目的:確保壓力容器在設(shè)計壽命內(nèi)安全運行內(nèi)容:材料、設(shè)計、制造、檢驗等
性質(zhì):法規(guī),必須遵守
特點:定期補充、修改,用新規(guī)范
1.3.1 國外主要規(guī)范標準簡介:美國ASME規(guī)范、日本壓力容器標準、歐盟壓力容器標準
1、美國ASME規(guī)范
目前ASME規(guī)范共有十二卷包括鍋爐、壓力容器、核動力裝置、焊接、材料、無損檢測等內(nèi)容。
ASME規(guī)范每三年出版一個新的版本,每年有兩次增補。
在形式上,ASME 規(guī)范分為4個層次:規(guī)范(Code)、規(guī)范案例(Code Case)、條款解釋(Interpretation)、規(guī)范增補(Addenda)
ASME規(guī)范中與壓力容器設(shè)計有關(guān)的主要是第Ⅷ篇《壓力容器》、第Ⅶ篇《移動式容器建造和連續(xù)使用規(guī)則》和第Ⅹ篇《玻璃纖維增強塑料壓力容器》。
第Ⅷ篇分為3個冊:
第1冊《壓力容器》
第2冊《壓力容器——另一規(guī)則》
第3冊《高壓容器另一規(guī)則》
簡稱ASME Ⅷ-1、ASME Ⅷ-2和ASME Ⅷ-3
ASME Ⅷ-1
ASME Ⅷ-1為常規(guī)設(shè)計標準,適用壓力小于等于20MPa;
它以彈性失效設(shè)計準則為依據(jù),根據(jù)經(jīng)驗確定材料的許用應(yīng)力,并對零部件尺寸作出一些具體規(guī)定。由于它具有較強的經(jīng)驗性,故許用應(yīng)力較低。
ASME Ⅷ-1不包括疲勞設(shè)計,但包括靜載下進入高溫蠕變范圍的容器設(shè)計。
ASME Ⅷ-2
ASME Ⅷ-2為分析設(shè)計標準,它要求對壓力容器各區(qū)域的應(yīng)力進行詳細地分析,并根據(jù)應(yīng)力對容器失效的危害程度進行應(yīng)力分類,再按不同的安全準則分別予以限制。
跟ASME Ⅷ-1相比,ASME Ⅷ-2對結(jié)構(gòu)的規(guī)定更細,對材料、設(shè)計、制造、檢驗和驗收的要求更高,允許采用較高的許用應(yīng)力,所設(shè)計出的容器壁厚較薄。
ASME Ⅷ-2包括了疲勞設(shè)計,但設(shè)計溫度限制在蠕變溫度以內(nèi)。
ASME Ⅷ-3
ASME Ⅷ-3主要適用于設(shè)計壓力不小于70MPa的高壓容器。
它不僅要求對壓力容器各區(qū)域的應(yīng)力進行詳細地分析和分類評定,而且要做疲勞分析或斷裂力學(xué)評定,是目前為止要求*高的壓力容器規(guī)范。
2、日本壓力容器標準
1993年以前:
JIS B 8243《壓力容器構(gòu)造》 ASME Ⅷ-1
JIS B 8250《壓力容器構(gòu)造—另一標準》 ASME Ⅷ-2
1993年以后:
JIS B 8270《壓力容器(基礎(chǔ)標準)》
JIS B 8271~8285《壓力容器(單項標準)》
3、歐盟壓力容器標準
87/404/EEC《簡單壓力容器指令》:僅適用于介質(zhì)為空氣或氮氣、壓力(表壓)超過0.05MPa的簡單壓力容器。
76/767/EEC《壓力容器一般指令》:壓力容器及其檢驗的一般規(guī)定。
97/23/EC《承壓設(shè)備指令》:適用于*高工作壓力大于0.05MPa的承壓設(shè)備的設(shè)計、制造和合格評定。
1.3.2 國內(nèi)主要規(guī)范標準簡介
中國對特種設(shè)備的安全監(jiān)察分四個層次:法規(guī)、行政規(guī)章、安全技術(shù)規(guī)范、標準。
1.3.2.1 法規(guī)
《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》——1982年國務(wù)院頒布。
《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》——2003年3月國務(wù)院頒布,6月起實施。
《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》適用于同時具備下列條件的壓力容器:
a.*高工作壓力大于等于0.1MPa(表壓)
b.壓力與容積的乘積大于等于2.5MPa·L
c.盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或者*高工作溫度高于等于標準沸點的液體。
1.3.2.2 行政規(guī)章
*質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局局長“令”形式頒布的、行政管理性內(nèi)容較突出的文件。
1.3.2.3 安全技術(shù)規(guī)范
《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》——1981年*勞動總局頒布《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》,1990年改名為《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。1999年由*質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局進行修訂。
《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》——1993年12月勞動部頒布《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》。2004年由*質(zhì)量監(jiān)察檢疫總局進行修訂,于2005年改名為《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。
《容規(guī)》對壓力容器的材料、設(shè)計、制造、使用、檢驗、修理、改造等七個環(huán)節(jié)中的主要問題提出了基本規(guī)定。
壓力容器標準是設(shè)計、制造壓力容器產(chǎn)品的依據(jù);
《容規(guī)》是政府對壓力容器實施安全技術(shù)監(jiān)督和管理的依據(jù),屬技術(shù)法規(guī)范疇,二者的適用范圍并不相同
1.3.2.4 標準
我國制訂壓力容器標準歷史,見20頁
“全國壓力容器標準化技術(shù)委員會”——1984年7月成立;
GB150-89《鋼制壓力容器》——*版的*標準,于1989頒布;
GB150-1998《鋼制壓力容器》——*次**修訂后的新版的*標準,1998頒布。
容標委在GB150的基礎(chǔ)上,又先后制訂了:
a. GB151《管殼式換熱器》
b. GB12337《鋼制球形儲罐》
c. JB4732《鋼制壓力容器—分析設(shè)計標準》
d. JB4710《鋼制塔式容器》等一系列*標準和行業(yè)標準。
(1) GB150《鋼制壓力容器》
這是中國的*部壓力容器*標準,其基本思路與ASMEⅧ—1相同,屬常規(guī)設(shè)計標準。
該標準適用于設(shè)計壓力不大于35MPa的鋼制壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗及驗收。
適用的設(shè)計溫度范圍根據(jù)鋼材允許的使用溫度確定,從-196℃到鋼材的蠕變限用溫度。
GB150只適用于固定的承受恒定載荷的壓力容器
不適用于以下8種壓力容器:
①直接用火焰加熱的容器;
②核能裝置中的容器;
③旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動的機械設(shè)備中自成整體或作為部件的受壓器室
④經(jīng)常搬運的容器;
⑤設(shè)計壓力低于0.1MPa的容器;
⑥真空度低于0.02MPa的容器;
⑦內(nèi)直徑小于150mm的容器;
⑧要求作疲勞分析的容器等
GB150管轄的范圍除殼體本體外,還包括:
A、容器與外部管道焊接連接的*道環(huán)向接頭坡口端面、螺紋連接的*個螺紋接頭端面、法蘭連接的*個法蘭密封面,以及專用連接件或管件連接的*個密封面。
B、其它如接管、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的有關(guān)規(guī)定。
GB150的技術(shù)內(nèi)容:圓柱形筒體和球殼的設(shè)計計算
零部件結(jié)構(gòu)和尺寸的具體規(guī)定
密封設(shè)計
超壓泄放裝置的設(shè)置
容器的制造、檢驗與驗收要求等
在中國具有法律效用,是強制性的壓力容器標準。
(2) JB4732《鋼制壓力容器—分析設(shè)計標準》
這是中國的*部壓力容器分析設(shè)計的行業(yè)標準,其基本思路與ASME Ⅷ—2相同。
該標準與GB150同時實施,在滿足各自要求的前提下,可選擇其中之一使用,但不能混用。
該標準與GB150相比,允許采用較高的設(shè)計應(yīng)力強度,相同設(shè)計條件下,容器的厚度可以減薄、重量可以減輕;但由于設(shè)計計算工作量大,選材、制造、檢驗及驗收等要求較嚴,有時綜合經(jīng)濟效益不一定高。
所以,此法一般用于重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作參數(shù)較大的 壓力容器。需做疲勞分析的壓力容器,必須用分析設(shè)計。
1.3.3 國內(nèi)規(guī)范標準與國外規(guī)范標準的比較
以ASME為例比較
標準的適用范圍
材料設(shè)計系數(shù)