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压力容器定期检验规则解读


《压力容器定期检验规则》 (简称“容检规”)
合肥通用机械研究院

简介(一)
一、编制背景及过程
1. 1990年版《在用压力容器检验规则》(简 称“检规”)的历史作用。 2. “检规”的问题与不足
2.1 2.2 2.3 2.4 对年度检查不重视,检验报告重复繁琐; 未反映近年来科研成果与实践经验; 部分要求过严,

不利于国际竞争; 与1999版《压力容器安全技术监察规程》(简称 “容规”)不统一。

一、编制背景及过程
3.编制过程
3.1 对“检规”广泛征求意见; 3.2 组成编写组(锅检中心、通用所以及广州、山西、 上海、沈阳等地检验所)完成初稿、征求意见稿; 3.3 会审与函审,完成报批稿。

4.修订原则

4.1 继承“检规”中合理要求; 4.2 移植“容规”中相关要求,与“容规”中不一致处 明确按“容检规”执行; 4.3 简化报告; 4.4 吸纳成熟科研成果与实践经验。

5.本介绍以重点修改内容为主。

二、总则
1.适用范围
1.1 “容规”适用范围的压力容器(固定、移动-罐 车与罐式集装箱)、医用氧舱。 1.2 移动与固定共用部分(正文)、特殊要求(附 件一) 1.3 氧舱全部要求(附件二) 1.4 超高压容器可参照

二、总则
2.年度检查(在线检查)
2.1 强调年度检查(每年至少一次)的原因 ? 使用周期延长(一般不少于3年),容器安全状况可 能变化 ? 某些问题(安全附件、泄漏、跑冷、振动、运行 状况)只有在线检查才能发现。

二、总则
2.年度检查(在线检查)
2.2 从事年检可以是检验单位亦可是用户(压力容 器专业人员),理由如下: ? 工作量大,检验单位无法全部承担。 ? 技术要求(外部检查)相对较低,用户可胜任。 ? 人员资格认可待定。 2.3 年检未列入定期检验(法定检验)的原因。

二、总则
3.定期检验包括全面检验与耐压试验,均属 法定检验。 4.全面检验
4.1 定义:停机检验,相当于原内外部检验 4.2 资质:检验单位持证的压力容器检验人员

二、总则
4.全面检验

4.3 全面检验周期: ? 安全状况1、2级,从3-6年,延长至一般每6年一次; ? 安全状况3级,从每3年至少一次,改为3-6年一次; ? 安全状况4级由检验机构定。4级属监控产品,其 累积监控使用时间不得超过3年,在监控使用时间 应对缺陷进行处理提高其安全状况等级,否则不 得继续使用。

二、总则
5.耐压试验

5.1 定义:超过最高工作压力的液压或气压试验,用 短时超载的办法全面考核容器的强度。 5.2 周期:每两次全面检查期间内,原则上应进行一次。 5.3 注意事项: ? 全面检验合格后方能进行耐压试验; ? 当全面检验、耐压试验、年度检查同年进行时, 应依次进行全面、耐压、年度,其中重复项目只做 一次。 ? 对无法或无法按期进行耐压试验时,按“容规”第 138条进行。

二、总则
6.首次进行全面检验的时间
压力容器一般应于投用满三年时进行首次全面检验. 7.1 将“使用条件恶劣或介质中硫化氢及硫元素含量 较高(>100mg/L)”改为“使用条件恶劣或使用中 发现应力腐蚀现象的”; 7.2 将“经常改变使用介质(如印染机)”改为“改变 使用介质且可能造成腐蚀现象恶化的”; 7.3 将“介质为液化石油气且有氢鼓泡等应力腐蚀倾 向的”改为“介质为液化石油气且有应力腐蚀现 象的”; 7.4 增加“设计图样注明无法进行耐压试验的”

7.应适当缩短全面检验周期的条件做如下改动:

三、年度检查
1.年度检查包括现场准备、资料检查、容 器本体及运行状况检查、安全附件检查 等内容,其中安全附件是重点。 2.规定了安全附件(压力表、液面计、测温 仪表、爆破片装臵、安全阀等)的检查内 容、合格指标,并规定只要有一项不合格, 应要求“使用单位限期改正并采取有效措施 确保改正期间安全,如逾期仍未改正,该 压力容器暂停运行。”

三、年度检查
3.增加了弹簧直接载荷式安全阀适当延长 校验周期的规定(3--5年)
3.1 国内外情况的调研 3.2 对安全阀制造厂的要求(资格证) 3.3 对弹簧的要求:制造厂证明弹簧按GB/T12243 进行了强压或加温强压处理且合格. 3.4 对内件材料要求耐蚀 3.5 对容器及阀体要求无明显腐蚀

三、年度检查
3.增加了弹簧直接载荷式安全阀适当延长 校验周期的规定(3--5年)
3.6 安全阀未发生过开启 3.7 对介质的要求(粘度、毒性) 3.8 对使用单位管理的要求

4.年检结论(不评安全状况等级)
允许、监督、暂停(仅指安全附件)、停止运行。

四、全面检验
1.将“检规”中内外部检验以宏观检查、壁厚 测定为主,修改为“全面检验应以宏观检 查、壁厚测定、表面无损检测为主”。对必 要时可采用的检测方法中,增加了化学分 析或光谱分析、涡流检测、强度校核或应 力测定等三种方法。

四、全面检验
2. “容检规”将全面检验分为宏观检查(其 中包括外观检查;结构检查;几何尺寸; 保温层、隔热层、衬里等四部分)、对低 温液体(绝热)压力容器的补充检查、壁 厚测定、表面检测、埋藏缺陷检测、材质 检查、紧固件检查、强度校核、安全附件 检查、气密性试验等十大项,其中对低温 液体(绝热)压力容器的补充检查是根据 生产的发展新增加的检验项目。

四、全面检验
3. “检规”中的外部检查仅要求检查容器外 部的完好情况,而“容检规”的外观检查则 要求检查容器内、外部的完好情况,规定 对于内部无法进入的容器应采用内窥镜或 其他方法进行检查。

四、全面检验
4. “容检规”规定下列四种情况应进行MT或 PT,检测长度不少于每条对接焊缝长度 的20%。
4.1 首次进行全面检验的第三类压力容器; 4.2 介质有明显应力腐蚀倾向的容器; 4.3 Cr-Mo钢制容器 4.4σb>540 Mpa的容器

四、全面检验

5.对埋藏缺陷的检查,“容检规”将“检规”需 进行射线或超声抽查的五种情况扩大至七 种,其中“承受交变载荷设备的焊接接头以 及其他应力集中部位”,“有衬里或因结构 原因不能进行内表面检查的外表面焊接接 头”是新增加的两种。

四、全面检验
6.将“检规”中关于存在大面积腐蚀及错边 量和角变形严重超标需进行强度校核的 规定取消,修改为“腐蚀深度超过腐蚀裕 量”及“名义厚度不明”需进行强度校核。 关于强度校核中对壁厚的选取原则,将 “检规”中剩余壁厚按实测的最小值减去 到下一个使用周期的两倍腐蚀量,修订 为“减去至下次检验期的腐蚀量”。

简介(二) 安全状况等级评定
一、影响安全状况的因素及评定原则
1.影响因素

1.1 材料--材质状况(与设计不符、材质不明、劣化); 腐蚀(分散点蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀) 1.2 应力(结构)--结构不合理(封头形状、不等厚 对接、焊缝布臵与间距、焊接结构、开孔位臵与直 径);错边量与棱角 1.3 缺陷:裂纹、咬边、表面损伤与变形、埋藏缺陷、 母材夹层、鼓包

一、影响安全状况的因素及评定原则
2.评定原则
2.1 以检查项目评级最低者定级; 2.2 制造中产生的问题(材料、结构、缺陷)宽, 使用中产生的问题(材料、缺陷)严; 2.3 表面缺陷严于埋藏缺陷; 2.4 活动性缺陷严于非活动性(死)缺陷; 2.5 按规则办事,有一定判断的灵活性。判断时综合 考虑,必要时辅以应力分析计算; 2.6 对大型关键设备需要时可按另一规则(缺陷安全 评定)确定安全状况等级.

二、主要受压元件材料
1.与原设计不符
1.1材质清楚、强度合格、无新缺陷,不影响定级; 2.2 确认用材不当产生新缺陷,4或5级; 2.3 罐车、液化气罐用沸腾钢,5级。

2.材质不明
2.1 无新缺陷,按Q235强度合格,在常温下工作一般 容器,3或4级(不应有的错误,从严掌握,设计 温度不得低于0℃) 2.2 移动、液化气罐,5级(可视为沸腾钢)

二、主要受压元件材料
3.材质劣化
3.1 明显应力腐蚀、晶间腐蚀、表面脱碳、渗碳、 石墨化、蠕变、氢损伤等材质劣化倾向并已产 生不可修复的缺陷或损伤,4或5级。 区分劣化倾向与明显劣化倾向,有无缺陷产生; 3.2 缺陷可修复并确保下周期使用安全,3级。

三、不合理结构
1.封头
1.1 主要参数(形状)不符制造标准,无新缺陷, 2或3级;如有缺陷,按相应条款定级; 1.2 封头与筒体采用单面焊对接,且有未焊透,罐 车5级;其他容器按45条定级;如采用搭接,4 或5级;

2.不等厚对接(形状突变,附加应力)
未按规定削薄(或堆焊),无新缺陷,3级;否则4级 或5级.

三、不合理结构
3.焊缝布臵不当或焊缝间距过小(高应力部 位交互影响),无新生缺陷,3级;确认因 布臵产生新缺陷,4或5级 4.焊接结构
4.1 焊接结构的作用与选择 4.2 应采用全焊透结构而未采用,无新缺陷,3级;否则 4或5级.

三、不合理结构
5.开孔(强度削弱,应力集中)
5.1 位臵不当,无新缺陷,一般容器2或3级;特殊要 求容器,3或4级 5.2 孔径超过规定值,计算、补强经特殊考虑,不影 响定级;否则4或5级.

四、表面裂纹
1.裂纹特点与危害(活动性) 2.内、外表面裂纹应打磨消除,不允许存在 3.打磨形成的凹坑在允许范围内不需补焊, 不影响定级
3.1 凹坑深度在壁厚余量范围内,允许; 3.2 计算无量纲参数Go,若Go<0.10,允许。具体方 法如下: 将凹坑按其外接矩形规则化为长轴长度、短轴长 度及深度分别为2A(mm)、2B(mm)及C(mm)的 半椭球形凹坑,计算无量纲参数Go。

四、表面裂纹
3.打磨形成的凹坑在允许范围内不需补焊, 不影响定级
3.2 进行无量纲参数计算的凹坑应当满足如下条件: ? 凹坑表面光滑、过渡平缓,并且其周围无其他表 面缺陷或者埋藏缺陷; ? 凹坑不靠近几何不连续区域或者存在尖锐棱角的 区域; ? 容器不承受外压或者疲劳载荷; ? T/R小于0.18的薄壁圆筒壳或者T/R小于0.10的薄 壁球壳;

四、表面裂纹
3.打磨形成的凹坑在允许范围内不需补焊, 不影响定级
3.2 进行无量纲参数计算的凹坑应当满足如下条件: ? 材料满足压力容器设计规定,未发现劣化; ? 凹坑深度C小于壁厚T的1/3并且小于12mm,坑底最 小厚度(T-C)不小于3mm; ? 凹坑半长A≤1.4 RT ; ? 凹坑半宽B不小于凹坑深度C的3倍。

四、表面裂纹
3.打磨形成的凹坑在允许范围内不需补焊, 不影响定级
3.2 进行无量纲参数计算的凹坑应当满足如下条件: 凹坑缺陷无量纲参数Go的计算: C A Go= ? T RT 式中,T为凹坑所在部位容器的壁厚(取实测壁厚 减去至下次检验期的腐蚀量,mm);R为容器平均 半径(mm)。

五、机械损伤、工卡具焊迹、电弧 灼伤、变形
1.前三种打磨后按凹坑评级 2.变形
2.1 不处理不影响安全的,不影响定级; 2.2 依变形原因分析,不能满足强度与安全,4或5级。

六、咬边
1.咬边产生的原因与危害(应力集中、扩展、 局部腐蚀) 2.咬边允许值
2.1 内表面深0.5mm、连续长100 mm、总长10%焊缝 长度(同GB150) 2.2 外表面深1.0 mm、连续长100 mm、总长15%焊缝 长度

六、咬边
3.咬边评级
3.1 允许范围内一般容器不影响定级;超出时修复 (打磨) 3.2 特殊(σb>540Mpa、Cr-Mo、不锈钢等)容器与罐 车,允许范围内且无新缺陷,2或3级;有新缺陷 或超出允许范围,修复。 3.3 低温容器不得咬边

七、腐蚀
1.腐蚀的分类(形态、成因)及危害(影响 因素复杂且变化;与其他危害交互作用; 检查困难) 2.分散点蚀,同时符合下列条件不影响定级:
2.1 深度不超过厚度(扣除C2)1/3; 2.2 在任一200mm直径范围内,点蚀面积之和≤4500mm2 或沿任一直径点蚀长度之和不超过50mm。

七、腐蚀
3.均匀腐蚀
3.1 按剩余壁厚强度校核合格,不影响定级; 3.2 强度不合格可焊补,2或3级

4.局部腐蚀(仅指非材质劣化类)
4.1 深度不超过壁厚余量不影响定级 4.2 深度超过壁厚余量,考虑下周期腐蚀坑尺寸变化, 按凹坑定级

5.对晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳,应检 查腐蚀部位有无裂纹或诱发裂纹倾向,如 有按材质劣化处理。

八、错边量及棱角
1.错边、棱角的成因、测量与危害 2.错边、棱角超出制造标准,按如下要求综 合评定
2.1 错边量和棱角度尺寸在表1范围内,容器不承受 疲劳载荷并且该部位不存在裂纹、未熔合、未焊 透等严重缺陷的,可以定为3级或者4级;

八、错边量及棱角
2.错边、棱角超出制造标准,按如下要求综 合评定
2.1
表1 错边量和棱角尺寸范围
对口处钢材厚度t

单位:mm

错边量

棱角度

≤20 >20~50

≤1/3t,且≤5 ≤(1/10 t+3),且≤8 ≤1/4t,且≤8

>50

≤1/6t,且≤20
≤1/6t,且≤8

对所有厚度锻焊容器

注:测量棱角度所用样板按相应制造标准的要求选取。

八、错边量及棱角
2.错边、棱角超出制造标准,按如下要求综 合评定
2.2 错边量和棱角度在上表范围内,但该部位伴有未 熔合、未焊透等严重缺陷时,应当通过应力分析, 确定能否继续使用。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。

九、埋藏缺陷
1.制造标准允许的不影响定级 2.超出制造标准的,按下列要求定级
2.1 单个圆形缺陷的长径大于壁厚的1/2或者大于 9mm时,定为4级或者5级;圆形缺陷的长径小 于壁厚的1/2并且小于9mm的,其相应的安全状 况等级见表2和表3。

九、埋藏缺陷
2. 超出制造标准的,按下列要求定级
2.1
表2 按规定只要求局部无损检测的压力容器 (不包括低温压力容器)

评定区 (mm) 缺陷点 实 测 数 厚度 (mm) 安全状况等级

10×10

10×20

10×30

t ≤10 10< t≤15 15< t≤25 25< t≤5050< t≤100 t>100

2或者3
4或者5

6~15 12~21 >15 >21

18~27 >27

24~33 >33

30~39 36~45 >39 >45

注:圆形缺陷尺寸换算成缺陷点数,以及不计点数的缺陷尺寸 要求,见JB4730的规定。

九、埋藏缺陷
2. 超出制造标准的,按下列要求定级
2.1
表3 按规定要求100%无损检测的压力容器 (包括低温压力容器)

评定区 (mm) 缺陷点 实 测 数 厚度 (mm) 安全状况等级

10×10

10×20

10×30

t ≤10 10< t≤15 15< t≤25 25< t≤5050< t≤100 t>100

2或者3
4或者5

3~12 6~15 >12 >15

9~18 >18

12~21 >21

15~24 18~27 >24 >27

注:圆形缺陷尺寸换算成缺陷点数,以及不计点数的缺陷尺寸 要求,见JB4730的规定。

九、埋藏缺陷
2.超出制造标准的,按下列要求定级
2.2 非圆形缺陷与相应的安全状况等级,见表4和表5。
表4 一般压力容器非圆形缺陷与相应的安全状况等级

缺陷位置

缺陷尺寸 安全状况等级 未熔合 未焊透 条状夹渣

球壳对接焊缝;圆筒 H≤0.1 t H≤0.15 t H≤0.2 t 体纵焊缝,以及与封 且H≤2mm 且H≤3mm 且H≤4mm 头连接的环焊缝 L≤6 t L≤2 t L≤3 t

圆筒体环焊缝

H≤0.15 t H≤0.2 t H≤0.25 t 且H≤3mm 且H≤4mm 且H≤5mm L≤12 t L≤4 t L≤6 t

3

九、埋藏缺陷
2.超出制造标准的,按下列要求定级
2.2 非圆形缺陷与相应的安全状况等级,见表4和表5。
表5 有特殊要求的压力容器非圆形缺陷与相应的安全状况等级

缺陷位置

缺陷尺寸 安全状况等级 未熔合 未焊透 条状夹渣

球壳对接焊缝;圆筒 H≤0.1 t H≤0.15 t H≤0.2 t 体纵焊缝,以及与封 且H≤2mm 且H≤3mm 且H≤4mm 头连接的环焊缝 L≤3 t L≤ t L≤ t

圆筒体环焊缝

H≤0.15 t H≤0.2 t H≤0.25 t 且H≤3mm 且H≤4mm 且H≤5mm L≤6 t L≤2 t L≤4 t

3或者4

九、埋藏缺陷
1.制造标准允许的不影响定级 2.超出制造标准的,按下列要求定级
2.2 非圆形缺陷与相应的安全状况等级,见表4和表5。
注:(1)表4、表5中H是指缺陷在板厚方向的尺寸,亦称缺 陷高度;L是指缺陷长度;单位为mm。对所有超标非圆 形缺陷均应当测定其长度和自身高度,并且在下次检验 时对缺陷尺寸进行复检。 (2)表5所指有特殊要求的压力容器主要包括承受疲劳 载荷的压力容器,采用应力分析设计的压力容器,盛装 极度、高度危害介质的压力容器,盛装易燃易爆介质的 大型压力容器,材料的标准抗拉强度下限σb≥540MPa的 钢制压力容器等。 (3)如果能采用有效方式确认缺陷是非活动的,则表4、 表5中的缺陷长度容限值可以增加50%。

十、夹层定级
1.与自由表面平行的夹层,不影响定级; 2.与自由表面夹角小于10°的夹层,可以定 为2级或者3级; 3.与自由表面夹角大于或者等于10°的夹层, 检验人员可以采用其他检测或者分析方法 综合判定,确认夹层不影响容器的安全使 用的,可以定为3级,否则定为4级或者5级。

十一、鼓包定级
1.鼓包产生的原因:局部过热;局部腐蚀、 冲蚀、磨蚀;氢环境作用 2.定级原则
使用过程中产生的鼓包,应当查明原因,判断其 稳定状况,如果能正常查清鼓包的起因并且确定其不 再扩展,而且不影响压力容器安全使用的,可以定为 3级;无法查清起因的,或者虽查明原因但仍会继续 扩展的,定为4级或者5级。

谢谢各位


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