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讲稿容规

2011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

TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》

前言

国家质量监督检验检疫总局于2009年8月31日发布公告（第38号），正式颁布了《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0004-2009）,于2009年12月1日正式实施。

2009年11月30日质检特函〔2009〕89号文“关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见”中规定新容规的过渡时间定为2009年12月1日-2010年11月30日，2010年12月1日后不允许采用旧容规制造压力容器。

目前，压力容器设计执行的安全技术法规为《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0004-2009）。

《固容规》与原1999版的《容规》相比有许多重要变化，为此，特设局指定中国特种设备检测研究院技术法规室在全国范围内组织了大规模的宣贯，各省质检部门也组织了宣贯，中国特检院还组织编写了《固定式压力容器安全技术监察规程》释义以及《问题解答》，并制作了培训光盘。

本次培训班不是宣贯新《容规》，而是和大家共同讨论一下学习新《容规》的体会以及在压力容器设计工作中如何执行新《容规》，有不妥的地方欢迎指正。

2010年11月5日，国家质量监督检验检疫总局2010年第127号公告公布了第1号修改单，共28条修改内容，此外，对个别文字作适当的修改（内容可见中国特检院法规部的勘误表）；

2010年11月30日，国家质监局特检局发布“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[2010]86号）”，其中两个附件：

1.相关技术措施。

2.风险评估报告的基本要求。

以上文件应在执行《固容规》时同时执行。

一、概述

1、《固容规》在特种设备安全监察法规中的地位作用

（1）我国特种设备法规体系的构成

（五个层次）

法律

行政法规

行政规章

安全技术规范

相关技术标准

法律——全国人大通过的法律（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）

相关法律：

《安全生产法》2002年制定；

《产品质量法》1993年制定；

2000年修订；

行政法规——国务院批准的条例或地方法规（为安全监察工作的依据，解决安全监察制度的建立问题）

《特种设备安全监察条例》

2003年国务院（第373号）令首次颁布2003年6月1日起实施

2009年国务院（第549号）令修改公布，2009年5月1日起施行

《特种设备安全监察条例》有关内容：

1.特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。

（第二条）

2.压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、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固定式容器和移动式容器；……

（第九十九条

（二））

3.压力容器的设计单位应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方可从事压力容器的设计活动。

　压力容器的设计单位应当具备下列条件：

（一）有与压力容器设计相适应的设计人员、设计审核人员；

（二）有与压力容器设计相适应的场所和设备；

（三）有与压力容器设计相适应的健全的管理制度和责任制度。

（第十一条）

行政规章——主管部门制定的规章（管理要求，解决安全监察工作程序问题）由国家质检总局颁布规定、管理办法等，

如：

总局第115号令《特种设备事故报告和调查处理规定》2009

总局第116号令《高耗能特种设备节能监督管理办法》2009

总局第22号令《锅炉压力容器制造监督管理办法》2002

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

TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》

TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》

相关技术标准——基础（解决特种设备安全监察的技术支撑问题）

如《固容规》1.10条的主要引用标准：

GB150《钢制压力容器》等；

（2）《固容规》在压力容器设计工作中的地位

□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（含现场组焊）、安装、改造、维修、使用、检验检测，均应严格执行规程。

（1.11

（1））

□规程是压力容器质量监督和安全监察的基本安全要求，有关压力容器的技术标准、管理制度等不得低于《容规》的要求。

（1.8）

（3）《容规》与技术标准的关系

●《容规》是压力容器安全技术监管的依据；

技术标准是压力容器设计、制造的依据；

●《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（原则性）；

技术标准指导技术方法的实现，是规范的技术支撑（工程性）；

●技术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。

●技术标准一般针对某种产品、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。

●法规与技术标准应当相互融合，协调发展，互不排斥，一起构成和谐统一的体系。

●《容规》1.10引用的技术标准不意味整个标准为强制性，只有在《容规》后续条款中引用的内容才具有强制性。

《容规》与GB150的适用情况比较

2、新《容规》的修订

（1）《容规》的制修订历史情况：

●1981年颁布，1982年4月正式实施《压力容器安全监察规程》。

●第1次修订于1991年1月正式实施。

更名为《压力容器安全技术监察规程》。

●1999年进行第2次修订，于2000年1月1日起正式实施。

●本次修订为第3次修订，转化为特种设备安全技术规范TSG。

（2）本次《容规》修订的背景

●我国压力容器的技术发生了较大的变化：

压力容器的大型化、高参数、长周期趋势

●《特种设备安全监察条例》的颁布：

●国际安全法规和标准技术内容的变化：

1997年欧盟颁布了PED，同时实施了以技术法规为基本安全要求、协调标准为技术支撑的安全保障体系。

●安全管理理念和高效率的安全监察的需要：

强调本质安全、基于失效模式的设计、基于失效模式的检验

●国际贸易的需要：

（3）本次《容规》修订的主要内容

□释义的第一章编制说明中对修订原则及主要变化内容有较为详细的介绍，列出了34条主要修改内容。

□体会修订的中心内容有这么几点：

●转化为特种设备安全技术规范TSG，基本保留原来的结构框架和主体内容。

●体现法规是安全基本要求的思想，提出基本安全要求，不涉及具体技术细节。

●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；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。

●考虑国际压力容器技术的发展与科技进步，兼顾国际、境外标准的变化及趋势，与国际接轨。

解决《容规》中存在的对行业影响较大的突出问题，促进生产，方便企业。

●《容规》与其它相关法规内容的协调以及与相关技术标准上的一致。

●强化使用管理和应急救援预案。

●体现节能解排原则。

●体现信息化管理要求。

（4）《容规》实施的相关文件

●《固定式压力容器安全技术监察规程》第1号修改单

2010年11月5日，总局公告（2010年第127号）中附件1.

共28条修改内容，其中与设计有关的约有10条左右。

《容规》根据本修改单做相应修改，重新印制。

●相关技术措施

2010年11月30日，质检特函〔2010〕86号关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见中附件1.

主要内容为材料的标准、交货使用状态、许用应力、超声检测要求等。

各生产单位可以按附件1的技术措施要求建造压力容器。

●风险评估报告的基本要求实施意见中附件2.

●中国特检院法规标准部提供的勘误表

3、本培训班讨论的内容：

（1）《固容规》的章节

⏹前言

⏹1总则

⏹2材料

⏹3设计

⏹4制造

⏹5安装、改造与维修

⏹6使用管理

⏹7定期检验

⏹8安全附件

⏹9附则

⏹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

⏹附件C压力容器产品铭牌

⏹附件D特种设备代码编号方法

（2）本培训班主要讨论内容：

与设计工作关系比较密切的总则、材料、设计、制造、安全附件的以及附录A的有关内容。

（3）几点说明：

●5～7章关于安装、改造与维修，使用管理，定期检验等也是《容规》的重要内容，其中某些条款与设计工作有直接关系，如5.3.1条中

（2）。

●附表b压力容器产品数据表

压力容器监察部门信息化管理所用，不等同设计文件中条件图（表）中的设计数据表。

●附件C压力容器产品铭牌

如设计文件中含有产品铭牌，内容应按附件C的要求。

●附件D特种设备代码编号方法

制造产品的编号，信息化管理用，设计产品编号没有要求。

二、总则

1、《固容规》总则包含的内容：

总则的条款共11条，包括：

1.1目的（根据《特种设备安全监察条例》，制定本规程。

）

1.2固定式压力容器

1.3适用范围

1.4适用范围的特殊规定

1.5不适用范围

1.6压力容器的范围界定

1.7压力容器类别

1.8与技术标准、管理制度的关系（不得低于本规程的要求）

1.9不符合本规程时的特殊处理规定

1.10引用标准（只有在后续条款中引用的内容才具有强制性）

1.11监督管理（七个环节、信息化管理、安全监察主体）

2、《固容规》规定的适用范围

（1）固定式压力容器的定义：

●固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。

（1.2条）

▲对于为了某一特定用途、仅在装置或者场区内部搬动、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。

（注1-1）

▲仅在生产区域内运送物料的罐车（不属于商业经营性运输），不按移动式压力容器进行管理。

（释义中的解释）

（2）需同时具备的三个条件：

（1.3）

1）工作压力大于或者等于0.1MPa；（注1-2）

2）工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L；（注1-3）

3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。

（注1-4）

●超高压容器、非金属容器、简单压力容器属本规程界定的范围，但各自有相应的规程，不需要同时满足本规程。

注1-2：

工作压力，是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）。

注意：

1.判断《容规》管辖范围是指工作压力（即最高工作压力）而不是设计压力。

2.同样对于液体介质其判断是最高工作温度，而不是设计温度。

3.外压容器根据具体结构分析，一般不会出现工作压力（pw）大于等于0.1Mpa的状况。

注1-3：

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压力容器内部的内件的体积。

●即容积计算时按名义尺寸计算；

●按危险程度（破坏能量）考虑容器的类别划分。

●永久连接一般指需要采用破坏方式才能拆卸的连接，如焊接连接。

▲固定管板换热器壳层的容积可扣除换热管的体积；

▲夹套容器的夹套部分；

▲填料、分子筛、塔盘等不能扣除，不是永久连接件；（释义中的解释）

▲U形管换热器的壳层？

注1-4：

容器内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时，如气相空间的工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L时，也属《容规》管辖范围。

注意：

1.气相空间指容器内最低液面以上的空间，而不是整个容器空间；

2.气相空间的PV值是判断是否《容规》管辖范围，而容器类别划分时则应计算容器整个体积；

3.容器类别划分时，介质特性应取容器内气、液相介质危害程度较高的。

（3）适用范围的特殊规定：

（1.4.1～3）

第1.4.1条：

容积大于或等于25L的符合本条范围的压力容器，只需满足总则、设计、制造要求；

●《简规》不适用的移动式空气压缩机的储气罐，主要指非批量生产，从经济性考虑不做型式试验的。

●增加了套管换热器、铝制板翅式热交换器等。

第1.4.2条：

容积大于1L并且小于25L或内径小于150mm压力容器，只需满足总则、设计和制造许可；

第1.4.3条：

容积小于或等于1L的压力容器，只需满足总则和制造许可；

●1.4.1～1.4.3条中的压力容器统一划分为Ⅰ类压力容器。

（4）不适用范围：

（1.5）

虽然符合1.3条的同时具备的条件，但《固容规》不管辖。

注意：

第（3）项，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瞬间承受压力大于或者等于0.1Mpa的容器）；这里的“瞬间承压”指进出料过程中，由于管道的压力大于容器压力，使容器的进出口部位局部压力可能超过0.1Mpa，但整个容器内压力不可能超过0.1Mpa。

如需要向容器内加压，容器内充满压力，使其进料或出料，则不属于此规定。

第

（2）项，锅炉安全技术监察规程适用范围的余热锅炉；

●《锅规》适用范围定义的余热锅炉是“以余（废）热利用为主要目的而配置的余（废）热锅炉，主要结构形式为烟道式余热锅炉和烟道式与管壳式组合余热锅炉。

”

●余热锅炉有许多是在较高的温度下运行，属于“直接受火焰加热的压力容器”，设计时要考虑材料的高温氧化失效模式，这种失效模式在压力容器设计标准中没有考虑，需要设计者根据工程经验选择材料。

（5）压力容器的范围界定：

（1.6）

1）压力容器的本体界定范围：

□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。

2）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）的设备主螺柱以及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。

△主要受压元件——与老《容规》25条相比少了“人孔盖、人孔法兰、人孔接管、开孔补强圈”，人孔盖、人孔法兰、人孔接管包含其中，只少了补强圈。

3）安全附件包括直接连接在压力容器上的安全阀、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。

3、《固容规》对压力容器类别的划分

（1）新《容规》中压力容器分类原则：

依照压力容器失效危险性的概念，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。

根据压力容器所盛装介质危害性、设计压力、容积以及设计压力与容积的乘积（PV值）进行划分。

（2）《固容规》中压力容器分类方法：

1）符合适用范围的压力容器；（1.7）

2）根据压力容器盛装介质的危害性进行介质分组、按设计压力、容积（或者PV值）进行类别划分；

3）以坐标图表的方式确定。

（见附件A）；

4）压力容器划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。

（3）介质分组（根据介质危害性）

介质包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，分为两组：

第一组介质：

毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质；易爆介质；液化气体。

第二组介质：

由除第一组以外的介质。

（4）介质危害性的确定：

1）毒性程度

极度危害最高允许浓度<0.1mg/m3；

高度危害最高允许浓度0.1～<1.0mg/m3；

中度危害最高允许浓度1.0～<10.0mg/m3；

轻度危害最高允许浓度≥10.0mg/m3；

2）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或者等于20％的介质。

3）按照HG20660－2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确定；HG20660没有规定的参照GB5044—85《职业性接触毒物危害程度分级》的原则确定介质组别。

GB5044按急性毒性、急性中毒发病情况、慢性中毒患病情况、慢性中毒后果、致癌性、最高允许浓度六项指标；

HG20660分类时主要考虑急性毒性、最高允许浓度两项指标为主，综合其他四项指标后确定。

在确定压力容器致密性、密封性技术分类要求时，考虑致癌性指标，某些介质升级为“高度危害”或极度危害，如氯乙烯、苯、四氯化碳等。

图A-1　压力容器类别划分图—第一组介质

图A-2　压力容器类别划分图—第二组介质

（5）多腔压力容器类别的划分：

1）分别按各腔的介质、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。

（6）一个压力腔有多种介质时，按组别高的确定类别；某种危害性物质在介质中含量极小时，应当根据其危害程度及含量，由压力容器设计单位综合考虑介质组别。

（可参考《化工设备与管道》2007年第44卷增刊二中有关压力管道介质毒性程度的内容。

）

（7）坐标点位于图中分类线时按较高类别确定。

（8）《固容规》中1.4范围的压力容器统一划分为第Ⅰ类。

（9）图样中技术特性表中的容器类别应按“第Ⅰ类”、“第Ⅱ类”、“第Ⅲ类”的型式标注。

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0.6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。

老《容规》无类别，新《容规》第Ⅰ类

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。

第Ⅰ类

4）一储存容器，设计压力P=1.0Mpa,容积V=20m3,温度为－40℃，介质中度毒性、非易爆、非液化气体。

材料为07MnCrMoVR。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅰ类

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。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅱ类

6）一反应容器，设计压力P=0.22Mpa,介质为极度危害，温度为50℃，容积V=1.0m3。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅱ类

7）一液化石油气储罐，设计压力P=1.77Mpa,容积V=20m3。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅱ类

8）一化工介质储罐，介质毒性为中度，非易爆，设计压力P=4.0Mpa,容积V=20m3。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅱ类

9）一化工介质储罐，介质毒性为中度，易爆，设计压力P=4.0Mpa,容积V=20m3。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅲ类

10）一塔式容器，设计压力P=1.5Mpa,筒体直径φ=4800mm，筒体高度60m，介质为易爆。

老《容规》一类，新《容规》第Ⅲ类

11）一化工行业反应容器，介质为易爆，设

计压力P=1.5Mpa，容积V=800m3。

老《容规》二类，新《容规》第Ⅲ类

12）一球形储罐，设计压力P=0.8Mpa，容积V=50m3,介质空气。

老《容规》三类，新《容规》第Ⅰ类

《固容规》压力容器类别的简明判断

4、不符合本规程时的特殊处理规定（1.9）

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，不符合本规程要求时，相关单位应当将有关的设计、研究、试

验等依据、数据、结果及其检验检测报告等技术资料报国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局），由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审。

技术评审的结果经过国家质检总局批准后，采用新材料、新技术、新工艺的压力容器方可进行试制、试用。

（1）国家质检总局委托——全国锅容标委

（2）新材料——规程2.10的规定；

新技术——规程引用标准中所没有的新的设计计算方法（设计准则）、新的试验分析方法等；（试验方法、可对比的检验设计）

新工艺——规程或引用标准中尚未提及的无损检测方法、消除焊接残余应力方法、改善材料性能的方法、泄漏试验方法等。

有特殊使用要求——为满足特殊工艺需要而进行的设计参数、结构形式等超出现有标准的设计。

三、材料

1、《固容规》材料一章中包含的内容：

材料一章中的条款共11条，包括：

2.1通用要求（选材、制造许可证、质量证明书。

）

2.2冶炼方法（镇静钢、高强度低合金钢等炉外精炼工艺）

2.3化学成分

2.4力学性能

2.5钢板超声检测

2.6压力容器用铸铁（铸铁牌号、应用限制）

2.7压力容器用有色金属（铝、钛、铜、镍等及其合金）

2.8复合钢板（复合界面的结合剪切强度、使用状态、冲击功）

2.9境外牌号材料的使用

2.10新材料的使用

2.11材料投用和标志移植（制造单位的要求、材料复验）

2.12焊接材料

2.13材料代用

2、《固容规》中压力容器用材料：

（1）压力容器用材包括：

□压力容器专用钢材（钢板、锻件、钢管等）；

□压力容器用铸铁材料；（2.6）

□压力容器用有色金属（包括铝、钛、铜、镍、钽、铌、锆及其合金）；

□复合钢板；

□焊接材料；

（2）压力容器的选材：

压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能。

（2.1

（1））

力学性能——（2.4）

化学性能——（2.3）

物理性能——弹性模量、泊松比、密度、体积变化等

工艺性能——焊接、成形、加工等

（3）压力容器专用钢材：

□钢板

GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》；

GB3531-2008《低温压力容器用低合金钢钢板》；

GB19189《压力容器用调质高强度钢板》；（送审稿，代替－2003）

GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》；

□锻件

NB/T470008《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》

NB/T470009《低温承压设备用低合金钢锻件》

NB/T470010《压力容器用不锈钢锻件》

□钢管

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB6479《高压化肥设备用无缝钢管》

GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》

GB5310、GB/T8163、GB/T14976、GB/T21833、GB/T21832、GB/T12771、GB/T24593等

（4）复合钢板：

□标准：

NB/T47002《压力容器用爆炸焊接复合板》

□复合界面的结合剪切强度

不锈钢、镍－钢不小于210MPa；

钛－钢不小于140MPa；

铜－钢不小于