李崇勇 高 博 宋買官
(中國石油遼陽石化分公司機械廠 遼寧遼陽)
壓力容器設計的首要環節,是根據工藝參數,按照TSG R0004-2009來劃分壓力容器類別。容器類別的劃分直接影響設計、制造、檢驗、使用和管理的要求。
表1列出了1例壓力容器設計參數。

表1 設計參數
(1)首先,應按照TSG R0004-2009第1.3條判斷是否滿足其適用范圍。其要求為同時具備3個條件的壓力容器:工作壓力≥0.1 MPa;工作壓力與容積的乘積≥2.5 MPa·L;盛裝介質為氣體、液化氣體以及介質最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體(注1-4)。
表1所示的設計參數完全滿足前2個條件。介質苯的工作溫度低于其標準沸點80.1℃。然而,第三個條件并未完全包含其要表達的條件,其括號內的“注1-4”寫到:容器內介質為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時,如果氣相空間的容積與工作壓力的乘積≥2.5 MPa·L時,也屬于本規程的適用范圍。
(2)什么是氣相空間?TSG R0004-2009并未直接給出定義。《固定式壓力容器安全技術監察規程》釋義中寫到:注1-4指主要盛裝液體介質,同時有頂部氣封的承壓容器,應當按其正常工作狀態時的氣相空間和該氣相空間的工作壓力來判斷其是否為壓力容器(此處應為筆誤,改為滿足TSG R0004-2009適用范圍的壓力容器)。此時,設計者應與用戶或設計委托方溝通,核實是否存在頂部氣封。如果存在,還應核實氣相空間的容積。但是,這僅僅是對注1-4理解的一個版本。
(3)《固定式壓力容器安全技術監察規程》問題解答中對問題1-6有完全不同的解釋。問:注1-4氣相空間問題,如一個盛水的容器,工作壓力>0.1 MPa,怎么界定它是否受新容規管轄,充滿和不充滿是否有區別?解答中提到一條:如果不充滿,工作壓力>0.1 MPa,水的最高工作溫度低于其標準沸點,并且氣相空間的容積(應當考慮最低液位)與氣相空間工作壓力的乘積≥2.5 MPa·L時,屬于本規程的適用范圍。此時,設計者僅需考慮氣相空間的容積即可。
(4)《固定式壓力容器安全技術監察規程》問題解答中的問題1-5,給出了氣相空間的定義:指容器內介質(最低)液面以上的空間,不是整個容器的容積。此時,分歧出現了。假定該新鮮苯罐無頂部氣封,是否應該受新容規管轄?
(1)《特種設備安全監察條例》是國務院發布的行政法規,是目前壓力容器的最高法規。其第八章第九十九條對壓力容器的定義中,與TSG R0004-2009相關部分:盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設備,其范圍規定為最高工作壓力≥0.1 MPa(表壓),且壓力與容積的乘積≥2.5 MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器。該定義并未提及注1-4的內容。
(2)回頭看《壓力容器安全技術監察規程》(1999)第一章總則的注3:容器內主要介質為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時,如氣相空間(非瞬時)≥0.025 m3,且最高工作壓力≥0.1 MPa時,也屬于本規程的適用范圍。該條文解釋并未對注3做出任何解釋,因此不存在歧義。
(3)往外看,ASME規范和97/23/EN承壓設備指令均未發現類別劃分時提及氣相空間的要求。
(4)繼續回頭看。《壓力容器安全技術監察規程》(1990)第一章總則第三條的第三個條件:介質為氣體,液化氣體或最高工作溫度高于等于標準沸點的液體。由此看出,容器類別劃分中氣相空間的要求,《壓力容器安全技術監察規程》(1999)首次使用,TSG R0004-2009延續使用。
規范應滿足適用性,即應便于實施。建議將注1-4與第三個條件合并,或者取消氣相空間的要求,或者對氣相空間給出明確的定義和應用規定,并給予明確的解釋。同時也建議設計、制造、使用、監察等部門勤于溝通,提前達成一致,以免后患。
1 TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術監察規程[S]
2 特種設備安全監察條例(2009修改)[S]
3 壓力容器安全技術監察規程(1999)[S]
4 GB/T1.1-2009標準化工作導則 第1部分:標準的結構和編寫[S]
5謝鐵軍等主編.《固定式壓力容器安全技術監察規程》釋義[M].新華出版社.2009.9
6壽比南等主編.《固定式壓力容器安全技術監察規程》問題解答[M].新華出版社.2009.12