在D类压力容器设计中如何执行 《压力容器安全技术监察规程》 江苏省化工机械研究所有限责任公司 韩 建 新

Presentation on theme: "在D类压力容器设计中如何执行 《压力容器安全技术监察规程》 江苏省化工机械研究所有限责任公司 韩 建 新"— Presentation transcript:

1 在D类压力容器设计中如何执行 《压力容器安全技术监察规程》 江苏省化工机械研究所有限责任公司 韩 建 新

2 0. 概述： 0.1 《容规》在特种设备安全监察法规中的作用
□ 我国特种设备法规体系的构成（五个层次） 法律—— 特种设备安全法（调整特种设备安全各方面关系，明确 各方面责任，解决安全监察工作法律地位问题） 行政法规—— 特种设备安全监察条例（为安全监察工作的依据， 解决安全监察制度的建立问题） 行政规章—— 事故处理规定等（管理要求，解决安全监察工作程 序问题） 安全技术规范—— 各项技术规程、规则（安全监察工作的主体， 解决特种设备安全性能基本要求问题） TSG 特种设备安全技术规范 安全技术规范引用的标准（基础，解决特种设备安全监察的技术 支撑问题） □ 《容规》在压力容器设计中的地位 作为安全技术规范，在设计工作中必须贯彻执行。 压力容器的设计、制造（组焊）、安装、使用、检验、修理和改造， 均应执行规程。 本规程是压力容器质量监督和安全监察的基本要求，技术标准、部 门规章、单位规定与规程相抵触的，以规程为准。

3 0. 概述： 0.1 《容规》在特种设备安全监察法规中的作用
□ 《容规》与标准的关系 ● 《容规》和强制性标准都具有强制性； 推荐性标准的采用是志愿的，只有被法规引用后才具有强制性。 ● 《容规》只提出安全技术的基本要求，不过多涉及具体的技术方法； 标准指导技术方法的实现，是规范的技术支撑。 ● 标准具有相对的统一性、固定的特征、在理论上是可协调的； 法规因国家和文化特征的差异，技术贸易壁垒等，各国不统一。 ● 标准一般只针对某种产品、某种工艺； 法规不仅可针对某种产品，还可覆盖某一行业/领域。 ● 法规标准应当相互融合，协调发展，互不排斥，一起构成和谐统一 的体系。

4 0. 概述： 0.2 《容规》管辖范围与GB150的适用范围的主要区别
性 质 安全技术规范 容器建造标准 批准发布机构 国家质检总局 国家标准化委员会 同时具备条件 压力，Mpa 最高工作压力pw ： 0.1≤ pw <[对应p=100的] pw 设计压力p： -0.1≤ p ≤ -0.02 0.1≤ p ≤ 35 截面尺寸 容 积 ≥150mm 0.025m3 (高压容器除外） 盛装介质 气体、液化气体、最高工作温度高于标准沸点的液体。 压力容器 划定范围 1.容器与外部管道连接时： ——焊接连接的第一道环向接头坡口端面； ——法兰连接的第一个法兰密封面； ——螺纹连接的第一个螺纹接头端面； ——专业连接件或管件连接的第一个密封面。 2. 接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件。 3. 非受压元件与受压元件的焊接接头（不包括非受压元件）

5 《容规》与GB150的适用情况比较（续表） 《容规》管辖范围 GB150的适用范围 非受压元件 直接连接在容器上的安全附件 建造、使用阶段
与受压元件焊接成为整体的非受压元件 直接连接在容器上的安全附件 安全阀、爆破片装置 紧急切断装置、安全连锁装置、压力 表、液面计、测温仪表等。 建造、使用阶段 设计、制造（组焊） 设计、制造、检验和验收 安装、使用、检验、修理和改造 容器类型 固定式压力容器，包括已有其它行业 标准的压力容器 固定式GB150压力容器 移动式压力容器、直接火焰加热的容 器（用途属压力容器且主要按压力容 器标准、法规设计和制造） 容器材料 钢、铸铁、有色金属及其合金 钢制 设计方法 作“规则设计”的容器 作“分析设计”（含疲劳分析）的容器

6 0. 概述： 0.3 《容规》的内容： 第一章 总则 第二章 材料 第三章 设计 第四章 制造 第五章 安装、使用管理与修理改造
第一章 总则 第二章 材料 第三章 设计 第四章 制造 第五章 安装、使用管理与修理改造 第六章 定期检验 第七章 安全附件 第八章 附则 附件一 压力容器的应力等级、品种、介质毒性程度和易燃介质的划分 附件二 全国月平均最低温度低于零下20℃和零下10℃的地区 附件三 压力容器产品质量证明书 附件四 压力容器档案卡片 附件五 安全阀和爆破片的设计计算 附件六 产品铭牌与注册铭牌 附件七 受压元件产品质量证明书

7 第一章. 总 则： 1.1 《容规》规定的适用范围 □ 同时具备的三个条件：
第一章. 总 则： 1.1 《容规》规定的适用范围 □ 同时具备的三个条件： ⑴ 最高工作压力（pw）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力）； ⑵ 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m , 且容积（V）大于 等于 m3； ⑶ 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

8 1.1 《容规》规定的适用范围 注：1. 判断《容规》管辖范围是指最高工作压力而不是设计压力。最高工
作压力是指正常使用过程中，容器顶部可能出现的最高压力。 2.容器内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时，如气相空 间（非瞬间）大于等于0.025m3，且最高工作压力大于等于0.1Mpa 时，也属《容规》管辖。 3.《条例》中压力容器定义：“...压力与容积的乘积大于或等于 2.5Mpa·L…”，在《容规》未作修订时，仍然按原定义。 4.外压容器根据具体结构分析，一般不会出现最高工作压力（pw） 大于等于0.1Mpa的状况。 5. 容积计算时按名义尺寸计算，且不扣除内件的体积。 6. 正常运行最高工作压力小于0.1Mpa,瞬间承受压力大于等于0.1Mpa 的压力容器《容规》不管辖，但“消毒、冷却等工艺过程中需要短 时承受压力大于等于0.1Mpa的压力容器”属《容规》管辖，主要是 考虑如发酵罐等设备的大型化和重要性。

9 第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 1.2.1 《容规》中压力容器分类原则： 1) 符合第2条适用范围的压力容器；
第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 《容规》中压力容器分类原则： 1) 符合第2条适用范围的压力容器； 2) 根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和 爆炸危险程度进行划分。 压力容器的压力等级： 根据压力容器的设计压力（p）划分为四个压力等级 低压（代号L） Mpa≤p＜1.6Mpa 中压（代号M） Mpa≤p＜10Mpa 高压（代号H） Mpa≤p＜100Mpa 超高压（代号U） p≥100Mpa

10 第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 1.2.3 压力容器的品种： 1） 按生产工艺过程中的作用原理，分为：
第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 压力容器的品种： 1） 按生产工艺过程中的作用原理，分为： 反应压力容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的 压力容器； 换热压力容器（代号E）：主要用于完成介质的热量交换的压力容 器； 分离压力容器（代号S）：主要用于完成介质的流体压力平衡和气 体净化分离的压力容器； 储存压力容器（代号C）：主要用于储存、盛装气体、液体、液化 气体等介质的压力容器。 2） 按压力容器的结构特点、材料等，分为 固定式压力容器、移动式压力容器； 管壳式余热锅炉； 球形储罐； 低温储存容器；（特指结构为双层壳体中间绝热，内壳体承压， 介质为低温液体的储存容器） 高强度级别材料制造的容器； 搪玻璃压力容器等。

11 第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 1.2.4 压力容器中化学介质的毒性程度的分级和 爆炸危险程度的划分：
第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 1.2.4 压力容器中化学介质的毒性程度的分级和 爆炸危险程度的划分： 1）按照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分 类》中表1～4、附表1～2中所列介质的分类确定。 2）HG20660中未列入的，可查找《化学危险品手册》中的参数，按 以下原则确定其毒性程度 极度毒性（Ⅰ） 最高允许浓度 < 0.1mg/m3； 高度毒性（Ⅱ） 最高允许浓度 0.1～<1.0 mg/m3； 中度毒性（Ⅲ） 最高允许浓度 1.0～<10 mg/m3； 轻度毒性（Ⅳ） 最高允许浓度 ≥ 10 mg/m3。 3）爆炸危险介质的确定： 气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，其爆炸 下限小于10％，或其爆炸下限与上限的差值大于、等于20％的介 质。

12 第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 1.2.5 《容规》中压力容器类别的划分： 根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险
第一章. 总 则： 1.2 压力容器分类 《容规》中压力容器类别的划分： 根据压力容器的压力等级、品种、介质的毒性程度和爆炸危险 程度划分为三类，详见《容规》第6条1、2、3款。 注：1. 按《容规》划分类别的压力容器必须是符合第2条适用范围的 压力容器。 2. 第2条第2款中所列的压力容器其设计、制造和安装、使用管 理与修理改造应符合《容规》的要求。也要按相应条件划分 压力容器类别。 3. 多腔压力容器的类别划分： 1）分别按各腔的设计压力、容积等进行类别划分； 2）按照类别高的压力腔作为该容器的类别，并按该类别进行 使用管理； 3）按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。 4. 图样中技术特性表中的容器类别应按“第三类”、 “第二类”、 “第一类”的型式标注。

13 压 力 容 器 类 别 的 简 明 判 断 介质性质 非易燃、无毒/轻毒性 易燃、中度毒性 高度、极度毒性 PV值（MPa.m3） ≥0.5
压 力 容 器 类 别 的 简 明 判 断 介质性质 非易燃、无毒/轻毒性 易燃、中度毒性 高度、极度毒性 PV值（MPa.m3） ≥0.5 ≥10 ≥0.2 低压 0.1≤p<1.6 （MPa） 换热、分离容器 第一类压力容器 储存、反应容器 管壳式余热锅炉 搪玻璃压力容器 第二类压力容器 中压 1.6≤p<10 储 存 容 器 反 应 容 器 高压 10≤p<100 第三类压力容器 使用强度级别较高的材料制造的压力容器 σb≥540Mpa 移动式压力容器 球形储罐（容积大于等于50m3） 低温液体储存容器（容积大于5m3）

14 压力容器类别划分举例： 1）工作压力Pw=0.07Mpa,设计压力P=0.1Mpa,充装系数0.9的反应容器。 无类别
2）换热器工作压力Pw=5Mpa,设计压力P=5Mpa,换热面积F=2m2,筒体直径φ=159×5。 无类别 3）一储存容器，工作压力Pw=0.5Mpa,设计压力P=0.6Mpa,介质为纯净水，温度为50℃，容积V=1m3,充装系数0.9。容规第三条 一类压力容器 4）一储存容器，工作压力Pw=0.3Mpa,设计压力P=0.33Mpa,筒体直径φ=2400，温度为－40℃，材料为07MnCrMoVR。 三类压力容器 5）一搪玻璃容器，工作压力Pw=1.5Mpa,设计压力P=1.6Mpa，容积V=5m3,介质为硫酸，温度为80℃。 6）一容器，工作压力Pw=0.2Mpa,设计压力P=0.22Mpa,介质为极度危害，温度为50℃，容积V=0.8m3。 二类压力容器 7）一储存容器，设计压力P=0.79Mpa,介质为易燃，设计温度为50℃，容积V=5m3。 二类压力容器

15 ●《容规》修订版中关于压力容器分类 1.分类时考虑的因素 ： 1.1 介质分组 第一组介质：毒性程度为极度危害、高度危 害的 化学介质；易燃介质；液化气体。 第二组介质：由除第一组以外的介质组成，如水 蒸汽、氮气等。 1.2 压力容器分类方法 压力容器应当先按照介质组别，选择分类图，再根据设计压力P（单位MPa）和容积V（单位为L），标出坐标点，确定压力容器类别。 （引入危害性、失效模式的概念，从单一因素、单一理念上对压力容器进行分类监管，突出本质安全思想。国际接轨、使划分更明确）

16 图A－1 第一组介质的压力容器分类图

17 图A－2 第二组介质的压力容器分类图

18 第二章. 材 料： 2.1 《容规》中压力容器用材料的范围：
第二章. 材 料： 2.1 《容规》中压力容器用材料的范围： 材料指压力容器用材的统称，包括焊接材料； 2.1.2 《容规》中规定的压力容器用材料的范围包括： 1. 钢制压力容器用材料（包括钢板、锻件、钢管、螺柱等）； 2. 压力容器用铸铁、铸钢材料； （第15条、第16条规定） 3. 压力容器用有色金属（包括铝、钛、铜、镍及其合金）。 （第17～21条规定） 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求： 压力容器用材料的质量及规格，应符合相应的国家标准、行业标 准的规定，一般应在国家标准、行业标准范围内选用； 压力容器材料的生产应经国家安全监察机构认可批准。 压力容器用材对容器的安全运行至关重要，正在制定《承压设备材料基本安全要求》。

19 第二章. 材 料： 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求：
第二章. 材 料： 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求： 压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应 考虑与介质的相容性； 材料与介质的相容性，如： ① 湿H2S应力腐蚀环境时，对碳钢和低合金钢的性能有规 定，碳当量有限制，材料使用状态有要求，焊后热处 理等； ② NaOH溶液（或与烃类混合物）环境时，碳钢和低合金 钢制压力容器，如不进行焊后热处理，则使用温度有 限制； ③ 氢腐蚀环境时，设计温度大于等于200℃，碳素钢、珠 光体耐热钢在一定温度和氢分压下使用，碳素钢和珠 光体耐热钢需进行消除应力热处理；

20 第二章. 材 料： 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求：
第二章. 材 料： 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求： ④ 液氨应力腐蚀环境下，碳钢和低合金高强度钢的性能有 规定，碳当量有限制，焊接有要求，焊后热处理等，对 温度和含水量也有一定规定； ⑤ 干氯气环境时，不能选用钛材，因为钛材遇到干氯气会 发生爆炸； ⑥ 搪玻璃压力容器用钢板的含碳量不要超过0.19%,含碳量 高影响搪烧时搪玻璃层质量； ⑦ 考虑介质对压力容器用材的腐蚀性，如海水不能用304； ⑧ 考虑介质的特性，如毒性为高度、极度危害的不能选用 Q235-B; ⑨ 考虑容器使用温度、压力等因素，如压力P>1.6Mpa, 或温度t>350℃时，不能选用Q235-B材料等。

21 第二章. 材 料： 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求：
第二章. 材 料： 2.2 《容规》中对压力容器用材料的要求： 对材料中元素的控制： 1. 用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其含碳 量不应大于0.25%；（碳含量高影响焊接性能） 2. 压力容器专用钢材的磷含量不应大于0.030%； （降低钢的塑性和韧性，尤其是低温韧性） 3. 压力容器专用钢材的硫含量不应大于0.020%。 （产生热脆，导致开裂，并使焊缝产生气孔和裂纹） 修订：用于焊接结构压力容器受压元件的调质低合金钢，如果钢材的标准抗拉强度下限值≥540MPa，钢材的含磷量不应大于0.020%，含硫量不应大于0.015%。焊接裂纹敏感系数Pcm(2)不应大于0.25%。 压力容器受压元件采用国外材料应符合的要求： 1. 应选用国外压力容器规范允许使用且国外已有使用实例的材料，其 使用范围应符合材料生产国相应规范和标准的规定； 2. 技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标； 3. 制造单位应有该材料的质量证明书，首次使用前，应进行焊接工艺 评定和焊工考试，并对化学成分、力学性能进行复验； 4. 国内材料生产单位按国外牌号生产的材料，应通过产品鉴定并经国 家安全监察机构批准。

22 第二章. 材 料： 2.3 压力容器设计时需考虑的材料检验要求：
第二章. 材 料： 2.3 压力容器设计时需考虑的材料检验要求： 钢制压力容器用材料的力学性能、弯曲性能和冲击实验要求，应符 合GB150的有关规定； 压力容器用有色金属（包括铝、钛、铜、镍及其合金）的检验要求 及供货状态按《容规》第18～21条和相关标准的规定； 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，符合下例条件之 一，应逐张进行超声检验： 1. 盛装介质毒性为极度、高度危害的压力容器；（合格等级为Ⅱ级） 2. 盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/l的压力容器； （合格等级为Ⅱ级） 3. 最高工作压力大于等于10Mpa的压力容器； （合格等级为Ⅲ级） 4. GB150第2章和附录C、GB151、GB12337及其他国家标准和行业 标准中规定应逐张进行超声检验的钢板； （合格等级按相应标准的规定） 5. 移动式压力容器。 （合格等级为Ⅱ级）

23 第二章. 材 料： 2.3 压力容器设计时需考虑的材料检验要求：
第二章. 材 料： 2.3 压力容器设计时需考虑的材料检验要求： 压力容器的主要受压元件及对材料的复验要求： 1.压力容器的主要受压元件包括：筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰。 2.复验内容： 钢板包括表面质量和材料标志；化学成分；力学性能、冷弯性能；超声检验等。 锻件按国家标准或行业标准规定的项目。 3.主要受压元件用材的复验： 1）用于制造第三类压力容器的钢板必须复验； 2）用于制造第一、二类压力容器的钢板当设计图样要求复验或用户要求复验时，应复验。 （修订：取消三类容器的钢板必须复验的条款，由设计者考虑是否复验；增加中间商供应的材料复验）

24 第二章. 材 料： 2.4 主要受压元件的材料代用： 制造单位对主要受压元件的材料代用，原则上应事先由原设计单位设计更改批准文件； 制造单位有相应的设计资格，且代用材料优于被代用材料（仅限于16MnR、20R、Q235系列钢板，16Mn、10＃、20＃锻件或钢管的相互代用），可由制造单位的设计部门批准并承担相应责任，同时需向原设计单位备案。原设计单位有异议时，应及时向制造单位反馈。

25 第三章. 设 计： 3.1 《容规》对压力容器设计单位及设计图样的要求：
第三章. 设 计： 3.1 《容规》对压力容器设计单位及设计图样的要求： 设计单位： 1. 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》（注）的规定； 2. 设计单位应对设计质量负责； 3. 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。 注：目前使用的是2002版国家质量监督检验检疫总局颁布的《压力容器压力管道设计单位资格许可和管理规则》，新修订的 TSG R 《压力容器压力管道设计许可规则》将在近期颁布。

26 第三章. 设 计： 3.1 《容规》对压力容器设计单位及设计图样的要求：
第三章. 设 计： 3.1 《容规》对压力容器设计单位及设计图样的要求： 设计图样： 1. 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； 2. 设计总图上应有设计、校核、审核（审定）人员的签字； 3. 设计总图上应注明： 1）压力容器名称、主要特性参数、类别；（建造所依据的主要标准） 2）设计条件（包括压力、温度、介质、腐蚀欲量、焊缝系数、自然基础条件等）； 3）主要受压元件材料牌号及材料要求； 4）制造、热处理、无损检测、耐压和气密性实验、防腐蚀处理等要求。 5）其它技术要求等。（详见第30条） 4. 为防止压力容器超寿命运行引发的安全问题，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。 修订的《容规》中将“应在”改为“应当”，强调设计寿命。

27 第三章. 设 计： 3.2 压力容器设计文件： 压力容器设计文件包括：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。 强度计算书： 1）强度计算书内容应包括：设计条件、所用规范和标准、材料、腐蚀欲量、计算厚度、名义厚度、计算应力等； 2）钢制压力容器受压元件的强度计算，以及安全系数的选取，应按照GB150、GB151、GB12337和JB4732等标准的有关规定执行； 3）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。（按JB4732进行局部分 析计算的单位可不取应力分析设计项目资格，局部分析计算应经设计计算负责人批准。） 4）有色金属、铸铁、铸钢压力容器的强度计算要求见第40～42条。 5）在对角焊缝的强度进行验算后，应将验算结果列入计算书中； 6）装设安全阀、爆破片装置的压力容器，应有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。） 注：关于角焊缝修订的《容规》中说明（裙座、支腿、吊耳等的角焊缝）

28 第三章. 设 计： 3.2 压力容器设计文件： 3.2.3 设计单位应向使用单位或制造单位提供的技术文件：
第三章. 设 计： 3.2 压力容器设计文件： 设计单位应向使用单位或制造单位提供的技术文件： 1）设计单位应提供设计说明书、设计图样和技术条件； 2）用户需要时，还应提供安装、使用说明书； 3）对移动式压力容器、高压容器、第三类压力容器应提供强度计算 书； 4）按JB4732设计时，应提供应力分析报告； 5）装设安全阀、爆破片装置的压力容器，应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。 修订的《容规》中应提供的技术文件为“强度计算书、设计图样和制造技术条件。” （另外，这里还涉及用户责任问题：1、用户给设计单位提交的操作参数；2、区域的其他参数，地震、风、雪、活载荷等；3、介质状况。）

29 第三章. 设 计： 3.3 压力容器设计压力、设计储藏量、腐蚀欲量：
第三章. 设 计： 3.3 压力容器设计压力、设计储藏量、腐蚀欲量： 3.3.1 压力容器的设计压力不得低于最高工作压力；装有安全泄放装置时， 不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。 3.3.2 设计压力容器时，应有足够的腐蚀欲量，以满足压力容器安全运行 的要求， 1) 腐蚀欲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； 2) 还应考虑介质流动时对容器或元件的充蚀量和磨损量； 3) 在进行结构设计时，还应考虑局部腐蚀的影响。 盛装液化气体的固定式压力容器设计储藏量： W—— 储藏量，t ； φ—— 充装系数，一般取0.9，不 得大于0.95； V—— 压力容器的体积，m3 ； ρt—— 设计温度下的饱和液体密 度，t/m3 。 3.3.4 盛装液化气体（包括混合液化石油气）压力容器的设计压力： 按表3－1、表3－2确定。（表3－3参数指移动式压力容器罐体）

30

31 第三章. 设 计： 3.3.5 储存容器的最低设计温度 《容规》第三十五条规定　“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。

32 第三章. 设 计： 3.4 设计盛装液化石油气的储存容器的要求：
第三章. 设 计： 3.4 设计盛装液化石油气的储存容器的要求： 设计压力按表3－2选取； 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 缠绕片（代外环）和高强度螺栓组合； 常温下盛装混合液化石油气的压力容器应进行焊后热处理。 3.5 设计快开门结构安全连锁装置的要求： 快开门式压力容器的快开门（盖）应设计安全连锁装置，并具有 连锁报警功能； 快开门达到预定关闭部位方能升压运行的连锁控制及报警功能； 压力容器的内部压力完全释放，安全连锁装置脱开后，方能打开 快开门的连锁报警功能。 安全连锁装置是保证在任何情况下，快开门未关闭时，蒸气不能 进入压力容器，防止蒸气喷出伤人；压力容器内有压力时，快开 门不能打开，防止有压力时，门弹出伤人。

33 第三章. 设 计： 3.6 对压力容器焊缝的要求： 3.6.1 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
第三章. 设 计： 3.6 对压力容器焊缝的要求： 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。 接管（凸缘）与壳体之间以及夹套压力容器的接头，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高度、极度危害的压力容器； 2）做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）按疲劳准则设计的压力容器； 6）直接受火焰加热的压力容器； 7）移动式压力容器。 焊接接头的设计可参照GB150附录J或JB4732附录H进行。 必要时设计者对角焊缝的强度进行验算，验算结果应列入设计文 件中。

34 第三章. 设 计： 3.7 对压力容器检查孔的要求： 3.7.1 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，
第三章. 设 计： 3.7 对压力容器检查孔的要求： 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。检查孔包括人孔、手孔。 检查孔最少数量：内径D>300～500mm, 手孔2个； D>500～1000mm,人孔1个或手孔2个； D>1000mm, 人孔1个或手孔2个。 （人孔、手孔相应最小尺寸详见表3－6） 检查孔的开设应合理、恰当，便于观察或清理内部。 可不开设检查孔需符合一定条件： 1）筒体内径小于等于300mm的压力容器； 2）压力容器上设有可拆卸或开关的封头、盖子等，并盖子的尺寸不小 于规定检查孔的尺寸； 3）无或轻微腐蚀，且无需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。

35 第三章. 设 计： 3.7 对压力容器检查孔的要求： 3.8 对补强圈、加强垫板上设置泄漏孔的要求： 3.9 对管法兰及其连接件的要求：
第三章. 设 计： 3.7 对压力容器检查孔的要求： 特殊情况不能开设检查孔时，应同时满足下列要求： 1）每条A、B类焊缝做100％无损检测（射线或超声）； 2）在图样上注明计算厚度，且在用期间或检验时重点进行测厚检查； 3）缩短检验周期。 3.8 对补强圈、加强垫板上设置泄漏孔的要求： 至少设置1个不小于M6的泄漏信号指示螺纹孔。 注：主要作用：1.对补强圈、垫板、固定焊缝进行密封试验时检漏； 2.接管角焊缝、壳体被覆盖的焊缝泄漏时发出信号。 试验压力一般为0.3～0.4Mpa,介质为空气或氮气。 3.9 对管法兰及其连接件的要求： 压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592 ～20635的规定。(容规里面要求的2个HG标准) 注：选用HG20592～20635标准主要是该标准包括国际通用的欧洲和美 洲两大体系，且内容完整、体系清晰、适合国情，并与国际接轨。

36 第四章. 制 造： 4.1 焊接接头的质量要求： 4.1.1 焊缝表面不允许咬边的：
第四章. 制 造： 4.1 焊接接头的质量要求： 焊缝表面不允许咬边的： 1） 抗拉强度大于等于540Mpa的钢材及铬－钼低合金钢材制造的压力 容器；（缺口敏感性强，缺陷易扩展） 2） 奥氏体不锈钢、钛材、镍材制造的压力容器；（对抗腐蚀不利） 3） 低温压力容器； （咬边有开口缺陷，低温时易扩展） 4） 焊接接头系数取1.0的压力容器。（咬边会削弱母材的强度） 注：咬边属于形状突变，造成局部应力集中（应力集中系数可达 K＝3.0);咬边是开口缺陷，长期使用中易扩展；在长期使用 中由于介质浓缩会引起腐蚀，因此咬边的存在对压力容器的 强度、应力腐蚀、疲劳等均会造成不良影响。 产品焊接试板与试样： 对每台压力容器应制作产品焊接试板的压力容器（详见《容规》等 77条第2款及GB150)，图样应注明。 对压力容器的焊接工艺评定、组焊要求、焊接接头的返修要求等， 压力容器的设计人员也应了解。（详见《容规》有关条款）

37 第四章. 制 造： 4.2 热处理： 4.2.1 《容规》中除GB150规定外，需进行热处理的：
第四章. 制 造： 4.2 热处理： 《容规》中除GB150规定外，需进行热处理的： 1）采用电渣焊接的铁素体材料或焊接能量较大的立焊焊接的压力容 器，应在焊后进行细化晶粒的正火处理； （电渣焊接后晶粒粗大、力学性能下降，尤其是冲击功明显下降， 所以焊后应进行正火处理。） 2）常温下盛装混合石油液化气的压力容器应进行焊后热处理； （由于国内气源成分不稳定，难以控制H2S含量，加上使用单位 管理不善，造成应力腐蚀。） 修订的《容规》中增加“以及储存能导致应力腐蚀的其他介质的压力容器” 3）旋压封头（除奥氏体不锈钢材料外）应在旋压后进行消除应力热处 理。 （以防止裂纹。） 焊后热处理： 焊后热处理是焊后消除焊接接头应力的热处理，主要目的是消除 焊后产生的过大的焊接应力、细化晶粒、变形协调产生的应力，以及 焊接过程中由于空气中水分，在高温下分解成氢和氧，氢会积聚，会 造成的延时裂纹。 焊后热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后，于耐压试验前 进行。

38 第四章. 制 造： 4.3 无损检测： 4.3.1 压力容器的对接接头，必须进行全部射线或超声检测的：
第四章. 制 造： 4.3 无损检测： 压力容器的对接接头，必须进行全部射线或超声检测的： 1）GB150及GB151等标准规定100％检测的压力容器； 2）第三类压力容器； 3）第二类压力容器中易然介质的反应容器和储存容器； 4）设计压力大于5.0Mpa的压力容器； 5）设计压力大于等于0.6Mpa的管壳式余热锅炉； 6）设计选用焊缝系数为1.0的压力容器（无缝管制筒体除外）； 7）疲劳分析设计的压力容器； 8）采用电渣焊的压力容器； 9）使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器； 10）符合下列之一的铝、铜、镍、钛及其合金制压力容器： （1）介质为易燃或毒性为极度、高度、中度危害的； （2）采用气压试验的； （3）设计压力大于等于1.6Mpa的。

39 第四章. 制 造： 4.3 无损检测： 4.3.2 《容规》 第八十八条
第四章. 制 造： 4.3 无损检测： 《容规》 第八十八条　 “压力容器的无损检测按JB4730《压力容器无损检测》执行。 　　对压力容器对接接头进行全部（100%）或局部（20%）无损检测：当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级，其合格级别为Ⅲ级，且不允许有未焊透；当采用超声检测时，其合格级别为Ⅱ级。 　　对GB150、GB151等标准中规定进行全部（100%）无损检测的压力容器、第三类压力容器、焊缝系数取1.0的压力容器以及无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器，其对接接头进行全部（100%）无损检测：当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级，其合格级别为Ⅱ级；当采用超声检测时，其合格级别为Ⅰ级。” 也就是说，上面所列的 3）、4）、5）项作100％射线检测，可以合格级别为Ⅲ级，但此时焊缝系数不能取1.0。

40 第四章. 制 造： 4.3 无损检测： 4.3.3 对有延迟裂纹倾向的材料（如σb≥540Mpa的高强度钢或Cr－Mo钢
第四章. 制 造： 4.3 无损检测： 对有延迟裂纹倾向的材料（如σb≥540Mpa的高强度钢或Cr－Mo钢 等）应在焊接完成24h后进行无损检测；对有再热裂纹倾向的材料 应在热处理后再增加一次无损检测。 压力容器的壁厚大于38mm,或σb≥540Mpa且壁厚大于20mm时的压 力容器规定射线探伤外，每条焊缝应增加超声检测。（因为射线 检测对裂纹缺陷不如超声检测敏感） 对铁素体钢制低温容器，局部检测比例应大于等于50％。 低温容器的局部无损检测是有条件的，即温度外－20℃～－40℃， 焊接接头厚度不大于25mm，才可局部检测。这是考虑到此温度段 温度不是很低，减少检测量。但检测的合格指标为Ⅱ级。 表面检测： 1）钢制压力容器的表面检测要求按GB150、GB151、GB12337等规定； 有色金属制压力容器按有关标准的规定； 2）铁磁性材料应优先采用磁粉检测，非铁磁性用渗透检测； （渗透检测只能检测开口裂纹，磁粉检测能探开口、闭口及表面 下3mm内的缺陷。） 3）表面检测合格等级为Ⅰ级。

41 第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 4.4.1 耐压试验和气密性试验的目的：
第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 耐压试验和气密性试验的目的： 1）对内压容器目的是考验容器的宏观强度，检验焊接接头的致密性以 及密封结构的密封性能； 2）对外压容器（包括真空容器）目的是检验焊接接头的致密性以 及密封结构的密封性能，而不是考验容器的外压稳定型； 3）气密性试验的目的是利用气体比液体具有更强的渗透性的特点，严 格考验焊接接头的致密性和密封结构的密封性能。 耐压试验的种类与选用： 1）压力容器的耐压试验分为液压试验和气压试验两种，一般采用液 压，由于结构或支承原因，不能向容器内充灌液体，以及运行条 件不允许残留试验液体时，可采用气压试验。采用何种试验方法， 应在设计图样中规定。 2）液压试验介质一般是洁净的水，用作奥氏体不锈钢压力容器压力 试验时，应控制水中氯离子含量不超过25mg/l；采用可燃性液体 进行液压试验时，试验温度必须低于可燃性液体的闪点。

42 第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 4.4.3 耐压试验的试验压力：
第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 耐压试验的试验压力： 1）压力容器耐压试验的计算方法与GB150相同，液压试验时钢制、有 色金属制以及搪玻璃压力容器的压力系数为1.25；铸铁压力容器为 2.0；移动式压力容器为1.5。气压试验时压力系数为1.15。 2）压力容器各元件所有材料不同时，计算耐压试验应取各元件材料 [σ]/[σ]t比值中最小者。 3）外压容器和真空容器以内压进行耐压试验，试验压力为： 液压试验 pT = 1.25p 气压试验 pT = 1.15p 4）耐压试验时，压力容器壳体的环向薄膜应力值应符合： 液压试验时，不得超过试验温度下材料屈服点的90％与圆筒的焊接 接头系数的乘积； 气压试验时，不得超过试验温度下材料屈服点的80％与圆筒的焊接 接头系数的乘积。

43 第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 4.4.4 耐压试验时介质的温度：
第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 耐压试验时介质的温度： 1）耐压试验时容器中的应力水平较高，如果试验温度过低，就有可能 因为材料韧性的下降以及容器中存在的缺陷或某些局部结构不连续 的缺口效应导致容器的脆性破坏。因此，耐压试验时，必须采用合 适的试验温度，以降低容器发生脆性破坏的风险。 2）液压试验时的液体温度： 对碳素钢、16MnR和正火15MnVR制压力容器不得低于5℃； 其它低合金钢制压力容器不得低于15℃； 如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高，则需相应提高 液体温度； 其它材料制压力容器按图样规定。 （其它材料可按以下原则确定耐压试验的温度下限：试验介质温度 不低于受压元件材料和焊接接头两者夏比（V型缺口）冲击试验 温度（或标准允许免除冲击试验温度）的较高者再加20℃。）

44 第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 4.4.5 气密性试验： 1）介质为毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的
第四章. 制 造： 4.4 耐压试验和气密性试验： 气密性试验： 1）介质为毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的 压力容器，设计图样上应提气密性试验要求； 2）气密性试验压力为压力容器的设计压力； 3）气密性试验应在液压试验合格后进行。对设计图样规定做气压试验 的压力容器，是否再做气密性试验，应在设计图样上规定； 4）气密性试验的气体温度，碳素钢和低合金钢应不低于5℃，其它材料 制压力容器按设计图样规定； 5）压力容器进行气密性试验时，一般应将安全附件装配齐全。

45 第四章. 制 造： 4.5 对奥氏体不锈钢制压力容器的要求：
第四章. 制 造： 4.5 对奥氏体不锈钢制压力容器的要求： 要求做晶间腐蚀倾向试验的奥氏体不锈钢压力容器，设计图样上应 注明试验要求； 奥氏体不锈钢压力容器或受压元件用于有晶间腐蚀介质场合时，设 计图样上应提出抗晶间腐蚀检验或热处理的要求； 奥氏体不锈钢压力容器的热处理一般指1100℃的固溶化处理或 875℃的稳定化处理。 奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯 离子含量不超过25mg/l,试验结束后，应立即将水渍去除干净； 有抗腐蚀要求的奥氏体不锈钢及其复合钢板制造的压力容器表面应 进行表面酸洗、钝化处理。有防腐要求的奥氏体不锈钢零部件按图 样要求进行热处理后，做酸洗、钝化处理。

46 第七章. 安 全 附 件： 7.1 对压力容器安全附件的一般要求：
7.1.1 《容规》规定的压力容器用的安全附件包括：安全阀、爆破片装 置、紧急切断装置、压力表、液面计、测温仪表、快开门式压力容 器的安全连锁装置； 7.1.2 制造爆破片装置的单位必须持有国家质量技术监督局颁发的制造许 可证，制造安全阀、紧急切断装置、液面计、快开门式压力容器的 安全连锁装置的单位应经省级（含省级）安全监察结构批准； 7.1.3 《容规》适用范围内的压力容器，应根据设计要求装设安全泄放装 置（安全阀或爆破片装置),压力源来自外部，且得到可靠控制时， 安全泄放装置可以不直接安装在压力容器上； 7.1.4 对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器， 应在安全阀或爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地 点，并进行妥善处理，不得直接排入大气；

47 第七章. 安 全 附 件： 7.2 安全阀、爆破片： 7.2.1 安全阀、爆破片的排放能力，必须大于或等于压力容器的安全排放 量：
7.2.2压力容器的安全排放量的计算： 1）介质为压缩气体或水蒸气： kg/h 式中：W－压力容器的安全泄放量, kg/h d－压力容器的进口管内径, mm υ－压力容器进口管内的气体流速, m/s ρ－气体密度 ， kg/m3 2）介质为液化气体（易燃介质或位于有可能发生火灾的环境）： 无绝热材料保温层时： 有完善的绝热材料保温层时：

48 第七章. 安 全 附 件： 7.2 安全阀、爆破片： 式中： A－容器受热面积，m F－系数，放于地面 取1.0；沙土覆盖取o.3；
有喷淋装置时取0.6 δ －保温层厚度，mm λ －常温下绝热材料的导热系数，Kj /（m2·h·℃） 注：介质为非易燃的压力容器，置放于无火灾危害环境时，安全泄放 量可取按以上公式计算结果，不低于30％的计算值。 3）由于化学反应使气体体积增大的压力容器，其安全泄放量，应根 据容器内反应所需时间或压力上升速度来确定。 7.2.3 安全阀、爆破片的排放能力： 计算方法见式（4）～（13）。 注：计算方法与GB150相同，增加介质为液体的计算，爆破片增加气 体在亚临界条件下的计算。

49 第七章. 安 全 附 件： 7.2 安全阀、爆破片： 7.2.4 安全阀、爆破片的选用：
安全阀、爆破片的选用： 1）安全阀的排放方式，对于工作介质为有毒或易燃气体式，应选用封闭 式弹簧式安全阀； 2）安全泄放量大的场合选用全启式安全阀；要求容器内压力平稳时选用 微启式安全阀； 3）按容器的最大工作压力选取合适公称压力的安全阀； 4）根据介质的特性及化学性质选取相适应材料制造的安全阀； 5）当必须考虑介质压力有可能快速上升时，应选用爆破片或安全阀与爆 破片组合装置； 6）当操作条件会导致介质沉淀或黏结时，应选用爆破片； 7）对于安全泄放装置有较高密封可靠性要求时，应选用爆破片； 8）当需要较大的泄放面积和排放量时，应选用爆破片或安全阀与爆 破片组合装置。

50 第七章. 安 全 附 件： 7.3 压力表： 7.4 液面表： 7.3.1 压力表的选用： 1）选用的压力表，必须与容器内的介质相适应；
压力表的选用： 1）选用的压力表，必须与容器内的介质相适应； 2）低压容器使用的压力表精度不应低于2.5级；中压及高压容器使用的 压力表不应低于1.5级； 3）压力表盘刻度极限值为工作压力的1.5～3.0倍，表盘直径不应小于 100mm。 7.4 液面表： 液面计的选用： 1）盛装0℃以下介质的压力容器，应选用防霜液面计； 2）寒冷地区室外使用的液面计，应选用夹套型或保温型结构液面计； 3）用于易燃、毒性程度为极度、高度危害的液化气体压力容器上，应 有防止泄漏的保护装置； 4）要求液面指示平稳的，不应采用浮子（标）式液面计。

51 2008年江苏省D类压力容器设计人员培训班 谢谢各位