TSG特种设备安全技术规范(TSGQ7016-2008)

【专家解说】：TSG特种设备安全技术规范 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 2009年8月31日 目 录 1 总 则……………………………………………………………………………(1) 2 材 料……………………………………………………………………………(4) 3 设 计……………………………………………………………………………(9) 4 制 造…………………………………………………………………………(17) 5 安装、改造与维修……………………………………………… …(30) 6 使用管理… … ……… … … ……………… ……………………………………(31) 7 定期检验………………………………………………………………………(34) 8 安全附件………………………………………………………………………(37) 9 附 则…………………………………………………………………………(40) 附件A 压力容器类别及压力等级、品种的划分……………………………………… (41) 附件B 压力容器产品合格证… ……… …… ………… (44) 附件C压力容器产品铭牌 ……………………………………………………………(45) 附件D 特种设备代码编号方法…………………………………………………………(48) 固定式压力容器安全技术监察规程 1 总 则 1.1目的 为了保障固定式压力容器的安全运行，保护人民生命和财产的安全，促进国民经济的发展，根据《特种设备安全监察条例》，制定本规程。 1.2固定式压力容器 固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器（以下简称压力容器，注1-1）。 注1-1：对于为了某一特定用途、仅在装置或者场区内部搬动、使用的压力容器，以及移动式空气压缩机的储气罐按照固定式压力容器进行监督管理。 1.3 适用范围 本规程适用于同时具备下列条件的压力容器： (1)最高工作压力大于或者等于0.1MPa；（注1-2） (2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa•L；(注1-3) (3)盛装介质为气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。(注1-4) 其中，超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定；非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定；简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规程》的规定。 注1-2： 工作压力，是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）。 注1-3：容积，是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。 注1-4：容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或者等于2.5MPa•L时，也属于本规程的适用范围。 1.4 适用范围的特殊规定 压力容器使用单位应当参照本规程使用管理的有关规定，负责本条范围内压力容器的安全管理。 1.4.1 只需要满足本规程总则、设计、制造要求的压力容器 本规程适用范围内，容积大于或者等于25L的下列压力容器，只需要满足本规程第1、3、4章的有关规定： （1）《简单压力容器安全技术监察规程》不适用的移动式空气压缩机的储气罐； （2）深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、铝制板翅式热交换器、空分装置中冷箱内的压力容器； （3）无壳体的套管热交换器、螺旋板热交换器、钎焊板式热交换器； （4）水力自动补气气压给水（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体或者气压给水（泡沫）压力罐； （5）水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱； （6）电力行业专用的全封闭式组合电器（如电容压力容器）； （7）橡胶行业使用的轮胎硫化机以及承压的橡胶模具； （8）机器设备上附属的蓄能器。 1.4.2 只需要满足本规程总则、设计和制造许可的压力容器 容积大于1L并且小于25L，或者内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，例如矩形为对角线，椭圆为长轴）小于150mm的压力容器，只需要满足本规程总则和第3.1、4.1.1的规定，其设计、制造按照相应产品标准的要求。 1.4.3只需要满足总则和制造许可要求的压力容器 容积小于或者等于1L的压力容器，只需要满足本规程总则和4.1.1的规定，其设计、制造按相应产品标准的要求。 1.5 不适用范围 本规程不适用下列压力容器： （1）移动式压力容器、气瓶、氧舱； （2）锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉； （3）正常运行最高工作压力小于0.1MPa的容器（包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1MPa的容器）； （4）旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压器室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）； （5）可拆卸垫片式板式热交换器（包括半焊式板式热交换器）、空冷式热交换器、冷却排管。 1.6 压力容器范围的界定 本规程适用的压力容器，其范围包括压力容器本体和安全附件。 1.6.1压力容器本体 压力容器本体界定在下述范围内： （1）压力容器与外部管道或者装置焊接连接的第一道环向焊接接头的坡口面、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、专用连接件或管件连接的第一个密封面； （2）压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件； （3）非受压元件与压力容器的连接焊缝。 压力容器本体中的主要受压元件，包括壳体、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上（含M36）的设备主螺柱以及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。 1.6.2 安全附件 压力容器的安全附件，包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等 1.7 压力容器类别 根据危险程度，本规程适用范围内的压力容器划分为三类，以利于进行分类监督管理，压力容器的类别划分方法见附件A。 1.8 与技术标准、管理制度的关系 本规程规定了压力容器的基本安全要求，有关压力容器的技术标准、管理制度等，不得低于本规程的要求 1.9 不符合本规程时的特殊处理规定 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、结果及其验检测报告等技术资料报国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局），由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审。技术评审的结果经过国家质检总局批准后，采用新材料、新技术、新工艺的压力容器方可进行试制、试用。 1.10 引用标准 本规程的主要引用标准（以下简称本规程引用标准，注1-5）如下： （1）GB150《钢制压力容器》 （2）GB151《管壳式换热器》 （3）GB12337《钢制球形储罐》 （4）JB/T 4710《钢制塔式容器》 （5）JB/T 4731《钢制卧式容器》 （6）JB 4732《钢制压力容器——分析设计标准》 （7）JB/T 4734《铝制焊接容器》 （8）JB/T 4745《钛制焊接容器》 （9）JB/T 4755《铜制压力容器》 （10）JB/T 4756《镍及镍合金制压力容器》 注1-5：本规程的引用标准中，凡是注明年号的，其随后的所有修改单（不包括勘误的内容）或者修订版均不适用于本规程；凡是不注明年号的，其最新版本适用于本规程。 1.11 监督管理 （1）压力容器的设计、制造（含现场组焊，下同）、安装、改造、维修、使用、检验检测，均应当严格执行本规程的规定； （2）压力容器的设计、制造、安装、改造、维修、使用单位和检验检测机构等，应当按照特种设备信息管理的有关规定，及时将所要求的数据输入特种设备信息化管理系统； （3）国家质检总局和各地质量技术监督部门负责压力容器安全监察工作，监督本规程的执行。 2材 料 2.1 通用要求 （1）压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能； （2）压力容器用材料的质量、规格与标志，应当符合相应材料的国家标准或者行业标准的规定，其使用方面的要求应当符合本规程引用标准的规定 （3）压力容器专用钢板（带）的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证； （4）材料制造单位应当在材料的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或者采用其他方法的标志，实施制造许可的压力容器专用材料，质量证明书和材料上的标志内容还应当包括制造许可标志和许可证编号； （5）材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书，材料质量证明书的内容应当齐全、清晰，并且盖有材料制造单位质量检验章； （6）对于压力容器专用钢板，由材料制造单位直接向压力容器制造单位供货时，双方商定钢板质量说明书的份数；由非材料单位供货时，材料制造单位应当分别为每张钢板出具质量证明书； （7）压力容器制造单位从非材料生产单位取得压力容器用材料时，应当同时取得材料质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件（压力容器专用钢板除外）；压力容器制造单位应当对所取得的压力容器用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。 2.2熔炼方法 压力容器受压元件用钢，应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体-铁素体不锈钢钢板，以及用于设计温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。 2.3化学成分（熔炼分析） 2.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢 碳素钢和低合金钢钢材， C≤0.25％、P≤0.035％、S≤0.035％。 2.3.2压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢 压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材（钢板、钢管和钢锻件），其磷、硫含量应当符合以下要求： （1）碳素钢和低合金钢钢材基本要求，P≤0.030％、S≤0.020％； （2）标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.025％、S≤0.015％； （3）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材，P≤0.025％、S≤0.012％。 （4）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于等于540MPa的钢材，P≤0.020％、S≤0.010％。 2.4 力学性能 2.4.1 冲击功 厚度不小于6mm的钢板、直径和厚度可以制备宽度为5mm小尺寸冲击试样的钢管、任何尺寸的钢锻件，按照设计要求的冲击试验温度下的V型缺口试样冲击功（KV2）指标应当符合表2-1的规定。 表2-1 碳素钢和低合金钢（钢板、钢管和钢锻件）冲击功（注2-1） 钢材标准抗拉强度下限值 Rm（MPa） 3个标准试样冲击功平均值 KV2（J） ≤450 ≥20 ＞450～510 ≥24 ＞510～570 ≥31 ＞570～630 ≥34 ＞630～690 ≥38 注2-1：(1)试样取样部位和方法应当符合相应钢材标准的规定； (2)冲击试验每组取3个标准试样（宽度为10mm），允许1个试样的冲击功数值低于表列数值，但不得低于表列数值的70％； (3)当钢材尺寸无法制备标准试样时，则应依次制备宽度为7.5mm和5mm的小尺寸冲击试样，其冲击功指标分别为标准试样冲击功指标的75％和50％； (4)对钢材标准中冲击功指标高于表2-1规定的钢材，还需要符合相应钢材标准的规定。 2.4.2 断后伸长率 (1)压力容器受压元件用钢板、钢管和钢锻件的断后伸长率应当符合本规程引用标准以及相应钢材标准的规定； (2)焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板，其断后伸长率（A）指标应当符合表2-2的规定： 表2-2 钢板断后伸长率指标（注2-2） 钢板标准抗拉强度下限值 Rm（MPa） 断后伸长率 A（％） ≤420 ≥23 ＞420～550 ≥20 ＞550～680 ≥17 注2-2：对钢板标准中断后伸长率指标高于本表规定的，还应当符合相应钢板标准的规定。 (3)对采用不同尺寸试样的断后伸长率指标，应当按照GB/T 17600.1 《钢的伸长率换算 第1部分：碳素钢和低合金钢》和GB/T 17600.2 《钢的伸长率换算 第2部分：奥氏体钢》进行换算，换算后的指标应当符合本条规定。 2.5钢板超声检测 2.5.1 检测要求 厚度大于或者等于12mm的碳素钢和低合金钢钢板（不包括多层压力容器的层板）用于制造压力容器壳体时，凡符合下列条件之一的，应当逐张进行超声检测： (1) 盛装介质毒性程度为极度、高度危害的； (2) 在湿H2S腐蚀环境中使用的； (3) 设计压力大于或者等于10MPa的； (4) 本规程引用标准中要求逐张进行超声检测的。 2.5.2 检测合格标准 钢板超声检测应当按JB/T 4730 《承压设备无损检测》的规定进行，用于本规程2.5.1第(1)项至第(3)项的钢板，合格等级不低于Ⅱ级，用于本规程2.5.1第(4)项的钢板，合格等级应当符合本规程引用标准的规定。 2.6 压力容器用铸铁 2.6.1 铸铁材料的应用限制 铸铁不得用于盛装毒性程度为极高、高度或中度危害介质，以及设计压力大于等于0.15MPa的易爆介质压力容器的受压元件，也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件。除上述压力容器之外，允许选用以下铸铁材料： (1)灰铸铁，牌号为HT200、HT250、HT300 和HT350； (2)球墨铸铁，牌号为QT400-18R和QT400-18L。 2.6.2 设计压力、温度限制 (1)灰铸铁，设计压力不大于0.8MPa,设计温度范围为10℃～200℃。 (2)球墨铸铁，设计压力不大于1.6MPa, QT400-18R的设计温度范围为0℃～300℃，QT400-18L的设计温度范围为-10℃～300℃。 2.7 压力容器用有色金属 2.7.1 通用要求 压力容器用有色金属（铝、钛、铜、镍及其合金等）应当符合以下要求： (1)用于制造压力容器的有色金属，其技术要求应当符合本规程引用标准的规定，如有特殊要求，需要在设计图样或相应的技术文件中注明； (2)压力容器制造单位应当建立严格的保管制度，并且设专门场所，与碳钢、低合金钢分开存放。 2.7.2 铝和铝合金 铝和铝合金用于压力容器受压元件时，应当符合下列要求： (1)设计压力不大于16MPa； (2)含镁量大于或者等于3％的铝合金（如5083、5086），其设计温度范围为-269℃～65℃，其他牌号的铝和铝合金，其设计温度范围为-269℃～200℃。 2.7.3 铜和铜合金 纯铜和黄铜用于压力容器受压元件时，其设计温度不高于200℃。 2.7.4 钛和钛合金 钛和钛合金用于压力容器受压元件时，应当符合下列要求： (1)钛和钛合金的设计温度不高于315℃，钛-钢复合板的设计温度不高于350℃； (2)用于制造压力容器壳体的钛和钛合金在退火状态下使用。 2.7.5 镍和镍合金 镍和镍合金用于压力容器受压元件时，应当在退火或者固溶状态下使用。 2.7.6 钽、锆、铌及其合金 钽、锆、铌及其合金用于压力容器受压元件时，应当在退火状态下使用。钽和钽合金设计温度不高于250℃，锆和锆合金设计温度不高于375℃，铌和铌合金设计温度不高于220℃。 2.8 复合钢板 压力容器用复合钢板应当按照本规程引用标准的规定选用，并且符合以下要求： (1)复合钢板复合界面的结合剪切强度，不锈钢-钢复合板不小于210MPa，镍-钢复合板不小于210MPa，钛-钢复合板不小于140MPa，铜-钢复合板不小于100MPa。 (2)复合钢板基层材料的使用状态符合本规程引用标准的规定。 (3)碳素钢和低合金钢基层材料（包括钢板和钢锻件）按照基层材料标准的规定进行冲击试验，冲击功合格指标符合基层材料标准或者订货合同的规定。 2.9 境外牌号材料的使用 2.9.1 境外材料制造单位制造的材料 (1)境外牌号材料应当是境外压力容器现行标准规范允许使用并且境外已经有使用实例的材料，其使用范围应当符合境外相应产品标准的规定，如本规程引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时，其使用范围还应当符合本规程引用标准的规定。 (2)境外牌号材料的技术要求不得低于境内相近牌号材料的技术要求（如磷、硫含量，冲击试样的取样部位、取样方向和冲击功指标，断后伸长率等）。 (3)材料质量证明书和材料标志应当符合本规程2.1的规定。 (4)压力容器制造单位应当对进厂材料与材料质量证明书进行审核，并且对材料的化学成分和力学性能进行验证性复验，符合相关要求后才能投料使用。 (5)用于焊接结构压力容器受压元件的材料，压力容器制造单位在首次使用前，应当掌握材料的焊接性能并且进行焊接工艺评定。 (6)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材、用于压力容器设计温度低于-40℃的低合金钢钢材，材料制造单位还应当按本规程1.9的规定通过技术评审，其材料方可允许使用。 2.9.2 境内材料制造单位制造的材料 境内材料制造单位制造的境外牌号材料，除应当符合本规程2.9.1的各项要求外，还应当按本规程1.9的规定通过技术评审，评审内容包括材料制造单位的相关条件和材料的试制技术文件。 2.9.3境外牌号材料的选用 设计单位若选用境外牌号的材料，应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性。 2.10 新材料使用 2.10.1 未列入本规程引用标准的材料 压力容器主要受压元件采用未列入本规程引用标准的材料，试制前材料的研制单位应当进行系统的试验研究工作，并且应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，该材料方可允许使用。 2.10.2 已列入本规程引用标准的材料 对已列入GB 150或JB 4732的标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，以及用于压力容器设计温度低于－40℃的低合金钢钢材，如果钢材制造单位没有该钢材的制造或者压力容器应用业绩，则应当进行系统的试验研究工作，并且应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，该钢材方可允许使用。 2.11 材料使用和标志移植 (1)压力容器制造单位应当通过对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方法，确保所使用的压力容器材料符合本规程的要求，并且在材料进厂时审核材料质量证明书和材料标志； (2)对于采购的第Ⅲ类压力容器用Ⅳ锻件，以及不能确定材料质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料，压力容器制造单位应当进行复验，符合本规程的规定后方可投料使用。 (3)用于制造压力容器受压元件的材料在分割前应当进行标志移植。 2.12焊接材料 (1)用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的限值，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求； (2)焊接材料应当满足相应焊材标准和本规程引用标准的要求，并且附有质量证明书和清晰、牢固的标志； (3)压力容器制造单位应当建立并且严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。 2.12材料代用 压力容器制造或现场组焊单位对主要受压元件的材料代用，应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。 3 设 计 3.1 设计单位许可资格与责任 (1)设计单位应当对设计质量负责，压力容器设计单位的许可资格、设计类别、品种和级别范围的划分应当符合《压力容器压力管道设计许可规则》的规定； (2)总体采用规则设计标准，局部参照分析设计标准进行压力容器受压元件分析计算的单位，可以不取得应力分析设计许可项目资格； (3)压力容器的设计应当符合本规程的基本安全要求，对于采用国际标准或者境外标准设计的压力容器，进行设计的单位应当提供设计文件与本规程基本安全要求的符合性申明； (4)压力容器的设计单位应当向设计委托方提供完整的设计文件。 3.2 设计许可印章 (1)压力容器的设计总图上，必须加盖压力容器设计许可印章（复印章无效），设计许可印章失效的图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力容器； (2) 压力容器设计许可印章中的设计单位名称必须与所加盖的设计图样中的设计单位名称一致。 3.3设计条件 压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件。设计条件至少包含以下内容： (1)操作参数（包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管载荷等）； (2)压力容器使用地及其自然条件（包括环境温度、抗震设防烈度、风和雪载荷等）； (3)介质组分与特性； (4)预期使用年限； (5)几何参数和管口方位； (6)设计需要的其他必要条件。 3.4 设计文件 3.4.1 通用要求 (1)压力容器的设计文件包括强度计算书或者应力分析报告、设计图样、制造技术条件、风险评估报告（适用于第Ⅲ类压力容器），设计单位认为必要时，还应当包括安装与使用维修说明。 (2)装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设计文件还应当包括压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积的计算书；无法计算时，设计单位应当会同设计委托单位或者使用单位，协商选用超压泄放装置。 3.4.2 设计总图 3.4.2.1 总图的审批 设计总图应当按照有关安全技术规范的要求履行审批手续。对于第Ⅲ类压力容器，应当有压力容器设计单位技术负责人或者其授权人的批准签字。 3.4.2.2 总图的主要内容 压力容器的设计总图上，至少应当注明以下内容： (1)压力容器名称、类别，设计、制造所依据的主要法规、标准； (2)工作条件，包括工作压力、工作温度、介质毒性和爆炸危害程度等。 (3)设计条件，包括设计温度、设计载荷（包含压力在内的所有应当考虑的载荷）、介质（组分）、腐蚀裕量、焊接接头系数、自然条件等，对储存液化气体的储罐应当注明装量系数，对有应力腐蚀倾向的储存容器应当注明腐蚀介质的限定含量； (4)主要受压元件材料牌号与标准； (5)主要特性参数（如压力容器容积、换热器换热面积与程数等）； (6)压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）； (7)特殊制造要求； (8)热处理要求； (9)无损检测要求； (10)耐压试验和泄漏试验要求； (11)预防腐蚀的要求。 (12)安全附件的规格和订购特殊要求（工艺系统已考虑的除外）； (13)压力容器铭牌的位置； (14)包装、运输、现场组焊和安装要求。 3.4.2.3 特殊要求 下列情况对设计总图的特殊要求： (1)多腔压力容器分别注明多腔的试验压力，有特殊要求时注明共用元件两侧允许的压力差值，以及试验步骤和试验要求； (2)装有触媒的压力容器和装有充填物的压力容器，注明使用过程中定期检验的技术要求； (3)由于结构原因不能进行内部检验的压力容器，注明计算厚度、使用中定期检验的要求； (4)不能进行耐压试验的压力容器，注明计算厚度和制造与使用的特殊要求； (6)有隔热衬里的压力容器，注明防止受压元件超温的技术措施； (6)要求保温或者保冷的压力容器，提出保温或者保冷措施。 3.5 设计方法 压力容器的设计可以采用规则设计方法或者分析设计方法。必要时也可以采用试验方法或者可对比的经验设计方法，但是应按照本规程1.9的规定通过技术评审。 压力容器设计单位应当基于本规程3.3所述的设计条件，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安全裕量，以保证压力容器具有足够的强度、刚度、稳定性和抗腐蚀性，同时还应当考虑裙座、支腿、吊耳等与压力容器主体的焊接接头的强度要求，确保压力容器在设计使用年限内的安全。 3.6 风险评估 对第Ⅲ类压力容器，设计时应当出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。 3.7 节能要求 压力容器的设计应当充分考虑节能降耗原则，并且符合以下要求： (1)充分考虑压力容器的经济性，合理选材，合理确定结构尺寸； (2)对换热容器进行优化设计，提高换热效率，满足能效要求； (3)对有保温或者保冷要求的压力容器，要在设计文件中提出有效的保温或者保冷措施。 3.8 安全系数 确定压力容器材料许用应力（或者设计应力强度）的最小安全系数，见表3-1～表3-3的规定。安全系数低于这些规定时，应当符合本规程1.9的要求。 表3-1 规程设计方法的安全系数 材料