的規定后方可投料使用。(3)用于制造壓力容器受壓元件的材料在分割前應當進行標志移植。2.12 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定的限值,當需要時,其他性能也不得低于母材的相應要求;(2)焊接材料應當滿足相應焊材標準和本規程引用標準的要求,并且附有質量證明書和清晰、牢固的標志;(3)壓力容器制造單位應當建立并且嚴格執行焊接材料驗收、復驗、保管、烘干、發放和回收制度。2.12 材料代用壓力容器制造或現場組焊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
26、詳細記錄。3 設 計3.1 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格、設計類別、品種和級別范圍的劃分應當符合壓力容器壓力管道設計許可規則的規定;(2)總體采用規則設計標準,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格;(3)壓力容器的設計應當符合本規程的基本安全要求,對于采用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提供設計文件與本規程基本安全要求的符合性申明;(4)壓力容器的設計單位應當向設計委托方提供完整的設計文件。 - 10 -3.2 設計許可印章(1)壓力容器的設計總圖上,必須加蓋壓力容
27、器設計許可印章(復印章無效),設計許可印章失效的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須與所加蓋的設計圖樣中的設計單位名稱一致。3.3 設計條件壓力容器的設計委托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(包括工作壓力、工作溫度范圍、液位高度、接管載荷等);(2)壓力容器使用地及其自然條件(包括環境溫度、抗震設防烈度、風和雪載荷等);(3)介質組分與特性;(4)預期使用年限;(5)幾何參數和管口方位;(6)設計需要的其他必要條件。3.4 設計文件3.4.1 通用要求(1)壓力容器的設計文件
28、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(適用于第類壓力容器),設計單位認為必要時,還應當包括安裝與使用維修說明。(2)裝設安全閥、爆破片裝置的壓力容器,設計文件還應當包括壓力容器安全泄放量、安全閥排量和爆破片泄放面積的計算書;無法計算時,設計單位應當會同設計委托單位或者使用單位,協商選用超壓泄放裝置。3.4.2 設計總圖3.4.2.1 總圖的審批設計總圖應當按照有關安全技術規范的要求履行審批手續。對于第類壓力容器,應當有壓力容器設計單位技術負責人或者其授權人的批準簽字。3.4.2.2 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
29、別,設計、制造所依據的主要法規、標準;(2)工作條件,包括工作壓力、工作溫度、介質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(包含壓力在內的所有應當考慮的載荷)、介質(組分)、腐蝕裕量、焊接接頭系數、自然條件等,對儲存液化氣體的儲罐應當注明裝量特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 11 -系數,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標準;(5)主要特性參數(如壓力容器容積、換熱器換熱面積與程數等);(6)壓力容器設計使用年限(疲勞容器標明循環次數);(7)特殊制造要求;(8)熱處理要求;(9)無損檢測要求;(10)耐壓
30、試驗和泄漏試驗要求;(11)預防腐蝕的要求。(12)安全附件的規格和訂購特殊要求(工藝系統已考慮的除外);(13)壓力容器銘牌的位置;(14)包裝、運輸、現場組焊和安裝要求。3.4.2.3 特殊要求下列情況對設計總圖的特殊要求:(1)多腔壓力容器分別注明多腔的試驗壓力,有特殊要求時注明共同元件兩側允許的壓力差值,以及試驗步驟和試驗的要求;(2)裝有觸媒的壓力容器和裝有充填物的壓力容器,注明使用過程中定期檢驗的技術要求;(3)由于結構原因不能進行內部檢驗的壓力容器,注明計算厚度、使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使用的特殊要求;(6)有耐熱襯里的壓力容器
31、,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。3.5 設計方法壓力容器的設計可以采用規則設計方法或者分析設計方法。必要時也可以采用試驗方法或者可對比的經驗設計方法,但是應按照本規程1.9 的規定通過技術評審。壓力容器設計單位應當基于本規程3.3 所述的設計條件,綜合考慮所有相關因素、失效模式和足夠的安全裕量,以保證壓力容器具有足夠的強度、剛度、穩定性和抗腐蝕性,同時還應當考慮裙座、支腿、吊耳等與壓力容器主體的焊接接頭的強度要求,確保壓力容器在設計使用年限內的安全。3.6 風險評估對第類壓力容器,設計時應當出具包括主要失效模式和風險控制等內容的風險評估
32、 - 12 -報告。3.7 節能要求壓力容器的設計應當充分考慮節能降耗原則,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)對換熱容器進行優化設計,提高換熱效率,滿足 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。3.8 安全系數確定壓力容器材料許用應力(或者設計應力強度)的最小安全系數,見表3-1表3-3的規定。安全系數低于這些規定時,應當符合本規程1.9 的要求。表3-1 常規設計方法的安全系數安全系數材料(板、鍛件、管)室溫下的抗拉強度Rm設計溫度下的屈服強度RteL(Rtp0.2)(注3-1)設計溫度下持久
33、強度極限平均值 RtD(注3-2)設計溫度下蠕變極限平均值(每1000 小時蠕變率為0.01%的)Rtn碳素鋼和低合金鋼 nb2.7 ns1.5 nd1.5 nn1.0高合金鋼 nb2.7 ns1.5 nd1.5 nn1.0鈦及鈦合金 nb2.7 ns1.5 nd1.5 nn1.0鎳及鎳合金 nb2.7 ns1.5 nd1.5 nn1.0鋁及鋁合金 nb3.0 ns1.5 銅及銅合金 nb3.0 ns1.5 注3-1:如果本規程引用標準允許采用Rtp1.0,則可以選用該值計算其許用應力;注3-2:根據設計壽命選用1.0×105h、1.5×105h、2.0×105h
34、 等持久強度極限值。表3-2 分析設計方法的安全系數安全系數材料室溫下的抗拉強度Rm設計溫度下的屈服強度RteL(Rtp0.2)(注3-3)特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 13 -碳鋼素和低合金鋼 nb2.4 ns1.5高合金鋼 nb2.4 ns1.5注3-3:如果本規程引用標準允許采用Rtp1.0,則可以選用該值計算其許用應力。表3-3 螺柱(螺栓)的安全系數安全系數材料螺柱(螺栓)直徑(mm)熱處理狀態 設計溫度下的屈服強度RteL(Rtp0.2)設計溫度下持久強度極限平均值 RtDM22 2.7碳素鋼M24M48熱軋、正火2.5M22 3.5M24M48 3.0低合金
35、鋼馬氏體高合金鋼M52調質2.7M22 1.6奧氏體高合金鋼M24M48固溶1.51.5灰鑄鐵室溫下抗拉強度安全系數不小于10.0,球墨鑄鐵室溫下抗拉強度安全系數不小于8.0。3.9 壓力3.9.1 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,并且應當考慮液柱靜壓力等附加載荷。3.9.2 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,允許超壓泄放
36、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。3.9.3 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,應當以規定溫度下的工作壓力為基礎確定: - 14 -(1) 常溫儲存液化氣體壓力容器規定溫度下的工作壓力按表 3-4 確定;表3-4 常溫儲存液化氣體壓力容器規定溫度下的工作壓力規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驗實測溫度有試驗實測最高工作溫度并且能保證低于臨界溫度5050飽和蒸氣壓力可能達到的最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力50設計所規定的最大充裝量時,溫度為50的氣體壓力試驗實測最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力(2)常溫儲存液化石油氣壓力容
37、器規定溫度下的工作壓力,按照不低于50時混合液化石油氣組分的實際飽和蒸氣壓來確定,設計單位應當在圖樣上注明限定的組分和對應的壓力;若無實際組分數據或者不做組分分析,其規定溫度下的工作壓力不得低于表3-5的規定。表3-5 常溫儲存混合液化石油氣壓力容器規定溫度下的工作壓力混合液化石油氣50 規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50飽和蒸氣壓力等于50異丁烷的飽和蒸氣壓力,0.59MPa可能達到的最高工作溫度下異丁烷的飽和蒸氣壓力大于異丁烷50飽和蒸氣壓力、小于或者等于丙烷50飽和蒸氣壓力等于50丙烷的飽和蒸氣壓力,1.61MPa可能達到的最高工作溫度下丙烷的
38、飽和蒸氣壓力大于丙烷50飽和蒸氣壓力等于50丙烯的飽和蒸氣壓力,1.95MPa可能達到的最高工作溫度下丙烯的飽和蒸氣壓力3.10 溫度(1)設計溫度,是指壓力容器在正常工作情況下,設定的元件金屬溫度(沿元件金屬截面的溫度平均值),設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件;(2)設計常溫儲存壓力容器時,應當充分考慮在正常工作狀態下大氣環境溫度條件對特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 15 -容器殼體金屬溫度的影響,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)的最低值。3.11 腐蝕裕量對于有均勻腐蝕的壓力容器,腐蝕裕量根據預期的壓力
39、容器使用年限和介質對材料的腐蝕速率確定;同時,還應當考慮介質流動對受壓元件的沖蝕、磨損等影響。3.12 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。3.13 裝量系數儲存液化氣體的壓力容器應當規定設計儲存量,裝量系數不得大于 0.95。3.14 焊接接頭3.14.1 殼體接頭設計焊制壓力容器筒體的縱向接頭、筒節與筒節(封頭)連接的環向接頭、封頭的拼接接頭,以及球殼板間的焊接接頭,應當采用全截面焊透的對接接頭形式。球形儲罐球殼板不得拼接。3.14.2 接管與殼體之間接頭設計鋼制壓力容器的接管(凸緣)與殼體之間的接頭設計以及夾套壓力容器的接頭設計,可參照本規程引用標準進行。
40、有下列情況之一的,應當采用全焊透結構:(1)介質為易爆或者介質毒性為極度危害和高度危害的壓力容器;(2)要求氣壓試驗或者氣液組合壓力試驗的壓力容器;(3)第類壓力容器;(4)低溫壓力容器;(5)進行疲勞分析的壓力容器;(6)直接受火焰加熱的壓力容器;(7)設計圖樣規定的壓力容器。3.15 焊接接頭系數(1)用焊接方法制造的壓力容器,應當考慮焊接接頭對強度的削弱,焊接接頭系數的取值按照相應引用標準選取;(2)不允許降低焊接接頭系數而免除壓力容器產品的無損檢測。3.16 無損檢測要求壓力容器設計單位應當根據本規程、本規程引用標準和 JB/T4730 的要求在設計圖樣上規定所選擇的無損檢測方法、比例
41、、質量要求及其合格級別等。3.17 壓力容器用管法蘭 - 16 -(1)鋼制壓力容器管法蘭、墊片、緊固件的設計應當參照行業標準HG 2059220635-2009鋼制管法蘭、墊片、緊固件系列標準的規定;(2)盛裝液化石油氣、毒性程度為極度和高度危害介質以及強滲透性中度危害介質的壓力容器,其管法蘭應當按照行業標準HG 20592HG 20635 系列標準的規定,至少應用高頸對焊法蘭、帶加強環的金屬纏繞墊片和專用級高強度螺栓組合。3.18 檢查孔(1)壓力容器應當根據需要設置人孔、手孔等檢查孔,檢查孔的開設位置、數量和尺寸等應當滿足進行內部檢查的需要;(2)對不能或者確無必要開設檢查孔的壓力容器,
42、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,并且對設備使用中定期檢驗的重點檢驗項目、方法提出要求。3.19 開孔補強圈的指示孔壓力容器上的開孔補強圈以及周邊連續焊的起加強作用的墊板應當至少設置一個泄漏信號指示孔。3.20 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勞載荷的影響。快開門式壓力容器應當具有滿足以下要求的安全聯鎖功能:(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,方能打開快開門。
43、3.21 不允許拆卸的隔熱層對有隔熱層的壓力容器,如果設計時規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所有焊接接頭進行全部無損檢測等特殊要求。3.22 特殊耐腐蝕要求對有特殊耐腐蝕要求的壓力容器或者受壓元件,例如存在晶間腐蝕、應力腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕等介質環境時,應當在設計圖樣上提出相應的耐腐蝕試驗方法以及必要的熱處理要求。3.23 水質以水為介質、直接受火焰加熱連續操作的壓力容器(包括管殼式余熱鍋爐),其水質應當符合GB1576-2008工業鍋爐水質的規定。特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 17 -3.24
44、 泄露實驗當壓力容器所盛裝介質的毒性程度為極度、高度危害或者不允許有微量泄漏時,設計應當提出壓力容器泄漏試驗的方法和要求。鑄造壓力容器盛裝氣態介質時,應當在設計圖樣上提出氣密性試驗的要求。對于帶有安全閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器,如果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。4 制 造4.1 通用要求4.1.1 制造單位(1)壓力容器制造(含現場組焊,下同)單位應當取得特種設備制造許可證,按照批準的范圍進行制造,依據有關法規、安全技術規范的要求建立壓力容器質量保證體系并且有效運行,單位法定代表人必須對壓力容器制造質量負責;(2)制造單位應當嚴格執行有關法規、
45、安全技術規范及其相應標準,按照設計文件制造和組焊壓力容器。4.1.2 型式試驗蓄能器等需要型式試驗的壓力容器,應當經過國家質檢總局核準的型式試驗機構進行型式試驗并且取得型式試驗證明文件。4.1.3 制造監督試驗壓力容器的制造單位應當接受特種設備檢測機構對其制造過程的監督檢驗。4.1.4 產品出廠資料4.1.4.1 通用要求壓力容器出廠時,制造單位應當向使用單位至少提供以下技術文件和資料:(1)竣工圖樣,竣工圖樣上應當有設計單位許可印章(復印章無效),并且加蓋竣工圖章(竣工圖章上標注制造單位名稱、制造許可證編號、審核人的簽字和“竣工圖”字樣);如果制造中發生了材料代用、無損檢測方法改變、加工尺寸
46、變更等,制造單位按照設計單位書面批準文件的要求在竣工圖樣上作出清晰標注,標注處有修改人的簽字及修改日期;(2)壓力容器產品合格證(含產品數據表,式樣見附件B)、產品質量證明文件(包括主要受壓部件材質證明書、材料清單、質量計劃或者檢驗計劃、結構尺寸檢查報告、焊接記錄、無損檢測報告、熱處理報告及自動記錄曲線、耐壓試驗報告及泄漏試驗報告等)和產品銘牌的拓印件或者復印件;(3)特種設備制造監督檢驗證書(適用于實施監督檢驗的產品);(4)本規程規定的壓力容器設計文件。 - 18 -4.1.4.2 封頭、鍛件的產品出廠資料封頭、鍛件等壓力容器受壓元件的制造單位,應當向訂購單位提供受壓元件的質量證明文件。4
47、.1.4.3 現場組焊竣工資料現場組焊的壓力容器竣工、驗收后,施工單位除提供本規程4.1.4.1 和4.1.4.2 要求的技術文件和資料外,還應當將組焊和質量檢驗的技術資料提供給使用單位。4.1.5 產品銘牌制造單位必須在壓力容器的明顯部位裝設產品銘牌。銘牌應當采用中文(必要時可以中英文對照)和國際單位(產品銘牌的格式見附件C)。產品銘牌上的項目至少包括以下內容:(1)產品名稱;(2)制造單位名稱;(3)制造單位許可證書編號和許可級別;(4)產品標準;(5)主體材料;(6)介質名稱;(7)設計溫度;(8)設計壓力、最高允許工作壓力(必要時);(9)耐壓試驗壓力;(10)產品編號;(11)設備代
48、碼(特種設備代碼編號方法見附件D)(12)制造日期;(13)壓力容器類別(按照本規程附件A,分為第、類);(14)容積(換熱面積)。4.1.6 設計修改制造單位對原設計文件的修改,應當取得原設計單位同意修改的書面證明文件,并且對改動部位作詳細記載。4.2 焊接4.2.1 焊接工藝評定壓力容器焊接工藝評定的要求如下:(1)壓力容器產品施焊前,受壓元件焊縫、與受壓元件相焊的焊縫、熔入永久焊縫內的定位焊縫、受壓元件母材表面堆焊與補焊,以及上述焊縫的返修焊縫都應當進行焊接工藝特種設備安全技術規范 TSG R00042009- 19 -評定或者有經過評定合格的焊接工藝規程(WPS)支持;(2)壓力容器的
49、焊接工藝評定應當符合JB4708鋼制壓力容器焊接工藝評定的要求;(3)監檢人員應當對焊接工藝的評定過程進行監督;(4)焊接工藝評定完成后,焊接工藝評定報告(PQR)和焊接工藝規程(WPS)應當由制造(組焊)單位焊接責任工程師審核,技術負責人批準,經過監檢人員簽字確認后存入技術檔案;(5)焊接工藝評定技術檔案應當保存至該工藝評定失效為止,焊接工藝評定試樣應當至少保存5 年。4.2.2 焊工及其鋼印(1)從事壓力容器焊接作業的人員(以下簡稱焊工),應當按照有關安全技術規范的規定考核合格,取得相應項目的特種設備作業人員證后,方能在有效期間內擔任合格項目范圍內的焊接工作;(2)焊工應當按照焊接工藝規程
50、(WPS)或者焊接作業指導書施焊并且做好施焊記錄,制造單位的檢驗人員應當對實際的焊接工藝參數進行檢查;(3)應當在壓力容器受壓元件焊縫附近的指定部位打上焊工代號鋼印,或者在焊接記錄(含焊縫布置圖)中記錄焊工代號,焊接記錄列入產品質量證明文件;(4)制造單位應帶建立焊工技術檔案。4.2.3 焊工及其鋼印壓力容器制造中不允許強力組裝,不宜采用十字焊縫。4.2.4 焊接返修焊接返修(包括母材缺陷補焊)的要求如下:(1)應當分析缺陷產生的原因,提出相應的返修方案;(2)返修前應當按本規程4.2.1 進行焊接工藝評定或者具有經過評定合格的焊接工藝規程(WPS)支持,施焊時應當有詳盡的返修記錄;(3)焊縫
51、同一部位的返修次數不宜超過2 次,如超過2 次,返修前應當經過制造單位技術負責人批準,并且將返修的次數、部位、返修情況記入壓力容器質量證明文件;(4)要求焊后消除應力熱處理的壓力容器,一般應當在熱處理前焊接返修,如在熱處理后進行焊接返修,應當根據補焊深度確定是否需要進行消除應力處理;(5)有特殊耐腐蝕要求的壓力容器或者受壓元件,返修部位仍需保證不低于原有的耐腐蝕性能;(6)返修部位應當按照原要求經過檢測合格。4.3 試件(板)與試樣 - 20 -4.3.1 需要制備產品焊接試件的條件(1)碳鋼、低合金鋼制低溫壓力容器;(2)材料標準抗拉強度下限值大于或者等于540MPa 的低合金鋼制壓力容器;
52、(3)需經過熱處理改善或者恢復材料力學性能的鋼制壓力容器;(4)設計圖樣注明盛裝毒性為極度或者高度危害介質的壓力容器;(5)設計圖樣和本規程引用標準要求制備產品焊接試板的壓力容器。4.3.2 產品焊接試件的制備要求(1)產品焊接試件應當在筒節縱向焊縫的延長部位與筒節同時施焊(球形壓力容器和鍛焊壓力容器除外);(2)試件的原材料必須合格,并且與壓力容器用材具有相同標準、相同牌號、相同厚度和相同熱處理狀態;(3)試件應當由施焊該壓力容器的焊工采用與施焊壓力容器相同的條件與焊接工藝施焊,有熱處理要求的壓力容器,試板一般應當隨壓力容器一起熱處理,否則應當采取措施保證試件按照與壓力容器相同的工藝進行熱處
53、理;(4)每臺壓力容器需制備產品焊接試件的數量,由制造單位根據壓力容器的材料、厚度、結構與焊接工藝,按照設計圖樣和本規程引用標準要求確定。4.3.3 需要制備母材熱處理試件的條件(1)當要求材料的使用熱處理狀態與供貨熱處理狀態一致時,在制造過程中若破壞了供貨熱處理狀態,需要重新進行熱處理的;(2)在制造過程中,需要經過熱處理改善材料力學性能檢的。制備上述母材熱處理試件時,若同時要求制備產品焊接試件,允許將兩種試件合并制備。4.3.4 焊接試件與母材熱處理試件的力學性能檢驗要求壓力容器產品焊接試件與母材熱處理試件的試樣,按照以下要求進行力學性能檢驗:(1)試樣的種類、數量、截取與制備按照設計圖樣和本規程引用標準的規定;(2)力學性能檢驗的試驗方法、試驗溫度、合格指標及其復驗要求按照設計和本規程引用標準的規定;(3)當試件被判為不合格時,按照本規程引用標準的規定處理。4.3.5 耐腐蝕性能試件和試樣的制備要求(1)要求做耐腐蝕性能檢驗的壓力容器或者受壓元件,應當制作耐腐蝕性能
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