《固定式压力容器安全技术监察规程》修订情况综述Word文件下载.docx
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调整《容规》适用范围,覆盖《条例》范围内尚未纳入安全监察的全部压力容器;
同时,将原99版压力容器安全技术监察规程改为《固定式压力容器安全技术监察规程》,另行制定《移动式压力容器安全技术监察规程》,并暂时保留超高压容器、简单压力容器、非金属压力容器等新近颁布的有关压力容器安全技术监察规程。
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。
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。
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。
与科技工作协调,考虑吸收先进科技成果,拟引入风险评估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。
调整(删除)过细的数据表格,增加压力容器产品数据表,提出信息化工作要求,为今后信息化管理打下基础。
下面对《容规》修订中的一些重要内容的修订思路和修改方案进行简单论述,与有关的压力容器工程技术人员探讨。
第1章总则的修订思路:
适用范围
调整总体适用范围,与《条例》保持一致;
明确部分适用、不适用的具体情况;
去掉移动式压力容器有关规定,本规程仅适用于固定式压力容器(并定义之),另行制定《移动式压力容器安全技术监察规程》。
除调整原部分适用和不适用的范围外,拟新增下列内容保持《条例》、《容规》、99版容规的协调与连续性。
不属于简单压力容器的车载储气罐和移动式空压机的储气罐只需满足材料、设计、制造的有关要求;
适用范围内的压力容器,如果容积大于1升并且小于25L,或者内直径(对非圆形截面,指宽度、高度或者对角线,如矩形为对角线,椭圆为长轴)小于150mm,只需要满足设计、制造许可的有关规定,并按相关产品标准的要求进行设计制造;
容积小于等于1升的压力容器只需要满足制造许可的有关规定。
容器分类 考虑99版容规容器分类方法的不足,本次修订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,仍然划分为三类(Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ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。
新技术 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。
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,由国家质检总局委托特种设备安全技术委员会组织技术评审。
技术评审的结果经过国家质检总局批准后,方可进行试制、试用。
引用标准
将GB150
钢制压力容器、JB4732
钢制压力容器—分析设计标准、GB151
管壳式换热器、GB12337
钢制球形储罐、JB/T4710
钢制塔式容器、JB/T4731
钢制卧式容器、JB/T4734
铝制焊接容器、JB/T4745
钛制焊接容器、JB/T4755
铜制压力容器、JB/T4756
镍及镍合金制压力容器等标准列为《容规》的引用标准,直接加以引用。
第2章材料的修订思路:
材料成分、性能
对一般压力容器用钢的硫磷含量要求不变,提高对高强钢硫磷含量的要求。
拟除化学成分外,增加冲击功、伸长率等基本要求。
复合材料
增加压力容器用复合钢板的基本要求。
国外材料
压力容器受压元件采用国外牌号的材料时,拟分两种情况考虑:
①国外材料制造单位生产的材料应当符合相关材料标准,并且满足我国对材料的基本要求;
使用前需要进行抽查复验;
对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的材料、用于压力容器设计温度低于零下40℃的低合金钢,材料制造单位还应当通过安全技术委员会组织的技术评审,其材料方可允许使用。
②国内材料生产单位生产的材料,除应当符合标准,满足我国对材料的基本要求外,还应当通过安全技术委员会组织的审查。
材料复验
因实行材料生产单位行政许可制度,考虑基本不再要求材料复验。
但对进口的国外牌号材料,制造单位应当对材料的化学成分和力学性能进行抽查复验,符合相关要求后才能投料使用。
第3章设计的修订思路:
设计资质
目前,国内实行设计单位资质行政许可,但对国外设计单位没有实施行政许可制度。
拟对采用国际标准或境外标准设计制造的压力容器,由安全技术委员会组织进行设计文件与我国基本安全要求的符合性审查,做为对设计许可制度的补充。
风险评估报告
对第Ⅲ类压力容器,设计时拟要求出具包括主要失效模式、失效可能性及风险控制等内容的风险评估报告。
节能要求
拟对压力容器的设计提出基本的节能降耗要求。
设计条件
压力容器的设计委托单位应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件。
(包括地震、风、雪等环境载荷)
液化气体压力 对盛装液化气体的固定式压力容器,原来规定50℃饱和蒸气压力为设计压力,现拟修订为工作压力。
调整安全系数
通过专项研究,拟调整钢材安全系数。
对钢材常规设计,抗拉强度的安全系数由3.0调整为2.7、屈服强度的安全系数由1.6调整为1.5;
分析设计,抗拉强度的安全系数由2.6调整为2.4、屈服强度的安全系数1.5不变。
除钢材外,有色金属、螺栓、铸铁等尚未开展有关研究,故其安全系数暂不调整。
焊缝系数
对焊接接头系数只提出要考虑对强度削弱的原则要求,具体取值按引用标准选取。
明确不允许降低焊接接头系数而免除无损检测。
快开门容器 拟明确快开门结构的定义(指进出容器的通道和主体间带有相互配套的密封锁紧装置的容器,用螺栓法兰(或快装螺栓)连接的不属于快开门式压力容器),并要求设计时考虑疲劳载荷因素的影响。
第4章制造的修订思路:
出厂资料
拟保留原出厂资料要求,但删除了附件中具体质量证明文件的格式要求,只保留铭牌和产品合格证格式(产品数据表)。
焊接工艺评定
监检人员应当对焊接工艺的评定过程进行监督。
焊接工艺评定完成后,焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书应当经过制造(组焊)单位焊接责任工程师审核,技术负责人批准,并且经过监检人员签字确认后存入技术档案。
焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止,焊接工艺评定试样应当保存5年。
焊接试板
根据有关调研结果,拟大大减少焊接试板数量,不再要求焊接工艺纪律检查性质的试板,仅要求低温压力容器、需经过热处理改善力学性能指标、毒性为极度或高度危害介质、标准或者图样要求的压力容器制作产品焊接试板。
无损检测方法选择
根据无损检测技术发展现状,拟规定压力容器的对接接头应当采用射线检测、衍射时差法超声检测或脉冲反射法超声检测。
拟取消38mm射线、超声检测选择界限,二者可以都可以,不再重射线、轻超声。
将衍射时差法超声检测(TOFD)纳入允许方法。
耐压试验
除液压试验、气压试验外,增加气液组合压力试验有关规定。
泄漏试验
除气密性试验外,拟增加氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验等有关规定。
胀接
仅保留对胀接的一些基本要求,去掉难以操作的胀管率等细节要求。
有色金属容器
因有色金属制压力容器的标准已基本建立,故只提出一些基本要求。
第5章安装、改造及维修与第6章使用管理的修订思路:
安装改造维修
明确安装、改造、维修单位的行政许可,开工告知。
明确改造与重大维修的监督检验要求,安装监检问题待定(由总局另行发文规定)。
报废过户移装容器 拟增加使用单位不得采购报废的压力容器,压力容器的过户、移装,应当严格按照有关规定办理相关手续等原则性要求。
年度检查 加强对使用单位进行年度检查的要求,落实企业安全主体责任。
超寿命容器 拟增加对于已经达到设计寿命的压力容器(或20年以上)要继续使用的一些原则规定,要求进行检验(必要时进行合于使用的评价)。
应急预案 增加使用单位制定应急救援预案、进行演练等要求。
第7章定期检验的修订思路:
定期检验时的耐压试验
压力容器的定期检验包括全面检验和耐压试验耐。
修订后,拟不再要求每两次全面检验周期内必须做一次耐压试验,而是仅要求在一些特殊需要的情况下进行耐压试验。
合于使用评价
拟规定可以对安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容器,或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器,参考GB/T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》标准进行合于使用的评价。
简化程序,不再需要省同意,由国家局批准的检验机构负责实施。
评定结果报使用登记机构备案。
基于风险的检验技术
拟规定对大型成套装置中的在用压力容器,可以应用风险评估(RBI)技术,并基于风险评估结果制定检验策略,确定检验周期。
由国家局批准的检验机构负责实施。
RBI结果报使用登记机构备案。
上述《容规》的主要修订思路,是建立在广泛调研和充分论证基础之上的,关于容器分类、安全系数调整的论证,关于材料复验、焊接试板、无损检测、使用管理、定期检验等调研情况将在后续的文章中发表。
本文由于篇幅限制,仅概括介绍修订的一些主要修订思路。
应当说,此次《容规》的修订,充分考虑了压力容器行业的现状和国际接轨的要求,考虑了技术进步和发展趋势,继承了原容规行之有效的安全监察与管理模式,又对材料复验、焊接试板、无损检测等进行合理调整,同时明确监察范围,科学划分类别,并且通过提出基本安全要求、调整安全系数、纳入风险评估技术等体现节能减排思想,所有这些改变,将进一步加强压力容器的安全监察与管理,突出企业安全主体责任,降低企业成本,提高国际竞争能力,为我国压力容器行业又好又快的发展创造良好环境。
我国压力容器用钢标准的近况
秦晓钟(中国通用机械工程总公司)
5590
31
我国压力容器用钢标准的近况
中国通用机械工程总公司:
秦晓钟
正文
中国通用机械工程总公司
秦晓钟
原全国压力容器标准化技术委员会(以下简称容标委)自1984年成立以来,对压力容器用钢的标准工作一直予以很大重视,主动提出并积极协助冶金行业制修订压力容器用钢板标准,认真规划并及时组织制修订压力容器用钢锻件标准。
近20年来,我国压力容器用钢标准的技术水平有了很大提高。
限于篇幅,下面仅就压力容器用钢板及钢锻件标准的近况作一简要介绍。
1.压力容器用钢板标准
我国现行的压力容器用钢板专用标准有GB6654-1996《压力容器用钢板》和GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢钢板》,这两个标准中的一些技术指标,无论是与外先进水平标准相比,还是与压力容器标准的相关要求相比,均存在着一定的差距。
近年来,容标委根据我国钢铁企业技术装备的更新和压力容器用钢板实物质量不断提高的实际情况,提出修订上述两个标准的建议,得到了冶金工业信息标准研究院的大力支持。
1.1GB6654标准
在GB6654标准中,使用量最大的是16MnR钢板,但该钢板的韧性指标偏低,对高参数球形储罐而言,其厚板的强度指标也偏低。
在容标委的建议下,武汉钢铁公司联合有关单位研制成功了15MnNbR钢板,通过了容标委组织的技术评审和冶金行业的标准审查工作,以GB6654-1996标准第1号修改单纳入了钢板标准。
表1为16MnR和15MnNbR钢板的磷硫含量(熔炼分析)和强度(厚度大于36mm至60mm的钢板)、韧性指标的对比情况。
由于15MnNbR钢板相对于16MnR钢板有着优越的技术指标,该钢板不仅在球形储罐(特别是液化石油气球形储罐)中得到推广应用,在大型单层卷焊容器和热套容器中也得到了应用。
表1
标准
钢号
化学成分(%)
拉伸试验
冲击试验
P
S
Rm
MPa
Rel
温度
℃
Akv
J
GB6654-1996
16MnR
≤0.035
≤0.030
470~600
≥305
20
≥31
GB6654-1996第1号修改单
15MnNbR
≤0.025
≤0.015
520~640
-20
≥34
为修订GB6654标准作好技术准备工作,容标委主动与一些压力容器用钢板生产质量较好的企业,如重庆钢铁公司、武汉钢铁公司、舞阳钢铁公司进行联系,建议并促进这些企业制订了较先进技术指标和压力容器用钢板的企业标准。
近年来很多钢铁企业在进行技术改造,增建炉外精炼装置,为提高钢材标准水平奠定了基础。
但遗憾的是部分钢铁企业在经营环节中进行低价竞争,将高于标准最低要求的实物质量视为“质量过剩”。
这一现象不仅组碍标准的修订工作,而且还可迫使先进水平企业的质量倒退。
在这关键时刻,1999年版《压力容器安全技术监察规程》及时提出了压力容器专用钢板的化学成分(熔炼分析)中磷含量不应大于0.030%。
硫含量不应大于0.020%的规定。
容标委为此积极与冶金工业信息研究院联系压力容器专用钢板标准的修订工作,并提出了具体的修改建议和依据。
在有关单位的共同努力下,原国家质量技术监督局发布了GB6654-1996标准的第2号修改单,将标准中所有钢号的磷硫含量予以加严,对大部分钢板的冲击试验温度由20℃改为0℃。
表2中列出了修改单中16MnR的部分技术指标,同时还列出了国外先进水平标准—欧洲标准EN10028中相近钢号的相应指标。
从标准中重要技术指标来看。
现行GB6654标准的技术水平已处于国际先进水平。
表2
第1号修改单
冶金工业信息标准研究院将修订GB6654标准的工作到列入了计划,预计2003年完成。
容标委根据我国压力容器用钢的使用实践,对修订GB6654标准提出了具体建议,其中包括钢号的增减和冲击吸收功指标的提高。
该标准的主要起草单位现已完成了标准的征求意见稿。
标准中列有20R、16MnR、15MnNbR/18MnNoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR、14Cr1MoR和12Cr2Mo1R计8个钢号。
上述钢号基本上能满足大部分压力容器对碳素钢、低合金高强度钢和中温抗氢钢三类钢板的使用要求。
1.2GB3531标准
在1999年版《压力容器安全技术监察规程》颁发后,容标委也向冶金工业信息标准研究院提出了修改GB3531标准的具体建议,包括钢号的删减和技术指标的提高、原国家质量技术监督局在发布GB6654-1996标准第2号修改单的同时,也发布了GB3531-1996标准的第1号修改单。
表3为16MnDR钢板主要技术指标的修改情况,表中同时列出了国外先进水平标准EN10028中相近钢号的相庆指标。
从表中数据可以看出,16MnDR钢板在修改后的冲击吸收功指标与国外先进水平标准中的相近钢号相比,仍存在一定的差距。
表3
板厚
mm
GB3531-1996
16MnDR
6~36
>36~100
-40
-30
≥24
≥27
EN10028-3(1992)
P355NL2
≤150
≥30
表4为09MnNiDR钢板主要技术指标的修改情况,表中同时列出了国外先进水平标准EN10028中相近钢号的相应指标。
从表中数据可以看出,09MnNiDR钢板的主要技术指标优于国外先进水平标准中的相近钢号。
09MnNiDR低温钢板已居我国低温压力容器中广泛应用。
低温钢板焊接后其热影响区的低温冲击吸收功较钢板有一定的、甚至较大的降低,为确保焊接试板的低温冲击吸收功应较相关标准的指标有足够的富熔量。
为此,在容标委的建议下,武汉钢铁公司、舞阳钢铁公司、重庆钢铁公司等钢板生产厂均制订了技术指标优于GB3531标准的企业标准。
以09MnNiDR钢板为例,在舞阳钢铁公司的企业标准中,该钢板在-70℃的温度下可证Akv≥47J。
在压力容器用低温钢板中,国外标准中还有-100℃级的3.5Ni钢板和-196℃级的9Ni钢板,在国内标准中尚属空白,有待今后开展研究工作。
表4
09MnNiDR
≤0.020
6~60
-70
GB3531-1996第1号修改单
EN10028-4(1994)
11MnNi5-3
≤50
-60
1.3调质高强度钢板
为实现高参数球形储罐用钢板的国产化,上世纪80年代中期武汉钢铁公司联合有关单研制成功了屈服强度490MPa级的低焊接裂纹敏感性钢CF-62,该钢板不仅有较高的强度,同时还具有优良的焊接性能和低温韧性,首先在氢气球形储罐中得到应用。
容标委及时地在GB150-1989标准的附录中列入了该钢号,规定了技术要求,对该钢号的推广应用和尽快定型起到了积极作用。
随后该钢板在氧气、丙烯和乙烯等球形储罐中得到广泛应用。
在该钢板具有了丰富的生产实践使用经验的基础上,容标委与武汉钢铁公司等单位协商钢号的正式命名和技术要求的提高等事项。
在GB150-1998是高尔夫球打击CF-62钢板按冲击试验温度的不同而分别命名为07MnCrMoVR(-20℃温度下进行冲击试验)和07MnNiCrMoVDR(在-40℃温度下进行冲击试验),并规定了新的、更高的技术要求。
鉴于这类钢强度较高,对一些介质的应力腐蚀敏感性也较高,在GB150标准中选用这类钢板时,应考虑介质的应力腐蚀问题,以利压力容器设计单位的正确选用。
迄今为止,国外仅日本有此类钢板。
长期以来我国10万立方米原油田储罐一直采用日本生产的屈服强度490MPa级的SPV490Q钢板。
这类大型原油储罐,焊接施工时为提高生产效率采用大的焊接线能量,而大的焊接线能量往往导致钢板焊接热影响区性能的恶化。
上世纪末武汉钢铁公司联合有关单位研制成功了屈服强度490MPa级、大线能量用钢板WH610D2。
该钢板通过了容标委组织的技术评审,将钢号命名为12MnNiVR,并协商制订了钢板技术条件。
该钢板已制造了4台10万立方米原油储罐。
上述3个屈服强度490MPa级调质高强度钢板,反映了我国压力容器用低合金高强度钢的技术水平,并已具备了制订相应国家标准或冶金待业标准的条件。
容标委又适时向冶金工业信息标准研究院提出了制订《压力容器用调质高强度钢板》标准的建议。
该国家标准已于2001年12月通过了标准审查工作,由于是强制性国家标准,审批手续比较复杂,目前该标准仍在审批过程中。
2.压力容器用钢锻件标准
我国现行的压力容器用钢锻件标准为JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》、JB4727-2000《低温压力容器用低合金钢锻件》和JB4728-2000《压力容器用不锈钢锻件》,这些锻件标准一方面用于与压力容器用钢板配套使用,另一方面则用于锻焊结构压力容器。
2.1JB4726标准
JB4726-2000标准是在JB4726-1994的基础上修订的。
在钢号方面,新标准取消了近期已不再使用的15MnV钢锻件,列入了中温抗氢钢14Cr1Mo钢锻件。
新标准的主要修改内容为加严钢中磷硫含量的规定,提高钢锻件的冲击试验要求。
以该标准中使用量最大的16Mn和20MnMo两个钢锻件为例,表5和表6分别列出了上述技术指标的修改情况。
对比表5和表2的数据可以看出,16Mn钢锻件在磷硫含量的规定以及冲击试验的要求与GB6654第2号修改单是的16MnR钢板相一致。
20MnMo钢锻件的磷含量与GB6654第2号修改单中的18MnMoNbR和13MnNiMoNbR钢板的规定相一致,而20MnMo钢锻件硫含量不大于0.015%的规定严于上述两种钢板硫含量不大于0.020%的规定。
在冲击试验要求方面,上述钢锻件和钢板的冲击试验温度均为0℃,20MnMo钢锻件的冲击吸收功指标34J高于18MnMoNbR钢板的31J,而与13MnNiMoNbR钢板的指标相同。
表5
公称厚度
JB4726-1994
16Mn
≤300
JB4726-2000
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