李崇勇 高 博 宋买官
(中国石油辽阳石化分公司机械厂 辽宁辽阳)
压力容器设计的首要环节,是根据工艺参数,按照TSG R0004-2009来划分压力容器类别。容器类别的划分直接影响设计、制造、检验、使用和管理的要求。
表1列出了1例压力容器设计参数。
表1 设计参数
(1)首先,应按照TSG R0004-2009第1.3条判断是否满足其适用范围。其要求为同时具备3个条件的压力容器:工作压力≥0.1 MPa;工作压力与容积的乘积≥2.5 MPa·L;盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体(注1-4)。
表1所示的设计参数完全满足前2个条件。介质苯的工作温度低于其标准沸点80.1℃。然而,第三个条件并未完全包含其要表达的条件,其括号内的“注1-4”写到:容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空间的容积与工作压力的乘积≥2.5 MPa·L时,也属于本规程的适用范围。
(2)什么是气相空间?TSG R0004-2009并未直接给出定义。《固定式压力容器安全技术监察规程》释义中写到:注1-4指主要盛装液体介质,同时有顶部气封的承压容器,应当按其正常工作状态时的气相空间和该气相空间的工作压力来判断其是否为压力容器(此处应为笔误,改为满足TSG R0004-2009适用范围的压力容器)。此时,设计者应与用户或设计委托方沟通,核实是否存在顶部气封。如果存在,还应核实气相空间的容积。但是,这仅仅是对注1-4理解的一个版本。
(3)《固定式压力容器安全技术监察规程》问题解答中对问题1-6有完全不同的解释。问:注1-4气相空间问题,如一个盛水的容器,工作压力>0.1 MPa,怎么界定它是否受新容规管辖,充满和不充满是否有区别?解答中提到一条:如果不充满,工作压力>0.1 MPa,水的最高工作温度低于其标准沸点,并且气相空间的容积(应当考虑最低液位)与气相空间工作压力的乘积≥2.5 MPa·L时,属于本规程的适用范围。此时,设计者仅需考虑气相空间的容积即可。
(4)《固定式压力容器安全技术监察规程》问题解答中的问题1-5,给出了气相空间的定义:指容器内介质(最低)液面以上的空间,不是整个容器的容积。此时,分歧出现了。假定该新鲜苯罐无顶部气封,是否应该受新容规管辖?
(1)《特种设备安全监察条例》是国务院发布的行政法规,是目前压力容器的最高法规。其第八章第九十九条对压力容器的定义中,与TSG R0004-2009相关部分:盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力≥0.1 MPa(表压),且压力与容积的乘积≥2.5 MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器。该定义并未提及注1-4的内容。
(2)回头看《压力容器安全技术监察规程》(1999)第一章总则的注3:容器内主要介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如气相空间(非瞬时)≥0.025 m3,且最高工作压力≥0.1 MPa时,也属于本规程的适用范围。该条文解释并未对注3做出任何解释,因此不存在歧义。
(3)往外看,ASME规范和97/23/EN承压设备指令均未发现类别划分时提及气相空间的要求。
(4)继续回头看。《压力容器安全技术监察规程》(1990)第一章总则第三条的第三个条件: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。由此看出,容器类别划分中气相空间的要求,《压力容器安全技术监察规程》(1999)首次使用,TSG R0004-2009延续使用。
规范应满足适用性,即应便于实施。建议将注1-4与第三个条件合并,或者取消气相空间的要求,或者对气相空间给出明确的定义和应用规定,并给予明确的解释。同时也建议设计、制造、使用、监察等部门勤于沟通,提前达成一致,以免后患。
1 TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程[S]
2 特种设备安全监察条例(2009修改)[S]
3 压力容器安全技术监察规程(1999)[S]
4 GB/T1.1-2009标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写[S]
5谢铁军等主编.《固定式压力容器安全技术监察规程》释义[M].新华出版社.2009.9
6寿比南等主编.《固定式压力容器安全技术监察规程》问题解答[M].新华出版社.2009.12