TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》

固定式压力容器安全技术监察规程(大容规)培训研讨分享TSG21—2016大漠孤烟编制二○一六年五月《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21—2016中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2016年2月22日颁布。2016年10月1日实施。前言《大容规》制定的基本原则：•1.以原有的压力容器七个规范为基础，进行合并以及逻辑关系上的理顺，统一并且进一步明确基本安全要求，形成关于固定式压力容器的综合规范。•2.根据特种设备目录，调整适用范围，统一固定式压力容器的分类。•3.根据行政许可改革的情况，调整各环节有关的行政许可要求。•4.整理国家质检总局近年来针对压力容器安全监察的有关文件，汇总《固定式压力容器安全技术监察规程》宣贯、实施中存在的具体问题，收集网上咨询意见，增补相应内容，重点解决当前存在的突出问题。《大容规》制定的基本原则•5.扩展材料范围，重点解决铸钢、铸铁压力容器材料技术要求(安全系数、化学成分、力学性能和适用范围)，增加非焊接瓶式容器高强钢材料技术要求。•6.按照固定式压力容器各环节分章进行描述，每个环节的边界尽可能清晰，明确相应的主体责任(如明确耐压试验介质、压力、温度，无损检测、比例，热处理等技术要求由设计者提出并且放到相应设计章节)。•7.理顺法规与的关系，整合、凝练固定式压力容器基本安全要求，将一些详细的技术内容放到相应的产品标准中去规定。注：七个规范指：《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009《非金属压力容器安全技术监察规程》TSGR0001-2004《超高压容器安全技术监察规程》TSGR0002-2005《简单压力容器安全技术监察规程》TSGR0003-2007《压力容器使用管理规则》TSGR5002-2013《压力容器定期检验规则》TSGR7001-2013《压力容器监督检验规则》TSR7004-2013目录•1总则········································································(1)•2材料········································································(4)•3设计·······································································(13)•4制造·······································································(30)•5安装、改造与修理·················································(45)•6监督检验································································(46)•7使用管理································································(61)•8在用检验·····························································(70)•9安全附件及仪表··················································(94)•10附则······························································(97)目录•附件A压力容器分类··································································(98)•附件B压力容器产品合格证······················································(102)•附表b压力容器产品数据表·····················································(103)•附件C压力容器产品铭牌··························································(104)•附件D特种设备代码编号方法···················································(106)•附件E特种设备监督检验联络单················································(108)•附件F特种设备监督检验意见书·········································(109)•附件G特种设备监督检验证书···················································(110)•附件H压力容器年度检查报告115)•附件J压力容器定期检验报告·····················································(116)•附件K特种设备定期检验意见通知书·········································(118)•相关规章和规范历次制(修)订情况·············································(120)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安全使用，预防和减少事故，保护人民生命和财产安全，促进经济社会发展，根据《中华人民共和国特种设备安全法》《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等按照固定式压力容器进行监督管理；过程装置中作为设备的按压力容器设计制造的余热锅炉依据本规程进行监督研讨题1、厂里移动式空气压缩机的储气罐，生产区域内的罐车，这两类按固定或移动压力容器管理？2、过程装置中作为工艺设备的废热锅炉，这是按锅炉或容器管理？3、电厂的油炉，这是按锅炉或容器管理？释义1、目的中增加了特种设备安全法（2013年）。2、增加了过程装置中作为工艺设备的按压力容器设计制造的余热锅炉依据本规程。3、生产区域内的罐车按照固定式压力容器进行监督管理。特种设备目录压力容器定义，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、容积大于或者等于30L且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移动式容器；•1.3适用范围本规程适用于特种设备目录所定义的、同时具备以下条件的压力容器：•(1)工作压力大于或者等于0.1MPa(注1-2)；•(2)容积大于或者等于0.03m3并且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm(注1-3)；•(3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体(注1-4)。•注1-2：工作压力，是指在正常工作情况下，压力容器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。一般需要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大于或者等于0.03m3时，也属于本规程的适用范围。释义1、明确工作压力不是设计压力。2、多腔压力容器只要一个腔工作压力≧0.1MPa即可，在分类管理中按压力高的腔进行；设计、制造按各腔参数进行。3、最大几何尺寸矩形为对角线，椭圆为长轴。4、增加了最大几何尺寸的规定，要求大于等于150mm，删除了PV大于等于2.5MPa.L的规定，增加了容积大于或者等于0.03m3的规定。•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，负责实施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、材料、设计、制造要求的压力容器•本规程适用范围内的以下压力容器，只需要满足本规程第1、2、3、4章的规定：•(1)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、过程装置中冷箱内的压力容器；•(2)盛装第二组介质(注1-5)的无壳体的套管热交换器；•(3)超高压管式反应器。•注1-5：压力容器介质分组见本规程附件A。•1.4.2只需要满足本规程总则、设计、制造要求的压力容器•本规程适用范围内的以下压力容器，只需要满足本规程第1、3、4章的规定：•(1)移动式空气压缩机的储气罐；•(2)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；•(3)水处理设备中的离子交换或者过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；•(4)蓄能器承压壳体。研讨题1、常压容器的蒸汽加热盘管，适用固规吗？•1.5不适用范围本规程不适用于以下容器：•(1)移动式压力容器、气瓶、氧舱；•(2)军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及矿山井下使用的压力容器；•(3)正常运行工作压力小于0.1MPa的容器(包括与大气连通的在进料或者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、造纸轧辊等)；•(5)板式热交换器、螺旋板热交换器、空冷式热交换器、冷却排管；•(6)常压容器的蒸汽加热盘管、过程装置中的管式加热炉；•(7)电力行业专用的全封闭式组合电器(如电容压力容器)；•(8)橡胶行业使用的轮胎硫化机以及承压的橡胶模具；•(9)塑料压力容器。释义1、1.4.1、1.4.2统一划分为I类容器，不需要制造监检，不需要办理使用等记手续，在设计使用年限类不需要定期检验，不需要安装告知。2、1.4.1增加了材料的要求，增加了超高压管式反应器。3、1.4.2为原1.4.1的8种减少为4种情况。4、1.5原5种情况增加为9种情况，明确常压容器的蒸汽加热盘管、过程装置中的管式加热炉为不适用本规程。5、删除了原1.4.2、1.4.3条，因现在不以PV为标准进行划分。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、安全附件及仪表。1.6.1压力容器本体压力容器的本体界定在以下范围内：(1)压力容器与外部管道或者装置焊接(粘接)连接的第一道环向接头的坡口面、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、专用连接件或者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)非受压元件与受压元件的连接焊缝。压力容器本体中的主要受压元件，包括筒节(含变径段)、球壳板、非圆形容器的壳板、封头、平盖、膨胀节、设备法兰，热交换器的管板和换热管，M36以上(含M36)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安全附件及仪表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、易熔塞、紧急切断装置、安全联锁装置。压力容器的仪表，包括直接连接在压力容器上的压力、温度、液位等测量仪表。1.7压力容器分类根据危险程度，本规程适用范围内的压力容器划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类(注1-6)，压力容器分类方法见附件A。注1-6：本规程划分的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类压力容器等同于特种设备目录中的第一、二、三类压力容器(品种)，本规程中超高压容器划分为第Ⅲ类压力容器。释义1、螺柱不包括内构件连接螺栓和地脚螺栓。2、增加了非圆形容器的壳板的内容。3、安全附件及仪表不参与安全等级评定，只影响容器能否投入使用。4、明确了容器仪表的范围。5、第一组介质无I类容器，V≥0.03m3,第二组介质I类范围缩小，横坐标V用m3作为单位。附件A压力容器分类•A1压力容器分类•A1.1介质分组•压力容器的介质分为以下两组：•(1)第一组介质，毒性危害程度为极度、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体；•(2)第二组介质，除第一组以外的介质。•A1.2介质危害性•A1.2.3介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定•按照HG20660—2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确定。HG20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GBZ230—2010《职业性接触毒物危害程度分级》的原则，确定介质组别。•A1.3.5特殊情况的分类•(1)坐标点位于图A-1或者图A-2的分类线上时，按照较高的类别划分；•(2)简单压力容器统一划分为第Ⅰ类压力容器。•A2.3简单压力容器(注A)•同时满足以下条件的压力容器称为简单压力容器：•(1)压力容器由筒体和平封头、凸形封头(不包括球冠形封头)，或者由两个凸形封头组成；•(2)筒体、封头和接管等主要受压元件的材料为碳素钢、奥氏体不锈钢或者Q345R；•A1.3.5特殊情况的分类•(1)坐标点位于图A-1或者图A-2的分类线上时，按照较高的类别划分；•(2)简单压力容器统一划分为第Ⅰ类压力容器。•A2.3简单压力容器•同时满足以下条件的压力容器称为简单压力容器：•(1)压力容器由筒体和平封头、凸形封头(不包括球冠形封头)，或者由两个凸形封头组成；•(2)筒体、封头和接管等主要受压元件的材料为碳素钢、奥氏体不锈钢或者Q345R；•(3)设计压力小于或者等于1.6MPa；•(4)容积小于或者等于1m3；•(5)工作压力与容积的乘积小于或者等于1MPa·m3；•(6)介质为空气、氮气、二氧化碳、惰性气体、医用蒸馏水蒸发而成的蒸汽或者上述气(汽)体的混和气体；允许介质中含有不足以改变介质特性的油等成分，并且不影响介质与材料的相容性；•(7)设计温度大于或者等于-20℃，最高工作温度小于或者等于150℃；•(8)非直接火焰的焊接压力容器。•危险化学品包装物、灭火器、快开门式压力容器不在简单压力容器范围内。1.8与技术标准和管理关系(1)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；(2)压力容器的设计、制造、安装、改造和修理应当同时符合本规程及相应压力容器产品标准(以下简称产品标准)的规定。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，与本规程的要求不一致，或者本规程未作要求、可能对安全性能有重大影响的，相关单位应当准备有关设计、研究、试验的依据、数据、结果及其检验、检测报告等技术资料，向国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)申报，由国家质检总局委托安全技术咨询机构或者相关专业机构进行技术评审，评审结果经过国家质检总局批准，方可投入生产、使用。1.10协调标准与引用标准(注1-7)满足本规程基本安全要求的标准称为本规程的协调标准。本规程的主要协调标准如下：•(1)GB150《压力容器》；•(2)JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》；•(3)GB/T151《热交换器》；•(4)GB12337《钢制球形储罐》；•(5)NB/T47041《塔式容器》；•(6)NB/T47042《卧式容器》；•(7)JB/T4734《铝制焊接容器》；•(8)JB/T4745《钛制焊接容器》；•(9)JB/T4755《铜制压力容器》；•(10)JB/T4756《镍及镍合金制压力容器》；•(11)NB/T47011《锆制压力容器》。•本规程指定采用的基础性标准称为本规程的引用标准，如介质标准、材料标准、方法标准、零部件标准等。释义1、1.8条明确了压力容器要符合相关产品标准的规定。2、1.9条原不符合本规程要求改为与本规程不一致或者本规程未作要求、可能对安全性能有重大影响的，技术评审批准后原试制、试用改为生产、使用。3、1.10原引用标准改为协调标准。•1.11监督管理•(1)国家质检总局和县级以上地方各级人民政府负责特种设备安全监督管理的部门(以下简称特种设备安全监管部门)负责压力容器安全监察工作，监督本规程的执行；•(2)压力容器设计、制造、安装、改造、修理、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。2材料•2.1材料通用要求•2.1.1基本要求•(1)压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、物理性能、工艺性能和与介质的相容性；•(2)压力容器材料的性能、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；•(3)压力容器材料制造单位应当在材料的明显部位作出清晰、牢固的出厂钢印标志或者采用其他可以追溯的标志；•(4)压力容器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、清晰并且印制可以追溯的信息化标志，加盖材料制造单位质量检验章；研讨题1、可追溯性问题。材料可以追溯，焊缝可以追溯，探讨其它方面是否也可以追溯？•(5)压力容器制造、改造、修理单位从非材料制造单位取得压力容器材料时，应当取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖了材料经营单位公章和经办负责人签字(章)的复印件；•(6)压力容器制造、改造、修理单位应当对所取得的压力容器材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责；•(7)非金属压力容器制造单位应当有可靠的方法确定原材料或者压力容器成型后的材质在腐蚀环境下使用的可靠性，必要时进行试验验证。•2.1.2境外牌号材料使用2.1.2.1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有在相似工作条件下使用实例的材料，其使用范围应当符合相应标准规范的规定；(4)压力容器制造、改造、修理单位应当对实物材料与材料质量证明书进行审查，并且对主要受压元件材料的化学成分和力学性能进行验证性复验，复验结果实测值符合本规程以及相应材料标准的要求后，方可投料使用；•2.1.2.2境内材料制造单位制造的钢板(带)•境内材料制造单位制造的境外牌号钢板(带)，应当符合本规程2.1.2.1的各项要求，并且应当制定企业标准。•2.1.2.3境外牌号材料选用•设计单位若选用境外牌号的材料，在设计文件中应当注明其满足2.1.2.1中的各项要求。释义1、压力容器专用钢板不涉及制造许可内容，因新特种设备目录不涉及专用钢板。2、材料质量证明书的内容增加了印制可以追溯的信息化标志的内容要求。3、境外牌号材料增加了在相似工作条件下的内容。4、材料质量证明书删除了材料标志的规定。5、材料复验结果明确了要符合本规程及相关材料标准的要求。6、境内材料制造单位制造的境外牌号钢板免除技术评审。•2.1.4材料投用和标志移植(1)压力容器制造、改造、修理单位应当保证所使用的压力容器材料符合本规程的要求，并且在材料进货检验时审查材料质量证明书和材料标志；(3)用于压力容器受压元件的材料在分割前应当进行标志移植，保证材料具有可追溯性。•2.1.5材料代用压力容器制造、改造、修理单位对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。释义1、I级锻件外观质量检查加抽检硬度，II级锻件外观质量检查加抽检硬度与力学性能，用于设计压力≥1.6MPa,III、IV级锻件外观质量检查加抽检硬度与力学性能、超声检查用于设计压力≥10.0MPa介质为高度极度危害介质及截面积尺寸大于300mm。2、IV级锻件目前质量不稳定要求进行复验3、材料复验内容包括逐张检查钢板表面质量和材料标志，按炉复验钢板的化学成份，按批复验钢板的力学性能、冷弯性能，当钢厂未提供钢板超声检测保证书时，应按本规程2.2.1.4条的要求进行超声检测复验。•2.2.1.2.2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(钢板、钢管和钢锻件)，其磷、硫含量应当符合以下要求：•(1)标准抗拉强度下限值小于或者等于540MPa的钢材，P≤0.030％、S≤0.020％；释义1、炉外精炼工艺；将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气体的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调，提高钢的质量。2、常用材料标准有：GB713-2014（锅炉和压力容器用钢板），GB3531-2014（低温压力容器用钢板），GB19189-2011（压力容器用调质高强度钢板），GB9948-2013（石油裂化用无缝钢管），NB/T47008-2010（承压设备用碳素钢和低合金钢锻件），NB/T47009-2010（低温承压设备用低合金钢锻件，NB/T47010-2010（承压设备用不锈钢和耐热钢锻件）等3、标准抗拉强度下限值小于或者等于540MPa的钢材代替原碳素钢和低合金钢的基本要求。4、现在P.S含量的规定不仅符合欧州标准，低温钢板锻件还优于欧州标准，nb由3.0改为2.7。•2.2.1.3力学性能•2.2.1.3.1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(kv)指标应当符合表2-1的规定。释义•侧向膨胀量：冲击试样背面的两侧由于冲击试验时所受的锤击，而产生侧向膨胀增量，LE大于等于0.53mm由ASME标准值引用。•增加了钢材标准抗拉强度下限大于690MPa的材料，主要用于核容器的用钢。•国内牌号的断后伸长率能满足，但国外牌号有些不能满足的，设计时要注意，增加了钢材标准抗拉强度下限大于680MPa的材料。•2.2.1.4钢板超声检测•2.2.1.4.1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)用于制造压力容器主要受压元件时，凡符合下列条件之一的，应当逐张进行超声检测：•(1)盛装介质毒性危害程度为极度、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)产品标准或者设计者要求逐张进行超声检测的。•2.2.1.4.2检测合格标准•钢板超声检测应当按照NB/T47013《承压设备无损检测》的规定进行。符合本规程2.2.1.4.1第(1)项至第(3)项的钢板，合格等级不低于Ⅱ级；符合本规程2.2.1.4.1第(4)项的钢板，合格等级按照相应产品标准或者设计文件的规定。•2.2.1.5超高压容器用钢专项要求释义1、厚度较薄时，板坯轧制成钢板的压缩比很大，总体质量较好，钢板标准的技术水平高，P、S含量也低，如Q345R厚度大于36mm才复验，具体见GB150.2中4.1.8表3。多层压力容器的层板近50年来从来未要求过进行超声检测。2、产品标准或者设计者要求逐张进行超声检测的设计委托单位不能提供介质中H2S含量时要复验。释义•1、断裂韧性；材料抵抗裂纹扩展断裂的韧性性能，表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标。•2、韧脆转变温度；当温度低于某一值时，材料由韧性状态转变为脆性状态。•3、超高压容器材料规格如；30CrNi5MoV,Ø273*70,Ø508*100。•2.2.5.1通用要求•压力容器用有色金属(铝、钛、铜、镍、锆及其合金等)应当符合以下要求：•(1)用于制造压力容器的有色金属，其技术要求符合产品标准的规定，如有特殊要求，需要在设计图样或者相应的技术文件中注明；•(2)压力容器制造单位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。•2.2.5.4钛和钛合金容器•钛和钛合金用于压力容器受压元件时，应当符合以下要求：•(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。•2.3非金属材料技术要求•2.3.1石墨压力容器材料•2.3.2纤维增强塑料压力容器材料3设计•3.1设计通用要求•3.1.1设计单位•(1)压力容器的设计单位必须具有与设计工作相适应的设计、审批人员，建立健全并且有效运行质量保证体系和管理制度，有专门的设计工作机构、场所；并且按照规定取得相应设计资质；•(2)设计单位及其主要负责人必须对压力容器的设计质量负责；•(3)设计单位应当对从事设计、审批的人员进行经常性的技术培训，保证其具备持续的专业设计能力；•(4)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向国家质检总局提供设计文件符合本规程基本安全要求的符合性申明及比照表；•(5)设计单位应当向设计委托方提供本规程3.1.4.1规定的设计文件。•3.1.2设计专用章•(1)压力容器的设计总图上，必须加盖设计单位设计专用印章(复印章无效)，已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力容器；•(2)压力容器设计专用章中至少包括设计单位名称、主要负责人、技术负责人等内容。•3.1.3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。•3.1.4设计文件•3.1.4.1设计文件的内容•(1)压力容器的设计文件包括风险评估报告(需要