论我国压力容器标准/法规、ASME规范和PED指令/EN 标准对材料规定的差别
Comparative Analysis the Difference of Material Provisions on Pressure Vessel among Chinese Standards / Regulations, ASME Codes and PED Instructions / EN Standards
(节选)

李小芳Li Xiaofang
杭州杭氧股份有限公司Hangzhou Hang Yang Co., Ltd.

本文主要从材料的选择、制造和用途等方面对我国压力容器标准/法规、ASME规范和PED指令/EN 标准进行了对比分析,详细描述和分析了三个标准体系相关标准对材料控制的相互对应关系和主要差别,旨在和有关人士共同探讨如何深入理解和使用ASME规范、PED 指令/EN 标准中有关材料控制的有关规定。
This article analyses and compares the Chinese pressure vessel standards/regulations, ASME Codes and PED/EN standards in respect of the choosing, fabrcation & using of the materials, and particularly analyses and describes the relationship and differences between material specifications among these three systems, to discuss how to promote the understanding and the applying of related material specifications of these three systems.

压力容器、材料控制、ASME规范、PED指令、比较分析
Pressure vessel,Material control,ASME Codes,PED directive Analysis

  压力容器用材料的选择、制造、采购、验收等环节是压力容器制造质量保证体系的重要组成部分,所以在我国压力容器标准(如GB150-1998《钢制压力容器》、JB4734-2002《铝制焊接容器》等)、《压力容器安全技术监察规程》、《ASME锅炉及压力容器规范》和PED指令/EN 标准中均有大量的篇幅对材料问题作出规定。
《压力容器安全技术监察规程》(以下简称《容规》)是我国压力容器安全管理和安全技术监督的基本要求,有关压力容器的技术标准(包括国家标准、行业标准、企业标准等),其他部门的规章、企事业单位的规定等如与《容规》相抵触时,应以《容规》为准。《容规》中对材料的规定可以认为是对有关压力容器标准更为严格的补充。例如,GB150-1998《钢制压力容器》是我国现行的强制性国家标准,钢制压力容器的设计、制造、检验与验收等环节应按照标准执行。GB150-1998第四章对钢板、钢管、锻件、螺栓、螺母等制造压力容器用材料做了具体的规定。JB4734-2002《铝制焊接容器》是我国现行的强制性行业标准,铝制压力容器的设计、制造、检验与验收等环节应按照标准执行。JB4734-2002《铝制焊接容器》对铝板、铝管、锻件等制造铝制压力容器用材料做了具体的规定。
美国ASME锅炉及压力容器规范是由美国机械工程师学会(ASME)的锅炉及压力容器委员会(BPVC)制定的,是世界上应用最早的标准之一,现已被公认为世界上技术内容最为完整、应用最为广泛的压力容器标准。ASME规范第二卷是制造ASME压力容器用材料标准的汇总,ASME第VIII卷等产品卷对材料的选择和使用做了规定。
欧盟于1997年5月29日通过了97/23/EC指令,即关于压力装置的PED指令,PED指令已强制实施, 现承压设备及材料在欧盟市场销售的唯一条件是获取PED认证。在PED指令中明确规定了压力设备的设计、材料、制造、检验与验收等方面的要求。
这三个标准、规范形成了我国压力容器标准、ASME、PED三个体系,在对压力容器用材的标准、牌号及要求方面有许多不同之处。主要有以下几个方面:
一、由于我国压力容器标准、ASME、PED体系上的不同,对于材料的选择、制造、使用上就有很大的区别。
在三个体系的组织机构中,ASME、PED没有把“设计”作为独立的一方,规范中提及的“设计”是作为压力容器建造方工作的一个环节,设计是容器制造厂工作内容的一部分,而不是建造方以外的另一方,但必须分别取得ASME授权检验师、欧盟Notify Body的审查认可。我国《容规》中明确地把“设计”作为独立于制造的一方,实行设计许可证制度,规定了设计单位的职责。
在PED 97/23/EC指令中明确了可使用材料的三种情况:
按欧共体协调标准制造的材料。协调标准是指根据欧盟委员会的要求,按照1983年3月27日欧盟理事会的欧盟189/83指令的制定技术标准和规范(1)的程序以及总则,被制定标准的机构的一方或另一方或双方采用的技术规范(欧盟标准或协调标准文件);
2.经欧共体体批准的材料。PED指令中要求压力容器的制造需要使用安全的原材料; 鉴于在缺乏协调标准时,可采用欧盟的材料批准程序。在PED指令第十一条中明确了材料批准的方法和步骤:
欧共体对材料的批准,应当应一个或几个材料或设备的制造商的请求,由指定的其中一个受理机构来颁发。受理机构应当确定进行或者安排适当的检验和试验,以此证明该类材料是否符合准则的要求,如果确认材料在1999年11月29日前能够安全使用,则在验证该合格性时受理机构应当考虑现有的数据。
在颁发欧共体材料批准前,应当通知成员国和委员会,向他们寄发适当的资料。在3个月内,成员国或委员会可以把该事项提交准则83189/EEC第十五条设立的常务委员会,陈述理由。此时,“委员会”应当作为紧急情况提出见解。如果适当的话,受理机构应当在考虑“委员会”的见解和递交的评述后颁发欧共体材料批准。
欧共体对压力设备材料的批准受理机构应当分发到成员国,受理机构和委员会。委员会应当在欧洲共同体公报颁布,并且列出最新的欧共体的材料批准。
用于制造压力设备的,已符合欧共体材料批准的,并且其参考引证已经在欧洲共同体公报颁布的材料可以假定为符合附录一适用的主要要求。
如果颁发欧共体压力设备材料批准的受理机构发现它不应该颁发该批准,或者发现该材料的类型已经包括在某个协同标准内,从而收回了该批准,则它应当将收回该批准立即通知成员国,受理机构和委员会。
经Notified Body特殊批准(Particular Material Appraisal)的材料。即使用的材料既不是欧盟协调标准的材料,也不是经欧盟批准发布的材料,企业可请Notified Body进行材料的特殊批准,可由Notified Body对使用的某批材料按协调标准或等同标准进行规定的试验或由Notified Body现场见证规定的试验,试验合格后方可用于制造压力设备。
由于组织机构和职责的不同,所以按照我国压力容器标准、ASME规范和PED指令进行压力容器设计、制造,对材料的使用就有很大的区别。例如,按ASME 规范和PED指令,由容器制造厂进行容器的设计,包括强度计算,这样制造厂就掌握封头所需要的最小厚度以及封头成形中的厚度减薄量。由于筒体的厚度为圆整后的标准系列值,一般情况下,可以用与筒体相同厚度的钢板压制封头,就可以保证封头成形后的厚度满足强度的要求。按照我国压力容器标准体系则不同,制造单位不掌握封头根据强度计算所需要的最小厚度,设计单位不掌握制造厂的封头减薄量,制造厂只能按照设计单位提供的图纸上标注的封头名义厚度减去钢板允许的负偏差作为封头成形后的最小厚度,这样用名义厚度的钢板压制封头,不能保证最小厚度,只能加大下料厚度,这样造成材料的浪费,也会造成封头直边厚度与筒体厚度相差较大,给封头筒体对接带来难度。
二、ASME压力容器规范实际上是一部建造安全规范,而PED指令则相当于我国的《容规》。
(略)

三、ASME规范把压力容器用材标准列为规范第II卷,是规范的一个重要组成部分。
(略)

参考文献
[1] GB150-1998《钢制压力容器》
[2] 《压力容器安全技术监察规程》
[3] ASME Boiler and Pressure Vessel Code:Section VIII-1 Rules for Construction of Pressure Vessels 2004 Edition & A05
[4] ASME Boiler and Pressure Vessel Code:Section II-A Ferrous Materials Specifications 2004 Edition & A05
[5] ASME Boiler and Pressure Vessel Code:Section II-B Nonferrous Materials Specifications 2004 Edition & A05
[6] ASME Boiler and Pressure Vessel Code:Section II-C Specifications for Welding Rods, Electrodes and Filler Metals 2004 Edition & A05
[7] ASME Boiler and Pressure Vessel Code:Section II-D Properties (Customary) 2004 Edition & A05
[8] ASME Boiler and Pressure Vessel Code:Section II-D Properties (Metric) 2004 Edition & A05
[9] JB4734-2002《铝制焊接容器》
[10]PED指令(97/23/EC指令),1997年5月29日

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