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2009年江苏省D类压力容器设计人员培训班在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TSGR0004-2008固定式压力容器安全技术监察规程(报批中)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）0.概述：0.1《容规》在特种设备安全监察法规中的作用□《容规》在压力容器设计中的地位作为安全技术规范，是对设计人员在设计工作中的强制性约束因素。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。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、单位规定与规程不一致时，宜按高的要求执行。规程是压力容器安全技术监督和管理的的依据，不涉及具体技术细节，除《容规》中引用的标准应强制执行外，只要产品符合其安全要求即可。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。0.概述：0.2《容规》管辖范围与GB150的适用范围的主要区别《容规》与GB150的适用情况比较《容规》管辖范围GB150的适用范围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≤-0.020.1≤p≤35截面尺寸容积≥150mm0.025m3(高压容器除外）≥150mm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）《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“规则设计”的容器作“分析设计”（含疲劳分析）的容器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第一章.总则：1.1《容规》规定的适用范围1）同时具备的三个条件（容规第2条第1款）：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0.025m3；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。2）需符合《容规》第三、四、五章规定的压力容器（容规第2条第1款）3）《容规》不适用的压力容器（容规第3条）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。1.1《容规》规定的适用范围4）《容规》的适用范围还包括：（1）适用范围内压力容器所用的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等安全附件。（2）除本体外：压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面；压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；非受压元件与压力容器本体连接的连接焊缝。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；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。1.2.2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）0.1Mpa≤p＜1.6Mpa中压（代号M）1.6Mpa≤p＜10Mpa高压（代号H）10Mpa≤p＜100Mpa超高压（代号U）p≥100Mpa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：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。第一章.总则：1.2压力容器分类1.2.3压力容器的品种：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。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0.1～1.0mg/m3；中度毒性（Ⅲ）最高允许浓度1.0～10mg/m3；轻度毒性（Ⅳ）最高允许浓度≥10mg/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。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。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≤p1.6（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≤p10（MPa）换热、分离容器储存容器反应容器管壳式余热锅炉搪玻璃压力容器高压10≤p100（MPa）换热、分离容器第三类压力容器储存、反应容器管壳式余热锅炉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）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。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℃。三类压力容器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●《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）图A－1第一组介质的压力容器分类图压力，/容积，/第三类第二类图A－2第二组介质的压力容器分类图压力，/容积，/第三类第二类第一类第二章.材料：2.1《容规》中压力容器用材料的范围：2.1.1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）2.1.3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；第二章.材料：2.2《容规》中对压力容器用材料的要