為了確保壓力容器在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)安全可靠地運(yùn)行,世界各工業(yè)國(guó)家都制定了一系列壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),給出材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、合格評(píng)估等方面的基本要求。壓力容器的設(shè)計(jì)必須滿足這些要求,否則就要承擔(dān)相應(yīng)的后果。然而規(guī)范不可能包羅萬(wàn)象,提供壓力容器設(shè)計(jì)的各種細(xì)節(jié)。

設(shè)計(jì)師需要?jiǎng)?chuàng)造性地使用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求,在滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)基本要求的前提下,做出最佳的設(shè)計(jì)方案。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,國(guó)際貿(mào)易的不斷增加,各國(guó)壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和形式不斷更新,以適應(yīng)新形勢(shì)的需要。新版本實(shí)施后,老版本便自動(dòng)作廢。因此,設(shè)計(jì)師應(yīng)及時(shí)了解規(guī)范變動(dòng)情況,采用最新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

1.國(guó)外主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

(1)ASME規(guī)范

美國(guó)是世界上最早制定壓力容器規(guī)范的國(guó)家。19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,鍋爐和壓力容器事故發(fā)生頻繁,造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。1911年,美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(ASME)成立鍋爐和壓力容器委員會(huì),負(fù)責(zé)制定和解釋鍋爐和壓力容器設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)規(guī)范。

1915年春出現(xiàn)了世界上第一部壓力容器規(guī)范,即《鍋爐建造規(guī)范·1914版》。這是ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱ASME規(guī)范)各卷的開始,后來(lái)成為ASME規(guī)范第Ⅰ卷《動(dòng)力鍋爐》。

目前ASME規(guī)范共有十二篇,包括鍋爐、壓力容器、核動(dòng)力裝置、焊接、材料、無(wú)損檢測(cè)等內(nèi)容,篇幅龐大,內(nèi)容豐富,且修訂更新及時(shí),全面包括了鍋爐和壓力容器質(zhì)量保證的要求。ASME規(guī)范每三年出版一個(gè)新的版本(2013年后改為每?jī)赡?,每年有兩次增補(bǔ)。在形式上,ASME規(guī)范分為4個(gè)層次,即規(guī)范(Code)、規(guī)范案例(CodeCase)、條款解釋(Interpretation)及規(guī)范增補(bǔ)(Addenda)。

ASME規(guī)范中與壓力容器設(shè)計(jì)有關(guān)的主要是第Ⅱ篇《材料》、第Ⅲ篇《核電廠部件建造規(guī)則》、第Ⅴ篇《無(wú)損檢測(cè)》、第Ⅷ篇《壓力容器》、第Ⅹ篇《玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器》、第Ⅺ篇《核電廠部件在用檢驗(yàn)規(guī)則》和第Ⅻ篇《移動(dòng)式容器建造和連續(xù)使用規(guī)則》。

第Ⅲ篇包括核1級(jí)部件、核2級(jí)部件、核3級(jí)部件、混凝土安全殼、乏燃料和高放射性廢料儲(chǔ)運(yùn)用容器等。第Ⅷ篇又分為三冊(cè):第1冊(cè)《壓力容器》,第2冊(cè)《壓力容器另一規(guī)則》和第3冊(cè)《高壓容器另一規(guī)則》,以下分別簡(jiǎn)稱為ASMEⅧ-1、ASMEⅧ-2和ASMEⅧ-3。

1925年首次頒布的ASMEⅧ-1為常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),適用壓力小于等于20MPa;它以彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為依據(jù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定材料的許用應(yīng)力,并對(duì)零部件尺寸做出一些具體規(guī)定。由于它具有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性,故許用應(yīng)力較低。ASMEⅧ-1不包括疲勞設(shè)計(jì),但包括靜載下進(jìn)入高溫蠕變范圍的容器設(shè)計(jì)。

ASMEⅧ-2為分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),于1968年首次頒布,它要求對(duì)壓力容器各區(qū)域的應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)地分析,并根據(jù)應(yīng)力對(duì)容器失效的危害程度進(jìn)行應(yīng)力分類,再按不同的安全準(zhǔn)則分別予以限制。

與ASMEⅧ-1相比,ASMEⅧ-2對(duì)結(jié)構(gòu)的規(guī)定更細(xì),對(duì)材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的要求更高,允許采用較高的許用應(yīng)力,所設(shè)計(jì)出的容器壁厚較薄?，F(xiàn)行ASMEⅧ-2是基于失效模式的標(biāo)準(zhǔn)包括了疲勞設(shè)計(jì),但設(shè)計(jì)溫度限制在蠕變溫度以內(nèi)。為解決高溫壓力容器的分析設(shè)計(jì),在1974年后又補(bǔ)充了一份《規(guī)范案例N—47》。

1997年首次頒布的ASMEⅧ-3主要適用于設(shè)計(jì)壓力不小于70MPa的高壓容器,它不僅要求對(duì)容器各零部件做詳細(xì)地應(yīng)力分析和分類評(píng)定,而且要做疲勞分析或斷裂力學(xué)評(píng)估,是一個(gè)到目前為止要求最高的壓力容器規(guī)范。

第Ⅹ篇《玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器》是現(xiàn)有ASME規(guī)范中唯一的非金屬材料篇。該篇對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器的材料、設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)等提出了要求。第Ⅻ篇《移動(dòng)式容器建造和連續(xù)使用規(guī)則》于2004年首次頒布,適用于便攜式容器、汽車槽車和鐵路槽車。

(2)日本壓力容器標(biāo)準(zhǔn)

1993年以前,與美國(guó)一樣,日本也采用壓力容器基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的雙軌制,一部是參照ASMEⅧ-1制定的JISB8243《壓力容器構(gòu)造》;另一部是參照ASMEⅧ-2制定的JISB8250《壓力容器構(gòu)造———另一標(biāo)準(zhǔn)》。

為適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,在整理和綜合原有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,日本決定采用新的標(biāo)準(zhǔn)體系,編制基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),于1993年3月頒布了新的壓力容器標(biāo)準(zhǔn);JISB8270《壓力容器(基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn))》和JISB8271~8285《壓力容器(單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn))》。

JISB8270《壓力容器(基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn))》為壓力容器基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了3種壓力容器的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、焊接接頭形式、材料許用應(yīng)力、應(yīng)力分析及疲勞分析的適用范圍、質(zhì)量管理及質(zhì)量保證體系、焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)等內(nèi)容。

JISB8271~8285《壓力容器(單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn))》由15項(xiàng)單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)組成,這些標(biāo)準(zhǔn)主要包括壓力容器筒體和封頭、螺栓法蘭連接、平蓋、支承裝置、快速開關(guān)蓋裝置、膨脹節(jié)、換熱器管板、開孔補(bǔ)強(qiáng)等主要零部件和臥式壓力容器、夾套容器、非圓形截面容器的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)計(jì)算方法,壓力容器應(yīng)力分析和疲勞分析的分析方法,許用應(yīng)力強(qiáng)度的規(guī)定、焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)、焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)、壓力試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定。

為了使標(biāo)準(zhǔn)盡可能相互通用,避免重復(fù)檢查、實(shí)現(xiàn)有效的認(rèn)證體制,日本于2000年3月制訂并實(shí)施了JISB8265《壓力容器構(gòu)造———一般事項(xiàng)》。隨著JISB8265的實(shí)施,日本出現(xiàn)了JISB8265和JISB8270雙標(biāo)準(zhǔn)并存的狀態(tài)。為改變這一狀態(tài),日本以JISB8270中的第1種壓力容器(設(shè)計(jì)壓力小于100MPa)為對(duì)象,制訂了JISB8266《壓力容器構(gòu)造———特定標(biāo)準(zhǔn)》,并修改了JISB8265,形成了新的壓力容器JIS標(biāo)準(zhǔn)體系。該體系已于2003年9月頒布實(shí)施。

(3)歐盟壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

歐盟將壓力容器、壓力管道、安全附件、承壓附件等以流體壓力為基本載荷的設(shè)備統(tǒng)稱為承壓設(shè)備。隨著歐洲統(tǒng)一市場(chǎng)的建立和歐元的面市,為促進(jìn)承壓設(shè)備在歐盟成員國(guó)內(nèi)的自由貿(mào)易,盡可能在最廣泛的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)施統(tǒng)一的技術(shù)法規(guī),歐盟頒布了許多與承壓設(shè)備有關(guān)的EEC/EC指令(DIRECTIVE)和協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)(HARMONIZEDSTANDARDS)。

EEC/EC指令側(cè)重于安全管理方面的要求,只涉及產(chǎn)品安全、工業(yè)安全、人體健康、消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)的基本要求,是歐盟各成員國(guó)制定相關(guān)法律的指南。指令生效后,歐盟各個(gè)成員國(guó)必須把指令轉(zhuǎn)化為本國(guó)監(jiān)察規(guī)程或國(guó)家法律,并在指令規(guī)定的期限內(nèi)強(qiáng)制執(zhí)行。

與壓力容器有關(guān)的EEC/EC指令主要有:76/767/EEC《壓力容器一般指令》、87/404/EEC《簡(jiǎn)單壓力容器指令》和97/23/EC《承壓設(shè)備指令》。76/767/EEC為壓力容器及其檢驗(yàn)的一般規(guī)定。87/404/EEC僅適用于介質(zhì)為空氣或氮?dú)?、壓?表壓)超過(guò)0.05MPa的簡(jiǎn)單壓力容器。97/23/EC適用于最高工作壓力大于0.05MPa的承壓設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和合格評(píng)估。

歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)一般由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)等技術(shù)組織制訂。協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)是非強(qiáng)制的,但企業(yè)若采用協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),就意味著滿足了相應(yīng)指令的基本要求。EN13445《非火焰接觸壓力容器》是與97/23/EC相對(duì)應(yīng)的歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),其主要內(nèi)容有:總則、材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和試驗(yàn)、安全系統(tǒng)和鑄鐵容器。按EN13445規(guī)定設(shè)計(jì)、制造的壓力容器,被自動(dòng)認(rèn)為滿足97/23/EC的要求。

一旦歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)被正式通過(guò),所有的CEN成員國(guó)都應(yīng)制訂與歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)等同的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并廢止本國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中與歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相沖突的內(nèi)容。例如,英國(guó)廢止了原來(lái)的BS5500《非火焰接觸壓力容器》標(biāo)準(zhǔn),將其改為不再具有“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”地位的PD5500《非火焰接觸壓力容器》。但是,在歐盟各成員國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,不是由成員國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制訂的承壓設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)無(wú)需廢止。

2.國(guó)內(nèi)主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)介紹

特種設(shè)備是對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全有較大危險(xiǎn)性的設(shè)備總稱,包括鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂(lè)設(shè)施、場(chǎng)(廠)內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛八類設(shè)備。

鍋爐、壓力容器、壓力管道統(tǒng)稱為承壓類特種設(shè)備;電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂(lè)設(shè)施、場(chǎng)(廠)內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛統(tǒng)稱為機(jī)電類特種設(shè)備。承壓類特種設(shè)備具有潛在的泄漏和爆炸危險(xiǎn),是流程工業(yè)中廣泛使用的設(shè)備。

(1)鍋爐

鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源,將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù),通過(guò)對(duì)外輸出介質(zhì)的形式提供熱能的設(shè)備,包括承壓蒸汽鍋爐、承壓熱水鍋爐和有機(jī)載熱體鍋爐等。

(2)壓力容器

壓力容器是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備,包括固定式壓力容器、移動(dòng)式壓力容器、氣瓶和氧艙等。氣瓶是一種比較特殊的移動(dòng)式壓力容器,包括無(wú)縫氣瓶、焊接氣瓶、纏繞氣瓶、絕熱氣瓶和內(nèi)裝填料氣瓶。

氧艙是指承受內(nèi)壓或者外壓,以空氣或者氧氣為主要加壓介質(zhì),用于醫(yī)療、潛水和科學(xué)試驗(yàn)等活動(dòng)的載人壓力容器,主要包括潛水鐘、再壓艙、高壓氧艙、醫(yī)用氧艙、高海拔試驗(yàn)艙等。

(3)壓力管道

壓力管道是指利用一定的壓力,用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備,包括公用管道、長(zhǎng)輸管道和工業(yè)管道等。長(zhǎng)輸管道分為輸油管道和輸氣管道;公用管道包括燃?xì)夤艿篮蜔崃艿?工業(yè)管道包括工藝管道、動(dòng)力管道和制冷管道。

為防止和減少事故,保障人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,中國(guó)對(duì)特種設(shè)備實(shí)施全過(guò)程安全監(jiān)察,形成了“法律—行政法規(guī)—部門規(guī)章—安全技術(shù)規(guī)范—引用標(biāo)準(zhǔn)”五個(gè)層次的法規(guī)體系結(jié)構(gòu)。

2.1法律

2013年6月,中華人民共和國(guó)主席令第4號(hào)公布了《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》(以下簡(jiǎn)稱《特種設(shè)備法》)。這是中國(guó)歷史上第一部對(duì)特種設(shè)備安全管理做統(tǒng)一、全面規(guī)范的法律。該法已于2014年1月1日起施行,對(duì)特種設(shè)備的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、使用,實(shí)施分類的、全過(guò)程的安全監(jiān)督管理。

分類監(jiān)管是指按照特種設(shè)備本身的特性和使用風(fēng)險(xiǎn)不同,采取不同的監(jiān)管制度和措施。全過(guò)程包括特種設(shè)備的生產(chǎn)(含設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、維修)、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)及其監(jiān)督檢查等環(huán)節(jié)。實(shí)施全過(guò)程安全監(jiān)督是保證特種設(shè)備安全的行之有效的手段。

特種設(shè)備安全問(wèn)題涉及的因素是多方面的,各環(huán)節(jié)之間相互聯(lián)系,互相影響。如設(shè)計(jì)、制造時(shí),不但要考慮設(shè)備本身的安全要求,而且要考慮安裝、使用、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的要求。對(duì)事故正確的分析,又能促進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)工作的改進(jìn)。

《特種設(shè)備法》授權(quán)國(guó)務(wù)院對(duì)特種設(shè)備采用目錄管理方式,決定將哪些設(shè)備和設(shè)施納入特種設(shè)備范圍,并且規(guī)定由國(guó)務(wù)院負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理的部門(國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局)統(tǒng)一發(fā)布國(guó)家特種設(shè)備目錄,以目錄的形式進(jìn)一步明確實(shí)施監(jiān)督管理的特種設(shè)備具體種類、品種范圍。

2.2行政法規(guī)

1982年2月,國(guó)務(wù)院頒布了《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》(以下簡(jiǎn)稱為《暫行條例》)。《暫行條例》的實(shí)施,對(duì)規(guī)范鍋爐壓力容器安全監(jiān)察工作,減少當(dāng)時(shí)高發(fā)的鍋爐壓力容器安全事故,起到了很好的作用。

為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制、國(guó)際形勢(shì)和WTO規(guī)則的要求,2003年3月,中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令373號(hào)公布了《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》,《暫行條例》同時(shí)廢止。2009年1月,國(guó)務(wù)院公布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于修訂<特種設(shè)備安全監(jiān)察條例>的決定》(國(guó)務(wù)院令549號(hào))。

《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》授權(quán)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)全國(guó)特種設(shè)備的安全監(jiān)察和高能耗特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)管工作。

特種設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、維修、充裝活動(dòng)的主體,通過(guò)行政許可實(shí)行嚴(yán)格的市場(chǎng)準(zhǔn)入制度。特種設(shè)備的使用必須經(jīng)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門登記;特種設(shè)備作業(yè)人員必須經(jīng)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門考核合格,取得資格證書;檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)經(jīng)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門核準(zhǔn)。

檢驗(yàn)檢測(cè)大致可分為監(jiān)督檢驗(yàn)、定期檢驗(yàn)、型式試驗(yàn)和設(shè)計(jì)文件鑒定等四類。監(jiān)督檢驗(yàn)是指由檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)經(jīng)核準(zhǔn)授權(quán)并按照安全技術(shù)規(guī)范要求對(duì)特種設(shè)備制造、安裝、改造、重大修理過(guò)程實(shí)施的監(jiān)督檢驗(yàn)性驗(yàn)證;定期檢驗(yàn)是指經(jīng)核準(zhǔn)的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)接到使用單位提出的定期檢驗(yàn)要求后,

按照安全技術(shù)規(guī)范對(duì)在用特種設(shè)備進(jìn)行的檢驗(yàn);型式試驗(yàn)是指按照安全技術(shù)規(guī)范要求的內(nèi)容和方法對(duì)特種設(shè)備整機(jī)或者部件進(jìn)行全面的技術(shù)審查、檢驗(yàn)檢測(cè)和性能試驗(yàn);設(shè)計(jì)文件鑒定是指對(duì)設(shè)計(jì)文件的審查和必要的設(shè)計(jì)驗(yàn)證活動(dòng)。

2.3部門規(guī)章

特種設(shè)備部門規(guī)章是將《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的各項(xiàng)規(guī)定、要求,從行政管理的操作層面具體化,以國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局令的形式發(fā)布。例如,《特種設(shè)備事故報(bào)告和調(diào)查處理規(guī)定》《高能耗特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定》和《鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理辦法》等。

2.4安全技術(shù)規(guī)范

安全技術(shù)規(guī)范(TSG)是政府對(duì)特種設(shè)備安全性能和相應(yīng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、修理、改造、使用和檢驗(yàn)檢測(cè)等環(huán)節(jié)所提出的一系列安全基本要求,以及許可、考核條件、程序的一系列具有行政強(qiáng)制力的規(guī)范性文件,其作用是把行政法規(guī)和部門規(guī)章的原則規(guī)定具體化,由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布。

目前,與壓力容器設(shè)計(jì)有關(guān)的基本安全技術(shù)規(guī)范為TSG21《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和TSGR0005《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。

(1)TSG21《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

1981年原國(guó)家勞動(dòng)總局頒布了《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》。1990年原勞動(dòng)部在總結(jié)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,修訂了1981版的規(guī)程,改名為《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》,并于1991年1月正式執(zhí)行。1999年原國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局又對(duì)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行了修訂,頒布了1999版《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。

考慮到移動(dòng)式壓力容器安全的影響因素比固定式壓力容器多,以及罐式集裝箱的國(guó)際流動(dòng)性,同時(shí)為更好地與國(guó)際接軌,中國(guó)將固定式和移動(dòng)式壓力容器分開,分別制定《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。2009年8月頒布了TSGR0004《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。2011年11月頒布了TSGR0005《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。

2015年,以TSGR0001《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、TSGR0002《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、TSGR0003《簡(jiǎn)單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、TSGR0004《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、TSGR7001《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》、TSGR5002《壓力容器使用規(guī)則》、TSGR7004《壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》等七個(gè)規(guī)范為基礎(chǔ),整合形成了綜合規(guī)范(大規(guī)范)TSG21《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。該規(guī)程對(duì)固定式壓力容器從材料、設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理、監(jiān)督檢驗(yàn)、使用管理、在用檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)提出了基本安全要求。

TSG21《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》適用于同時(shí)具備下列條件的固定式壓力容器:

ⅰ.工作壓力大于或者等于0.1MPa;

ⅱ.容積大于等于0.03m3且內(nèi)直徑(非圓形截面指截面內(nèi)邊界最大幾何尺寸)大于等于150mm;

ⅲ.盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。

(2)TSGR0005《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

TSGR0005《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對(duì)移動(dòng)式壓力容器罐體材料、設(shè)計(jì)、制造、使用管理、充裝與卸載、改造與維修、定期檢驗(yàn)、安全附件和裝卸附件等提出了基本安全要求,適用于同時(shí)滿足下列條件的移動(dòng)式壓力容器:

ⅰ.具有充裝與卸載介質(zhì)功能,并且參與鐵路、公路或者水路運(yùn)輸;

ⅱ.罐體工作壓力大于或者等于0.1MPa,氣瓶公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa;

ⅲ.罐體容積大于或者等于450L,氣瓶容積大于或者等于1000L;

ⅳ.充裝介質(zhì)為氣體以及最高工作溫度高于或者等于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。

2.5引用標(biāo)準(zhǔn)

因涉及人身和財(cái)產(chǎn)安全,壓力容器產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造(含組焊)應(yīng)符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)組織制定,政府代表參與。標(biāo)準(zhǔn)是法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系的技術(shù)基礎(chǔ),是法規(guī)得以實(shí)施的重要保證。無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的,不得進(jìn)行壓力容器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。

1960年原化學(xué)工業(yè)部等頒布了適用于中低壓容器的《石油化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)》。1967年,中國(guó)完成了《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》(草案),后經(jīng)修訂于1977年開始頒發(fā)實(shí)施,隨后又修訂過(guò)兩次,即82版和85版。該設(shè)計(jì)規(guī)定是由原機(jī)械工業(yè)部、化學(xué)工業(yè)部和中國(guó)石油化工總公司(83年以前由原石油部負(fù)責(zé))組織編制的,屬部級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

為加強(qiáng)中國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)修制訂工作,1984年7月成立了“全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”。以《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》為基礎(chǔ),經(jīng)充實(shí)、完善和提高,于1989年頒布了第1版的壓力容器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),即GB150—89《鋼制壓力容器》。1998年頒布了第一次全面修訂后的新版GB150—1998《鋼制壓力容器》。

根據(jù)鍋爐、壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化工作的需要,2002年,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)決定成立“全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”,同時(shí)撤銷“全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”和“全國(guó)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”。全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)全國(guó)鍋爐和壓力容器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修制訂工作。

為使GB150符合《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定,結(jié)合近些年有色金屬壓力容器的進(jìn)展,2012年頒布了GB150《壓力容器》。GB150由GB150.1通用要求、GB150.2材料、GB150.3設(shè)計(jì)、GB150.4制造檢驗(yàn)和驗(yàn)收四部分組成。

經(jīng)過(guò)幾十年的不懈努力,中國(guó)構(gòu)建了以GB150《壓力容器》為核心的中國(guó)壓力容器建造標(biāo)準(zhǔn)體系,頒布并實(shí)施了GB150《壓力容器》、JB4732《鋼制壓力容器———分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等一系列壓力容器基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和零部件標(biāo)準(zhǔn)。附錄A列出了壓力容器設(shè)計(jì)常用的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

(1)GB150《壓力容器》

GB150《壓力容器》是第一部中國(guó)壓力容器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在中國(guó)具有法律效用,是強(qiáng)制性的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)。其基本思路與ASMEⅧ-1相同,屬常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓力容器的建造要求,其適用的設(shè)計(jì)壓力(對(duì)于鋼制壓力容器)不大于35MPa,適用的設(shè)計(jì)溫度范圍為-269~900℃。

GB150《壓力容器》不適用于以下8種壓力容器:直接火焰加熱的壓力容器;核能裝置中存在中子輻射損傷風(fēng)險(xiǎn)的壓力容器;旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中自成整體或作為部件的受壓器室;《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》管轄的容器;設(shè)計(jì)壓力低于0.1MPa或者真空度低于0.02MPa的容器;內(nèi)直徑小于150mm的壓力容器;搪玻璃容器;制冷空調(diào)行業(yè)中另有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的容器。

GB150《壓力容器》界定的范圍除殼體本體外,還包括容器與外部管道焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面、螺紋連接的第一個(gè)螺紋接頭端面、法蘭連接的第一個(gè)法蘭密封面,以及專用連接件或管件連接的第一個(gè)密封面。

其他如接管、人孔、手孔等承壓封頭、平蓋及其緊固件,以及非受壓元件與受壓元件的焊接接頭,直接連在容器上的超壓泄放裝置均應(yīng)符合GB150《壓力容器》的有關(guān)規(guī)定。

(2)JB4732《鋼制壓力容器———分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

JB4732《鋼制壓力容器———分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》是我國(guó)第一部壓力容器分析設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其基本思路與ASMEⅧ-2相同。該標(biāo)準(zhǔn)與GB150《壓力容器》同時(shí)實(shí)施,在滿足各自要求的前提下,設(shè)計(jì)者可選擇其中之一使用,但不得混用。

與GB150相比,JB4732允許采用較高的設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度。這意味著,在相同設(shè)計(jì)條件下,容器的厚度可以減薄,重量可以減輕。但是由于設(shè)計(jì)計(jì)算工作量大,材料、制造、檢驗(yàn)及驗(yàn)收等方面的要求較嚴(yán),有時(shí)綜合經(jīng)濟(jì)效益不一定高,一般推薦用于重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作參數(shù)較高和超出GB150適用范圍的壓力容器設(shè)計(jì)。

目前,我國(guó)正在制訂超高壓容器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將規(guī)定非焊接單層超高壓容器材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等方面的建造要求。

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化形勢(shì)的發(fā)展,壓力容器標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化的趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯。2007年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布了國(guó)際鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)ISO16528。該標(biāo)準(zhǔn)分兩部分,即ISO16528-1鍋爐壓力容器性能要求(BoilersandPressureVessels-Part1:PerformanceRequirements)和ISO16528-2證明鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)滿足ISO16528-1要求的程序(BoilersandPressureVessels-Part2:ProceduresforfulfillingtheRequirementsofISO16528-1)。

ISO16528-1的主要內(nèi)容為:適用范圍、術(shù)語(yǔ)和定義、失效模式、技術(shù)要求(包括材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和檢測(cè)、標(biāo)記等)和符合性評(píng)估。

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