采用ASME规范VIII-1满足PED安全基本要求——深入剖析PED附录I的内容
Use of ASME Section VIII, Division 1 to Meet the ESR of PED– In-depth Analysis of Annex I of PED
陈登丰CHEN Dengfeng

    1994年到2003年,我国ASME持证制造商从42家增加到115家,9年间增长了1.73倍。其中以1994到1998的4年间增长最快,持证商主要是国有企业。由于取证效益不好,2000年到2001年一度转入低潮。2001年后又转入较快增长期,是由于外资企业取证数量增加的缘故。随着我国加入世贸组织,对外开放进入新阶段,以及我国举办奥运和世博会给世界带来的无限商机,必然进一步拉动外资在我国投资速度,ASME取证企业数量可望进入新一轮增长期。

年份

持证制造商数量

平均年增长%

平均年增长%

1994

42

17.11%

10.70%

1998

79

2000

95

9.66%

2001

98

3.16%

2002

105

7.14%

2003

115

9.52%

    今年年初以来,我国虽然受非典肺炎疫情的影响,但1至4月外贸出口形势仍然十分强劲。据国际货币基金组织、世界贸易组织和世界银行5月13日在日内瓦联合新闻发布会上表示,如果疫情在较短时间得到控制,其对亚洲经济的影响可以控制,对全球经济的影响也很有限。据估计,由于我国经济正在处于上升阶段,非典对我国经济的影响,最低降低发展速度0.5%,2003年经济发展可望达到7%。我国权威经济学家樊纲指出:非典疫情如能在2、3个月内得到基本控制,把非典对GDP增长率的不利影响控制在1个百分点左右,实现全年内8%左右的增长率是可能的。此外,由于非典疫情使我国公共卫生体系、危机应对机制和投资环境获得重大改善,使国际投资者的投资信心增强,可保证下一阶段经济有更稳定的增长, 我国是当今世界经济发展最快的国家这一主流不会改变。
    二十一世纪在我国经济高速发展的新阶段,由于欧盟压力设备指令(PED)的出现,ASME规范不再是通行全球的通行证,ASME持证企业必须面对PED的挑战,采用ASME规范能否满足PED的要求,能否进入欧洲市场,成为当今ASME持证企业关注的热点。
    本文针对上述热点,重点介绍2001年出版的《ASME持印人指南 – 采用ASME规范第VIII卷1册满足PED要求》一书的重要内容,该书是由ASME委托美国压力容器研究理事会(PVRC)组织全球ASME规范专家和PED专家对美、欧两种规范所作深入比较的研究成果,具有相当的权威性,仔细研读这一研究成果,无疑会对我国ASME持证企业有很大帮助。
纵览欧盟压力设备指令,其核心内容是附录I的安全基本要求。此要求又由总要求、设计要求、制造要求、材料要求和对某些压力设备的定量要求几个部分所组成。在进入正文之前有一个“开场白”(Preliminary Observations)。因此,全文是六大段。
    根据欧盟“新方法”指令的原则,基本要求以定性要求为主体,定性要求是强制性的;把定性要求量化(Quantify)为定量的要求是配套技术标准的任务。量化后的定量要求或规则能否与PED的定性要求一致,能否满足定性的要求,必须在每一个技术标准的后面用附录Z的形式,把定性的逐条要求用技术标准里面的定量规则来证明它是否被满足。因此,技术标准被称之为协调标准或谐调标准(Harmonized Standards)。技术标准是可以选择的,采用欧洲的技术标准(EN标准)或ASME标准都可以,但二者都必须有一个附录Z。下面列出的六个表即ASME VIII-1的附录Z。(基本要求中的个别量化要求不是强制性的,如有别的量化规则也可以达到总体同样安全的水平,则也允许采用,其批准权属于欧盟指定的检验机构,即Notified Body)。
  从本文以下六个表可以看出,ASME与PED有很多差别。一是PED有而ASME规范无;二是PED有而ASME规范不全;三是PED和ASME规范都有;四是PED和ASME规范虽然都有,但二者的规定不同。除第三点不存在问题外,第四点ASME规范必须放弃他的规定而遵照PED的规定,例如:无损检测人员的资质评定必须由欧盟认可的第三方来做,而不能由制造商说了算。第一和第二点反映了ASME规范上的空白。这里有一个关键性概念,在PED里面得到充分重视,即产品责任法(Product Liability Law)它是二次大战后发展起来的新型法律部门。欧美等国在产品责任(又称无过失责任)诉讼中都实行严格责任,它是近年发展起来的一种产品责任理论。按照这种理论,只要产品有缺陷,对消费者或使用者具有不合理的危险而造成人身伤害和财产损失时,其生产者和销售者都应对此负责。所谓产品缺陷,一是设计上的缺陷;二是原材料缺陷;三是制造和装配上的缺陷;四是指示上的缺陷。后者是指产品本身并无任何缺陷,但如果使用不当,也会有危险。生产者和销售者的责任不仅要保证其产品不具有实际缺陷,而且要对消费者或使用者提出上述潜在危险的适当告诫或警告,如没有提出,也视为产品上有缺陷。1985年,欧盟理事会正式通过了《产品责任指令》(Product Liability Directive, July 1985),并要求成员国通过本国立法程序纳入国内法予以实施。像压力设备这种具有潜在危险的特种产品当然应更加注意产品责任。与产品责任有关的规定在PED基本要求里面随处可见,而这些观点正是ASME规范所欠缺的。
    1977年7月,我向美国出口的烟火,在某次点燃时突然转向,炸伤狄恩·斯考特右眼,被提起诉讼,被伤人要求损害赔偿600万美圆,这是我国建国以来首例重大产品责任案件。近年来,有关国家对我外贸部门和生产单位不断提起产品责任诉讼,索赔额巨大,动辄几百万美圆。这个问题应当引起我们高度重视。(详见新华出版社2002年出版的《政治局委员听的课》一书)本文在此着重提出这个问题,将有助于在解读PED基本安全要求时,对基本安全要求中为什么一而再、再而三地强调与产品责任有关的一些问题,确实是事出有因的。
    以下为PED与ASME规范安全基本要求的对比。

一、开场白

PED附录I节号

附录I安全基本要求

VIII-1参考章节

VIII-1须补充的额外考虑

1.

本附录对压力设备提出基本要求,由此引起的责任同样适用于存在危险性的压力设备的组合装置

UG-11

 

2.

指令中列举的基本要求是强制性的.倘若所考虑的压力设备在制造商合理可预见条件下使用时具有危险性,则制造商应担负起安全基本要求中所提出的责任

 

 

3.

制造商有责任分析危险性, 鉴别哪些是由于压力对设备造成的危险性;
制造商必须根据危险性分析进行设备的设计和建造

制造商必须根据PED的第3、第9章和附录II进行危险性分析
制造商对压力设备的设计和建造必须符合附录I所列出的所有安全基本要求

4.

在设计、制造以及在考虑技术和经济时,对总要求的采用和解读,必须计及当前科技发展水平和现行做法,使之符合高水平安全卫生要求

U-1a3、U-2a1、U-2a2、 U-2g、UW-2a

 

注:本表中凡引用ASME VIII-1中的节号,均省略括号,例如:U-1a3 = U-1(a)3; UW-2a = UW-2(a).

二、总要求

PED附录I节号

附录I安全基本要求

VIII-1参考章节

VIII-1须补充的额外考虑

1.1

压力设备的设计、制造、检验,装配和安装,要按照制造商说明书,保证其在使用条件下、或在合理可预见条件下的安全。

U-1a3,
U-2a

(部分)

制造商必须按照PED附录3.4的要求,为用户编写一份含有必要资料的说明书。
制造商还必须考虑以下各点:
a.告诉用户还有哪些剩余的危险性
b.防止可预见的错误使用所带来的危险
c.计及可预见的性能下降机制
d.保证压力设备在预期寿命期限内的安全性

1.2

在选择最适合的解决方案时,制造商必须符合按以下顺序所指出的原则:
a.尽可能合理而可行地消灭或减少危险性
b.采用适当的保护性措施防止那些不能消灭的危险性
c.如适合的话,告诉用户哪些是剩余的危险性,并指出在安装和(或)使用时是否必须采取特殊的措施以减少危险性

U-2a
UW-2
UW-2a(部分)

制造商必须:
a.尽可能合理而可行地消灭或减少危险性
b.采用适当的保护性措施防止那些不能消灭的危险性
c.如适合的话,告诉用户哪些是剩余的危险性,并指出在安装和(或)使用时是否必须采取特殊的措施以减少危险性

1.3

如已经知道,或明显地预见到有可能出现错误使用,则在压力设备的设计时,必须防止由于错误使用所带来的危险;如不可能这样做,则必须对该压力设备给出绝不可这样使用的郑重警告

UG-20b (部分)
UG-116
(部分)

在压力设备有可能被错误使用的地方(例如:使用条件不同, 使用了危险性更大的流体, 或出现自致冷现象), 制造商必须提供必要的保护措施 (例如:安全放压口, 测温装置以及其他传感器等)
必要时,制造商必须在操作说明书中对使用不当做出郑重警告(见PED附录I-3.4)

三、设计

PED附录I节号

附录I安全基本要求

VIII-1参考章节

VIII-1须补充的额外考虑

2.1

必须在考虑一切有关因素的条件下, 正确地设计压力设备, 以保证在压力设备的全部寿命期限内是安全的.
设计时必须采取各种已知的、一致的、针对失效模式考虑适当安全系数、具有足够安全裕量的精细设计方法

U-2a、UG-20、UG-21,22、UW-2、 UCS-56、UCS-66
(部分)
Sec.II,Part D 附录1

在设计压力设备时,制造商必须考虑以下因素:
计及可预见的性能下降机制
b.保证压力设备在预期寿命期限内的安全

2.2

保证足够强度的设计

 

 

2.2.1

压力设备必须针对各种载荷进行适当设计,使之适合于设计用途,适合于在合理可预见的其他操作条件使用。特别要考虑以下因素:
a. 内压和外压
b.环境温度和操作温度
c.在操作和试验条件下的静压以及内容物的重量
d.运输载荷,风载荷和地震载荷
e.来自支承件、连接件、管道等的反作用力和力矩
f.腐蚀、冲刷磨蚀、疲劳等
g.不稳定流体的分解
必须考虑可能在同一时间内发生的其它载荷,要计及各种载荷同时出现的可能性

UG-22
UG-22a
UG-22h
UG-22b
UG-22f(部分)
UG-22d
UG-22e,
UG-25b(无)
UG-22
UG-23d

(注:由于第VIII卷1册不含运输容器,故运输载荷将含盖于拟编制的新的第XII卷)
设计时必须计及不稳定流体的分解

 

2.2.2

强度设计必须基于以下方法:
作为一般规则,采用2.2.3所述
计算方法, 必要时补充以2.2.4所述实验方法, 或者
b.当最大允许压力PS与体积V的乘积小于6000 bar.L, 或 PS x DN的乘积小于3000 bar时, 可采用2.2.4所述不作计算的实验设计方法

UG-19c
UG-101
(部分)

PED附录I中2.2.4所述实验设计方法,可能需要对疲劳、蠕变和腐蚀率进行额外试验,从而,为了与PED的规定一致,可能必须作附加限制制造商必须保证不超过对允许压力PS和允许容积V的限制

2.2.3

计算方法
压力载荷和其他载荷
对于操作条件下的各种合理可预见的失效模式,必须限制压力设备的许用应力。为此,必须采用安全系数来完全消灭源于制造、实际操作条件、应力、计算方法、以及材料性能和材料行为的各种不确定性。
所用计算方法必须具有足够的安全裕量,符合第7章的要求
必要时,可采用以下适当方法之一,并以另一种方法作补充,或与另一种方法联合使用,以满足上述要求;

  • 采用公式设计
  • 采用分析设计
  • 采用断裂分析设计

b.强度
必须采用适当设计计算,以获得该压力设备的强度
特别是:

  • 计算用压力不得低于最大许用压力,并且须计及静压头、流体的动压和不稳定流体的分解压力如容器是被分隔成若干个独立的承压室,则分隔壁的设计必须基于两邻接承压室可能发生的最大和最小压力差
  • 计算用温度必须有适当的安全裕量
  • 设计必须适当地计及在该设备合理可预见操作条件下一切可能发生的压力和温度的组合
  • 最大应力和峰值应力的组合必须保持在安全范围之内
  • 压力设备的计算必须基于文件化的数据,考虑第4章的规定以及适当的安全系数,采用与材料性能相适合的数值有关材料特性应考虑的是:
  • 在计算用温度下的屈服强度,根据适用情况,取0.2%或1.0%永久变形的保证强度
  • 抗拉强度
  • 依时间变化的强度,例如:蠕变强度
  • 疲劳数据
  • 杨氏模量(弹性模量)
  • 有关的塑性变形量
  • 冲击强度
  • 断裂韧性
  • 根据无损检测,材料连接以及预见操作条件的类型,对材料性能必须施加适当的接头系数
  • 设计中必须计及与设备预期使用条件相对应的、合理可预见的性能恶化机制(例如:腐蚀、蠕变、疲劳等)

在使用说明书中必须告诫与设备的使用寿命有关的设计的特色,例如:

  • 蠕变设计:规定温度下的操作小时数
  • 疲劳设计:规定应力水平下的设计循环数
  • 腐蚀:设计腐蚀裕量

b.稳定性方面

如计算厚度不能达到足够的结构稳定性, 则必须计及由于运输和搬运带来风险的情况下, 采取必要的措施加以改进

UG-23
第II卷D篇,附录1
UG-27至55
U-2g

UG-21

UG-22b
(无)
UG-19a
UG-20
UG-20
UG-21

UG-22,UG-23

VIII-1附录P,II-D附录1

UG-4,UG-23

VIII-1附录P
II-D附录1
UG-22
II-D附录5
(部分)

UG-84
UG-84,UCS-66等

UW-2a
UW-12

UG-25,VIII-1附录E,II-D,附录6

(部分)

(部分)

UG-25

附录E

(无)

 

必要时,设计计算中必须有不稳定流体的分解条件

要时,设计计算应含有塑性变形量

操作说明书(OPERATINGINSTRUCTIONS)中必须规定在蠕变范围, 疲劳循环和腐蚀裕量的设计温度下的设计寿命范围

 

设计计算必须计及包括在运输和搬运容器和组合装置时结构的稳定性

2.2.4

实验设计方法
压力设备的设计必须以适当程序对压力设备或某一类型压力设备的代表性样机作全面或部分的确证
试验前,必须对试验程序作明确界定, 如有评审模式, 该程序必须被负责评审的NB所认可
该程序必须定义试验条件和试验的验收和拒收准则
试验前, 必须对被试设备组成材料的主要尺寸和性能的实际值进行测试
在试验期间, 如适合的话, 必须能以足够精确度记录应变和应力的仪器观察压力设备的关键部位
试验程序必须含有以下内容:
a.承压强度试验.其目的是在相对于最大允许压力有一定安全裕量的压力下,核查该设备不得有超过规定阈值的明显泄漏或损坏试验压力必须根据试验条件下设备几何形状及材料性能值与设计采用值之间的差值来确定
试验压力必须计及试验和设计温度之间的差异
b.如存在蠕变或疲劳的风险, 应根据设备使用条件, 例如:在规定温度下的保持时间,在规定应力水平下的循环次数等, 做适当试验c.必要时, 针对2.2.1所述其他因素,例如, 腐蚀,外部损坏等,做附加试验

UG-101
(无)
UG-101
UG-101j
UG-101j
UG-101n
UG-101m
(部分)
UG-101
UG-101k
(无)
(无)

制造商必须从负责该实验设计试验程序评审模式 (如有的话) 的NB处得到批准

 

 

采用PED附录I中2.2.4所述实验设计方法,为了与PED的要求一致,可能需要做额外的试验和增加额外的限制(在规定温度下的保持时间,在规定应力水平下的疲劳循环次数,腐蚀速率,外部破坏等)

 

2.3

保证安全搬运和安全操作的条款

对压力设备规定的操作方法必须排除操作时任何可推知、可预见的风险,在以下方面必须给予特别注意:
a.封闭和开孔处;
b.危险性释放压力时;
c.压力设备存在压力或真空时进入;
d.考虑压力设备预期使用时的表面温度;
e.不稳定流体的分解.
特别是,当压力设备装有进人门盖时,必须配备能令使用者“便于确定在打开门盖时不会出现任何危险”的自动或手动装置
此外,对于可以快速打开的门孔,在压力设备上必须安装可防止流体压力或温度有危险性时门盖被打开的装置

(无)

(无)

 

UG-35a-UG-35c

为保证安全搬运和排除操作期间的风险,制造商必须考虑以下各个方面:
a.封闭和开孔处;
b.危险性释放压力时;
c.压力设备存在压力或真空时进入;
d.考虑压力设备预期使用时的表面温度;
e.不稳定流体的分解。
压力设备装有进人门盖时,必须配备能令使用者“便于确定在打开门盖时不会出现任何危险”的自动或手动装置

2.4

检测方法
a.压力设备的设计和建造必须使所有保证安全性的必要检测得以进行
b.如必须保证压力设备具有持续安全性, 则必须有判断压力设备内部状态的方法,例如:设置让人通过安全并按照人体工程学设计的检查孔进入容器内部进行检测
c.遇到以下情况时,可采用其他方法以保证压力设备处于安全状态:

  • 开孔太小,无法进人时;
  • 开孔对压力设备内部会产生不利影响时;
  • 证明显示内容物对压力设备的制造材料不存在有害影响,并且合理可预见到不存在其他的使内部状态恶化的机制

 

UG篇

UW篇

UG-46

UG-46b,i

(无)

 

 

 

 

 

在操作说明书中必须有保证容器内部处于安全状态的可行措施

 

2.5

放空和排液措施:
在以下必要情况下, 压力设备必须有放空和排液的适当方法:
a.为避免诸如水锤、真空垮塌、腐蚀以及非受控化学反应等有害效应。必须考虑操作和试验的各个阶段, 特别是压力试验阶段
b. 为便于以安全方式进行清洗、检验和维护

UG-25f

(部分)

UG-46

 

容器制造商必须为操作和试验的各个阶段,包括解除真空,提供放空和排液的适当的方法。制造商还必须设法避免诸如水锤、真空垮塌、腐蚀以及非受控化学反应等有害效应。

2.6

腐蚀和其他化学侵袭
必要时,计及预期和合理可预见用途的情况下,为防止腐蚀或其他化学侵袭,必须有适当裕量或保护

UG-25
UCS-25
UCL-25
附录D,E,F(部分)

如PED附录I中2.6所要求,当合适时,尚必须考虑腐蚀以外的其他形式的化学侵袭

2.7

磨损
在可能严重冲刷或磨损的地方,必须引起采取如下措施:
a.适当通过设计以尽量减少磨损,例如:增加额外的厚度,采用衬里或复合材料
b.对于最易磨损的零件采取替换件的方法
c.为能持续安全使用,在3.4节所述说明书上告诫进行必要的测量

UG-26 (部分)

(无)

如适合的话,在设计时必须考虑冲刷和磨损防治措施

制造商应根据PED附录I的3.4为用户编写含有必要安全信息的说明,需要时,并根据2.7考虑防止磨损的说明

2.8

组合装置

设计组合装置必须是:
a,被组装的组成件对于所承担的功能是适合的、可靠的
b.各个组成件以适合的方式被正确地组装和整合在一起

UG-21,

UG-120c

制造商必须确信所有组合装置的设计都符合PED的有关要求(注:PED的定义:组合装置是指制造商把若干件压力设备进行组装、以形成整合在一起的、具有一定功能的整体。)

2.9

充填和排放的条款
在适合的情况下,压力设备的设计和附件配置或附件措施,必须保证对以下所列危险能够安全充填和排放:
a.充填:

  • 特别是对于在涉及温度下的充填系数和蒸汽压的超装或超压
  • 压力设备的不稳定性

b.排放:加压液体非受控状态下的释放
c.充填和排放:不安全的连接和拆卸

(无)

(无)

(无

 

(无)

按照PED的要求配置必要的附件以保证安全充填和安全排放,防止加压液体在非受控状态下的释放和防止不安全的连接和拆卸

 

2.10

压力设备超过允许限值的保护
当在合理可预见的情况下可能会超过允许限值时,则在组合装置内的压力设备必须配置适当的保护装置或附件措施
决定这种适当的保护装置或其组合必须基于压力设备或其组合装置的特定性能
适当的保护装置或它们的组合包括如下内容:
a.配置第1章2.1.3所定义的安全附件
b.如认为适合,配置诸如指示器和(或)警报器之类的、可自动或手动地采取行动保持压力设备处于允许限值内的监控装置

UG-125 ~128

G-125 ~128

UG-125,CC2211

制造商必须提供必要的指示器和(或)警报器以符合PED附录I-2.10的要求

2.11

安全附件

 

 

2.11.1

a. 安全附件的设计和建造必须可靠,并适合于其预期用途,有时还要考虑保护装置的维护和试验要求
b.除非安全附件的安全功能不会受别的功能所影响,其功能不可与这些别的功能相关联。
c.安全附件的设计必须符合有关设计原则、达到适当而可靠的保护. 其中特别是:失效-安全模式、余度原则、多样性原则和自诊断原则。

UG-126,UG-131,UG-132
UG-125

UG-125,附录M(部分)

安全附件的设计必须符合PED附录I中2.11的要求(注:在VIII-1中没有特别提出失效-安全模式、余度原则、多样性原则和自诊断原则。)
安全附件的设计应满足PED中的有关设计原则,包括:失效-安全模式、余度原则、多样性原则和自诊断原则。

 

 

2.11.2

压力限制装置
压力限制装置的设计必须使压力不致永久地超过最大允许压力PS,而是允许有一个符合7.3所规定的、短暂时间的、适当的压力冲击。

UG-125

(部分)

(注:VIII-1的UG-125c允许比MAWP高出10%或3 psi.,取二者的较大值。 UG-125c1则允许16%或4psi. 取二者的较大值。此二种允许值都可能超过PED附录I,7.3规定的10%最大限值。)

2.11.3

温度监控装置
从安全考虑,必须具有足够快反应时间、与温度测量功能一致的温度监控装置。

附录C,附录T

(部分)

制造商必须提供具有足够快反应时间、与温度测量功能一致的温度监控装置。

四、制造

PED附录I节号

附录I安全基本要求

VIII-1参考章节

VIII-1须补充的额外考虑

3.1

制造工艺

制造商必须采用适当的技术和相关工艺,保证胜任地执行在设计阶段所制定的规定,特别要考虑以下各点:

UG-75,UG-78,

UG-93,UG-95,

UG-117

 

3.1.1

组成件的准备

组成件的准备(例如:成形,开坡口)不得引起可能对压力设备安全性有害的、力学性能上的缺陷、裂纹或变化。

UG-11,UG-76,

UG-95,UW-31,

UW-32

 

3.1.2

永久性连接

永久性接头及其相邻区域内不得有任何有害于设备安全性的表面缺陷或内部缺陷.

除非在设计时专门考虑了别的有关性能值外, 永久性接头的性能必须满足对连接材料规定的最低性能要求

对压力设备而言, 承压件之间的和非承压件直接与承压件连接的永久性连接工作, 必须根据有关操作规程由资质经过适当评定的人员来担当

对于II、III、IV类压力设备,操作工艺和人员必须由一家有资质的第三方批准。根据制造商自己的选择,第三方可以是在PED第13章中所规定的:

  • 某一NB; 或

b.某一成员国所承认的第三方机构。

为执行上述批准, 第三方必须执行相关协调标准中所规定的考试和试验, 或相当的试验, 或监督执行之。

UW-11,32

UW-35,36

UW-37a-37e

UW-51

UG-28

UW-28,UW-29,

UW-37,UW-46,

UW-47,UW-48

(无)

(无)

(无)

 

 

参见PED第12章对NB、第13章对承认的第三方机构就II、III、IV类压力设备焊接工艺评定和焊工资质评定的规定.(注:对于I类容器,制造商可采用ASME焊接工艺和焊工资质)

 

 

对于II、III、IV类压力设备,焊工和焊机操作工的资质评定必须满足EN 287的要求,焊接工艺评定必须满足EN 288的要求。

焊工、焊机操作工和焊接工艺评定必须经某一NB或批准的第三方机构核准。

焊接接头(焊缝金属和热影响区)必须满足与母材相同的规定最低性能(延伸率和冲击试验要求)。

3.1.3

无损检测
对于III、IV类压力设备,按照PED第13章,无损检测人员必须经某一成员国承认的第三方机构批准。

 

(无)

对于III、IV类压力设备,NDE人员必须经欧共体某一成员国承认的第三方机构批准(注:对于I、II类压力设备的射线检测,制造商可以采用ASME规范第VIII卷1册UW-51a2所要求的证书)

3.1.4

热处理
如存在工艺过程改变材料性能,致使损伤压力设备安全性的风险时,则在制造的适当阶段必须采取合适的热处理.

UG-85,UCS-85,UHT-5e,UHT-51

 

3.1.5

可追溯性

必须建立并保持以适当方法从材料验收、投入生产到最终试验的全过程、识别压力设备承压件材料的适当程序

UG-93,UG-94,

VIII-1附录 10

 

3.2

最终评审

压力设备必须接受下述的最终评审

 

 

3.2.1

最终检验
压力设备必须经受目视检验和随机文件审查的最终检验,以核查是否符合指令的要求. 可以计及在制造过程中所做的试验。
只要从安全性认为必须,最终检验必须对压力设备的每一个部件进行内部和外部的检验,必要时可在制造中进行检验(例如:在最终检验时不可能再进行检验的场合)。

UG-90,UG-90c1

UG-99g,UG-100d,

UG-120,附录W (部分)
UG-90,UG-96,UG-97

 

制造商必须提供用以证明与指令符合的文件, 后者包括:
a) NDT人员的资质证明
b.焊工和焊机操作工的资质证明
c.焊接工艺的评定文件
d.热处理程序和数据
e.母材和焊接耗材的材料合格证书和检验文件
f.保证材料可追溯性的程序
g.含射线检测底片的NDT报告
h.力学性能测试的试验报告(例如:试板试验)
i.制造过程中出现缺陷和偏差的报告
j.成形以及其他制造工艺k.根据有关符合性评审模式所需其他技术文件

3.2.2

验证试验

压力设备的最终评审必须包括对承压壳的试验. 如适合的话, 它一般采取至少以等于7.4节所述压力进行水压试验的形式
对于I类批量生产的压力设备, 这种试验可以在统计基础上进行如水压试验压力有害或不可行, 可进行以获得承认的值作别的试验. 以非水压试验进行的试验, 在试验前必须进行诸如无损检测或其他相同有效性方法作附加试验

(无)

(无)

UG-100,UW-50

制造商必须采用PED附录7.4节所述试验压力进行水压试验.(注: ASME规范UG-99水压试验压力系数取1.3不满足PED的要求)

在附录I的7.4节里面没有规定气压试验的试验压力。做气压试验时, 必须取得负责符合性评审的NB (见PED第12章) 或负责验证试验的第三方机构的同意.

3.2.3

安全装置的检验
组合装置的最终评审还含有检查安全装置是否完全符合2.10节要求.

UG-136,UG-137

(部分)

这里包括对诸如安全附件的指示器和(或)警报器等监控装置的检查, 以防止超过许用压力和许用温度的极限(参见PED附录I的2.10b)

3.3

标记和贴标
除第15章所述CE标记外, 还必须提供以下资料:

  • 对所有压力设备许提供的资料:
  • 制造商或在欧共体内成立的授权代表的名称和地址, 或其他的识别方法
  • 制造年份
  • 根据压力设备本身特性的识别方法, 例如:型号, 系列标志或批量标志, 以及序列号等
  • 重要的最大/最小允许限值为了安全安装、操作和使用, 以及维护和定期检验, 应根据压力设备的类型, 提供额外的有关资料,例如:
  • 以L表示的压力设备的体积
  • 压力管道的名义尺寸, DN
  • 以bar和日期表示试验压力PT
  • 以bar表示的安全装置的整定压力
  • 以kW表示的压力设备的输出功率以V
  • (伏特)表示的电源电压
  • 计划用途
  • 充填比, kg/L
  • 以kg表示的最大充填质量
  • 以kg表示的皮重
  • 产品的组别
  • 必要时,须在压力设备上固定有警告牌, 告诫不得错误使用, 后者根据过去经验, 是可能产生的

压力设备必须有CE标记并被给予要求的信息, 这些信息可以数据牌的形式牢固地固定在压力设备上,但以下情况除外:

  • 为避免在同一台组合装置的各个零件(例如:各个管道组成件)上重复地打标记,可适当采用文件的形式.这一方法适用于CE标记和本附录所述及的其他标记和标签
  • 如压力设备太小(例如:附件), 则b款所列信息可放在与该压力设备固定的标签上

如在适当时期内能保持清晰的话, 则可以采用标签或其他适合方法用于打算填充的填料和c款所述的警告牌

 

UG-116,

UG-118,

UG-119

UG-129 (部分)

 

(无)

 

(无)

UG-119(部分)

(无)

 

无)

(无)

 

除CE标记外,容器制造商必须根据PED附录I, 3.3a和3.3b的要求提供附加的有关信息

 

 

 

 

 

 

根据压力设备的类型和计划用途, 应在压力设备上连接警告标签, 告诫根据往日经验可能产生误用

根据PED附录I中3.3节的要求, 制造商应提供必要的CE标记

 

3.4

操作说明书
a.压力设备投放市场时, 制造商必须随机给用户一份尽量涉及有关问题的、涵盖以下一切必须安全信息的操作说明书:
(1) 包括把压力设备不同组合件装配起来的安装说明
(2)首次投入使用的说明
(3)正常使用说明
(4)涵盖用户检查在内的维护说明
b.除序列号外, 根据3.3节的要求,操作说明书必须含有固定在压力设备上的信息, 且必须附有为完全理解操作说明书所必须的、技术文件、图纸和简图.
c.操作说明书上还必须涉及根据1.3节提出的由于错误使用而带来的危险,以及根据2.2.3节该压力设备设计上的特殊性能

(无)

无)

(无)

 

 

 

 

制造商应为用户编写尽可能完备的说明,含有3.4节列出的必要的安全信息,并根据PED附录I的1.3节论述由于可能发生错误使用而引起的危险,根据2.2.3节论述设计上的特殊性能,以及根据2.7节论述压力设备的日久损坏问题. 操作说明书应含以下内容:
a.3.3节要求标记和标签
b.包括把压力设备不同构件装配起来的安装说明
c.首次投用说明
d.正常使用说明
e.包括用户自行检查在内的维护说明
f.如需要, 对于完全理解上述信息所必须的图纸
g.在用核查、变更或修理所需设计资料
h.防止设备被误用而引起危险的警告
i.符合性声明(合格声明)

五、材料

PED附录I节号

附录I安全基本要求

VIII-1参考章节

VIII-1须补充的额外考虑

4

除非预先打算采用替代件,压力设备制造用材料必须适合于在设计寿命期间的使用。
焊接耗材以及其他连接材料只需满足4.1,4.2a的有关要求, 以及以适当的方式满足4.3第1节的要求, 二种要求要分别满足, 在被连接的结构中也要满足。

UG-4-UG-8,UG-10,II-D篇,附录6(部分)
UG-9,UG-26(部分)

PED要求制造商选择的材料(含螺栓)适合于容器的设计寿命期, 因此, 必须考虑促使材料的性能恶化的各种机制,例如:蠕变、脆化等引起的性能恶化。(附加要求见附录I的.1.4, 4.1, 4.2, 4.3, 7.1和7.5)

除非在设计中特别计及了有关性能的值, 永久性焊接接头的性能 (焊缝金属和热影响区) 必须满足对被连接材料规定的最低性能 (含延伸率和冲击试验要求)。

4.1

承压件材料必须满足的要求:
在一切可合理预见的操作条件下以及在试验条件下, 具有适合的性能, 并且特别是应具有足够的延性和韧性
a.在适当地方,材料的特性必须符合7.5节的要求。此外, 特别在选材时,必须十分注意防止脆性断裂.如由于特殊原因而必须采用脆性材料时, 则必须有适当措施
b.对于压力设备盛装的流体具有化学稳定性; 在设备的设计寿命期限内, 对操作安全性所必须的物理和化学性能不得受到显著影响
c.不得受时效的显著影响
适合于所采用的加工工艺
e. 所选材料当与不同材料放在一起时, 不得产生不良作用

UG-4,II-A, B, C, D(部分)
UG-84,UCS-66,

UHT-6等(部分)
II-A,B,C,D(部分)
UG-16e,UG-25,
II-D, 附录5,6(部分)

II-D, 附录5,6(部分)

UG-79,UC-85,UHT-81UG-18

压力设备制造商负责针对设计用途的选材。材料必须满足附录i,中4.1a到4.1e的要求

附录I的7.5节要求材料的延伸率至少为14%.且20oC(68oF)下冲击韧性平均值至少为27J (20 ft-lbs)

只当材料具有以下性能时,才能获得批准:
a.对于一切可预见的操作条件和试验条件具有适当的性能
b.具有足够的延展性 (对于钢,延伸率不小于14%)
c.在20 oC或最低操作温度下, 具有足够的韧性 (对于钢, 平均值不小于27J)

PED要求制造商负责设计用途的选材。所选材料必须符合附录I中4.1a到4.1e 的要求。
(注: 这一条隐含于VIII-1中, 但ASME规范对此无具体规则)
(注: 这一条隐含于VIII-1中, 但ASME规范对时效无具体要求)

4.2

a. 对于在2.2.3中规定的设计计算所必须的数值以及在4.1中规定的材料重要特性及其处理, 压力设备制造商必须以某一适当方式加以界定

b.制造商必须在技术文件中采用以下形式之一提供符合指令有关材料标准的基本原则:

  • 采用符合协调标准的材料
  • 采用按照第11章被欧洲认可的压力设备材料所覆盖的材料
  • 某一特殊评定的材料

c.对于III、IV类压力设备,b(3)所述之特殊评定必须由负责该压力设备符合性评审程序的NB来做。

 

UG-23 (部分)

 

(无)

(无)

(无)

 

(无)

(无)

a. 只当材料具有以下性能时,才能获得批准:
(1) 对于一切可预见的操作条件和试验条件具有适当的性能
(2) 具有足够的延展性 (对于钢,延伸率不小于14%)
(3) 在20 oC或最低操作温度下, 具有足够的韧性 (对于钢, 平均值不小于27J)

b.材料必须符合下列之一:

  • 在某一欧洲产品协调标准中规定的材料
  • 为欧洲认可的压力设备材料所覆盖的材料
  • 公布为特殊评定的III、IV类设备用的材料

材料特殊评定(PMA)必须由负责该设备符合性评审的NB来做
(注:目前还没有欧洲认可的ASME材料标准. 关于ASME材料标准的欧洲认可问题请向ASME办事人员咨询)
如压力设备被划分为III类或IV类,则材料的PMA必须由负责该压力设备符合性评审程序的NB来做。

4.3

压力设备制造商必须采取适当措施保证所用材料符合要求的技术标准.

特别是,一切材料都必须取得材料制造商出具的、确认符合某材料标准的文件

对于III、IV类压力设备的主要承压件,这种文件必须采取特定产品控制合格证的形式

如材料制造商拥有适当的品质保证体系、后者被某一在欧共体内建立的有资质的机构所认证、并经过特定材料评审,则该制造商所出具的证书可被认定为符合本节中的有关要求

UG-93

UG-23a
UG-93

(无)

 

(无)

造商必须保证材料符合某一适当的材料标准,并且有适当的证书加以支持。

a.对于II、III、IV类压力设备的主要承压件,试验证书应为EN 10204中的3.1A,3.1B,3.1C或3.2型

b.第I类压力设备的证书可为2.2型

c.各类压力设备的焊接耗材的证书可以是2.2型

如材料制造商持有某一在欧共体内建立的认证机构所颁发的符合ISO 9000的证书,则可以接受EN 10204中3.1.B型的材料证书

如材料制造商不持有这类证书,则压力设备制造商负责确定对证书的要求

六、对于某些压力设备的特殊定量要求

PED附录I节号

附录I安全基本要求

VIII-1参考章节

VIII-1须补充的额外考虑

7.

以下条款可作为一般规则使用。但是,在不使用这些规则的地方,包括在材料没有被特别提及和没有采用协调标准的地方,制造商必须用实例证明已采取可达到总体同等安全水平的适当措施

本章是PED附录I的一个整体部分。本章条款对1到6章压力设备基本要求做了补充

 

本章规定的定量要求可作为一般规则使用。虽然别的定量值也可采用,但制造商必须能用实例向NB证明已采取了适当措施达到了总体同等安全水平。

7.1

许用应力

 

对于在7.1节中没有被列出的材料,许用应力由制造商来决定,他必须例证达到了总体安全性。为此,制造商可以引用CEN技术委员会批准的协调标准、规范和技术规定(例如:EN 13445 压力容器标准)

7.1.1

代号

Re/t屈服限,表示在下列计算温度下的值:

a. 具有上、下流变极限材料的上流变极限

b. 奥氏体钢和非合金铝的1.0%保证强度

c.其他情况下的0.2%保证强度

Rm/20表示20oC下极限强度的最小值

Rm/t表示计算温度下的极限强度

 

 

7.1.2

对于静载荷主导和蠕变温度范围以外的许用总体薄膜应力, 根据所用材料,不得大于以下数值中的较小值:

a.如为铁素体钢,包括正火钢 (轧制正火钢) 但不包括细晶粒钢, 特别是热处理钢, 取2/3Re/t和5/12Rm/20中的较小值

b.对于奥氏体钢

(1) 如断裂后的延伸率大于30%, 取2/3Re/t

(2) 如断裂后的延伸率大于35%, 取5/6Re/t和1/3Rm/20中的较小值

c.对于非合金或低合金铸钢, 取10/19Re/t和1/3Rm/20中的较小值

d.对于铝, 取2/3Re/t

e.对于铝合金, 不包括沉淀硬化合金, 取2/3Re/t和5/12Rm/20中的较小值

II-D,表1A

附录1

 

(部分)

 

 

(部分)

 

(注: 一般, ASME规范II-D中的设计许用应力是可以接受的。但在每一个特定情况下,制造商都必须核查ASME规范的设计许用应力是否满足PED的准则)

 

 

 

(注: 对于某些材料,例如不锈钢和某些应变硬化材料, ASME规范允许设计应力可达到规定最小屈服强度的90%, 这一条不能满足PED附录I中7.1.2的限制。此外,VIII-1-ULC篇的条款也可能不满足PED附录I的准则。)

7.3

压力限制装置,特别是压力容器的

在2.22.2节中提到的压力瞬间激增必须在最大许用压力的10%以内

(部分)

在每一中情况下,制造商都必须核查VIII-1-UG-125的整定压力是否符合PED附录I的要求.

(注: UG-125c允许瞬间激增压力超过MAWP的10%或3 psi, 取二者的较大值)

7.4

水压试验压力
对于压力容器, 3.2.2节所述水压试验压力都不得小于以下规定:
a.相当于压力设备使用中所承受的最大载荷的压力, 同时计及其最大许用压力和最大许用温度, 乘以系数1.25, 或者
b.为最大许用压力乘以系数1.43,
取二者的较大值

UG-99

(无)

VIII-1的1999年增补中水压试验压力不满足PED中7.4节试验压力为1.43倍最大许用压力的要求

7.5

除非根据其他准则必须考虑别的参照值, 如按照标准程序进行拉伸试验时, 钢的断裂后延伸率不小于14%, 并且从不高于20oC且不高于设计最低操作温度下ISO V-形缺口试样上测得的弯曲断裂能量不小于27 J, 则可认为它能满足4.1a, 具有足够的延性。

(部分)

(部分)

只有在以下情况下,材料才能被批准使用:
a.对于所有可预见的操作条件和试验条件具有适当的性能
b.有足够大的延展性(对于钢, 延伸率不小于14%)
c.在20oC且不高于设计最低操作温度下有足够大的韧性 (对于钢, 平均最小冲击能量为27 J或20 ft-lbs)
(注: 对于某些材料, VIII-1允许有比27 J或20 ft-lbs 更小的冲击值. 图UCS-66是冲击豁免曲线, 它允许某些材料可在较高温度下不作冲击试验。UHT篇对于高强度钢要求侧向膨胀量不小于15 mils.因此, 某些ASME材料就不可能满足PED附录I中7.5节的要求了。)
另一种对韧性的要求可能被接受, 但必须证明它能达到同等的总体安全性并且被NB所认可。

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