第三节 化工容器与设备有关标准规范简介
为了确保压力容器和化工设备的安全运行，世界各国都制订了一系列有关的规范和标准。在材料、设计、制造、使用、检验等方面提出了明确的基本要求。
一、常用材料标准
由于化工生产工艺条件的多样性，化工容器及设备所用材料范围广、品种多、既有金属材料，又有非金属材料。其中金属材料使用较多，尤以钢材为甚。现将常用的钢板和钢管标准作一简介。
1.钢板
化工容器多采用钢板卷焊而成。常用的钢板及标准有以下几种。
（1）碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带（GB/T 912—2008，T表示推荐标准）
该标准规定了厚度不大于4mm的碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板及钢带的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则等。
（2）碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带（GB 3274—2007）
该标准通过引用GB/T 700—2006和GB 1591—2008规定了碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带的技术条件。适用于厚度为4～200mm的普通碳素结构钢热轧厚钢板和厚度为4～25mm的热轧钢带。
（3）不锈钢热轧钢板（GB 4237—2007）
该标准适用于一般用途的耐腐蚀的热轧钢板。规定了奥氏体型、奥氏体-铁素体型、马氏体型三个类别48个牌号的不锈钢热轧钢板的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则、包装标法及质量证明书等内容，在各类不锈钢中，含铬量18%、含镍量8%～9%的18-8型奥氏体不锈钢，因其具有优良的耐蚀性能和良好的塑性、冷变形能力及可焊性，得到广泛的应用。
（4）锅炉和压力容器用钢板（GB 713—2014）
该标准适用于中、常温压力容器受压元件用厚度为6～120mm的钢板。它规定了20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR七种压力容器钢板的尺寸、外形、技术要求（包括化学成分、冶炼方法、交货状态、力学和工艺性能、超声波探伤检查、表面质量等）、试验方法、检验规则、包装标法和质量证明书等内容。
2.钢管
钢管在化工机械装备中应用较多。如各种接管和流体输送管道，换热器的换热管、小型设备的筒体等。应用较多的钢管品种有以下几种。
（1）输送流体用无缝钢管（GB 8163—2008）
该标准适用于输送流体用一般无缝钢管。它规定了10、20、09MnV、16Mn四种材质制造的钢管尺寸、外形及重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装标志、质量证明书等内容。需方还可就重量允许偏差、扩口试验、冷弯试验、表面涂层、取样数量和试验方法提出附加要求。
（2）石油裂化用无缝钢管（GB/T 9948—2013）
该标准规定了石油裂化用无缝钢管尺寸外形、技术要求、试验方法、检验规则、包装标法和质量证明书等内容。它适用于石油炼制厂的炉管、热交换管和管道用无缝钢管。选定的材料有优质碳素钢10、20，合金钢12CrMo、15CrMo，耐热钢1Cr2Mo、1Cr5Mo，不锈钢1Cr19Ni9、1Cr19Ni11Nb。
（3）化肥设备用高压无缝钢管（GB/T 6479—2013）
该标准适用于工作温度为-40～400℃、工作压力为10～32MPa的化工设备和管道用优质碳素钢和合金钢的无缝钢管。规定了优质碳素钢10、20g和合金钢16Mn、15MnV、10MoWVNb、12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo、12Cr2Mo九种材质钢管的尺寸、外形及重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装质量、质量证明书等内容。
（4）高压锅炉用无缝钢管（GB/T 5310—2008）
该标准适用于制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉、管道等用的优质碳素结构钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。规定了高压锅炉用无缝钢管的尺寸、外形及重量、技术要求、检验规则、包装标志和质量证明书等内容。高压锅炉用无缝钢管，有14种材料品牌。其中20g、12CMog、15CrMog和12Cr2Mog可用于化肥设备。
二、压力容器规范简介
现代化工生产的技术不断进步，而操作条件则越来越苛刻。介质温度从深冷到高温，压力从真空到超高压，且大多为易燃、易爆、有毒、有腐蚀的物质。一旦发生事故，其后果往往不堪设想。这就使得化工生产的安全问题比其他行业更为突出。为了保证化工容器及设备的安全运行，许多国家都先后成立了各种研究机构，从事压力容器的研究工作，制订了许多技术规范。如美国机械工程协会制订的《锅炉和受压容器规范》（简称ASME规范）、苏联国家锅炉监察委员会制订的《锅炉监察手册》、英国制订的《非直接火焊制受压容器规范》（简称BS规范）、联邦德国制订的《受压容器规范》（简称AD规范）、日本制订的《压力容器标准》（简称JIS标准）等。中国也非常重视这方面的探索和研究。早在1958年，就由原化工部制订了管法兰等一系列标准，1959年颁布了《多层高压容器设计与检验规程》，1960年又颁发了《石油化工设备零部件标准》。在此基础上，由原石油部、原化工部和一机部于1977年联合制订了《钢制石油化工压力容器设计规定》，使压力容器的设计、制造、检验工作有规可循。为了加强对压力容器的监督和管理，国家劳动总局于1981年颁发了《压力容器安全监察规程》。除此之外，各有关行业部门也相继制订了许多有关压力容器的部颁标准和行业标准。特别是在1989年制订了有关压力容器的第一部国家标准《钢制压力容器》（简称GB 150），使中国的压力容器设计、制造、检验、验收、包装、运输等工作走上了规范化的轨道。这些规范的制订和实施，提高了压力容器的设计水平和制造质量，促进了安全生产，减少了安全事故。
现对国内外有关压力容器的重要规范做一简单介绍。
1.美国ASME规范
ASME规范共有11卷22册，包括锅炉、压力容器、核动力装置、焊接、材料、无损检测等内容。它是一部封闭型的成套标准，自成体系、无需旁求，篇幅庞大、内容丰富，全面包括了锅炉与压力容器质量保证的要求。
ASME规范中与压力容器设计有关的主要是第Ⅷ篇《压力容器》，共有3个分篇。第1分篇《压力容器》，属于常规设计标准，适用于压力小于20MPa的压力容器。它以弹性失效准则为依据，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。第2分篇《压力容器—另一规则》，采用的是分析设计标准。它要求对压力容器各区域的应力进行详细的分析，并根据应力对容器失效的危害程度进行应力分类，再按不同的设计准则分别予以限制。第3分篇《高压容器另一规则》主要适用于设计压力不小于70MPa的高压容器。它不仅要求对容器零部件作详细的应力分析和分类评价，而且要求作疲劳分析和断裂力学评估，是一个到目前为止要求最高的压力容器规范。
美国ASME规范是世界上制订最早（1915年）、最完备的压力容器规范。其他国家大多参照ASME规范，结合本国实际情况制订各自的压力容器规范。
2. GB/T 150《压力容器》
GB/T 150《钢制压力容器》是中国第一部压力容器国家标准，现行为2011年版，代号中T为推荐标准。它的基本思路与ASME第1分篇相同，但它结合了中国成功的使用经验，吸收了先进技术和各国同类标准的先进内容。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的允许使用温度确定，从-269℃到钢材的蠕变极限温度。
GB/T 150主要考虑了容器承受的静载荷，也考虑了风载荷和地震载荷的作用。它不适用于下列容器：直接用火焰加热的容器；核能装置中的容器；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室；经常搬运的容器；设计压力低于0.1MPa的容器；真空度低于0.02MPa的容器；内径小于150mm的容器；要求作疲劳分析的容器等。
GB/T 150的技术内容包括通用要求，材料，设计，制造、检验和验收等四部分组成。
GB/T 150是以第一强度理论为设计准则的，将最大主应力限制在许用应力之内，与ASMEⅧ-1不同之处在于以极限强度为基准的安全系数，我国取nb=3，而ASMEⅧ-1取nb=4。另一个不同之处是GB/T 150对局部应力参照应力分析设计法作了适当处理，采用第三强度理论，允许一些特定的局部应力值超过材料的屈服点。
3. JB 4732《钢制压力容器——分析设计标准》
该标准是基于塑性失效准则分析的设计标准，其基本思路与ASMEⅧ-2相同。与GB/T 150相比，所设计的容器厚度较薄，重量较轻，一般可节约材料20%～30%。但对容器的材料、制造、检验、质量等提出了更严格的要求。设计者可选择GB/T 150和JB 4732中的任一个作为所遵循的规范，但不能将二者混用。
4.《压力容器安全技术监察规程》
中国制订的GB/T 150和JB 4732等规范在主体上都是以设计为主的规范，它不同于包含了质量保证体系的ASME规范。为了保证压力容器的安全运行，中国于1990年在《压力容器安全监察规程》的基础上制订颁布了《压力容器安全技术监察规程》。并由法定的压力容器安全检验机构（现为国家质量技术监督局），根据压力容器产品所使用的标准及有关技术法规来控制、监督压力容器的设计、制造、检验等各个环节。因此，压力容器标准和安全技术法规同时实施，就构成了我国压力容器产品完整的国家质量标准和安全管理法规体系。
《压力容器安全技术监察规程》的适用范围是同时具备下列条件的压力容器。
①最高工作压力（pw）大于等于0.1 MPa（不含液体静压力）；
②内直径（非圆形截面指截面最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3；
③介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。同时，该规程还明确规定了9种不能适用的压力容器。
5.压力容器设计与制造的有关规则
为了保证压力容器的设计水平和制造质量，确保压力容器的安全运行，国家劳动和社会保障部根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》，对压力容器的设计与制造分别制订了《压力容器设计单位资格管理与监督规则》和《压力容器制造单位资格认可与管理规则》。
（1）《压力容器设计单位资格管理与监督规则》
该规则有7章正文、6个附件、3个附表。其主要内容有：适应范围、设计单位的条件、各级设计人员应具备的条件、设计单位申请的程序和资格审查、设计单位的审批和备案、设计单位批准书的更换、主管部门对设计单位的管理和监督检查等。
（2）《压力容器制造单位资格认可与管理规则》
该规则有正文6章，附件13个。其主要内容有：压力容器制造许可证、制造单位的条件、质量保证体系及机构与管理标准、质保体系人员条件、制造单位资格认可的程序、压力容器制造许可证的发放与更换、对制造单位的管理与监督等。