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压力容器相关标准

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(三)压力容器的材料在使用中其性能可能会发生退化,称为材质劣化。材质劣化的两个主要原因是在高温下长期使用和腐蚀。必须指出的是,有材质劣化倾向并不表明材质已经劣化,只有当发现了由于材质劣化引起的缺陷或者材质劣化的明显表征时,才能作出此结论。而且,部分材质劣化引起的缺陷是可以进行修复的,如应力腐蚀产生的裂纹,如果通过分析判断能够确保缺陷修复后容器在下一检验周期内的安全使用,则其安全状况等级可定为3级。 第三十九条 是对有不合理结构的压力容器安全状况等级的划分。 结构不合理会使应力增加,或降低压力容器的承载能力。

(一)如果封头参数不合标准,则需要通过检验判断其是否符合使用的要求。如果检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明其符合使用要求,可以定为2级或3级;反之,则表明其不符合使用要求,需要根据检验出的缺陷进行相应的安全等级划分。

(二)如果封头与筒体的连接采用单面焊,则可能存在未焊透。如果检验中确实发现存在未焊透,罐车必须定为5级;其它压力容器则根据未焊透的实际情况按照第四十六条的规定定级。 如果封头与筒体的连接采用不允许的搭接结构,则定为4级或5级。

如果封头与筒体的连接是不等厚的对接焊,并且按规定应削薄(或堆焊)而未削薄(或堆焊)的,则会引起应力集中。如果检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明虽然存在应力集中,但还不足以诱发裂纹类缺陷,可以认为符合使用要求,但较大的应力集中是一安全隐患,因此,定为3级。如果检验中发现新生缺陷,则表明该结构不满足使用要求,定为4级或5级。

(三)焊缝(包括热影响区)是压力容器中的薄弱部位。如果焊缝布置不当或焊缝间距小,则会削弱压力容器的承载能力。如果检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明虽然压力容器的承载能力被削弱了,但由于压力容器设计时有较大的安全系数,该容器仍然符合使用要求,定为3级。如果检验中发现新生缺陷并确认是焊缝布置不当或焊缝间距小所引起的,则表明该结构不满足使用要求,定为4级或5级。

(四)如果主要受压元件按规定应采用全焊透结构的角接焊缝或接管角焊缝而未采用全焊透结构,则会削弱该元件的承载能力。如果检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明虽然承载能力被削弱了,但由于压力容器设计时有较大的安全系数,该容器仍然符合使用要求,定为3级。如果检验中发现新生缺陷,则表明该结构不满足使用要求,定为4级或5级。对于非主要受压元件,从管理的角度看,可以适当放宽要求。

(五)开孔是压力容器中的薄弱部位,需要补强。在开孔方面常见的问题有:开孔位置不当、孔径过大和补强不足。 如果开孔位置不当,则会削弱压力容器的承载能力。如果检验中未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀),则表明虽然压力容器的承载能力被削弱了,但由于压力容器设计时有较大的安全系数,该容器仍然符合使用要求,对一般压力容器,定为2级或3级,对于有特殊要求的压力容器,则定为3级或4级。如果检验中发现新生缺陷并确认是开孔位置不当引起的,则表明该结构不满足使用要求,可定为4级或5级。

如果孔径过大,但有充分的补强,则不会削弱压力容器的承载能力,不影响定级。如果补强不充分,则表明压力容器的承载能力被削弱了,不符合使用要求,定为4级或5级。

第四十条 裂纹是一种非常危险的缺陷,虽然从断裂力学的角度看,允许存在一定尺寸的裂纹,但压力容器内外表面的裂纹与腐蚀介质(工作介质或大气)直接接触,很容易发生腐蚀扩展,而且其扩展速率一般难以掌握,所以从偏保守的角度,不允许存在裂纹。因此规定检验后的压力容器内、外表面不允许有裂纹存在,如有裂纹,一定要予以消除。 裂纹打磨消除后形成的凹坑,已经改变了容器原来的应力分布,故不能简单地采用剩余壁厚进行强度校核的方法,应根据国家“八五”重点科技攻关研究成果进行评价,如果评价后的凹坑在允许范围内,则表明其满足使用要求,不需要补焊,不影响定级;如果凹坑不在允许范围内,则需要补焊或者进行应力分析,补焊合格或应力分析表明不影响安全使用的,也可以定为2级或3级。对于内壁凹坑,在确定凹坑计算尺寸时,还应该考虑腐蚀对凹坑尺寸的影响。应当强调的是,在裂纹打磨消除前,应制订打磨方案并对打磨后形成的凹坑进行试算,如果满足凹坑评价的8个前提条件且凹坑在允许范围内,则按凹坑进行打磨,反之,按补焊方案进行打磨。

第四十一条 是规定机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤,以及变形的安全状况等级的划分。 (一)机械损伤

机械损伤多是制造时遗留下来的,也有运输或使用过程中管理不善造成的。这类缺陷一般不会扩展,如果检验中在其附近未发现异常情况,则表明压力容器符合使用要求。一般压力容器可不作处理,也不影响定级。有特殊要求的压力容器,应打磨修复并圆滑过渡,打磨后形成的凹坑按第四十条的规定评定级别。 (二)工卡具焊迹和电弧灼伤

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工卡具焊迹和电弧灼伤一般也不会扩展。一般压力容器或中、低强度钢焊制的压力容器中,如果检验时在工卡具焊迹和电弧灼伤附近未发现裂纹类缺陷,一般可不作处理,也不影响定级;否则按发现的缺陷进行相应的定级。有特殊要求的压力容器或由可焊性较差的材料制成的压力容器中如果存在工卡具焊迹和电弧灼伤,其产生或诱发裂纹的可能性比较大,一般应打磨消除,打磨后形成的凹坑按第四十一条的规定评定级别。 (三)变形

压力容器变形会使其应力重新分布,并有可能造成应力集中。从成因的角度,可以将变形大致可以分为非工作载荷引起的变形和工作载荷引起的变形,前者的危害性较小,而后者的危害性较大。如果能确保变形不影响使用,则可以不作处理,也不影响定级;否则必须分析变形的原因和危害程度,适当地定级,其中不能满足强度和安全要求的,定为4级或5级。

第四十二条 是规定咬边的安全状况等级划分。

咬边是表面缺陷,容易诱发裂纹,危害性较大,因此各规范都严格控制咬边尺寸。英国PD6493—1991《焊接结构缺陷验收评定方法指南》规定:在屈服强度小于450MPa,且最低工作温度下V型缺口夏比冲击功不小于40J的钢制结构中允许存在最大深度小于1mm且小于壁厚的10%的咬边;在其它任何情况下,均应将咬边作为平面缺陷进行安全评定。

根据中国的国情和长期使用经验,此次《检规》修订对咬边的规定与原《检规》相同。 第四十三条 本条规定了受腐蚀的压力容器安全状况等级划分。 压力容器中的腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀。 (一)均匀腐蚀

均匀腐蚀造成压力容器壁厚的整体减薄。由于压力容器在设计时通常会考虑腐蚀裕量,并且压力容器的安全系数通常较大,所以这种腐蚀的危害性相对较小。如果强度校核合格,则表明压力容器满足使用条件,不影响定级;否则,需要进行补焊,补焊接合格的,从偏保守的角度,定为2级或3级。 (二)分散的腐蚀

压力容器中的常见分散的腐蚀包括:点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等,这种腐蚀形式较均匀腐蚀有更大的危险性,会使材料的机械性能下降、促进裂纹的萌生和扩展、或直接造成压力容器穿孔,危害性很大,必须严格控制,检验时应加以特别的关注。

对点腐蚀,美国NBIC和API 510规范允许:

1.腐蚀深度不超过壁厚(扣除腐蚀裕量)的50%;

2.在直径203mm的范围内,面积不超过45.2cm2,沿任一直径连线上点腐蚀长度之和不超过50.8mm。 此次检规修订基本采用了美国API510规范中关于点腐蚀的规定,但允许的点蚀深度要严格一些,为不超过壁厚的1/3。 对晶间腐蚀、应力腐蚀或腐蚀疲劳,应该重点检验腐蚀部位附近是否存在裂纹或诱发裂纹的倾向,如果存在裂纹或诱发裂纹的倾向,则应根据实际情况按照第三十九条的规定另行处理。

(三)对于非材质劣化类的局部腐蚀,可参考第41的规定按凹坑评级,但必须要充分考虑到在检验周期内腐蚀坑尺寸的变化。

第四十四条 是规定错边和棱角度的安全状况等级划分。

错边和棱角度是压力容器中的常见几何缺陷,主要影响压力容器的受力状况,产生应力集中。国内外各制造标准对于错边和棱角度都有允许范围的规定,所谓错边和棱角度超标就是指错边和棱角度的实测值超过了相应制造标准的规定。由于这类缺陷是制造过程中产生的,压力容器在设计时具有较大的安全系数,当容器不承受疲劳载荷且错边和棱角度附近不存在裂纹、未熔合、未焊透等危险性缺陷时,这种应力集中对容器的安全性影响不大,为便于检验人员使用,此次修订参照GB150-1998的容限值适当放宽给出了一个尺寸范围表,包含在此范围表内的错边和棱角度的容器,可定为2级或3级。但是,当容器存在疲劳载荷或者错边和棱角度附近存在严重缺陷时,应力集中将对容器的安全性产生较大影响,这种影响的程度,无法通过简单的计算来判定,必须通过应力分析,确定容器能否安全使用。在规定的操作条件下和检验周期内能安全使用的定为4级,否则定为5级。 第四十五条 是对焊缝有埋藏缺陷的,安全状况等级的划分。 (一)圆形缺陷

圆形缺陷是指长宽比不大于3的缺陷,包括气孔、条孔等。圆形缺陷是一种体型缺陷,对焊缝强度的影响较小,由于圆形缺陷造成的容器失效也是比较少见的。本次修订,主要是根据中国的国情和长期使用经验,以目前我国压力容器

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制造过程中普遍采用的无损检测标准JB4730-94为基础,对于相应安全状况等级对应的缺陷点数进行了划定。其中,适用于只要求局部探伤的压力容器的表3和适用于要求全面探伤的压力容器、低温压力容器和罐车的表4均是按GB150-98和JB4730-94放宽1级得到的。由于是制造中产生的非严重危害缺陷,此次修订,还给予检验员一定的灵活性,相应的缺陷尺寸并不对应于唯一的安全等级,由检验员根据容器和缺陷的实际情况确定容器的安全等级。 (二)非圆形缺陷

非圆形缺陷是指长宽比大于3的缺陷,包括条形夹渣、未熔合、未焊透等。相对圆形缺陷来讲,非圆形缺陷的危险性更大,尤其是未熔合和未焊透,很可能在使用过程中引发新的裂纹,检验员必须引起足够的重视,慎重对待。

与《检规》相比,此次对非圆形缺陷的允许范围和相应安全等级进行了小的修订,这一修订依据的是国家“八五”攻关课题的研究成果。

此外,《容检规》还增加了如下规定:“对所有超标非圆形缺陷均应测定其长度和自身高度,并在下次检验时对缺陷尺寸进行复验。”这是因为非圆形缺陷的最大危害是可能引发新的裂纹,并导致容器破坏,因此要求每次检验中均对这些超标缺陷进行复验,以判断其是否扩展,某些情况下还要缩短缺陷复验的周期。要确定缺陷是否扩展,就要测定缺陷高度,随着无损检测技术的发展,缺陷测高已经是一项比较成熟的技术,应尽快推广使用。

此外,对于压力容器,如果能通过有效方式确认缺陷是非活动的,则其长度容限值可增加50%。这里所指的有效方式,既包括缺陷定期的自身高度测量监控,也包括应用声发射、缺陷应力分析和安全性评价等新技术、新成果。 第四十六条 是关于母材有夹层的,其安全状况等级划分。

母材中的夹层如果与自由表面平行,则可近似看成多层包扎的压力容器,满足使用条件,不影响定级;如果与自由表面的夹角小于10°,即近似与自由表面平行,其危害性不大,可以认为满足使用要求,定为2级或3级;如果与自由表面的夹角大于或等于10°,则对压力容器有较大危害,检验人员可采用超声波检测或者应力分析等方法综合判定,确认夹层不影响容器安全使用的,可定为3级,否则定为4级或5级。 第四十七条 是对使用过程中产生的鼓包的容器的安全等级划分规定。

使用中产生的鼓包,一般是由于金属局部过热、局部腐蚀、局部磨损或局部冲刷使材料强度降低,厚度变薄所引起的,或是由于氢原子的作用所引起的,对压力容器有较大的危害性,必须查明起因,并判断其稳定状况,如果能查明鼓包起因并确定其不再扩展的,可定为3级,无法查明起因,或虽查明起因但仍会继续扩展的,定为4级或5级。

第四十八条 耐压试验是对压力容器安全性能的综合测试。如果耐压试验不合格,并且是由于压力容器本身的原因造成的不合格,则表明压力容器的安全性能不合格,应定为5级。如果进行修复,修复后必须再次进行耐压试验,直到合格为止。

第四十九条 对于需要进行安全评定的大型关键性压力容器,不按本规则进行安全状况等级评定,评定单位应根据安全评定的结果确定容器的安全状况等级,安全评定的程序按《压力容器安全技术监察规程》第139条的规定办理。

第六章 附 则

第五十条 本条规定了检验机构的责任及对检验报告格式的要求;检验记录的要求;检验报告审批程序的要求;提交检验报告的时间要求。现分别解释如下:

(一)关于检验机构的责任及对检验报告格式的要求

《容检规》第五十条规定:“检验机构应保证检验(包括缺陷处理后的检验)质量,检验时应有记录,检验后应及时出具检验报告,检验报告的格式应符合本规则附录1~3的要求”。 (二)对检验记录的要求

检验记录是非常重要的,它既是出具检验报告的根据也是需要时判断检验报告真实性与正确性的凭证,因此本次修订时对检验记录规定了如下要求:“检验记录应详尽、真实、准确,检验记录记载的信息量不得少于检验报告的信息量”。 检验机构执行上述规定时有两点需要注意:

1.应明确“检验记录记载的信息量不得少于检验报告的信息量”仅是对检验记录信息量的最低要求;

2.为保证检验记录的可追踪性,各检验机构应制定检验记录的归档办法及保存期,一般来说保存期不应少于下一个检验周期。

(三)关于年度检查报告的审批程序

《容检规》第五十一条规定“年度检查的检验报告,可由检验机构持证的压力容器检验人员或由经发证机构批准的使用单位压力容器专业人员签字”,“年度检查报告应有检验、审批两级签字,审批人应为检验机构授权的技术负责人或使用

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单位压力容器技术负责人”。

(四)关于全面检验报告的审批程序

《容检规》第五十一条规定“全面检验中凡明确有检验人员签字的检验报告必须由检验机构持证的压力容器检验人员签字方为有效”,“全面检验报告应有检验、审核、审批三级签字,审批人应为检验机构授权的技术负责人”。 (五)对提交检验报告时间的要求

《容检规》第五十一条规定“检验报告应及时送交压力容器使用单位存入压力容器技术档案”,考虑到检验报告编制、审批需要的时间与使用单位的生产安排往往存在矛盾,第五十一条还规定“现场检验工作结束后5个工作日以内,检验人员应将检验初步结论书面通知使用单位”。

第五十一条 本条规定了检验结果及检验案例的上报要求。

《容检规》第五十一条规定:“检验机构应按要求将检验结果汇总上报发证机构。凡在定期检验过程中,发现设备存在缺陷或损坏,需要进行重大修理、改造的,应逐台填写并上报检验案例”。 附件一:移动式压力容器定期检验附加要求 一、概述

原化学工业部(1987年版)颁发了《液化气体铁路罐车安全管理规程》、原国家劳动部(1990年版)颁发了《在用压力容器检验规程》、原国家劳动部(1987年版)颁发了《液化气体汽车罐车安全监察规程》、原国家质量技术监督局(1999年版)颁发了《压力容器安全技术监察规程》,这四个《规程》虽然均对移动式压力容器检验环节作出了相应的规定,但作为指导移动式压力容器的具体检验还不够完整、具体和规范,有些条款还存在不尽合理之处。为此制定出一个统一的《移动式压力容器定期检验附加要求》,规范移动式压力容器的定期检验很有必要。 二、修订原则

本次修订起草时,遵循如下主要原则:

(一)对原四个《规程》中合理且行之有效的条款均予保留或根据情况的变化修订后继续保留。

(二)与现行的规程、标准协调统一。在保持与现行规程、标准协调统一的前提下,补充、修订和完善相应条款。在修订中所涉及到的内容,是经长期检验实践中积累和总结出来的行之有效的部分,并参考国内外有关标准制定的。 (三)力求简便实用,直接引用规程、标准。

(四)注重条款的细化、量化,强调可操作性。对于一些不够明确的条款具体细化、量化,补充细则。 (五)积极吸纳各方面合理可行的意见和建议。 三、主要修订的内容

(一)在原《在用压力容器定期检验规程》的基础上,将低温深冷型罐式汽车、铁路罐车和罐式集装箱列入检验范围内,并增加了相应的检验条款。

(二)将移动式压力容器的安全状况等级与其定期检验周期联系起来,按安全状况等级和不同类别的移动式压力容器来确定移动式压力容器全面检验周期。

(三)将年度检查和全面检验的内容作适应的调整。把一些原年度检查的内容划分到全面检验内容中来,如“焊缝的无损检测”等。并补充了焊缝需进行射线或超声波检测抽查的八种情况。

(四)把耐压试验从全面检验中划分出来,单列一章,并将安全附件(如紧急切断阀)等的耐压试验与移动式压力容器的全面检验同步进行。

(五)将一些安全附件原属制造出厂检查校验的性能项目,如安全阀的开启高度、液面计上下限最大误差、容积误差等项目删减。

(六)将移动式压力容器中铁路罐车的中修、大修,罐式集装箱的中间检验等统一规范称为年度检查和全面检验。 (七)增加了用空气对盛装易燃、易爆性介质的移动式压力容器进行气密性试验时,试压前必须经罐内气体成份测试合格,否则严禁用空气作为试验介质。

(八)强调移动式压力容器的清洗置换、蒸汽吹扫的要求,严禁残液不经回收处理就随意排放。 四、《移动式压力容器定期检验附加要求》条文解析

一、(一) 按《容规》将汽车罐车(液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车)、铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)划分为移动式压力容器,并统一简称为罐车。考虑到长管拖车(永久性气体运输(半挂)车)的特殊性,此次没有将其纳入到本附加要求的范围。

一、(二) 明确本附加要求的适用范围。由于本附加要求只适用于常温型和低温、深冷型罐车,因此,规定设计温度

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