劳动安全卫生与监察

各省、自治区、直辖市劳动(劳动人事)厅(局):

为了搞好超高压容器安全监察和管理工作,现颁发《超高压容器安全监察规程》(试行),自1994年6月1日起施行。请组织有关人员学习,采取切实措施贯彻执行。执行中有何问题,请及时告我部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局。

超高压容器安全监察规程(试行)

第一章 总则

第一条 为了加强超高压容器的安全监察,保证安全运行,保护人民生命和财产的安全,促进社会主义建设事业的发展,根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定,制定本规程。

第二条 本规程是对超高压容器安全的基本要求。超高压容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等单位,必须遵守《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定,并满足本规程的要求。

各级主管部门对本规程负责贯彻执行;各级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构负责监督检查。

第三条 本规程适用于同时具备下列条件的超高压容器:

1.最高工作压力大于等于100MPa小于等于1000MPa;设计温度为零至425℃;

2.内直径大于等于100mm;

3.介质为气体或气—液体。

本规程不适用下列超高压容器:

1.军事装备用的超高压容器;

2.机器上非独立的超高压部件(如超高压压缩机、超高压泵的缸体等)。

本规程超高压容器的范围划定如下:

1.与外部管道、装置连接的:螺纹连接的第一个螺纹接头;法兰连接的第一个法兰密封面;专用连接件、管道连接的第一个密封面。

2.超高压容器开孔部分的承压盖及其紧固件。

第四条 研制和开发超高压容器产品,其有关技术要求与本规程的有关规定不一致时,应在试验研究的基础上,提出结论性报告,并经省级以上(含省级,下同)主管部门和劳动部门审查批准,然后向劳动申请试制、试用。经一定时期的验证,证明满足安全要求,经省级以上主管部门组织技术鉴定并得到认可,由劳动部锅炉压力容器安全监察机构进行制造审查,取得相应制造资格之后,方可投入正式制造。

第五条 超高压容器产品设计、制造应符合相应国家标准、行业标准的要求;尚无相应的国家标准或行业标准的,应符合全国标准化专业委员会认定的有关标准。否则,不得进行超高压容器产品的设计和制造。

第六条 进出口超高压容器的管理按国家商检局和原劳动人事部颁发的《中华人民共和国进出口锅炉压力容器监督管理办法》执行。

第七条 本规程采用的主要术语的含义

1.超高压容器

系指设计压力大于等于100MPa的压力容器。

2.最高工作压力

系指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力。

3.设计压力

系指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力(即标注在铭牌上的容器设计压力),其值不得小于容器使用时的最高工作压力。

4.试验压力

系指耐压试验压力。

5.设计温度

系指容器处于正常操作状态,在相应设计压力下,设定的受压元件材料温度,其值不得低于金属元件可能达到的最高温度。

6.主要受压元件

包括筒体、端盖、卡箍、螺塞、堵头、螺纹连接件等。

7.爆破片(帽)的标定爆破压力

系指爆破片(帽)经过爆破试验标定符合设计要求的爆破压力。当爆破试验合格以后,其值取该批爆破片(帽)规定抽样数量的试验爆破压力的算术平均值。

8.高温条件

系指设计温度大于250℃的条件。

9.爆破安全系数

系指用爆破失效准则导出的容器理论爆破压力除以容器的设计压力所得的数值。

10.初始屈服安全系数

系指容器理论初始屈服压力除以容器的设计压力所得的数值。

第二章 材料

第八条 超高压容器用材料应符合相应的国家标准、行业标准的规定。材料生产单位必须保证材料质量,并按规定提供由质量检验部门盖章确认的质量证明书(原件)。材料生产单位应在材料指定部位或其他明显的部位作出清晰、牢固的材料标记。

第九条 制造超高压容器的锻件的技术要求、试验方法和检验规则应符合国家标准或行业标准规定,同时应满足本规程的要求。

第十条 制造超高压容器的锻件用钢应采用碱性电弧炉初练和钢包精炼炉冶炼、碱性平炉(或电炉)及钢包真空处理加喷粉或电渣重熔精炼。也可采用其它更先进的冶炼方法。锻件化学成分中磷、硫含量均应小于等于0.015%,并严格控制钢中的气体(如氢、氧、氮等)、有害杂质(如铜、钛等)及有害痕量元素(如砷、锡、锑、铅、铋等)的含量。

第十一条 制造超高压容器主要受压元件的锻件,应由锻件生产单位提供常温力学性能,包括屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、夏比(V型缺口)冲击力、断裂韧性和50%纤维断口转变温度(FATT)。

要求伸长率(δ5)大于等于12%;断面收缩率大于等于35%;夏比(V型缺口)冲击功大于等于34J,断裂韧性Klc大于等于120MPam。当改变冶炼、锻造或热处理工艺时,应提供锻件的K1c和FATT值。当设计温度超过250℃时,还应提供设计温度下的屈服强度、拉伸强度、伸长率、断面收缩率。

力学性能的试样应取自经性能热处理后的锻件的冒口端,端部应切除至少2/3壁厚的余料,试样取样位置为试样中心线距表面1/2壁厚处。取样方向应为横向。对于无法取横向试样的,可用纵向试样数据代之,但应乘以该材料横向和纵向数据的比值,并满足本规程的要求。

第十二条 制造超高压容器主要受压元件的锻件应按GB226《钢的低倍组织缺陷及酸蚀试验法》进行低倍组织检查,不允许存在裂纹、白点、气孔、夹渣等缺陷,并按GB1979《结构钢低倍组织缺陷评级图》评级,要求一般疏松不超过2级,偏析不超过2级。

第十三条 制造超高压容器主要受压元件锻件的锻造比应不小于3,对于经电渣重熔冶炼的钢锭,其锻造比可不小于2。锻件性能热处理(正火、淬火和回火)后应进行力学性能检验、硬度测定、晶粒度及非金属夹杂物检查。锻件晶粒度按GB6394《金属平均晶粒度测定法》检验应为5级或5级以上。非金属夹杂物按GB10561《钢中非金属夹杂物显微评定法》检验,硫化物类小于等于2级,氧化物类小于等于2级,二者之和小于等于3.5级。

第十四条 采用新研制的钢种制造超高压容器,必须具有完整的技术评定文件,报劳动部锅炉压力容器安全监察机构同意。技术评定文件应包括:

1.钢种生产单位具备的冶炼、锻制、热处理、检测等设备情况。

2.钢种的化学成分设计的技术依据。

3.根据使用要求,按标准试验方法进行力学性能试验的数据:

(1)常温拉伸试验;

(2)夏比(V型缺口)常温冲击试验;

(3)高温拉伸试验(使用温度在室温以下的除外),试验温度为100~420℃;

(4)50%纤维断口转变温度(FATT);

(5)断裂韧性值;

(6)热处理、冷热成形对钢材力学性能(强度、塑性、韧性)影响的试验(根据超高压容器制造工艺确定);

4.钢种的耐腐蚀试验(仅对耐腐蚀用途的钢种)报告;

5.钢种的物理性能试验:测定钢的相变点、弹性模量、线膨胀系数等物理参数;

6.钢种试制技术条件。

第十五条 超高压容器若采用国外材料制造时,应符合以下要求:

1.所选用的材料应是超高压容器用钢,其使用范围及各项性能应不低于本规程规定且应符合国外相应标准的规定,同时应附有质量证明书,并向劳动部锅炉压力容器安全监察机构备案。

2.制造单位首次使用前,应进行有关试验与复验,满足设计和使用要求后,方能投料制造。

第三章 设计

第十六条 超高压容器的设计单位,应持有经国务院主管部门批准,并报劳动部锅炉压力容器安全监察机构备案的超高压容器设计单位批准书。否则,不得设计超高压容器。

第十七条 超高压容器的筒体结构应满足强度设计要求。同时,应保证制造的工艺性、制造质量的可检查性和使用的安全性。

第十八条 超高压容器的设计压力不得低于最高工作压力。装有爆破片(帽)的超高压容器,爆破片(帽)的标定爆破压力应不大于容器的设计压力。

第十九条 超高压容器的设计温度不得低于工作时的最高壁温,且不得超过器壁材料的蠕变温度。

第二十条 对存在腐蚀、冲蚀的超高压容器主要受压元件,应适当增加厚度附加量。

第二十一条 超高压容器的设计单位,应向用户(制造单位或使用单位)提供设计图样,主要受压元件的强度计算书,设计、安装(使用)说明书及产品技术条件。

第二十二条 超高压容器的设计总图(蓝图),必须盖有超高压容器设计资格印章。设计资格印章中应注明设计单位名称、技术负责人姓名、《压力容器设计单位批准书》编号及批准日期。

设计总图上应有设计、校核、审核人员的签字,并由设计单位总工程师或超高压容器设计技术负责人批准。

第二十三条 超高压容器的设计总图上,应注明下列内容:

名称、类别;

主要受压元件的材料牌号(总图上的部件材料牌号见部件图)和主要尺寸;

设计温度;

设计压力;

最高工作压力;

介质名称及特性;

容积;

净重与总重;

厚度附加量;

耐压试验要求(包括试验压力、介质等);

检验要求(包括探伤方法、比例、合格标准等);

对包装、运输、安装的要求(必要时);

其它特殊要求。

第二十四条 超高压容器的筒体强度设计,包括静载强度设计、应力分析校核和疲劳设计计算(当承受重复载荷、频繁间歇操作或周期性变化载荷时)。

第二十五条 超高压容器筒体静载强度设计,应保证在设计压力下不发生塑性破坏,当材料具有各向异性时,须以低强度方向的强度作为设计基准。

第二十六条 超高压圆筒容器的爆破压力可按材料的拉伸试验数据或按材料的扭转试验数据进行计算,其计算见附件(一)。

超高压圆筒容器设计压力和壁厚计算见附件(二)。

第二十七条 超高压容器的爆破安全系数值,当按材料的拉伸试验数据计算爆破压力时,应取大于等于3;当按材料的扭转试验数据计算爆破压力时,应取大于等于2.7。超高压容器的初始屈服安全系数应取大于等于1.5。

第二十八条 对超高压容器主要受压元件的开孔部位、过渡区、螺纹退刀槽等应力集中部位,应进行应力分析(含热应力)计算,其一次、二次、峰值应力值应不超过有关技术文件(标准或技术资料)规定的许用应力。

计算文件应取得设计单位总工程师或超高压容器设计技术负责人批准。

第二十九条 承受重复载荷、频繁间歇操作或周期性变化载荷的超高压容器,必须根据容器运行工况、应力水平(包括应力集中部位),确定容器抗疲劳载荷能力。必要时,必须作出容器结构的疲劳设计试验曲线,并算出疲劳寿命。

第四章 制造

第三十条 超高压容器制造单位必须持有劳动部颁发的制造许可证,并按批准的品种范围制造。

第三十一条 制造单位必须严格按照设计图样和技术条件制造。对设计的修改和主要受压元件材料的改变,必须事先取得设计单位的修改设计证明文件,对改动部位应有详细记载,并存档备案。

第三十二条 制造单位对外协的超高压容器筒体锻件,应逐件进行复验。复验的项目包括:化学成分、力学性能、低倍、金相(组织、晶粒度、夹杂物)和无损检测(超声、磁粉或渗透)。对外协的其它主要受压元件锻件应有齐全的材料质量证明书和检验报告。

第三十三条 筒体热处理后,应在筒体外壁上均布划出5个与筒体轴线相垂直的环线,在每个环线上均布取4点,做硬度检查。硬度值应符合设计图样或标准的规定,硬度最高值与最低值差(△HB),环线间各点应不大于40;同一环线上各点不大于20。

第三十四条 超高压容器的无损检测

1.超高压容器的无损检测应符合本规程的有关规定,并满足有关标准、设计图样和技术文件的要求。

2.无损检测人员应按照劳动部颁发的《锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核规则》进行考核,取得Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书,并具有压力容器锻件的无损检测经验。超声检测报告应由取得Ⅰ级资格证书者复核后签发。

3.超高压容器的筒体在制造期间(耐压试验之前),至少应做两次100%的超声检测(性能热处理前后各一次),其中一次须同时做纵、横波检测。其它主要受压元件应做一次100%的超声检测。筒体表面应做100%的磁粉或渗透检测。

4.超声检测验收要求:

(1)筒体超声检测灵敏度为φ2mm当量直径,不允许有超过φ3mm当量直径的单个缺陷或φ2mm和超过φ2mm当量直径缺陷密集区存在;在筒体内壁和开孔部位沿边缘50mm厚度范围不允许有大于等于φ2mm当量直径单个缺陷存在。

(2)其他主要受压元件超声检测灵敏度为φ3mm当量直径,不允许有超过φ6mm当量直径的单个缺陷或φ4mm和超过φ4mm当量直径缺陷密集区存在。

(3)可采用其他不同的超声检测方法,但验收要求不得低于本规程规定。

注:缺陷密集区:系指当荧光屏扫描线上相当于50mm的声程范围内同时有5个或5个以上的缺陷反射信号;或者在50×50mm的探测面上发现同一深度范围内有5个或5个以上的缺陷反射信号。

5.磁粉(或渗透)检测要求:

(1)不允许有裂纹、白点和气孔等缺陷存在。不允许存在长度大于2mm的线性缺陷或直径大于4mm的圆形缺陷显示。

(2)发现4个或4个以上呈线状分布的线性或圆形缺陷,且其相领缺陷首尾相距不超过1.6mm时,则为不合格件。

注:线性缺陷指长度与宽度之比大于3,且长度尺寸大于或等于1.6mm的缺陷。

圆形缺陷指长度与宽度之比等于或小于3,且长度尺寸大于或等于1.6mm的缺陷。

6.制造单位应认真做好无损检测的原始记录,准确详细填发报告,有关报告和资料保存期限不应少于7年。

第三十五条 超高压容器筒体精加工后内壁表面及密封面粗糙度Ra一般应小于或等于0.8μm(经设计单位同意后可取1.6μm),外壁表面粗糙度应小于或等于6.3μm。盲孔型超高压容器的筒体内壁表面形状突变部位应圆滑过渡,且粗糙度Ra应小于或等于3.2μm。

第三十六条 不得对超高压容器的锻制受压元件施行焊接。

第三十七条 超高压容器加工完毕应进行耐压试验,试验场地应有可靠的安全防护设施,且须经单位技术负责人和安全部门检查认可,试验期间无关人员不得在试验场地停留。

第三十八条 超高压容器的耐压试验:

1.耐压试验压力Pt按下式计算:

耐压试验压力PT按下式计算:

式中P-超高压容器的设计压力,Mpa(对在用超高压容器一般可取最高工作压力);

[σ]-试验温度下材料的许用应力,Mpa;

[σ]-设计温度下材料的许用应力,Mpa

η-耐压试验压力系数,可取η=1.10~1.25(设计压力高时取低值,设计压力低时取高值,一般取1.12,但PT值不应超过1.5p)。

2.耐压试验一般可采用煤油和变压器油混合液作为试验介质或采用设计图样要求的试验介质。试验场地附近不得有火,且应配备适用消防器材。

3.耐压试验时容器壁温和耐压试验用介质温度应为不致引起压力容器发生脆性破坏的温度,一般不低于15℃。

4.应先将容器充满液体,使滞留在容器内的气体排净。容器外壁表面应保持干燥,待容器壁温与液体温度接近时,才能缓慢逐级升压至设计压力,每级保压3~5分钟,确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力,根据容器容积大小保压10~30分钟,然后将压力降到设计压力保压进行检查,保压时间不少于30分钟。检查期间压力应保持不变,不得采用连续加压方法维持试验压力不变,确认无泄漏后再按升压级差缓慢逐级卸压。升压或降压时每级保压时间内,压力读数应保持不变,不得带压调整紧固件。

5.耐压试验要安装两个量程相同、经校验合格的压力表,并应装在试验装置上便于观察的位置。

6.耐压试验后应及时将试验介质排净,并将容器内外表面清理干净,不得有锈痕。

第三十九条 超高压容器耐压试验符合下列要求为合格:

1.无渗漏;

2.无可见的异常变形;

3.试验过程中无异常响声;

4.设计有要求时,应测量容器筒体外径的残余变形(在距端部1/4、1/2和3/4筒体长度处测量)其值不应超过0.05mm。

5.耐压试验后必须对筒体进行复核性无损检测。

第四十条 超高压容器出厂时,必须配备爆破片(帽)装置及其使用说明书。其他安全附件根据用户要求提供。制造单位应向用户提供以下技术文件和资料:

1.竣工图样(如在原蓝图上修改,则必须有修改人、技术审核人确认标志)和主要受压元件的强度计算书;

2.产品质量证明书(参见附件三);

3.产品安全质量监督检验证书(已实施监检的产品,下同);

4.设计、安装(使用)说明书。

第四十一条 制造单位应提供产品铭牌。未装产品铭牌的超高压容器不能出厂。产品铭牌上至少应注明:制造单位名称,制造许可证编号,制造年月,容器名称、类别,产品编号,设计温度,设计压力,最高工作压力,容器净重等。

在产品铭牌附近应装设《压力容器注册铭牌》并应符合《压力容器使用登记管理规则》的规定。

第五章 使用与管理

第四十二条 使用超高压容器单位的技术负责人(主管厂长或总工程师),必须对超高压容器的安全、技术管理负责。应指定具有超高压容器技术知识的工程技术人员负责安全、技术管理工作。

第四十三条 使用超高压容器单位的安全、技术管理工作主要包括:

1.贯彻执行本规程和有关的超高压容器安全技术规范;

2.编制超高压容器的安全管理规章制度;

3.参加超高压容器安装的验收和试车;

4.检查超高压容器的运行和安全附件的校验情况;

5.超高压容器的检验、修理和报废等技术审查;

6.制订超高压容器的年度定期检验计划,并负责组织实施;

7.向主管部门和当地劳动部门报送当年超高压容器数量的变动情况的统计表。超高压容器定期检验计划的实施情况,存在的主要问题等;

8.超高压容器事故的调查分析和报告;

9.超高压容器使用登记及技术资料管理;

10.对检验和操作超高压容器的人员进行安全技术培训和管理。

第四十四条 超高压容器的使用单位,必须建立超高压容器技术档案,其内容包括:

1.超高压容器登记卡(见附件二);

2.超高压容器的设计技术文件,包括设计图样、主要受压元件的强度计算书、设计、安装及使用说明书等;

3.超高压容器制造、安装技术文件和有关资料,包括竣工图样,产品质量证明书,超高压容器产品安全质量监督检验证书等;

4.定期检验的技术文件和资料(含检验、检测、修理记录);

5.安全附件校验、修理、更换记录;

6.生产操作记录;

7.有关事故的记录资料和处理报告。

第四十五条 超高压容器的使用单位,在超高压容器投入使用前应按劳动部颁发的《压力容器使用登记管理规则》的要求,向省级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构申报和办理登记手续。

超高压容器的安全状况等级按本规程第六十一条规定办理。

第四十六条 超高压容器的使用单位,应在工艺操作规程和岗位操作规程中,明确提出超高压容器安全操作要求,其内容至少包括:

1.超高压容器的操作工艺参数(含最高工作压力、最高工作温度、介质);

2.超高压容器的岗位操作法(含开、停车的操作程序和注意事项);

3.间歇操作的超高压容器,间歇检查的规定与要求,如有必要,应规定防腐要求;

4.超高压容器运行中应重点检查的项目和部位,运行中可能出现的异常现象的防止措施。

第四十七条 超高压容器发生下列异常现象之一时,操作人员应立即采取紧急措施,并按有关规定的报告程序及时向本单位安全部门报告。

1.超高压容器的工作压力、介质温度或筒体壁温超过许用值,采取措施仍不能得到有效控制;

2.安全附件失效;

3.主要受压元件发生变形、密封泄漏,难以保证安全运行;

4.紧固元件损坏程度达到危及安全运行;

5.超高压容器本身或与其连接的管道发生严重振动,危及安全;

6.发生火灾,直接威胁到超高压容器的安全运行;

7.出现其他异常现象,操作人员认为有必要采取紧急措施的。

第四十八条 超高压容器使用单位应对超高压容器操作人员进行安全教育和考核,操作人员应持操作证上岗。

第四十九条 超高压容器内部有压力时,不得进行任何修理、紧固或拆卸工作。

超高压容器需要修理时,使用单位必须委托具有超高压容器制造许可证或经省级以上劳动部门锅炉压力容器安全监察机构批准的单位承担。

修理后的结构强度要保证满足超高压容器的安全使用要求。

第五十条 超高压容器的使用单位,应针对使用管理中的主要环节,编制超高压容器的使用管理规定。其内容至少应包括:

1.到货后至安装前的维护、保护规定;

2.安装、拆卸的操作规程;

3.登记、建档的管理规定;

4.定期检验规定;

5.修理、过户管理规定;

6.事故登记、报告、处理规定;

7.报废、更换规定;

8.停用时的封存、保养规定;

9.安装超高压容器的安全措施,如防爆墙、隔离屏等。

第六章 定期检验

第五十一条 超高压容器使用单位必须安排超高压容器的生产周期间检查和定期检验工作。并将超高压容器的检验计划报上一级主管部门和省级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构。劳动部门锅炉压力容器安全监察机构负责督促检查。

第五十二条 间歇操作的超高压容器,生产周期的检查工作,由使用单位负责实施。

第五十三条 超高压容器的定期检验分为:外部检查、内外部检验和耐压试验。

外部检查:指由专业人员在超高压容器运行中的定期在线检查,检查工作由使用单位的安全技术部门负责实施,检查人员应经使用单位的技术负责人批准。外部检查报告书由检查人填写、签字,并存档备查,外部检查报告书格式由使用单位制定。

内外部检验:指由有资格的检验单位,在压力容器停机时的检验。检验单位必须取得劳动部门颁发的锅炉压力容器检验资格和劳动部锅炉压力容器安全监察机构的超高压容器检验许可批件。检验人员应持有R2级检验员证书。无损检测人员应持有劳动部门颁发的Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书。超声检测报告应由取得Ⅰ级资格证书者复核后签发。

耐压试验:指在停机时所进行的超过最高工作压力的液压试验。由有资格的检验单位负责,使用单位协助配合实施。

第五十四条 超高压容器的定期检验周期应根据超高压容器的技术状况和使用条件确定,一般情况下规定为:

1.外部检查:每年至少一次;

2.内外部检验:每3~6年至少进行一次;

3.耐压试验:每10年至少进行一次(应在内外部检验后进行)。

第五十五条 有下列情况之一的,超高压容器内外部检验周期应缩短:

1.介质对器壁的腐蚀情况不明,设计者所确定的腐蚀数据不准确;

2.首次检验;

3.使用环境恶劣;

4.使用超过15年,经技术鉴定并和检验单位协商,确认不能按正常检验周期使用;

5.使用单位或检验单位由于其他原因认为应缩短周期。

第五十六条 超高压容器经内外部检验后,有下列情况之一的,必须进行耐压试验:

1.更换和修理