特种设备安全技术规范 TSG R0005-2011
罐体图应当由移动式压力容器设计单位技术负责人或者其授权人批准。
3.4.2.2 总图的主要内容
移动式压力容器的设计总图上,至少应当注明以下内容:
(1)移动式压力容器的名称、型号及设计制造依据的主要法规、标准; (2)适用的铁路、公路、水路运输方式或者这些运输方式的联运;
(3)工作条件,包括使用环境温度、工作温度、工作压力、介质的危害性以及特殊的腐蚀条件等;
(4)设计条件,包括设计温度、设计载荷(含压力在内的所有应当考虑的载荷)、介质(组分)、腐蚀裕量、焊接接头系数等;对有应力腐蚀倾向的罐体需要注明腐蚀介质的限定含量;
(5)主要特性参数,包括移动式压力容器的总重、自重、罐体容积或者气瓶总容积、最大允许充装量等;
(6)移动式压力容器设计使用年限;
(7)特殊制造要求,如氮气或者惰性气体置换要求等; (8)泄漏试验要求; (9)防腐蚀要求;
(10)安全附件的规格、性能参数及连接方式; (11)装卸附件的规格、性能参数及连接方式; (12)移动式压力容器铭牌位置;
(13)装卸管口方位、规格、连接法兰标准等;
(14)运输中的气体保护要求,如氮气或者其他不溶性气体的封罐压力限制等要求; (15)铁路、公路或者水路等交通运输管理部门规定的其他有关要求。 3.4.2.3 罐体图的主要内容
罐体的设计图上,至少注明以下内容:
(1)主要受压元件材料牌号、规格、标准及要求;
(2)主要设计参数,包括设计温度、设计压力、最低设计金属温度、腐蚀裕量、最大允许充装量、充装介质及介质的危害性、容积、焊接接头系数等;对有应力腐蚀倾向的罐体还需要注明腐蚀介质的限定含量;
(3)无损检测要求; (4)热处理要求; (5)耐压试验要求;
(6)罐体设计使用年限,如果罐体是疲劳容器需要标明循环次数。 3.4.2.4特殊要求
3.4.2.4.1 设计总图的特珠要求
(1) 铁路罐车的设计总图上注明车辆性能,如车型代号、轨距、商业运行速度、自
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重系数、轴重、车辆定距、换长、通过最小曲线半径、车辆限界要求等;
(2) 汽车罐车或者长管拖车的设计总图上,注明车辆性能,如底盘型号或者半挂车型号、轴距、整备质量、接近角/离去角、前悬/后悬、设计限速要求、满载时轴荷分配、半挂车型号、整车稳定性要求等;
(3) 罐式集装箱或者管束式集装箱的设计总图上,注明允许的堆码层数等; (4) 长管拖车或者管束式集装箱的设计总图上,注明气瓶公称工作压力等。 3.4.2.4.2 罐体图的特殊要求
(1)罐体为夹套结构时,分别注明内容器和夹套内的耐压试验压力,有特殊要求时注明允许的内外压差值,以及试验步骤和试验要求;
(2)由于结构原因不能进行内部检验的罐体,注明计算厚度、使用中定期检验的要求;
(3)不能进行耐压试验的罐体,注明计算厚度和制造与使用的特殊要求; (4)要求保温或者保冷的罐体,提出保温或者保冷措施;
(5)真空绝热罐体,注明罐体真空绝热形式、真空绝热性能指标、真空设计使用年限等; 3.5 设计方法
移动式压力容器的设计应当采用规则设计方法或者分析设计方法。
移动式压力容器设计单位应当基于本规程3.3所述的设计条件,综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安全裕量,以保证移动式压力容器具有足够的强度、刚度、稳定性和抗腐蚀性;同时还应当考虑支座、鞍座或者其他型式的支撑件等与罐体或者气瓶连接的牢固可靠,确保移动式压力容器在设计使用年限内的安全。 3.6 风险评估
移动式压力容器的设计单位设计时应当按照型号并且考虑可能参与的运输方式,出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。 3.7 节能要求
在满足运输及使用安全的前提下,鼓励和提倡移动式压力容器的轻型化设计。设计人员应当充分考虑移动式压力容器的经济性,合理选材,合理确定结构尺寸。 3.8 安全系数
(1)确定罐体材料许用应力(或者设计应力强度)的最小安全系数,见表3-1~表3-3的规定。安全系数低于这些规定时,应当符合本规程1.7的规定:
(2)除本条(1)的规定以外,确定材料许用应力或者设计应力强度的最小安全系数,应当按照引用标准的规定。
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表3-l 规则设计方法的安全系数
安全系数 材料 (板、锻件、管) 碳钢素和低合金钢 高合金钢 铝及铝合金 t
室温下的抗拉强度 Rm nb≥2.7 nb≥2.7 nb≥3.0 设计温度下的屈服强度 ReL(Rtp0.2)(注3-1) ns≥1.5 ns≥1.5 ns≥1.5 注3-1:如果引用标准允许采用Rp1.0,则可以选用该值计算其许用应力。
表3-2 分析设计方法的安全系数
安全系数 材料 碳钢素和低合金钢 高合金钢 t
室温下的抗拉强度 Rm nb≥2.4 nb≥2.4 设计温度下的屈服强度 ReL(Rtp0.2)(注3-2) ns≥1.5 ns≥1.5 注3-2:如果引用标准允许采用Rp1.0,则可以选用该值计算其设计应力强度。
表3-3 螺柱(螺栓)的安全系数
安全系数 材 料 螺柱(螺栓) 直径(mm) ≤M22 M24~M30 ≤M22 M24~M30 ≤M22 M24~M30 热处理状态 设计温度下的屈服强度 tReL(Rp0.2) 2.7 2.5 3.5 3.0 1.6 1.5 碳素钢 低合金钢与马 氏体高合金钢 奥氏体 高合金钢 热轧、正火 调质 固溶 3.9 介质的分类及危害性
3.9.1 介质编号、名称和分类
介质的编号、名称和分类(包括项别)按照GB 6944《危险货物分类和品名编号》和GB 12268《危险货物品名表》的规定。
3.9.2 介质危害性
介质危害性是指移动式压力容器在运输使用过程中因事故致使介质与人体或者大气环境大量接触,发生爆炸、燃烧,或者因泄漏引起职业性慢性危害的严重程度,用介质毒性危害程度、有毒、剧毒、爆炸危险性和易燃危险性表示。
3.9.2.1 毒性危害程度
是在综合考虑介质的急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素后确定的。按照最高容许浓度确定时,可分为以下四个等级:
(1)极度危害,最高容许浓度小于0.1㎎/m3;
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(2)高度危害,最高容许浓度等于0.1㎎/ m3且小于1.0㎎/ m3; (3)中度危害,最高容许浓度等于1.0㎎/ m3且小于10.0 ㎎/ m3; (4)轻度危害,最高容许浓度等于或者大于10.0 ㎎/ m3。 3.9.2.2 有毒介质
是指经吞食、吸入或者与皮肤接触后可能造成死亡、严重受伤、损害人类健康的气体或者液体物质。
3.9.2.3 剧毒介质
是指具有非常剧烈毒性危害的化学品,包括人工合成的化学品及其混合物(含农药)和天然毒素等物质。
3.9.2.4 易爆介质
是指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物,并且其爆炸下限小于10%,或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的具有爆炸危险性的介质。
3.9.2.5 易燃介质
是指易燃气体和易燃液体等具有易燃危险性的介质。 3.9.3 介质危害性的确定
3.9.3.1 介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定
介质毒性危害程度和爆炸危险程度按照HG 20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确定,对于该标准未列入相应的常见毒性程度表的介质,由移动式压力容器设计单位参照GBZ 230-2010《职业性接触毒物危害程度分级》的原则,确定介质毒性危害性程度。
3.9.3.2 有毒和易燃危险性介质的确定
有毒和易燃危险性介质按照GB 6944《危险货物分类和品名编号》的规定。常见危险货物的有毒和易燃类别见GB 12268《危险货物品名表》中的规定。
3.9.3.3 剧毒介质的确定
剧毒介质按照《危险化学品目录(2015版)》(国家安全生产监督管理总局 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国公安部 中华人民共和国环境保护部 中华人民共和国交通运输部 中华人民共和国农业部 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 国家铁路局 中国民用航空局,2015年公告第5号)的规定确定。 3.10 设计参数
3.10.1 设计载荷
设计移动式压力容器时,应当能够承受在正常装卸和运输使用过程中可能出现的各种工况条件下的内压、外压、内外压力差等静载荷以及动载荷和热应力载荷等,同时还应当考虑移动式压力容器在设计使用年限内由于反复施加这些载荷而造成的疲劳载荷效应。
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3.10.1.1 惯性力载荷
汽车罐车、罐式集装箱、长管拖车和管束式集装箱等,其惯性力载荷按照以下要求转换成等效静态力:
(1)运动方向,最大重量(注3-3,以下同)的2倍;
(2)与运动方向垂直的水平方向,最大重量(当运动方向不明确时,为最大重量的2倍);
(3)垂直向上,最大重量; (4)垂直向下,最大重量的2倍。
运输方式为铁路运输的铁路罐车、罐式集装箱、管束式集装箱等,其惯性力载荷的确定应当符合国务院铁路运输主管部门的规定。
注3-3:
(1)考虑罐体在运输工况中所承受的惯性力载荷时,最大重量为介质的最大允许充装量; (2)考虑罐体或者气瓶与走行装置或者框架的连接处在运输工况中所承受惯性力载荷时,最大重量为介质的最大允许充装量、罐体或者气瓶、附件重量之和;
(3)考虑罐式集装箱、管束式集装箱整体结构在运输工况中所承受的惯性力载荷时,最大重量按照引用标准的规定确定。
3.10.1.2 外压载荷
罐体外压载荷的确定应当符合以下要求:
(1)罐体一般按照不小于0.04MPa外压进行稳定性校核;对于在制造、运输、装卸、检验试验或者其他不可预见工况中,罐体内可能产生真空的,设计时按照0.1MPa外压进行稳定性校核;
(2)夹套结构的罐体,设计时按照罐体所有可能出现工况中的最大内外压力差进行外压稳定性校核;
(3) 真空绝热罐体内容器的外压载荷由设计者根据制造、运输、装卸、检验、试验或者其他工况中可能出现的最大内外压力差确定;真空绝热罐体外壳的外压载荷不得小于0.1MPa。
3.10.1.3 其他载荷
移动式压力容器设计中除本规程3.10.1.1和3.10.1.2规定以外的设计载荷,按照引用标准的规定,也可以由设计单位按照设计条件通过计算或者试验确定。
3.10.2 设计温度
是指罐体在正常工作情况下,设定的元件金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。
设计温度按照以下要求确定:
(1)设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度;对于0℃以下的金
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