强度计算、结构与应力分析.ppt
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1、固定式压力容器安全技术监察规程,浙江省特种设备检验研究院 叶宇峰2011年5月,TSG R0004-2009,提 纲,主要修改内容概述总则材料设计制造安装改造维修、使用管理定期检验,一、主要修改内容,1、与特种设备安全监察条例所规定的各项制度、各项要求、名词术语等接轨统一;2、变更安全监察主体为国家质量监督检验检疫总局及省以下质量技术监督部门;3、与当前节能减排降耗的基本国策相结合,提出有关的基本要求,如安全系数调整、换热器热效率计算、保温保冷要求、定期检验耐压试验问题等;4、解决压力容器分类问题,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;,一
2、、主要修改内容,5、调整容规适用范围,覆盖特种设备安全监察条例范围内尚未纳入安全监察的全部压力容器; 6、调整一些过于刚性的规定,给新材料、新工艺、新技术的应用留有出路和渠道,简化程序;7、调整一些不合理、过时的规定,如液化气体设计压力、有色金属、胀管率、安全阀定压、材料复验、焊接试板等问题8、除压力载荷外,还要充分考虑其它载荷(风、地震、疲劳等)和介质对压力容器安全性的影响;,一、主要修改内容,9、与科技工作协调,吸收先进科技成果,引入风险评估RBI检验技术、无损检测TOFD方法、缺陷评定方法等成熟科技成果;10、调整(删除)过细的数据表格,增加压力容器数据报告,为使用登记、信息化工作打下基
3、础;11、解决容规与其它相关法规(如超高压容器安全技术监察规程、非金属压力容器安全技术监察规程、简单容器安全技术监察规程、压力容器定期检验规则等)内容上的协调问题;12、解决法规与相关技术标准(如GB150、GB151、GB12337、JB4732、JB4730等)内容上的协调问题。,二、主要内容介绍,固容规正文由9章和A、B、C、D4个附件构成,(老容规正文是8章,但附件有7个)。 固容规正文9章内容包括在92条中,(老容规172条) 。 第一章 总 则,从1.1至1.11,共11条,另附5个注 第二章 材 料,从2.1至2.13条,共13条 第三章 设 计,从3.1至3.24条,共24条
4、第四章 制 造,从4.1至4.10条,共10条 第五章 安装、改造、维修,从5.1至5.4条,共4条 第六章 使用管理,从6.1至6.14条,共14条,二、主要内容介绍,第七章定期检验,从7.1至7.8条,共8条 第八章安全附件,从8.1至8.6条,共6条第九章附 则,从9.1至9.2条,共2条 附件A 压力容器类别及压力等级、品种的划分 附件B压力容器产品合格证(附表b压力容器产品数据表) 附件C压力容器产品铭牌 附件D特种设备代码编号方法 固定式压力容器安全技术监察规程第1号修改单 关于固定式压力容器安全技术监察规程的实施意见-质检特函【2009】89号2009年11月30日 关于固定式压
5、力容器安全技术监察规程的实施意见-质检特函【2010】 86号2010年11月30日,三、第一章 总则,本规程仅适用于固定式压力容器,固定式压力容指安装在固定位置使用的压力容器。注:对于为了某一特定用途、仅在装置或者场区内部搬运、使用的压力容器,以及移动式空气压缩机的储气罐按照固定式压力容器进行监督管理。 同时具备下列条件的固定式压力容器: (1)工作压力大于或者等于0.1MPa;(注1); (2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL; (注); (3)盛装介质为气体、液化气体发及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。(注)。:工作压力,是指压力容器在正常使用过程中,其顶部可
6、能达到的最高压力(表压力)。: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备沸点的液体时,如果气相空间容积与工作压力乘积大于或者等于2.5MPaL时,也属于本规程的适用范围 。,三、第一章 总则,释义: 条例第九十九条定义范围中的压力容器包括固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶和氧舱四类设备。在本规程的适用范围中,排除条例定义范围中气瓶和氧舱。同时考虑移动式压力容器事故的危害性大于固定式压力容器,并且罐式集装箱的国际流动性(其介质危害程度的划分应当按国际标准),相应考虑国际接
7、轨问题,本次修订决定将固定式和移动式压力容器分开,分别制定固定式压力容器安全监察规程和移动式压力容器安全技术监察规程。本规程将99版容规中有关移动式压力容器的内容全部取消,另行在移动式压力容器安全技术监察规程中进行规定。 本条按国际惯例给出了“固定式压力容器”的定义。应当注意的是,移动式空气压缩机上的空气储罐、仅在生产区域内运送物料的罐车(不属于商业经营性运输),虽然不在固定位置使用,但在监督管理按“固定式压力容器”管理,不按移动式压力容器进行管理。,三、第一章 总则,适用范围分4种情况; (一)满足规程全部要求; (二)只需满足总则、设计、制造要求 (三)只需满足总则、设计、制造许可要求 (
8、四)只需满足总则、制造许可要求其中: 超高压压力容器应当符合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简单压力容器安全技术监察规程的规定。另:注“判断容器是否适用本规程,用工作压力,划分类别用设计压力”,三、第一章 总则,超高压容器安全技术监察规程的适用范围: 设计压力大于或者等于1000MPa(表压,不含液体静压),且设计压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL 的气体、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体 的超高压容器。 非金属压力容器安全技术监察规程的适用范围: 最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压
9、,不含液体静压),且工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL 的承装气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的非金属压力容器。 简单压力容器安全技术监察规程的适用范围: 主要受压元件的材料为碳素钢和奥氏体不锈钢;设计压力小于或等于1.6MPa;容积小于或等于1000L;工作压力与容积乘积大于或者等2.5MPaL ,并且小于或等于1000MPaL;介质为空气、氮气和医用蒸馏水蒸发而成的水蒸气;设计温度大于或等于20,最高工作温度小于或等于150;非直接火的焊接容器。在使用寿命内,可不按容检规要求进行定期检验。,三、第一章 总则,1.4.1 只需要满足本规程总则、设计、制造要求
10、的压力容器 本规程适用范围内,容积大于或者等于25L的下列压力容器,只需要满足本规程第1、3、4章的规定:(1)简单压力容器安全技术监察规程不适用的移动式空气压缩机的储气罐;(2) 深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、铝制板翅式热交换器、空分装置中冷箱内的压力容器;(3) 无壳体的套管热交换器、螺旋板热交换器、钎焊板式热交换器;(4) 水力自动补气气压给水(无塔上水)装置中的气压罐,消防装置中的气体或者气压给水(泡沫)压力罐;(5) 水处理设备中的离子交换或者过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱;(6) 电力行业专用的全封闭式组合电器(如电容压力容器);(7) 橡胶行业
11、使用的轮胎硫化机以及承压的橡胶模具;(8) 机器设备上附属的蓄能器。,三、第一章 总则,释义:与99版容规第2条2款相比,增加了总则要求,保持了设计、制造要求,简化了安装修理改造、使不再将锅炉房内的分气缸特殊处理,而是做为一般压力容器要满足本规程的要求,不仅要使用登记,还要进行定期检验等。新增加简单压力容器安全技术监察规程不适用的移动式空压机的储气罐、“空分装置中冷箱内的压力容器”。新增加铝制板翅式热交换器进入容规适用范围,调整99版容规不适用的无壳体的套管热交换器、钎焊板式热交换器进人监管范围,并列入本条。电容压力容器充装绝缘介质用于灭弧,介质一般为SF6,压力为0.3-0.6MPa,容积为
12、200-800L。这类设备连续运转时间长(10年),且开孔超过圆筒直径1/2,不能按本规程要求进行定期检验,但设计、制造要求应当满足。 本规程1.4.1范围内的压力容器统一划分为第类压力容器,不需要安装告知、不需要办理使用登记手续,在设计使用年限内使用时(或者未规定设计使用年限,使用不超过20年的)不需要按压力容器定期检验规则进行定期检验。超过设计使用年限(或者未规定设计使用年限,使用超过20年的)的压力容器应当报废,如需继续使用的,应当参照本规程6.10的规定办理。,三、第一章 总则,1.4.2 只需要满足本规程总则、设计和制造许可要求的压力容器 容积大于1L并且小于25L,或者内直径(对非
13、圆形截面,指截面内边界的最大几何尺寸,例如矩形为对角线,椭圆为长轴)小于150mm的压力容器,只需要满足本规程总则和3.1、4.1.1的规定,其设计、制造按照相应产品标准的要求。1.4.3 只需满足总则和制造许可要求的压力容器 容积小于或者等于1 L的压力容器,只需要满足本规程总则和4.1.1的规定,其设计、制造按相应产品标准的要求。(D级证,企业内部标准),三、第一章 总则,释义:按条例压力容器的定义修改本规程的适用范围后,使本规程的适用范围比99版容规的适用范围有所扩大,而所扩大进来的压力容器的危险性相对较小,因此只要求其设计和制造单位应当取得相应级别的特种设备(压力容器)许可证,并且按相
14、关产品标准要求进行设计制造即可,体现按不同危险程度采取不同监管方式的思想。 容积小于或者等于1升的压力容器,主要用于实验室工艺试验研究、测试分析(且绝大多数由使用者自行设计、用途特殊),其危险性很小,即使发生事故,危害也不是很大,按照分类监管的原则,只要求其制造部位持有D1或其以上级别的特种设备制造许可证,并要制造单位的质保体系管理下制造即可。 本规程1.4.2和1.4.3范围内的压力容器统一划分为第类压力容器,不需要制造监督检验,不需要办理使用登记手续,在设计使用年限内使用时(或者未规定设计使用年限,使用不超过20年的)不需要按容检规进行定期检验。超过设计使用年限的压力容器应当报废,如需继续
15、使用应当参照本规程6.10的规定办理(定期检验,必要时合于使用评价,经使用单位负责人批准)。,三、第一章 总则,1.5不适用范围: (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。(条例不包括的核压力容器等) 释义:超高压容器、非金属容器、简单压力容
16、器在本规程定义的固定式压力容器范围内,但只需满足相应规程要求即可,不需要同时满足本规程规定。移动式压力容器、气瓶、医用氧舱不在本规程定义的固定式压力容器范围内,自然本规程也不适用。条例第三条明确规定军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及煤矿矿井使用的特种设备的安全监察不适用本条例。因此这些设施中的压力容器也不在本规程的适用范围内。,三、第一章 总则,.6压力容器范围的界定 压力容器除本体界定在下述范围内:()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
17、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。 压力容器本体中的主要受压元件,包括壳体、封头(端盖)、膨胀节、设备法兰;球罐的球壳板;换热器的管板和换热管;M36 以上( 含M36 )的设备主螺柱及公称直径大于或者等于250mm 的接管和管法兰。(原人孔盖、人孔法兰、人孔接管归属于设备法兰,也属于主要受压元件),三、第一章 总则,1.6.2安全附件压力容器的安全附件,包括直接连接在压力容器一的安全阀、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。 释义:本条的主要目的是界定压力容器的范围。按本条的界定,压力容器的范围包括本体和安全附件;本体又包括受
18、压元件和相关联的零部件、部件。明确规定压力容器的范围、本体、安全附件、(主要)受压元件等概念具有重要意义,因为基本安全要求所针对的对象是不同的,最终要落实到容器本体、安全附件或者主要受压元件上。同时,在其他相关法规中(如使用登记、定期检验等)也存在类似问题,例如定期检验时只对压力容器的本体进行安全状况等级评定,安全附件的检验结果影响到容器能否投入使用,但不参与压力容器安全状况等级的评定。,三、第一章 总则,压力容器中直接承受压力载荷作用的零部件为受压元件。受压元件以外的其他部件为非受压元件。在主要受压元件中,去掉了开孔补强圈,应力分析表明,开孔补强圈本身的应力很小,主要是局部区域的应力集中。设
19、备法兰指承压筒体与封头(管箱)、或者筒体与筒体之间的连接法兰,或不直接与外部管道法兰相连接的法兰(如:人孔盖、人孔法兰等)。设备主螺柱系指紧固承受内(或外)压、起密封连接作用的法兰和垫片所用的螺栓或螺柱,不包括内构件连接螺栓和地脚螺栓。,三、第一章 总则,1.7 压力容器类别 根据危险程度,本规程适用范围内的压力容器划分为三类,以利于进行分类监督管理,压力容器类别划分方法见附件A。 对超高压容器、非金属压力容器和简单压力容器,其相应安全技术规范未规定类别划分方法,可以暂时不划分类别;如果需要划分,超高压容器可以划分为第类容器,非金属压力容器可以参照本规程附件A的方法划分,简单压力容器可以划分为
20、第类容器。将来进一步修订上述规程或者合并时,将纳入这些压力容器的类别划分方法,并逐步形成对三类压力容器不同的监督管理模式,以改变目前某些压力容器游离于三个类别之外的不合理现象。对于本规程1.4条的压力容器,已统一划分为第类压力容器。,三、第一章 总则,关于容器分类( 1.7): 考虑99版容规容器分类方法的不足,新固容规修订时拟与欧盟承压设备分类方法的指导思想接轨,由设计压力、容积和介质危害性三个因素决定压力容器类别,不再考虑容器在生产过程中的作用、材料强度等级、结构形式等因素,简化分类方法,强化危险性原则,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。根据危险程度的不同,仍然划分为三
21、类( 类、类和类) ,利用PV值在不同介质分组坐标图上查取相应的类别,简单易行、科学合理、准确唯一。,三、第一章 总则,关于固定式压力容器安全技术监察规程的实施意见 (质检特函200989号) 2010年11月30日之前完成制造的压力容器以及在用压力容器,其类别不再重新划分,仍按原设计规定的类别进行监督管理;已经签订了制造合同的压力容器,可以继续执行合同,不考虑按新容规压力容器类别划分的变化以及由此产生的制造许可级别的变化。2010年12月1日后不允许采用旧容规制造压力容器。 由于新容规的规定引起许可级别升级变化的,生产单位应当将本单位的实际情况、制造监检机构证明等材料报新级别发证机关。发证机
22、关对仅生产单一产品的企业直接变更许可证书,否则应当按照升级许可要求重新进行鉴定评审,该工作应当于2010年11月30日前完成。,三、第一章 总则,1.8 与技术标准、管理制度的关系 本规程规定了压力容器的基本安全要求,有关压力容器的技术标准、管理制度等,不得低于本规程的要求。释义: 本规程是压力容器安全技术监督和管理的依据,属于技术法规范畴,其技术内容均为安全基本要求。有关压力容器的国家标准、行业标准是设计、制造压力容器产品的依据,需要满足本规程中规定的安全基本要求。同时标准中需要规定实现安全基本要求的技术方法和具体的技术指标。做为产品的设计和制造者,遵守本规程和标准是一致的,如果标准与本规程
23、的规定不一致时,不得低于本规程的要求。,三、第一章 总则,安全监察的目的是要求压力容器的设计制造满足本规程的基本安全要求,采用满足本规程基本安全要求的技术标准(国家标准、行业标准、地方标准或者企业标)是满足本规程要求的重要途径。 我国目前同类标准之间的技术差距比较大,不能保证所有的技术标准都满足本规程的基本安全要求,因此,如果技术标准中有不满足本规程基本安全要求的情况出现时,应当以本规程的要求为准。另外,采用国际标准或者境外标准设计制造压力容器时,应当按本规程3.1(3)的规定,进行设计文件与我国基本安全要求的符合性审查。对于采用新材料、新技术、新工艺以及有特殊使用要求的压力容器(相当于无技术
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