国外压力容器标准.docx

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国外压力容器标准

国外压力容器标准也有许多，比较著名的有ASME规范（AmericanSocietyof MechanicalVessels）、英国标准BS5500《非直接火焰加热焊接压力容器》（UnfiredFusionWeldedPressureVessels）、德国标准《AD受压容器规范》、日本标准JISB8270《压力容器（基础标准）》等。

下面就ASME规范和日本标准JISB8270《压力容器（基础标准）》进行简单的介绍。

（1）ASME规范

ASME规范是世界上最早出现的压力容器规范，于1915年首次发行，当时简称为《锅炉建造规范．1914版》。

到了1926年，这部标准扩展到8卷，统称为《ASME锅炉与压力容器规范》。

后来，1937年增加了第Ⅸ卷《焊接质量要求》，到目前为止，已经发展到11卷22册，全面覆盖了锅炉和压力容器质量保证体系的要求。

ASME规范是一部封闭型的标准，自成体系，其总目录如下：

第Ⅰ卷 动力锅炉

第Ⅱ卷 材料技术条件

第Ⅲ卷 核动力装置设备

第Ⅳ卷 采暖锅炉

第Ⅴ卷 无损检测

第Ⅵ卷 采暖锅炉维护和动行推荐规程

第Ⅶ卷 动力锅炉维护推荐规程

第Ⅷ卷 压力容器

第Ⅸ卷 焊接及钎焊评定

第Ⅹ卷 玻璃纤维增强塑料压力容器

第Ⅺ卷 核动力装置设备在役检规程

ASME规范中与压力容器设计工作有关的是第Ⅷ卷《压力容器》（简写为ASMEⅧ）。

《压力容器》又分为两个分册，即常规设计分册（简写为ASMEⅧ-1）和分析设计分册（简写为ASMEⅧ-2）。

ASMEⅧ-1就是通称为按规则设计的规范，即以压力容器主要部位的最大主应力不超过弹性范围为设计的安全准则，根据材料的许用应力对压力容器的结构与尺寸做出具体的规定和计算。

它是理论，实验和实践经验结合的产物，安全系数大，因而材料的许用应力比较低。

它包括了静载下进入高温蠕变范围的容器设计，但不包括疲劳设计。

ASMEⅧ-2通称为按分析设计的规范，即对压力容器各部位的应力进行分析、分类，根据不同的情况按照不同的安全准则进行设计。

与常规设计相比，分析设计对压力容器的应力情况了解更清楚细致，对材料要求限制更严，对结构的规定更细，对制造、检验等要求更高更严。

因而其安全系数较小，材料的许用应力比较高。

它的应用温度限制在蠕变温度以下，包括了疲劳设计。

（2）日本标准JISB8270《压力容器（基本标准）》

日本标准JISB8270《压力容器（基本标准）》是日本重要的压力容器标准。

随着国际标准化组织（ISO）和关税以及贸易一般协定（GATT）标准的国际化，日本为适应这一新形式，经有关单位的长期调查研究，提出建立新压力容器标准体系。

在1993年3月15日，经压力容器专门委员会审议批准，JISB8270《压力容器（基本标准）》公布实施。

日本标准JISB8270《压力容器（基本标准）》取代了过去的JISB8243和JISB8250。

它将压力容器按所受压力大小分为三种，其各项规定保持了与ASME规范第Ⅷ卷（1989年版和1990年的补遗）的一致性，并吸取了ISO/DIS2694的部分内容。

JISB8270《压力容器（基本标准）》是一部压力容器结构的基础标准，规定了压力容器的设计压力、设计温度、焊接接头形式、材料许用应力、分析设计方法、质量管理及质量保证体系、焊接工艺评定试验和无损检测等压力容器的通用基础部分。

它共包括13章文、9个附图、28个附表、10个附录、2个参考和说明，具体内容如下。

①    适用范围。

                                 ⑧制造的一般规定。

②    术语定义。

                                  ⑨焊接施工。

③    压力容器的等级分类。

                        ⑩热处理。

④    明确本标准的适用条件与质量保证。

            ⑾试验、检查。

⑤    材料。

                                      ⑿配件。

⑥    设计                                        ⒀标记。

⑦    焊接接头设计

其中，9个附图主要介绍封头、筒体、管板、接管和法兰等之间的连接结构；附表10为引用标准，附表~附表主要介绍材料的基本许用应力（包括常规设计和分析设计用材）；10个附录包括基本许用应力的设定基准，材料评定试验方法，中、常温压力容器用高强度钢锻件，D类开孔组装焊缝，球墨铸铁件及可锻铸铁件，附件及支撑件，关于锻制压力容器的特别规定，调质高强钢的加工，不锈钢复合钢的加工，焊后热处理；2个参考为质量管理和质量保证体系，预热。

另外，说明部分主要从标准的理论基础、试验、验证、应用以及与同类标准相比较等方面介绍并解释标准的技术内容。

摘要】壓力容器設備，係屬於「危險性機械設備」之範疇，若引用國外

安全構造規範之設備，輸入我國境內使用時，很難只就其不滿足

我國安全標準部份加以改善。

以我國CNS和科技較先進國家對壓

力容器安全構造規範進行比較，含日本之JISB8265及JIS

B8266，英國之BSPD5500及美國ASMESec.VIIIDiv.1等，

單就設計而言，各國之標準與我國之CNS差異頗多，應無法定出

一通則，基於我國之管理與規範之適用性，至少應在：

（1）設計板

厚、

（2）最小板厚、（3）腐蝕裕度、（4）設計負載（特別是風壓與地震

之動態考量方面）、及（5）安全裝置等五方面，必須以「不小於CNS

之規定為原則」，且應具備製造與檢測之品管相關文件，以呈現相

當程度之製造與設計之品質。

壹、前言

依據我國主管機關的研究統計指

出[1]，過去二十年來所發生的職業災

害案例中，分析有關壓力容器所造成

的危害種類，主要有：

（1）爆炸、

（2）感

電、（3）與低溫接觸、（4）墜落、及（5）

被切或割傷等五大類；而其所發生的

工作程序是以：

（1）銲補作業、

（2）閥操

作作業、（3）進卸料作業、（4）儀器操作

作業、及（5）試驗檢查作業等，地點中

所造成。

這些職業災害中，又以壓力

容器的爆炸所帶來的生命、財產損失

最為嚴重[2]。

除此之外，由於壓力容

器相關之技術與安全規定比較早就被

業界接受，因此，雖然近年以來，相

對的職災發生機率並不高，不過，發

生之災害後果影響卻相較於其他類型

者為高，也仍是值得警惕的。

隨著我國經濟之發展以及台商工

業全球化之發展趨勢，或者對外投資

生產設備，或者進口外國之設備等行

為，針對壓力容器而言，可見的短期

內將會有（或者已經發生了少數個案）

的情形，含：

●國內工業界由國外進口壓力容器設

█論著與譯文█

/工業安全衛生月刊35

備，而該設備依法[3]適用於我國壓

力容器構造標準，不管是程序上或

是安全規範要求上，都應以我國的

構造標準為主，包含設計、製造及

檢查等，然而，國內業界或基於便

宜行事，或基於其商業競爭時效壓

力，可能會要求：

（1）在程序上，依

國內之檢查、核准程序辦理，以滿

足相關之勞工安全法律規定；以及

（2）在構造硬體規範之設計、製造、

檢驗及測試等，依國外之相關規範

辦理。

對於前者之制度面，相關之研

究方面，雖然沒有特別以「壓力容

器」為研究對象者，但[4]之研究顯

示，至少有針對相關之「高壓氣體

設備」者；而對於後者，所有之安

全構造規範訂立是用以規定設備之

安全性，使設備達到最起碼之指定

安全程度，以確保證相當程度之品

質，而使用者則得到安全保障，雖

不一定都由政府機關訂立[5]，一經

納入法律，便屬於國家公權力之範

疇，如果需要引用排除適用之條

款，均必須經過主管機關之個案核

准。

●屬於國內製造之壓力容器設備，須

輸出設立於他國境內使用之新、舊

設備，需要一些國內、外相關設計

規範之比較參考，以增加其製造競

爭力。

針對前者，主管機關需要有更多

相關的研究分析，以便在符合我國法

令規定、滿足勞工安全，及符合我國

工業民情要求下，有一套比較有系統

的核准原則，一者讓工業界可以有一

較清晰的遵循方向及具體的原則，否

則在全球競爭白熱化的今天，主管機

關容易遭受各界「擾民」的責難，從

而忽視了背後替勞工安全把關的真正

意義。

本研究中所納入之國外壓力容器

構造規範或標準者，以下列為主：

（1）PD5500（SpecificationforUn-

firedfusionweldedpressureves-

sels,BS5500）[9]

（2）日本JISB8265[10]及JISB8266

[11]壓力容器

（3）ASMESectionVIII[12]

由於美國機械工程學會（ASME）

所訂立之壓力容器規章，ASMEVIII

div.1，已經被許多國家或地區直接採

用，因此，本文中則於相關章節中適

當地納入，以做為比較之參考。

貳、構造法規之一般通則

一、適用範疇

在與CNS9788壓力容器標準之

定義下，JISB8265標準則訂定其適用

於「設計壓力」小於30MPa之構造與

固定式之壓力容器，其餘之適用範疇

36工業安全衛生月刊/

內容與CNS規範相同。

不過，CNS

中並沒有明訂其壓力是否為「設計壓

力」，而以「保存壓力」定義，由字面

意義來看，似乎比較接近實際之「最

高操作壓力」或「最高可以承受之壓

力」，此與JIS標準也有很大地差異。

另一方面，JISB8266標準適用於「設

計壓力」小於100MPa之容器，其設

計溫度在潛變範圍內，同時保存壓力

超過大氣壓壓力或受外壓之壓力容

器。

另外在英國BS及美國ASME方

面，所規定之適用範疇皆有其個別定

義，如：

英國之BSPD5500所指的壓力容

器除了不直接接觸火焰、及原先會使

用的電熱和其它熱加工外，則是不包

括下列：

1.用來儲存近大氣壓之液體的容器，

其壓力附加之水頭壓不得超過大氣

壓140mbar或低於大氣壓6mbar。

2.具有直立軸且低壓而立於地面上，

儲存液體壓力不超過1bar的容器。

3.容器之設計應力少於BS之應力計

算法所規定之應力值的10%。

4.多層卷、預壓容器或其它特殊設

計、需承受高壓的容器。

5.運輸容器。

6.其它BS分類所列示之特殊應用的

容器。

對ASME而言，其所指的容器不包括

下列所列舉者：

1.其它Sections已另有規定者。

2.烘製處理之加熱管。

3.為旋轉或往復機械裝置之壓力容

器，如幫浦、壓縮機等等，其主要

設計與應力依照裝置之實際需求做

考量。

4.管路系統其整體部份的系統中，主

要功能為從一地運送液體至另一地

所需要的構造。

5.管路元件，如管、凸緣、墊圈、閥、

膨脹接頭、配件及其它元件，其具

有混合、分離、計量、控流及其它

目的，如伸張或拉緊的裝置與設備

等。

6.在壓力下盛裝水的容器，包括使用

空氣來壓縮的緩衝器，其設計壓力

不超過300psi，而設計溫度不超過

210℉℃）。

7.用蒸氣加熱的熱水供應槽或不超過

下列之限制

（1）熱輸入為200000Btu/hr

（2）水溫為210℉℃）

（3）標稱水量為120gal

8.內外壓不超過15psi