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压力容器规范标准

2017-10-17

目的:确保压力容器在设计寿命内安全运行内容:材料、设计、制造、检验等

性质:法规,必须遵守

特点:定期补充、修改,用新规范

1.3.1 国外主要规范标准简介:美国ASME规范、日本压力容器标准、欧盟压力容器标准

1、美国ASME规范

目前ASME规范共有十二卷包括锅炉、压力容器、核动力装置、焊接、材料、无损检测等内容。

ASME规范每三年出版一个新的版本,每年有两次增补。

在形式上,ASME 规范分为4个层次:规范(Code)、规范案例(Code Case)、条款解释(Interpretation)、规范增补(Addenda)

ASME规范中与压力容器设计有关的主要是第Ⅷ篇《压力容器》、第Ⅶ篇《移动式容器建造和连续使用规则》和第Ⅹ篇《玻璃纤维增强塑料压力容器》。

第Ⅷ篇分为3个册:

第1册《压力容器》

第2册《压力容器——另一规则》

第3册《高压容器另一规则》

简称ASME Ⅷ-1、ASME Ⅷ-2和ASME Ⅷ-3

ASME Ⅷ-1

ASME Ⅷ-1为常规设计标准,适用压力小于等于20MPa;

它以弹性失效设计准则为依据,根据经验确定材料的许用应力,并对零部件尺寸作出一些具体规定。由于它具有较强的经验性,故许用应力较低。

ASME Ⅷ-1不包括疲劳设计,但包括静载下进入高温蠕变范围的容器设计。

ASME Ⅷ-2

ASME Ⅷ-2为分析设计标准,它要求对压力容器各区域的应力进行详细地分析,并根据应力对容器失效的危害程度进行应力分类,再按不同的安全准则分别予以限制。

跟ASME Ⅷ-1相比,ASME Ⅷ-2对结构的规定更细,对材料、设计、制造、检验和验收的要求更高,允许采用较高的许用应力,所设计出的容器壁厚较薄。

ASME Ⅷ-2包括了疲劳设计,但设计温度限制在蠕变温度以内。

ASME Ⅷ-3

ASME Ⅷ-3主要适用于设计压力不小于70MPa的高压容器。

它不仅要求对压力容器各区域的应力进行详细地分析和分类评定,而且要做疲劳分析或断裂力学评定,是目前为止要求最高的压力容器规范。

2、日本压力容器标准

1993年以前:

JIS B 8243《压力容器构造》                   ASME Ⅷ-1

JIS B 8250《压力容器构造—另一标准》         ASME Ⅷ-2

1993年以后:

JIS B 8270《压力容器(基础标准)》  

      JIS B 8271~8285《压力容器(单项标准)》

 

3、欧盟压力容器标准

87/404/EEC《简单压力容器指令》:仅适用于介质为空气或氮气、压力(表压)超过0.05MPa的简单压力容器。

76/767/EEC《压力容器一般指令》:压力容器及其检验的一般规定。

97/23/EC《承压设备指令》:适用于最高工作压力大于0.05MPa的承压设备的设计、制造和合格评定。

1.3.2 国内主要规范标准简介

中国对特种设备的安全监察分四个层次:法规、行政规章、安全技术规范、标准。

1.3.2.1 法规

《锅炉压力容器安全监察暂行条例》——1982年国务院颁布。

《特种设备安全监察条例》——2003年3月国务院颁布,6月起实施。

《特种设备安全监察条例》适用于同时具备下列条件的压力容器:

a.最高工作压力大于等于0.1MPa(表压)

b.压力与容积的乘积大于等于2.5MPa·L

c.盛装介质为气体、液化气体或者最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

1.3.2.2 行政规章

国家质量监督检验检疫总局局长“令”形式颁布的、行政管理性内容较突出的文件。

1.3.2.3 安全技术规范

《压力容器安全技术监察规程》——1981年国家劳动总局颁布《压力容器安全监察规程》,1990年改名为《压力容器安全技术监察规程》。1999年由国家质量技术监督局进行修订。

《超高压容器安全技术监察规程》——1993年12月劳动部颁布《超高压容器安全监察规程》。2004年由国家质量监察检疫总局进行修订,于2005年改名为《超高压容器安全技术监察规程》。

《容规》对压力容器的材料、设计、制造、使用、检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出了基本规定。

压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据;

   《容规》是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据,属技术法规范畴,二者的适用范围并不相同      

1.3.2.4 标准

我国制订压力容器标准历史,见20页

“全国压力容器标准化技术委员会”——1984年7月成立;

GB150-89《钢制压力容器》——第一版的国家标准,于1989颁布;

GB150-1998《钢制压力容器》——第一次**修订后的新版的国家标准,1998颁布。

容标委在GB150的基础上,又先后制订了:

a.  GB151《管壳式换热器》

b.  GB12337《钢制球形储罐》

c.  JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》

d.  JB4710《钢制塔式容器》等一系列国家标准和行业标准。

(1) GB150《钢制压力容器》  

这是中国的第一部压力容器国家标准,其基本思路与ASMEⅧ—1相同,属常规设计标准。

该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验及验收。

适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定,从-196℃到钢材的蠕变限用温度。

GB150只适用于固定的承受恒定载荷的压力容器

不适用于以下8种压力容器:

①直接用火焰加热的容器;

②核能装置中的容器;

③旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室

④经常搬运的容器;

⑤设计压力低于0.1MPa的容器;

⑥真空度低于0.02MPa的容器;

⑦内直径小于150mm的容器;

⑧要求作疲劳分析的容器等

GB150管辖的范围除壳体本体外,还包括:

A、容器与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面,以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。

B、其它如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件,以及非受压元件与受压元件的焊接接头,直接连在容器上的超压泄放装置均应符合GB150的有关规定。

GB150的技术内容:圆柱形筒体和球壳的设计计算

零部件结构和尺寸的具体规定

密封设计

超压泄放装置的设置

容器的制造、检验与验收要求等

在中国具有法律效用,是强制性的压力容器标准。

(2) JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》  

这是中国的第一部压力容器分析设计的行业标准,其基本思路与ASME Ⅷ—2相同。

该标准与GB150同时实施,在满足各自要求的前提下,可选择其中之一使用,但不能混用。 

该标准与GB150相比,允许采用较高的设计应力强度,相同设计条件下,容器的厚度可以减薄、重量可以减轻;但由于设计计算工作量大,选材、制造、检验及验收等要求较严,有时综合经济效益不一定高。

所以,此法一般用于重量大、结构复杂、操作参数较大的  压力容器。需做疲劳分析的压力容器,必须用分析设计。

1.3.3 国内规范标准与国外规范标准的比较

以ASME为例比较

标准的适用范围

材料设计系数


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