迎接新的挑战[1]―― ASME CODE与PED的比较
Meeting the New Challenge – A COMPARISON BETWEEN ASME CODE and PED

陈登丰CHEN Dengfeng

       在党的“十六大”江泽民主席的报告中说:“世界多极化和经济全球化的趋势在曲折中发展,科技进步日新月异,综合国力竞争日趋激烈,形势逼人,不进则退。”又说:“我们愿意与国际社会共同努力,积极促进世界多极化,推进多种力量和谐并存,保持国际社会的稳定;积极促进经济全球化朝着有利于实现共同繁荣的方向发展,趋利避害,使各国特别是发展中国家都从中受益。”世界多极化和经济全球化是当今国际局势深刻变化的两大特点。实际上,经济全球化带给世界的不仅是竞争(COMPETITION),更重要的是合作(COOPERATION)、是和谐(MARMONIZATION),其中包括人与环境、人与资源的和谐相处;而经济全球化的必然要求是标准的全球化.,涉及到的,还有语言的全球化。
      当今经济全球化的一个显著特点是区域经济组织的蓬勃发展。从上个世纪六十年代开始,大大小小的区域经济化组织有几十个,其中比较重要的有14个:

  • 非洲中非关税与经济同盟UDEAC,1964-;
  • 亚洲东盟自由贸易协定,AFTA,1992-,含文莱、印尼、马来、菲、新、泰等10国,10+3,3是中、日、韩;
  • 澳新密切经济关系贸易协定,ANZCERTA,1983-;
  • 亚太经济合作组织,APEC,1989-,21国;
  • 东亚经济论坛,EAEC,1990-,东盟+中日韩台港;
  • 欧洲欧洲经济区,EEA,1992-,3国;
  • 欧盟,EU,1957,1992,比、丹、法、德、希,爱、意、卢、荷、葡,西、英、奥、芬、典15国 + 候补成员国波、匈、捷、斯(洛文尼亚)、爱(沙尼亚)、塞(浦路斯)、罗、保、立(陶宛)、拉(脱维亚)、斯(落伐克)、马(耳他)12国+欧洲经济区EEA的冰(岛)、挪(威)、列(支敦士登) = 30国;
  • 欧洲自由贸易协定,EFTA,1960-,奥、芬、爱、冰、挪、(瑞)典、(瑞)士7国;
  • 拉丁美洲安第斯共同市场,ANCOM,1969-;
  • 加勒比共同体,CARICOM,1973-;
  • 南美共同体,MERCOSUR,1995-,阿(根廷)、巴(西)、巴(拉圭)、乌(拉圭)4国;
  • 中东的海湾合作委员会,GCC,1981-,巴林、科威特、卡塔尔、沙特阿拉伯、阿联酋等5国;
  • 北美美加自由贸易协定,CUSFTA,1998-;
  • 北美自由贸易协定NAFTA,美、加、墨3国,1994-,在美国主导下,1998年4月圣地亚哥美洲地区除古巴的34国领导人高峰会议,把NAFTA翻版成美洲贸易区的谈判正式拉开序幕,如果最终形成,将北起加拿大,南至智利,区内人口8.5亿,国内生产总值13万亿美圆的全球最大的自由贸易区。

论者认为目前世界上最大的三个区域经济组织是欧盟、APEC和NAFTA;这三个组织开会所用的语言都是英语;欧盟所颁布的文件和标准虽然是以英、法、德三种语言同时发布,但所有文件的源语SOURCE LANGUAGE,也都是英语。英语成为事实上的世界语。经济全球化而没有标准的全球化和语言的全球化是不可想象的。

欧盟的PED(PRESSURE EQUIPMENT DIRECTIVE92/23/EC)采用“压力设备”(PRESSURE EQUIPMENT)这一新概念,营造了创新的压力设备标准体系,打破了近100年传统的锅炉压力容器标准框架“压力设备”这个名词是一个创新,它把一切以压力为主要设计参数、由于压力而带来潜在危害的设备的安全监察管理工作统一了起来,整合了起来。凡不是以压力为主要设计参数的机械设备则分属于另外一些范畴。例如,以排量、转速、传动比、刚度等为主要设计参数的设备。以“压力设备”这一概念重新构造了压力容器、换热器、压力管道、压力附件、安全附件和以这些设备组合起来的具有特定功能的装置(例如:锅炉)的监察管理框架。另一方面,它在体系上把强制性的安全监察管理法规和非强制性的技术标准和谐地组成了一个新的体系,因此,PED也是在体系上的一次创新。由于这个指令的出现和强制性实施,欧盟现在15个成员国(将来30个)过去各自的安全监察法规从此失效,被这个统一的法规所替代,从而在欧盟内部打破了贸易技术壁垒,过去在欧洲市场取得自由流动的压力设备要有十二个以上的许可证,现在一个证就可以了。为压力设备制造商节省了大量的取证费用。

PED作为当今世界规模最大、发展最快、一体化程度最深、成员国效益最明显、前途最远大的区域化经济组织 - 欧盟的压力设备标准,其对世界的影响是巨大的,是继二十世纪初ASME规范的出现,又一部影响力最大的规范。

ASME规范是上个世纪初的一次伟大创新。它的最初版本是1914年的锅炉规范。到现在已近90 年的历史。这个规范是在血的教训的基础上产生的。二十世纪初,美国由于工业的发展很快,而管理跟不上,锅炉粗制滥造,爆炸事故不断发生,在锅炉爆炸的顶峰年代,平均每一个小时爆炸一台锅炉。从而在社会舆论哗然和政府忧心忡忡的危急情况下由ASME制定了一个锅炉规范,最初的版本只有十几页,对锅炉压力容器制造厂商实行许可证管理,即符合性评审。从此,锅炉和压力容器的爆炸事故逐年下降,一直到几近于消灭的水平。许可证管理这一重大创新举措,效益之大,可想而知。美国政府对ASME锅炉规范曾经有过这样的评价:ASME规范对美国安全贡献之大是其他标准所望尘莫及的。1972年由于世界各国对美贸易的需要,ASME把发放许可证制度对全球开放,ASME许可证不但成为对美贸易的通行证,事实上也成为几乎是全球贸易的通行证,ASME规范在上个世纪的八九十年代成为风靡全球的规范,ASME CODE的威望达到了顶峰。现在,ASME规范BPV系列已有11卷27册22个管理标志,配套的还有B31、B16等系列。是世界上唯一的一部卷帙庞大、封闭、成套的法规。但近百年它的基本构架没有变,主要是压力设备的管理和技术部分合在一部规范里面,没有分开。从而各卷有关管理的部分相互重叠。由于管理部分相对稳定,而技术部分修订频繁,因此,在每年一次(过去是每年二次)的修订中,管理部分是处于“以不变应万变”的状态。此外,在ASME规范的第I卷和第VIII卷中有很多规则是二十世纪初制定的,迄今仍然在使用,显得比较陈旧。规范的绝大部分还是采用美制计量单位,与经济全球化的大趋势很不协调。

我国加入WTO,对外开放进入到一个新的阶段。计划3年内采用国际标准的比例将从现在的43.7%提高到70%到80%, 以适应经济全球化带来标准全球化的要求,它体现了我国“与时俱进”的国策。市场要多样化,我国的压力设备不但要进入东南亚、南亚和中东市场,也必需进入欧洲和美洲市场,我们必须迎接PED对我们的挑战。改革开放十三年我国的经济发展速度举世无双,在进出口贸易方面发展速度更快,据报道,改革开放之初,我国进出口贸易世界排名第15位,2001年上升到第6位,今年将再次上升到第5位,进出口总额将达到6000亿美圆。目前,中美关系、中欧关系都有很大改善。我们要走向世界,PED对我们是挑战,也是机遇。

  • PED对我国和ASME的挑战

回顾自上个世纪七十年代末、八十年代初改革开放后,我国第一次面临了ASME规范的挑战,为了使我国的锅炉压力容器产品走向世界,取得国际市场的通行证,很多厂家纷纷按照ASME规范要求建立了质量控制(保证)体系,取得了ASME授权证书,从而有资格参与国际竞争性投标。二十多年来,按照ASME符合性评审程序取得ASME钢印权的厂家已经超过百家。我们从ASME规范学到的主要是锅炉压力容器设计和制造的管理方法。迎接ASME规范的这一次挑战,我们取得很大成功,同ASME建立了正常、友好的关系,获得ASME授权成套翻译ASME锅炉压力容器规范,我们对ASME规范的理解逐渐加深,对于我国锅炉压力容器规范与国际先进标准的接轨,起到了历史所赋予我们的责任。
2001年我国进入WTO,一个新的、不可回避的挑战向我们走来。这次挑战是欧洲联盟发布的压力设备指令(PED),从今年5月 30日开始,凡是进入欧盟市场的压力设备产品都必须受这个指令的管辖,都必须取得CE标志。ASME规范标志失去了在欧洲市场通行证的作用。这无疑是对我国ASME取证厂家一个很大的震撼。欧盟是我国仅次于美国和日本的第三大贸易伙伴,目前欧盟的总体经济规模已经超过美国,我们对此不能忽视。今年秋季,朱鎔基总理访欧,欧盟声称要把中国发展为欧盟的第一贸易伙伴。中欧今年举行了第一次反倾销会议,在处理商品自由流动和贸易保护主义的认识上有所改进,中欧关系有很大改善,前景很好。但是,受到震撼力最大的是美国。PED的出现,对ASME全球数千家取证厂家是一次很大的挑战,ASME规范不得不设法符合PED、符合PED的基本安全要求(ESSENTIAL SAFETY REQUIREMENTS, ESR)否则将被拒之于门外。
PED对ASME的威胁:欧盟是美国的最大市场,ASME要进入欧洲,就必须符合PED。ASME要为数千家ASME取证厂家进入这个市场,以维护ASME规范已经建立的威信。鉴于PED的协调(谐调)标准,最近两年已陆续出台,其中与ASME VIII-1 对应的是 EN 13445 “非受火压力容器”,篇幅近1000 页,超过ASME VIII-1的篇幅50%,以三种语言发表。欧洲的中小型压力设备企业10,000多家,年销售额为860亿英镑,将全部采用这个标准。成为VIII-1的强劲竞争对手。
总之,过去ASME规范几乎一统天下的局面,随着经济全球化、世界向多极化的发展,已形成 PED与 ASME 平分天下的局面。为此,近年来ASME提出所谓“规范现代化” 的口号。换言之,也就是ASME应对PED的策略。

  • ASME的应对策略

ASME迎接PED的挑战已经花了三年多的时间,主要有以下几个方面:

  • 在世界范围内举办以ASME规范满足PED的研讨会,研讨会的目的是宣传在ASME规范的基础上稍加补充就可以满足PED基本安全要求,就可以取得CE标志在欧盟境内自由流通。研讨会在意大利、美国和加拿大举办过多次,2002年在北京举办了一次(2001年美、加以外国家和美、加国家ASME持证厂家之比最好的估计是大于2:8,不足3:7,参见《ASME在中国》1999年第2期林琼讲话。研讨会在ASME 取证较多的国家除中国外,在日本、德国、法国、韩国都没有举办过)。今年10月15、16日在意大利米兰举办第4次,内容是如何使用ASME第I卷动力锅炉和B31.1满足PED中压力设备组合装置的要求,介绍PED谐调标准非受火压力容器 EN 13445 与 VIII-1 的比较,同时介绍ASME 规范在大范围内修订的VIII-2,即VIII-2的现代化,使VIII-2作为VIII-1的另一选择更具有吸引力。通过举办研讨会宣传采用ASME规范通行欧洲和全球。
  • 为使新的VIII-2能与EN 13445抗衡,有强大的竞争力,吸收了当代最新研究成果,修订主要有5个方面:
  • 基于局部应变失效设计的新的要求;
  • 采用有限元法和载荷抗力系数设计(LOAD RESISTANCE FACTOR DESIGN, LRFD)概念的新的弹塑性设计程序;
  • 基于弹塑性有限元分析评价疲劳的新的方法;
  • 基于网格不敏感结构应力(MESH INSENSITIVE STRUCTURAL STRESS)概念评价疲劳的新方法;
  • 锥壳过渡段、椭圆和碟形封头以及外压设计的新规则。

在新的VIII-2中提供使用方便的许用应力表,为焊后热处理提供新的时间-温度-厚度准则,接受超声检测代替射线检测,并有一个满足PED的附录。

  • 编写出版了一本《ASME钢印持有人指南》(GUIDE FOR ASME STAMP HOLDERS)(96美圆)
  • 通过法国和英国的几家NoBo申请将ASME/ASTM的部分材料标准列入欧洲的批准材料,第一批被否决了,但还在继续努力。
  • 编写采用ASME规范符合PED的补充要求附录Z(VIII-1)和附录ZA(VIII-2)
  • 逐步采用公制计量单位(B31.3已经先行)
  • 计划把规范中的技术(TECHNICAL)部分与管理(ADMINISTRATIVE)部分分开
  • 尽力促成一部ISO TC11的国际压力设备标准(IPES,International Standard for Pressure Equipment,ISO/DIS 16528.2)(1997年9月23日由ASME的Mark E Sheehan向 ISO/TC11秘书Kevin Ennis 提出编写大纲的草案,其内容参见《ASME在中国》1998年第1期,分6个部分:引言、范围、符合性评审、标记和记录、技术要求、试验和附录;5年多来多次会议讨论,无多大进展。)
  • 打算用7种语言版本出版ASME 规范。

3. 美国对PED的看法

美国接受了“压力设备”这一新概念。美国压力设备界对PED持欢迎态度,认为它统一了欧盟15国的压力设备监察法规,方便了美国压力设备进入欧洲。并表示了美国对欧洲压力设备在管理和技术两个方面的进展表示极大的兴趣。美国对PED的看法分两部分{详见前任ASME副总裁和规范标准部主任理查德 E..费格尔(Richard E. Feigel)写的“美国对PED和CEN标准的观点和美国压力设备标准的未来展望” (U.S. VIEW OF TEH PED AND CEN STANDARDS AND FUTURE DEVELOPEMNT OF U.S. EQUIPMENT STANDARDS一文}:一是技术方面的;二是监察管理方面的。
技术方面。ASME认为设计和制造方面的差异比较容易解决。问题比较大的有两个:
一是人员资格,二是材料。按照ASME规范,无损检测人员的资格由取证的制造商自己就能够解决了,而PED要求必须由欧盟认可的第三方认证,这样,这些人员就势非重新取证不可,这是一大麻烦。ASME认为ASME的一套办法,已经实行了50多年了,大家能接受,为什么要重新认证呢?同样麻烦的事是材料标准问题。令ASME大惑不解的是PED要求材料的性能除了拉伸断裂后延伸率不小于14%外,还要求在不高于摄氏20度下作ISO的V形缺口冲击试验值不小于27焦耳。ASME认为PED这一要求太随意了,根据ASME的规则,是否要做冲击试验要取决许多因素:材料型号(强度)、热处理状态、厚度、使用温度和应力情况。另一个更为麻烦的事是新材料的批准程序问题。
尽管有这些看法,ASME还是努力使ASME规范能满足PED的要求。

4. PED 导读

ASME规范是一部自封闭的全套规范,在结构上是由产品卷(主卷)和通用卷(支持卷)所构成。例如:取压力容器U-1钢印,就要有II、V、VIII-1、IX四个卷,其中VIII-1(压力容器)是主卷, II(材料)、V(无损检测)、IX(焊接评定)是支持卷或配套卷。在主卷里面技术部分和管理部分(ADMINISTRATIVE)是在一起的。但技术部分还是占绝大篇幅,管理部分相对比较分散。
PED似乎相当于我国的监察规程,但我国的监察规程是以具体产品(PRODUCT-SPECIFIC)为对象的(容器, 蒸汽锅炉,采暖锅炉,槽车,气瓶,液化气瓶,..),而PED则不具体指出是哪个产品,但包括以压力为主要设计参数和与压力有关的产品。在范围上扩大了很多。如按照压力设备的产品(PRESSURE EQUIPMENT PRODUCTS)来统计,大约有几千种产品(小到家庭用的压力锅、潜水员用的空气瓶、空调机,大到非核电站都属于它的管辖范围)都可以划为压力设备。但从类型(TYPE)上分只有5种,:容器(包括换热器等)、压力管道、压力附件、安全附件和由这些类型的产品组装起来的、形成有一定功能的组合装置(例如锅炉)。
PED含盖的范围很广,但不包括那些有专门法规管辖的产品,例如:

  • ADR(= EUROPEAN AGREEMENT CONCERNING THE INTERNATIONAL CARRIAGE OF DANGEROUS GOODS BY ROAD)有关国际危险品公路运输的欧洲协定
  • RID( = REGULATIONS CONCERNING THE INTERNATIONAL CARRIAGE OF DANGEROUS GOODS BY RAIL)有关国际危险品铁路运输的规程
  • IMDG(=INTERNATIONAL MARITIME DANGEROUS GOODS CODE)国际危险品海上运输法规
  • ICAO(= INTERNATIONAL CIVIL AVIATION ORGANIZATION)国际民用航空组织法规

还有其它一些不受PED管辖的产品(见PED第1章第3节),例如:先于PED的试点压力设备指令,叫做简单压力容器(SIMPLE PRESSURE VESSEL)指令,(简单压力容器指令今后将归并于压力设备指令,因为这个指令是作为PED的试点搞出来的,执行后效果很好,所以才又搞出一个压力设备指令,由此可见,起草压力设备指令欧盟是很慎重的。)它的范围是限于盛装空气或氮气、压力大于0.5巴的成批生产的压力容器。因此,在极为广泛的管辖范围内,又有排除在PED管辖范围之外的压力设备产品,这是使用PED时的一个难点所在。这方面相当于条款解释的文件最多(因为PED把条款解释也列入法规的一部分,有法律作用,不像ASME规范叫做INTERPRETATIONS,而叫做GUIDELINE,即“导则”。)
由于PED是纯粹的管理规范,因此,里面没有任何计算的东西,只有定性的和定量的规定,没有要通过计算来确定的东西。从PED的正文(TEXT)上难以透彻了解每一条规定的深刻含义,因此,在正文每一章、每一节的前面都指出已经发表的“导则”。制定“导则”同样很慎重,在欧洲委员会(EUROPEAN COMMISSION)下有一个压力工作组(WORKING GROUP ORESSURE,WGP)负责审批导则。导则是问答形式,提问由专家提出,答复也由专家答复,“自问自答”地形成一条导则草案,然后在WGP里面经充分讨论后通过。到2001年6月止,欧洲委员会已经采纳、发布了100多条导则。现在已经大大超过此数。导则是分类编号的(编号的规则是:1-范围和除外;2 – 压力设备的类型和分类;3 – 组合装置;4 – 评审;5 – 设计方面的安全基本要求;6 – 制造方面的安全基本要求;7- 材料方面的安全基本要求;8 – 其他方面的安全基本要求;9-其他;10 – 综合性问题。例如:导则5/2 表示属于设计方面安全基本要求的第2个条款解释。)。
由于PED正文和“导则”都属于强制执行的法律文件,它是在网上公开发表的,可以下载(网址:http:// ped.eurodyn.com)。阅读导则对理解PED的帮助很大,就好比阅读ASME规范的条款解释对ASME规范的了解帮助很大一样。
PED的结构分三部分:一是述由(RECITAL),说明PED草案的提出到批准的经过,范围和主要原则。二是正文(TEXT),由章(ARTICLE)和节(SECTION)构成。。三是附录(ANNEX)。最后附有引用的法律文件。

PED

述由(RECITAL)27条

正文(TEXT)21章

附录(ANNEX),7个

插注指南(GUIDELINE)编号

篇末注明引用的法律文件,24件,发表于官方公报(OJ)

PED的文字以“述由”这一章最为难读,27段的开头都用法律文件的形式“鉴于”(WHEREAS)开始。在正文的第1章里面,有9大条定义,这是PED特有的词义,必须反复弄懂,这样在阅读下文时才不会误解,或者,把ASME规范的含义套用在它的上面。例如:第1大条的定义是压力设备:“压力设备”指的是容器、管道、安全附件和压力附件;如果适用的话,也包括与受压件连接的零件,例如:法兰、接管、连接件、支撑件、吊耳等。然后又对容器、管道、安全附件、压力附件和组合件(ASSEMBLIES)再分别下定义,在安全附件下面又有2条定义。这样,一共有8条定义,合起来算一大条定义。在每条定义的前面列出需要参照阅读的导则,例如在“压力设备”定义的前面列出导则1/2,1/14和1/22。(其中分子1表示导则的分类为第1类,分母为顺序号)。 除定义外,PED还有一些用词特点与ASME规范有异:例如:SHALL (正文)/ MUST(附录); HARMONIZED STANDARDS;ASSEMBLY / INSTALLATION; INSPECTION;TYPE,CATEGORY,ITEM(UNIT)OF PRESSURE EQUIPMENT;GLOBAL CONFORMITY ASSESSMENT PROCEDURES,TECHNICAL DOCUMENT 等。 阅读重点一是安全基本要求,这是PED的核心部分。它又分为三个部分:

设计安全基本要求,制造安全基本要求和材料安全基本要求;就好比我们买衣服要比较款式是否入时,做工是否细致,面料是否上好一样。如再把序言和总则加进去,就是五个部分。
二是评审模式,放在下面再谈(参见《ASME在中国》 2002年第3期)。 设计、制造和材料三个方面的基本要求必须全部满足。 
下面,为了叙述的方便,先介绍以下PED里面的第三方。PED里面的第三方有两类机构:一是NOTIFIED BODY (简称NB, 或NoBo) ,二是RECOGNIZED THIRD PARTY ORGANIZATION (简称TP,或RTPO)。他们都是由成员国政府指定的。NoBo的主要职能是执行符合性评审和办理欧洲材料批准(EAM),但还有三个职能是NoBo和RTPO所共有,即:永久性连接接头工艺批准[Approval of Operating Procedure of Permanent Joints, 简称OP,焊接工艺批准是其中之一], 永久性接头操作人员资格批准以及无损检测人员资格批准。2001年6月16日欧洲指定了第60家NoBo,目前已经在80家左右。其中有的NoBo也是RTPO。

ID

NoBo 或TP

公司名称

EAM

OP

PP

NDT

0090

NoBo TP

TUV THURINGEN (德)

X

X

X

X

0871

NoBo

HARTFORD STEAM BOILER INTERNATIONAL GMBH (德)

-

X

-

-

0044

NoBo TP

RWTUV(德)

X

X

X

X

0035

NoBo TP

TUV ANLAGENTECHNIK      RHEINLAND(德)

X

X

X

X

0036

NoBo TP

TUV SUDDEUTSCHLAND(德)

X

X

X

X

0062

NoBo

BUREAU VERITAS (法)

X

X

X

-

0038

NoBo

LIOYD’S REGISTER OF SHIPPING (英)

X

X

X

-

0041

NoBo

PLANT SAFETY LIMITED(英)

X

X

X

-

-

TP

NDT TRAINING CENTER AB(瑞典)

-

-

-

X

表中代号的含义:EAM = 欧洲材料批准;OP = 永久性连接工艺批准;PP = 永久性连接工资格批准;NDT = 无损检测人员资格批准;ID = NoBo 的识别号

基本要求的核心是一切为顾客着想。这与ISO 9000顾客第一、顾客是上帝(Customer Focus)的理念是一致的。(ISO 9001:Top management shall ensure that customer requirements are determined and met with the aim of enhancing customer satisfaction. (制造商的)高层领导者应以增进顾客的满意度为宗旨,弄清楚顾客的要求并满足这些要求。)在PED基本安全要求的序言总则中强调:要从设计和建造两个方面保证设备的安全,制造商的责任是分析、消灭或尽可能减少由于压力引起的危害性,制造商还必须考虑由于错误使用带来的危害性,必须从设计上防止误用所造成的危险,或给出不可误用的警告。假如建立了这种理念的话,也就是位置摆对了,那么,基本安全要求的全部内容就容易理解了。

设计部分指出为什么要有安全系数ASME有一篇文章[见《ASME在中国》2001年第2期“材料设计系数从4.0降为3.5的技术依据”一文]建议把“安全系数”改为“材料设计系数”,因为有了这个系数不一定就是安全的;但PED仍然叫“安全系数”,因为影响这个系数的不光是材料上的问题。)安全系数的目的是为了:消除任何由于制造、操作、应力、计算模式、材料性能和材料行为所导致的不确定性。从这个定义可以看出PED和ASME对“安全系数”的理解是有差别的。可能PED的理解更全面一些。在设计计算方面确定了三种设计方法:公式设计、分析设计和断裂力学设计,同ASME的 VIII-1、VIII-2、VIII-3是对应的。

制造部分有一些规定与ASME有很大差别:

一是II、III、IV类压力设备永久性接头(焊接、硬钎接、软钎接、粘接的接头)的工艺评定和操作人员的评定必须经过一家NoBo(NOTIFIED BODY)或RTPO(RECOGNIZED THIRD PARTY ORGANIZATION)按照EN 288/287的规定进行批准。
二是III、IV类压力设备无损检测人员的资格必须由一家RTPO来批准。
三是制造商必须给用户一份有关安装、使用、维护和防止错误使用的说明书。

材料部分规定在所有可预见的操作条件和试验条件下都必须具有足够的延性和韧性,拉伸试验断裂后延伸率不小于14%,在不高于20oC下V形缺口冲击试验断裂能不小于27焦耳。选材必须防止脆性断裂。必须对介质有足够的化学稳定性,不得产生老化带来的重大影响,适合于要进行的处理程序,不同材料放在一起时,不得引起不良后果等基本要求。但是,如何才能使材料满足这些基本要求呢?制造商只能通过三条途径来保证:一是采用符合谐调标准的材料,亦即EN材料;二是采用(非EN材料但)为欧洲认可的压力设备材料清单上所覆盖的材料;三是采用(非EN材料但)经过特别鉴定的材料。但,材料的特别鉴定必须由执行该压力设备符合性评审的NoBo来进行。对于第三种途径,过去我们有一种误解,认为通过欧洲认可很麻烦,以NoBo进行特别鉴定就可以绕过欧洲认可,比较快;我国的实际经验说明,NoBo进行特别鉴定过的材料,还要报欧洲委员会备案后才能使用,而这个备案过程也很长。但是,一个被特别鉴定过的材料备案成功后,其他制造商可跟进,也可采用了。ASME对生产ASME材料的制造商是无须取证的,由AI来把关就可以了。PED则不然,对生产EN材料的制造商的质保体系要由欧共体内一家有资格的机构(不是评审压力设备制造商的机构,是有资格评审材料制造商的评审机构)进行认证,并且生产的材料要经过特定的评审,则这家材料制造商所签发的材料质保书才可被认为是符合基本安全要求的。

下面是基本安全要求的三个表,必须逐条仔细研究。

一.定性要求

PED附录中的节号

摘要

序言部分

制造商的责任:设计和建造必须考虑由于压力引起的危害性,并进行分析。

总则部分

1.2

制造商必须按以下顺序解决安全问题:

  • 消灭或尽最大可能减少危害性
  • 对不可能消灭的危害性,采取适当的预防措施
  • 告知用户遗余的危害性,指出在安装和(或)使用时必须采取的措施

1.3

设计必须防止误用造成的危险,或者,给出不可误用的警告。

设计部分

2.2.1

2.2.2

根据计算或实验进行充分强度的设计. 根据预期用途和可预见的操作条件, 按照有关载荷进行设计.特别要考虑以下这些载荷:

  • 内压/外压
  • 环境温度和操作温度
  • 在操作条件和和试压条件下的静压和物料的重量
  • 交通载荷, 风载荷, 地震载荷
  • 支座, 连接件和管道产生的反力和力矩
  • 腐蚀, 冲蚀和疲劳等
  • 不稳定流体的分解

当最高许用压力和容积的乘积小于6000巴升时, 或PS.DN乘积小于3000巴时, 可按实验设计,不进行计算.

2.2.3

计算方法

  • 压力和其他载荷

许用应力必须限于在操作条件下考虑到充分可预见的失效模式下所允许的应力. 为此, 必须采用安全系数以全部消除任何由于制造、实际操作条件、应力、计算模式和材料性能和材料行为所导致的不确定性. 设计方法必须提供与第7节要求一致的、足够的安全裕度。

必须采用以下的一种方法,必要时可与其他方法作为补充或联合使用,以满足以上规定的要求:

  • 公式设计
  • 分析设计
  • 断裂力学设计
  • 强度(RESISTANCE,抗力)
  • 计算压力不得小于最高许用压力,并且要计及静压头以及流体的动压力和不稳定流体的分解压力。如一台容器分隔为几个单独的受压室,则分隔壁的设计必须基于受压室相对于相邻受压室最低可能压力的、最大可能压力。
  • 计算温度必须有适当的安全裕度。
  • 设计中必须适当地考虑该设备在可预见的操作条件下、所有可能的压力、温度的组合。
  • 最大应力和峰值集中应力必须限制在安全范围之内。
  • 应予考虑的材料性能有:
  • 在计算温度下的屈服强度、0.2%保证强度或1.0%保证强度
  • 拉伸强度
  • 蠕变强度等依赖于时间的强度
  • 疲劳数据
  • 杨氏模量(弹性模量)
  • 适当的塑性应变量(plastic strain)
  • 冲击强度
  • 断裂韧性
  • 取决于无损检测类型、被连接材料和预想操作条件的接头系数
  • 设计中必须考虑到一切可预见的、相应于设备使用程度造成材料性能下降的机制(例如:腐蚀、蠕变、疲劳)。在设备说明书中必须指出与设备寿命有关的设计特点,例如:
  • 对于蠕变:在规定温度下的设计操作小时数;
  • 对于疲劳:在规定应力水平下的设计循环数;
  • 对于腐蚀:设计的腐蚀裕量。

(c)稳定性方面

如计算的厚度不足以保证结构的稳定性,则必须考虑运输和搬运带来的风险,采取保证稳定性的必要措施。

2.2.4

实验设计方法。试验程序必须包括

  • 强度试验。相对于最高许用压力有一定安全裕度的压力下,被试设备不得有明显泄漏或超过确定阈值的变形。
  • 对于存在蠕变或疲劳风险的设备,根据使用条件,在规定温度下保持一定时间,或在规定应力水平下保持一定循环数,以进行试验。
  • 必要时,根据2.1.1所述其他因素,例如:腐蚀、外部破坏等,进行附加试验。

2.3

保证安全搬运和操作,避免压力设备操作时可以预见到的风险. 特别要注意以下事项:

  • 封闭件和开孔
  • 泄压吹扫时的危险性排放
  • 具有防止在带压或真空状态下进人的装置
  • 考虑使用下的表面温度
  • 考虑不稳定流体的分解

2.4a

压力设备的设计和建造必须保证所有必须的检测能得以进行

2.4b

进入设备进行内部检查的措施

2.4c

在下列情况下保证设备安全可以有别的措施:

  • 容器太小难以进人检查时;
  • 开孔对容器内部有不良影响时;
  • 内容物对容器材料无害时。

2.5

必要时应备有放空和疏水方法:

  • 以防止水锤、真空破坏、腐蚀和未受控制的化学反应所产生的有害作用。必须考虑所有操作和试验阶段,特别是在试压的阶段。
  • 允许以安全方式进行清理、检验和维护。

2.6

腐蚀和其他的化学侵蚀 –

  • 计及期望的和预见的用途,必须有足够的腐蚀裕量

2.7

磨损 – 可能发生严重磨蚀和冲蚀的地方, 必须采取以下适合的措施:

  • 采用正确的设计尽量减少这种影响,例如:附加厚度,采用衬里或覆层材料。
  • 允许更换零件
  • 在说明书中提醒注意:为了持续安全使用必须采取的措施。

2.8

组合件的设计应当使:

  • 组合在一起的元件对于他们的工作是适合的、可靠的。
  • 所有元件应以适当的方式整合和组装在一起。

2.9

充填和排放

压力设备的设计应带有附件和附件的连接措施,保证安全充填和排放,特别要注意的是:

  • 充填时的危险性
  • 相对于充填比和充填温度下的蒸汽压,出现过度充填和超压
  • 压力设备充填时出现不稳定性
  • 排放时的危险性:压力流体在失控状态下释放
  • 充填和排放时的危险性:不安全的连接和拆卸

2.10

保护压力设备不超过允许的限值 –

当压力设备在预见条件下可能会超过允许限值时,除非该压力设备在组合件中有其他保护装置,必须配有合适的保护装置或具有装配后者的措施。保护装置或他们的组合是指:

  • 第1章2.1.3所定义的安全附件
  • 指示仪表和报警器之类的监控装置

2.11

2.11.1

 

 

安全附件必须:

  • 适用而可靠
  • 独立于其他功能(安全功能不受其它功能所影响)
  • 符合设计原则:特别是:失效保护模式,余度,相异性和自诊断

短时间升压限制在10% MAP
温度监控装置具有适当的响应时间

2.12

外围火灾防护设计和防护附件- 满足破坏极限要求

制造部分
3.0
3.1

制造工艺 –制造商必须保证采用适当的技术和程序有效地执行设计的规定.

3.1.1

元件的准备(例如:成形和开坡口) 不得引起缺陷或裂纹, 或造成有害的力学性能的改变

3.1.2

永久性接头(焊接,硬钎接,软钎接,粘接的接头) –
接头及其相邻区域不得有表面缺陷和内部缺陷。
永久性接头的性能必须满足被连接材料的最低性能要求
受压件及与受压件直接连接的永久性接头必须由具有适当资格的人员采用适当的操作工艺来连接。

对于II,III,IV类的压力设备:

  • 操作程序和操作人员必须经过一家NOTIFIED BODY或承认的第三方机构(RTPO)的批准。
  • 第三方机构必须执行谐调标准EN 288/287 中规定的检测和试验或相当的检测和试验,以便进行上述批准。

3.1.3

无损检测

  • I,II类压力设备的无损检测必须由具有适当资格的人员来进行。
  • III,IV类压力设备的无损检测必须由RTPO批准的有资格的人员来进行。

注:PED对无损检测人员的考试不规定任何规程。

3.1.4

热处理 – 当制造工艺过程改变了材料性能以致损伤压力设备的安全时,必须在制造的适当阶段采用建造规范对热处理的要求,进行适合的热处理。

3.1.5

材料的可追踪性 – 材料从验收到最终试验必须可进行追踪。对于受压件,制造商必须建立和保持识别和追踪材料的程序。

3.2

最终评审 – 包括最终检验(内部和外部VT)以及随机文件审查;验证试验(一般性水压试验);安全装置检验等。

3.3

标记和标签

3.4

操作说明书

  • 投放市场的压力设备必须给用户一份含有以下一切必须的有关安全的说明书:组装和安装资料;使用和维护说明;使用错误造成的危害性的说明等。

材料部分

4.1

  • 对于所有可预见的操作条件和试验条件下具有适当的性能,特别是,具有足够的延性和韧性. 如适当的话, 材料性能应下表7.5的定量要求. 必要时, 务必慎重选材, 防止脆性断裂. 如由于特殊原因而必须采用脆性材料时,必须有适当的措施.
  • 对压力设备中的流体介质必须有足够的化学稳定性.在设备的计划使用期间内, 对操作安全性所必须的材料化学性能和物理性能不得受到严重影响.
  • 不得受老化的重大影响.
  • 适合于计划要进行的处理程序.
  • 选择材料时, 要考虑不同材料放在一起时不致带来重大麻烦后果.

4.2

  • 压力设备制造商必须以适当方式提供2.2.3设计计算所需的数据,提供4.1材料的基本特性和对材料所做的处理;
  • 制造商必须在技术文件中以下述形式之一、保证提供的材料是符合本指令规定要素的:
  • 以采用符合谐调标准的材料;
  • 以采用第11章为欧洲认可的压力设备材料所覆盖的材料;或者,
  • 以经过特别鉴定的材料来说明是符合本指令规定要素的。

(c)对于III、IV类压力设备,材料的特别鉴定必须由执行该压力设备符合性评审的NoBo来进行。

4.3

设备制造商必须采取适当措施,保证所用材料符合要求的材料标准。特别是,对于一切材料,必须获得由材料制造商编写的、确认材料符合标准的文件。
对于II、III、IV类设备的主要承压件,文件必须以特定产品质保书(certificate of specific product control)的形式。
如材料制造商具有适当的质保体系,后者被欧共体内某一有资格的机构所认证且材料经过特定的评审,则可认为该材料制造商所签发的证书符合本章的要求。

二.定量要求

项目

定量要求

7.1 许用应力

对于以静载为主和在不产生显著蠕变温度范围内的材料,许用应力不得大于以下诸值的较小值:

  • 铁素体钢(包括轧制正火钢,不包括细晶粒钢和特殊热处理钢):Re/ t 的2/3(相当于安全系数1.5)和Rm/20的5/12(安全系数2.4)。
  • 奥氏体钢:如断裂后延伸率大于30%:Re/ t 的2/3(安全系数1.5);如断裂后延伸率大于35%:Re/ t的5/6(安全系数1.2)和Rm/t的1/3(安全系数3.0)。
  • 非合金或低合金铸钢:Re/ t 的10/19(安全系数1.9)和Rm/20的1/3。
  • 铝:Re/ t 的2/3
  • 铝合金(不包括沉淀硬化合金):Re/ t 的2/3和Rm/20的5/12(安全系数2.4)。

7.2 接头系数

焊接接头系数不得大于以下的值:

  • 破坏性试验和无损检测证实设备的全部接头无重大缺陷时,系数取1。
  • 作无损检测随机抽检的设备,系数取0.85。
  • 除目视检测外不作其他无损检测的设备:系数取0.7。
    必要时,尚必须计及应力的类型以及接头的力学性能和工艺性能。

7.3 压力限制装置

瞬时压力冲击必须不超过最大允许压力的10%。

7.4 液压试验压力

压力容器的液压试验压力不得小于:

  • 相当于计及最大许用压力和最高许用温度时,压力设备使用时的最大载荷乘以系数1.25;或
  • 最大许用压力乘以系数1.43;

取二者的较大值。

7.5材料特性

除非必须考虑按照别的准则,还要求别的数据,则满足以下要求的材料可认为有足够的延性:拉伸试验断裂后的延伸率不小于14%;在不高于20oC 下做ISO V形缺口冲击试验弯曲断裂能量不小于27焦耳。

注:符号说明:
Re/t – 屈服限:

  • 对于具有上流动限和下流动限的材料以上流动限温度作为计算温度;
  • 对于奥氏体钢和非合金铝以1.0%保证强度下的温度作为计算温度;
  • 其他情况下以0.2%保证强度下的温度作为计算温度。

Rm/20 – 为20 C下极限强度的最小值
Rm/t – 为计算温度下的极限强度

三.特殊要求

设备类别

具体设备

安全基本要求

5.具有过热风险的受火压力设备或以其它方式加热的压力设备

  • 蒸汽锅炉,热水锅炉,余热锅炉,废物焚烧锅炉,电热锅炉,压力锅,以及他们的附件;他们的水处理和燃料处理设备。
  • 不属于以上设备的工艺加热设备。例如:化工过程或类似过程的加热器、食品的加压处理设备等。

在计算、设计和建造过程中必须尽量减少由于过热造成内容物重大损失的风险。

  • 为防止由于局部或整体过热必须具有控制热输入、热撤以及液位等操作参数的保护措施;
  • 为避免与沉积和(或)腐蚀有关的风险需要对液体进行评估时,应备有取样点;
  • 具有为消除由于沉积引起破坏的适当措施;
  • 具有在停机后安全撤离残余热量的措施;
  • 为防止易燃物质与空气形成可燃混合物的危险性积累,和为了防止火焰的回燃而应采取的措施。

6.

  • 输送气体、液化气体、加压溶解气体、蒸汽以及在最大允许温度下蒸汽压力大于0.5巴表压的液体的管道
  • 输送在最大允许温度下蒸汽压力大于0.5巴表压的液体的管道
  • 第1组流体,DN大于25
  • 第2组流体,DN大于32,PS与DN的乘积大于1000巴

1.第1组流体,DN大于25;PS与DN的乘积大于2000巴

2.第2组流体,PS大于10巴,DN大于200;PS与DN的乘积大于5000巴

设计和施工必须保证:

  • 采用支撑、约束、锚固、对准和预拉伸等办法防止由于对法兰、连接件、膨胀节或挠性导管产生不允许的自由运动或过大的力造成过应力的风险;
  • 对于管内是气相流体可能出现凝结时,在管子低处应有排出凝结液的措施,防止由于水锤或腐蚀造成损失;
  • 适当考虑由于紊流和形成涡流造成破坏的可能;
  • 适当考虑管子振动引起疲劳损坏的风险;
  • 对于输送第1组流体的管道,应有适当措施隔离排出管道,而排出管道的尺寸是主要风险所在;
  • 尽量减少由于疏忽造成的排放。在排放点必须有明显标志指出管道里面的物料是什么;
  • 为便于安全维护、检验和修理,地下管道的位置和走向必须在技术文件中加以记载。

有了PED,具体到每一个产品,还要遵守相应的技术标准(TECHNICAL STANDARD),这里是可以选择的。如采用欧洲标准,即EN标准,也叫做谐调标准(HARMONIZED STANDARD),因为采用了这种标准,就可以认为是符合PED的基本安全要求的,是与PED和谐的。欧洲委员会认为采用谐调标准来达到PED基本安全要求是最省钱、最简单的。但PED并不反对采用另一种技术标准(例如:ASME),但采用这种标准必须证明它是达到PED的基本安全要求的。任何一个谐调标准都有一个附录Z,在这个附录里面,逐条证明PED的基本安全要求都被满足。为此,ASME也要在VIII-1和VIII-2里面分别搞一个附录Z,说明采用哪些补充措施就能满足PED的基本安全要求了。
现在欧盟已经出版了一批与PED配套的压力设备谐调标准,除上面已经提到的EN 13445 “非受火压力容器” 外,还有:EN 13480 工业管道;12952 水管锅炉;12953 锅壳锅炉。
材料方面的谐调标准有:钢板 EN 10028 从Pt.1到Pt.8;锻钢 EN 10222 从Pt.1到Pt.5;铸钢EN10213 从Pt.1到Pt.4;紧固件EN10269;铜EN12420。12451,12452;铝EN12482;无缝和焊接管EN10216和EN10217等。

  • PED的特点

92/23/EC“压力设备指令”是欧洲新方法指令(NEW APPROACH DIRECTIVE)的一种,它是欧盟单一市场(SINGLE MARKET),对压力设备实施统一质量管理、消除贸易技术壁垒、消除分散的、以产品为对象的国家规程(PRODUCT-SPECIFIC NATIONAL RULES)的现代法规。

新方法指令有5条基本原则,不但适用于压力设备指令,也适用于其他指令。这5条原则是:
1) 评价是否符合指令只限于指令中的基本要求(Essential Requirements)。
2) 只有符合基本要求的产品才能投放市场和投入使用。
3)在欧洲官方公报上公布的谐调标准应认为是符合基本要求的。
4)制造商可选择谐调标准或任何其他技术标准,这是自愿行为,他们可自由选择符合基本要求的任何技术解决方案。
5)制造商也可在指令所提供的不同符合性评审程序之间进行选择。

除PED外已经制定的如下一些指令同样要符合这5条:

低压电器、14岁以下儿童玩具、建筑产品、机器、个人防护设备、非自动称重的设备、可植入体内的活性医疗器具、燃气用具、热水锅炉、民用炸药、医疗器具、潜在生成爆炸气氛的设备、身长2.4到24米的游艇、吊车、制冷机、基于卫星或其它空间系统的通讯终端设备、无线电通讯终端设备、医疗诊断用的玻璃器具等。
压力设备指令和其它指令一样,其审批程序是,先由欧盟委员会(COMMISSION,或译为执行委员会)提出草案,然后经欧洲部长理事会(COUNCIL)和欧洲议会(PARLIAMENT)批准。凡由议会和理事会两级批准的就称为“欧洲议会和理事会指令”,PED就是属于这一类,其全称是:“欧洲议会和理事会指令97/23/EC压力设备”,其中97,是指1997年(5月29日)批准的。EC表示是两级批准的。两级批准的指令在指令的末尾列出批准人欧洲议会主席和欧洲理事会理事长的名字。另一种只经理事会批准就可以了,指令编号的末尾为EEC,例如:“87/404/EEC简单压力容器”。指令编号随修订年份而变,例如:简单压力容器指令修订两次,编号分别为90/488/EEC和93/68/EEC,说明它不是标准,是法律;标准号是不变的,法律号是一令一号。
凡列入指令范围的产品进入欧盟市场都必须有CE标志,否则就是犯法,要罚款,要坐牢。例如:PED同英国的监察规程SI 1999/2001相当,英国制造商执行PED没有什么困难,但是,如查出有不符合事情发生,一般要罚5000英镑,甚至坐牢。
欧洲指令是单一标志管理,而ASME是多标志(22个)管理。ASME钢印是制造商向ASME租用的,证书失效时要物归原主,而CE标记是制造商自己按照标准指定的比例打(印)上去的。
欧洲指令对产品符合性评审的做法是模式化,其基本模式是从A到H共8个,愈到后面愈严格。模式中有只有用于设计阶段的(B),有只用于生产阶段的(C,D,E,F),有两个阶段均有的(A,G,H)。从基本模式可以派生变型模式。制造商和第三方在不同的模式中所担负的责任在PED中有明确规定。

对压力设备执行评审之前必须先把压力设备进行分类(CATEGORATION),

一般划为4类:I,II,III,IV。号愈大,意味着其潜在危害程度愈大。还有一类在等外,无须CE标志,叫做SEP(SOUND ENGINEERING PRACTICE )。具体分在哪一类是用9个表(Table不是Figure,看起来像图)来确定的。其中8个表是对非受火压力设备的,只有1个表是对受火的、产生蒸汽或过热水的压力设备的。非受火的压力设备为什么画出8个表?它们是根据定性 [是容器还是管道?是气体还是液体?是第1组流体(毒、爆、燃)还是第2组流体?] 和定量(蓄积能量,流体为PV乘积,管道为P.DN乘积)参数的组合画出来的。定性参数的组合为2 x 2 x 2 = 8,再加1个受火的,故得9个表。从9个表再根据PV或P.DN的定量乘积查出属于哪一类(从表1到表4为非受火容器,表5为受火容器,表6到表9为管道)。

PED8个基本评审模式,加A1、B1、C1、D1、E1、H1等6个变型模式,

去掉模式C不用,共13个模式。单独使用和组合使用后总计也是13个模式:这13个模式有如下特点:

  • 除模式A是由制造商自行做符合性声明,不打CE标志,NoBo不参与外,其他12个模式都有NoBo参与,都打CE标志;
  • 从模式的性质来区分有的只管设计这一段,有的只管生产这一段;有的兼管设计和生产;采用只管设计的模式的必须同只管生产模式组合使用。由于只管设计的模式是2个:B和B1;只管生产的模式是6个:C1、D、D1、E、E1、F。从理论上讲,组合模式应当有2 x 6 = 12种:

*B + C1B1 + C1
*B + D*B1 + D
B + D1B1 + D1
*B + EB1 + E
B + E1B1 + E1
*B + F*B1 + F

实际只采用了6种(有*的)。

  • 有6个模式分别相当于ISO 9001,9002和9003;有1个模式(G)相当于ASME规范的第VIII卷;称之为“单项验证”。“单项”的含义为“压力设备”定义中的4项(容器、压力管道、压力附件、安全附件)中的1项;模式HH1相当于ISO 9001,称之为全面质量保证(Full QA),从合同评审到售后服务和持续改善在内全过程质量保证。
  • 指令允许采用更高的模式,如划为I类,规定可用模式A,由于可以采用更高的模式,故实际可以选用的模式有A;A1;D1;E1;B1+D;B1+F;B+E;B+C1;H;B+D;B+F;G;H1等13种。因此,如果厂家已经取得ISO 9001,即取得了最高级模式,则评审过程就简单多了。
  • 模式H1最高级评审,增加了特殊监督(special surveillance)的内容, 特殊监督指的是“NoBo事先不告知的访问”(unexpected visits by the notified body)。
  • 除了模式H,H1制造商要编写质量体系文件外,其他模式制造商均要编写“技术文件”。技术文件的内容一般是6条,但模式B是 8条;模式B1和G是7条

6-1对压力设备或型式的概述,包括危害性分析;
6-2 方案设计和施工图纸;
6-3 对方案设计和施工图纸做必要的叙述和解释;
6-4 列表说明采用的协调标准,如不采用协调标准,则列出为满足ESR所采取的措施等;
6-5 设计计算和检测结果;
6-6 试验报告;
6-7 焊接工艺评定、焊工资格批准和无损检测人员资格评定的说明;
6-8 对制造中所作试验的说明。
如产品中采用了谐调标准,则列表说明采用的谐调标准和符合谐调标准的零件,这一部分可认为是符合基本安全要求的。如采用的是ASME规范之类的国家标准,则必须向NoBo 证明它满足安全基本要求并标明和改正了其差异之处(参见ASME规范第VIII卷1册将增加的非强制性附录Z),才能说明它具有符合性,且必须形成文件。技术文件的保存日期,从产品制造的最后一天算起至少10年。技术文件要采用成员国的官方语言,并且是授权机构所能理解的语言。

设计

生产

模式A,A1

模式B,B1

模式C1

模式D,D1(=ISO 9002)

模式E,E1(=ISO 9003)

模式F

模式G (≈ ASME SECTION VIII)

模式H,H1(= ISO 9001)

风险类别

模式组合

NoBo负责

制造商负责

I

A

 

-,无CE标记

技术文件

II

A1

 

终试检验

技术文件

D1

=ISO 9002 生产质保

批准QS+终试检验

技术文件

E1

=ISO 9003 生产质保

批准QS+终试检验

技术文件

III

B1+D

设计审查+ISO 9002

颁发设计审查证书+批准QS+终试检验

技术文件

B1+F

设计审查+终试检验

颁发设计审查证书+签发符合性证书

技术文件

B+E

型式审查+ISO 9003

颁发型式审查证书+批准QS+终试检验

技术文件

B+C1

型式审查+最终评审

颁发型式审查证书+最终评审

技术文件

H

ISO 9001全面质量保证

批准QS

质量体系文件

IV

B+D

型式审查+ ISO 9002

颁发型式审查证书+批准QS+终试检验

技术文件

B+F

型式审查+终试检验

颁发型式审查证书+签发符合性证书

技术文件

G

单台验证,相当于ASME-VIII

工序间检验+签发符合性证书

技术文件

H1

ISO 9001全面质量保证+特殊监督

批准QS+设计审查+特殊监督

质量体系文件

压力设备的定义是容器、管道、压力附件、安全附件四个单类,PED中把它叫做“ITEM”,另一类叫做组合件(例如:锅炉是容器、管道、压力附件、安全附件和泵的组合),在组合件里面又分两类情况:一是由制造商负责把他们组装在一起的,这种组合件(装置)叫ASSEMBLIES,属于PED的管辖范围之内。另一种组合件(装置)是制造商散件出厂,由用户自己安装在一起的,这种组合件叫做INSTALLATIONS,不属于PED管辖范围,由别的规程管辖。因此,对于组合件必须要分清这一点。那么,对于ASSEMBLIES 应当怎样评审呢。在PED中有另外一个名词,叫做GLOBAL ASSESSMENT。这里GLOBLE一词,容易误解为是与GLOBALIZATION(全球化)类似的意思,把它翻译为全球评审,那就错了。建议翻译为综合评审。那么,怎样进行综合评审呢?综合评审就是除了安全附件一律划为IV类外,其余在组合件(装置)的每一个ITEM,逐一划分类别,然后取它们的最严(最高)的类别,定为组合装置的评审类别。那么,组合件(装置)里面还有不属于PED管辖的泵(泵的主要设计参数不是压力,是流量、扬程),怎么办?答复是:由于这个组合装置属于PED管辖范围,其构成元件泵,也就应在PED管辖之内了。

以下举个例子。

  • 如何确定装置的类别CE标志的获取程序

第1个例子:

某装置中:
管壳式换热器(容器) – II 类
阀门(压力附件) - I 类
压力容器(容器) - III 类
管道 – SEP
安全阀(安全附件) - IV 类
则整个装置除安全阀外按 III 类评审。评审完后,对安全阀再进行单独评审。

第2个例子:

  • 由两台容器组成的干燥器。干燥剂为氧化铝或分子筛,两台容器用一个复杂阀门机构连接,使一台容器在使气流干燥时,另一台容器则处于受加热的干燥热气流进行再生。采用定时换向阀轮换操作,或采用湿度传感器自动操作。整个装置包括:两台填充床容器,各带一个安全阀、放水阀、压力表、差压开关、进口和出口隔离阀,以及电磁换向阀和有关的管道。如此组成一台装置。
  • 这台装置属于本指令管辖范围。
  • 装置的主要数据:1)处理的是空气,属于2组气体;2)再生时最高温度100 C;3)最高压力 10.5巴(表压);
  • 容器符合性评审路线
  • 压力设备类型:容器 – 满容积75升(两台之一);
  • 最大压力:大于0.5巴,表压;
  • 不属于任何“除外”;
  • 以体积和压力作为评审准则;
  • 流体分组:气体,第2组;
  • 符合性评审表 – 表2 (2组气体容器);
  • 压力容器:体积(V)75升(制造商提供);
  • 最高压力(PS):10.5巴,表压;
  • PS.V = 788巴升;
  • 类别:II类
  • 安全阀评审路线
  • 压力设备类型:安全附件;
  • 最高压力大于0.5巴,表压;
  • 不属于任何“除外”;
  • 是否是专门制造的:否
  • 以设备类型作为评审准则;
  • 流体组别:气体2组;
  • 类别:IV类

一切通用安全阀均按照IV类考虑。除为特定设备专门制造的外,所有安全附件均在本指令管辖范围,并划为IV类。

  • 换向阀的评审路线
  • 压力设备类型:压力附件;
  • 最高压力大于0.5巴,表压;
  • 不属于任何“除外”;
  • 以公称尺寸(DN)作为评审准则;
  • 流体组别:气体2组;
  • 符合性评审表:表7,2组气体管道;
  • 最高压力(PS):10.5 巴,表压;
  • 公称尺寸(DN):50
  • PS.DN = 525
  • 类别 SEP,无须CE标记。
  • 装置的评审路线
  • 压力设备类型:装置(空气/气体干燥成套装置);
  • 最高压力大于0.5巴,表压;
  • 不属于任何“除外”;
  • 以每个部件作为评审准则;
  • 流体组别:气体2组
  • 装置的类别:II类(除安全附件外的最高类别)

下面,再把评审程序的要点总结以下。

  • 弄清该设备是否属于本指令的范围;
  • 确定设备所含流体是液体或气体(含蒸汽),是属于1组或2组;
  • 从9个分类表中选择一个正确对应的表;
  • 在选择的表中根据容器的容积和最大许用压力,或根据管道或阀门的公称直径和最大许用压力,确定压力设备是哪一类,是SEP,I、II、III或IV类?;
  • 确定压力设备和装置在设计、制造和试验中的技术要求;
  • 所有设备必须符合SEP,必须安全、必须具有为用户编写的说明书、必须能识别出是欧洲联盟某一制造商或某一分销商(DISTRIBUTOR)的产品。SEP类的产品不须CE标记;
  • 其它四类必须根据所属类的要求进行设计、制造、试验、标记和贴标签,必须满足基本安全要求(ESR),必须有CE标记;
  • 含有多于一项(ITEM)设备的装置(PACKAGE OR ASSEMBLY)应当认为它的类别是组成部分的最高类别;
  • 类别确定后,可选择适合的符合性评审模式
  • 在符合性评审中要涉及NoBo的参与,他负责批准或监控制造商的QA系统,或直接对产品进行检验和试验。也可能要涉及成员国指定的“用户检验机构”或地区的第三方检验机构(REGIONAL THIRD PARTY ORGANIZATION);
  • 评审合格,制造商可作符合性声明和打CE标记,在CE标记下面附NoBo的识别号码。
  • 具有CE标记的压力设备和装置可在欧盟内自由流通。

7.我国哪些厂商在申办按照PED取得CE标记?

目前我国按照PED评审程序和采用ASME规范取得CE标志资格的厂商有上海日资森松压力容器公司、上海杨园压力容器制造厂、颇尔过滤器(北京)有限公司等。供应商取得PED证书的有上海恒达石化工程技术有限公司。以森松为例,向欧洲出口的主要是不锈钢、镍基、钛基、铝基合金和双向钢制造的容器,大部分设备内外抛光,满足医药、食品设备对卫生的要求。质量体系以ISO 9001为基础,技术标准以ASME VIII-1为基础。按照PED最严格的评审模式H1进行评审。第三方NoBo为ABS的英国分公司。全公司不足400人,今年销售额1亿3000万元,折合人均33万元。只有两间厂房,主要设备是一台油压机,和几台气体保护焊机,机加工设备只有两台摇臂钻床。封头、法兰、管件,分析、计量、食堂等全部外购、外包。

8.ASME CODE 与 PED的主要差异

以上,把PED做了一个大体的介绍,其中也掺杂了一些与ASME的对比,下面再把他们做一个较系统的对比,以作为本文的结束语。

欧洲压力设备指令(PED)

ASME锅炉压力容器规范(BPVC)

●欧盟政府机构制订的强制性法规。由欧盟委员会(COMMISSION,又译为欧盟执行委员会)提出草案,由欧盟理事会(COUNCIL,又译为欧盟部长理事会)和欧盟议会(PARLIAMENT)批准。

民间机构(ASME)制订的规范,州政府采纳后变为强制性法规。

● 历史很短,1997年5月29日欧洲议会和欧洲部长理事会批准;1999年11月生效;2002年5月29日强制执行。

1914年首版,到2001年已经出版了24版。

非欧盟国家不得参与制订

制订过程具有公开性、透明度、参与性

  • 一部单独的管理规范,其目的是通过制定一个最低安全目标来消除在欧洲贸易上的壁垒
  • 兼有管理规范和技术标准,其目的是提供详细的技术规则用于指定压力设备的设计和制造
  • 管理要求只在PED里面. 谐调标准里面没有.
  • 各卷中都有管理的内容,重复之处甚多
  • 单标志(CE)管理
  • 多标志(22个)管理
  • 标志由制造商按标准规定的比例自行打印
  • 标志钢印是向ASME租用的
  • 范围 – 非常广泛 – 囊括所有操作压力高于0.5巴的压力设备.
  • 包括:容器,管道,压力附件, 安全附件和他们的组合件(装置)
  • 不同类型的产品分别纳入不同的卷里面
  • 没有压力的上限
  • 有压力的上限
  • 对压力设备的分类- 根据危害性的水平分为I、II、III、IV四类(还有自行评审的SEP类),第IV类要求最严格
  • 第三方 –指某一指定机构( Notified Body)或某一被承认的第三方机构( Recognized Third Party Organization )(这两种机构都是由欧盟的成员国指定的)
  • 第三方 – 指授权检验机构
  • 指定机构(Notified Body)
  • 由某一成员国的政府指定,通报给欧洲委员会和所有其他的成员国,在欧洲官报上发布。
  • 发布时同时公布他的识别号码,该识别号码可放在(表示符合指令的)标志或标签的下面
  • 授权检验机构(A.I.A)
  • 美国某一州或市、或加拿大某一省的检验机构,或某一授权开具保单、被ASME所认可的保险公司.
  • 没有识别号码
  • 指定机构(Notified Body)的功能
  • 符合性评审(各种类型)
  • 公布欧洲批准的材料 – 发送报审材料给成员国和欧洲委员会,考虑欧洲委员会的意见和成员国提交的意见下公布欧洲批准的材料
  • 独自进行特定材料的鉴定

批准连接程序和从事连接的人员,进行无损检测和试验

  • 授权检验机构的功能
  • 参加对制造商质量体系的联合审查
  • 对锅炉和压力容器的检验(符合性评审)
  • 安全基本要求 – 危害性分析;适用于所有压力设备的总要求以及对于受火或以其它方法加热的压力设备和管道的特殊要求;定性的和定量的要求(对于某些压力设备)
  • 强制性要求 – 总要求和特殊的要求
  • 材料 – 必须属于以下三种类型:
  • 符合协调标准的材料(产品标准或材料标准)
  • 欧洲批准材料所覆盖的材料
  • 制造商已经公布为属于特殊鉴定的材料
  • 材料 – 按照认可的材料标准生产的材料,不限于材料的源产国是哪一个国家
  • 在PED管辖下的设备所用材料都要求做20 C ISO V形缺口的冲击试验。
  • 材料须否做冲击试验取决于是什么材料、材料的厚度、使用温度和应力水平等因素。
  • 评审程序:从风险程度的大小来设计;评审程序为制造商提供了选择:是选择由指定机构(Notified Body)来检验的方案,还是选择在一个被指定机构批准的质量体系下运行的方案
  • 评审的严格程度取决于产品的设计方法:公式设计(VIII-1),分析设计 (VIII-2) 或断裂力学设计 (VIII-3)
  • 评审模式有8个基本模式,从A到H,但还有6个变型模式:A1,B1,C1,D1,E1,H1,共14个模式,其中模式C不采用,实际为13个模式。
  • 模式H,相当于ISO 9001。模式H1同模式H,但增加了设计审查和特殊监督,故要求更严格。
  • 基本是一个模式。ASME CODE的第VIII卷相当于PED的模式G,即覆盖设计批准和制造工序间和最终检验两个阶段。
  • 与ISO 9001/PED MODULE H相比,ASME所缺少的是合同评审、满足用户要求,顾客是上帝、售后服务、采取预防措施,信息反馈、领导层评审、内部审核和质量体系的持续改善等内容。
  • 评审合格的证书是由从事评审的NoBo颁发的。
  • 评审合格的证书(授权证书)是由ASME统一颁发的。
  • 与PED配套的技术标准(谐调标准/EN标准)还没有一套及时修订的制度
  • ASME 规范各卷每年进行一次增补,每三年进行一次改版。新的规则被BPVC采纳后先以CODE CASE的形式发表,经过一段时间的考验转入规范的正文。
  • 支持PED及其技术标准的研究机构是联合研究中心(JOINT RESEARCH CENTRE)下的欧洲压力设备研究理事会(EUROPEAN PRESSURE EQUIPMENT RESEARCH COUNCIL,EPERC
  • 支持ASME规范的研究机构是焊接研究理事会(WELDING RESEARCH COUCIL,WRC)下的压力容器研究理事会(PVRC,成立于1945年)。研究成果,包括设计、制造(焊接)、材料以WRC公报形式发表,已有400多个,早期发表的成果,现在仍然被采用。最近VIII-2的全面修订和《ASME钢印持有人指南》都是PVRC搞出来的。
  • PVRC同日本压力容器研究理事会(JPVRC,成立于1980x)和EPERC开展合作研究项目。
  • 无损人员资格评定 – 第三方进行
  • 无损人员资格评定 – ACCP或制造商
  • 连接工艺评定 – 第三方
  • 焊接工艺评定 – 制造商
  • 连接工资格评定 – 第三方
  • 焊工和焊机操作工评定 – 制造商
  • 相当于条款解释的GUIDELINE为PED的一部分,起法规作用。并且将其有关编号在PED正文中引注
  • 条款解释(INTERPRETATIONS)不是规范的一部分
  • 符合性证书分别由执行符合性评审的NoBo签发
  • 符合性评审由联合评审组进行,不管哪一家AIA参加的评审, 授权证书统一由ASME颁发
  • 用英、法、德三种语言出版(源语言为英语)
  • 用英语一种语言出版

展望二十一世纪, 头二十年,对我国是一个必须紧紧抓住并且可以大有作为的重要战略机遇期。我们要积极学习、采纳ISO 9000、ASME和PED国际先进标准,在压力设备行业中大力推进企业的体制创新、技术创新和管理创新,使我国的压力设备行业在完善社会主义第三步战略目标和扩大对外开放的关键阶段和经济全球化的大潮中,与时俱进,走向世界,为建成富强民主文明的社会主义国家做出应有的贡献。

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