压力容器实用技术丛书 压力容器安全监察与管理
出版时间：2006
丛编项： 压力容器实用技术丛书
内容简介
　　主要内容本书为“压力容器实用技术丛书”之一。本书结合近年来新颁布的许多涉及压力容器的各种行政规章和安全技术规范，对压力容器的安全监察法规体系及压力容器的设计、制造、使用、检验、事故调查处理等方面的管理要求进行了全面介绍；还详细介绍了压力容器的安全评定、失效分析及风险评估的有关知识。 本书可供从事压力容器安全监察、制造、使用及检验检测的管理人员及工程技术人员参考。 相关丛书1.压力容器腐蚀与控制 2.压力容器设计知识 3.压力容器制造和修理 本书前言《特种设备安全监察条例》于2003年2月19日由国务院第373号令公布，于2003年6月1日起实施，这是我国特种设备安全监察一个新的里程碑。《特种设备安全监察条例》对压力容器等特种设备的安全监察与管理提出了许多新的规定和要求，国家近年来相继颁布了一系列新的行政规章和安全技术规范，进一步明确和细化了对压力容器等特种设备的安全监察与管理要求，其中，涉及压力容器的行政规章和安全技术规范主要有：《锅炉压力容器制造监督管理办法》、《锅炉压力容器使用登记管理办法》、《特种设备作业人员监督管理办法》、《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》、《特种设备检验检测机构管理规定》、《特种设备检验检测机构核准规则》、《压力容器定期检验规则》等。本书结合这些行政规章和安全技术规范，对压力容器的安全监察法规体系及压力容器的设计、制造、使用、检验、事故调查处理等方面的管理要求，在本书1～6章中进行了全面介绍，可供从事压力容器安全监察、制造、使用及检验检测的管理人员及工程技术人员参考。本书后3章重点介绍了压力容器的安全评定、失效分析及风险评估的有关知识，可供从事相关工作的工程技术人员参考使用。 参加本书各章节编写的人员如下。第1章，张建荣（国家质检总局特种设备安全监察局）、谢铁军（中国特种设备检验研究中心）、张建华（黑龙江省特种设备检验研究所）；第2章，李小平、刘福录（兰州石油机械研究所）；第3章，陈长宏（甘肃省锅炉压力容器检验研究中心）、李雪松（新疆维吾尔自治区质量技术监督局）；严勇（甘肃省质量技术监督局）；第4章，何颜红、张万良（甘肃省锅炉压力容器检验研究中心）、王景晞（北京市特种设备检测中心）；第5章，姜国锋（中国特种设备检验协会）、程克光、李沧、张峥（甘肃省锅炉压力容器检验研究中心）；第6章，吴旭正（国家质检总局特种设备事故调查处理中心）；第7章，孙亮、贾国栋（中国特种设备检验研究中心）；第8章，郭志军、钟彦平（兰州石油机械研究所）；第9章，缪春生（江苏省锅炉压力容器安全检测中心所）。本书由陈长宏主编，张建荣、谢铁军主审。 本书在编写过程中得到了国家质检总局特种设备安全监察局的大力支持，得到了中国特种设备检验研究中心和中国特种设备检验协会的大力协助，在此一并表示感谢。 由于编者水平有限，错误和不当之处在所难免，欢迎读者批评指正。 编者 2005年5月于兰州本书目录第1章压力容器安全监察体制与法规标准体系1 1.1压力容器安全监察体系1 1.1.1概述1 1.1.2我国压力容器安全监察历史1 1.1.3新形势下的压力容器安全监察2 1.2压力容器法规标准体系2 1.2.1行政法规2 1.2.2部门规章3 1.2.3安全技术规范3 1.2.4引用标准3 第2章压力容器设计管理5 2.1设计许可证制度5 2.2设计单位条件及设计资格申请程序6 2.2.1设计单位的条件6 2.2.2设计资格申请程序7 2.2.3设计资格新增项目或名称变更的申请程序8 2.2.4设计许可证换证程序8 2.3设计人员的资格及其考核9 2.3.1设计人员的资格9 2.3.2设计人员的考核10 2.4设计管理制度10 2.4.1各级设计人员岗位责任制11 2.4.2设计工作程序12 2.4.3设计文件的管理12 2.5监督管理13 2.5.1设计单位日常管理13 2.5.2特种设备安全监察机构对设计单位的监督检查13 第3章压力容器制造监督管理14 3.1制造许可工作程序14 3.1.1申请14 3.1.2申请受理15 3.1.3审查15 3.1.4许可证的批准、颁发和换证16 3.1.5许可证的注销、暂停和吊销程序16 3.2制造许可条件17 3.2.1制造许可资源条件17 3.2.2质量管理体系的基本要求19 3.2.3压力容器产品安全质量基本要求22 3.3产品安全性能监督检验26 3.3.1总则27 3.3.2监检项目和方法27 3.3.3监检单位和监检员28 3.3.4受检企业28 第4章压力容器使用管理31 4.1使用登记31 4.1.1使用登记总的规定31 4.1.2办理使用登记的时间规定31 4.1.3办理使用登记应提供的文件31 4.1.4办理使用登记的程序及时限规定31 4.1.5使用登记证的悬挂32 4.2变更登记32 4.2.1安全状况发生变化32 4.2.2停用压力容器的申报32 4.2.3压力容器的移装和过户32 4.3使用单位的安全管理33 4.3.1安全监察法规对压力容器使用单位的要求33 4.3.2安全监察法规对压力容器操作人员的要求33 4.3.3建立管理机构33 4.3.4建立管理制度34 4.3.5压力容器的技术档案管理35 4.4安全操作36 4.4.1使用条件的控制36 4.4.2环境条件的控制37 4.4.3压力容器的运行检查38 4.4.4压力容器紧急停止运行38 4.5压力容器安全等级的划分和含义39 4.5.1安全等级的划分和含义39 4.5.2安全状况的有关原则40 第5章压力容器检验管理41 5.1检验检测机构管理41 5.1.1总则41 5.1.2检验检测机构的核准41 5.1.3对检验检测活动的规定42 5.1.4监督管理43 5.2检验人员资格考核44 5.2.1总则45 5.2.2申报条件45 5.2.3考核机构及程序46 5.2.4考核科目、内容及方法47 5.2.5监督管理48 第6章压力容器事故调查与处理50 6.1压力容器事故调查50 6.1.1安全监察法规关于事故调查处理的规定50 6.1.2事故分类55 6.1.3事故调查55 6.2压力容器事故分析及处理59 6.2.1爆炸能量的估算和波及范围59 6.2.2技术检验和鉴定62 6.2.3事故原因分析64 6.2.4事故处理79 6.3压力容器典型事故案例80 6.3.1蒸压釜爆炸事故80 6.3.2酒精蒸发釜爆炸事故81 6.3.3蒸汽夹套反应釜失稳爆裂事故84 6.3.4外取热器爆炸事故86 6.3.5烘筒爆炸事故88 6.3.6氧气瓶爆炸事故89 6.3.7环氧乙烷汽车罐车罐体开裂事故91 第7章压力容器安全评定93 7.1断裂力学理论基础93 7.1.1断裂力学的形成与发展93 7.1.2断裂力学与传统设计的差别94 7.1.3线弹性断裂力学基本理论95 7.1.4弹塑性断裂力学基本理论98 7.1.5材料断裂韧性的测试102 7.1.6失效评定图技术及其基本原理103 7.2压力容器缺陷安全评定方法105 7.2.1“合乎使用”原则105 7.2.2安全监察法规对安全评定的基本要求106 7.2.3压力容器安全评定中的基础工作107 7.2.4压力容器缺陷安全评定规范107 7.3压力容器安全评定发展趋势110 7.3.1国际上结构完整性评定规范和技术的进展110 7.3.2我国压力容器缺陷安全评定规范和技术进展111 第8章压力容器失效分析113 8.1失效分析概念115 8.1.1失效的工程概念及失效分析115 8.1.2失效分析的目的和意义116 8.1.3压力容器失效分析的内容116 8.2失效分析方法117 8.2.1失效分析思维方法117 8.2.2失效分析技术方法118 8.2.3失效预防方法118 8.3压力容器失效分析技术基础知识118 8.3.1力学基础118 8.3.2金属学基础120 8.3.3焊接基础121 8.3.4无损检测基础122 8.3.5断口和裂纹分析基础123 8.3.6化学和腐蚀学基础123 8.4压力容器缺陷及失效形式129 8.4.1焊接缺陷129 8.4.2板材中缺陷130 8.4.3锻件中缺陷131 8.5压力容器的失效形式及其原因132 8.5.1韧性断裂132 8.5.2脆性断裂132 8.5.3疲劳断裂133 8.5.4腐蚀断裂134 8.5.5蠕变134 8.6失效分析试验和检测技术134 8.6.1无损检测技术134 8.6.2现场理化检验138 8.6.3实验室分析检测技术140 8.7压力容器失效分析步骤150 8.7.1现场调查150 8.7.2技术鉴定150 8.7.3综合分析150 8.8压力容器失效分析案例150 8.8.1案例11200mm氨冷凝器壳体开裂失效分析151 8.8.2案例2甲醇水分离器爆炸失效分析153 8.8.3案例3加氢反应器氢致开裂性能评价方法研究156 8.9压力容器失效预防研究157 8.9.1检测和评定方法研究157 8.9.2合理选材的重要性160 8.9.3腐蚀研究161 8.9.4世界各国缺陷评定规范的发展162 8.9.5中石化设备失效分析及预防研究中心简介163 第9章压力容器的风险评估166 9.1概述166 9.1.1可靠性、安全性和风险性166 9.1.2风险分析与风险评估168 9.1.3风险的可接受准则168 9.2风险分析原理与方法综述170 9.2.1初步危险分析（PHA）170 9.2.2失效模式与后果严重度分析（FMEA与FMECA）171 9.2.3故障树分析与事件树分析172 9.2.4基于可拓方法的风险分析173 9.3压力容器的风险评估方法175 9.3.1压力容器风险评估中重大危险源评价方法175 9.3.2压力容器重要度法的风险评估180 9.3.3压力容器的风险评估的模糊评估法183 9.3.4压力容器的风险矩阵法的评估188 9.4故障树在压力容器风险评估中的应用190 9.4.1故障树分析的一般程序190 9.4.2故障树在压力容器风险评估中的应用192 9.5压力容器的概率风险评估技术195 9.5.1概率风险评估的一般程序195 9.5.2压力容器失效概率模型与失效概率197 9.5.3压力容器概率风险评价的应用实例201 参考文献203
目录
第1章压力容器安全监察体制与法规标准体系1
1.1压力容器安全监察体系1
1.1.1概述1
1.1.2我国压力容器安全监察历史1
1.1.3新形势下的压力容器安全监察2
1.2压力容器法规标准体系2
1.2.1行政法规2
1.2.2部门规章3
1.2.3安全技术规范3
1.2.4引用标准3
第2章压力容器设计管理5
2.1设计许可证制度5
2.2设计单位条件及设计资格申请程序6
2.2.1设计单位的条件6
2.2.2设计资格申请程序7
2.2.3设计资格新增项目或名称变更的申请程序8
2.2.4设计许可证换证程序8
2.3设计人员的资格及其考核9
2.3.1设计人员的资格9
2.3.2设计人员的考核10
2.4设计管理制度10
2.4.1各级设计人员岗位责任制11
2.4.2设计工作程序12
2.4.3设计文件的管理12
2.5监督管理13
2.5.1设计单位日常管理13
2.5.2特种设备安全监察机构对设计单位的监督检查13
第3章压力容器制造监督管理14
3.1制造许可工作程序14
3.1.1申请14
3.1.2申请受理15
3.1.3审查15
3.1.4许可证的批准、颁发和换证16
3.1.5许可证的注销、暂停和吊销程序16
3.2制造许可条件17
3.2.1制造许可资源条件17
3.2.2质量管理体系的基本要求19
3.2.3压力容器产品安全质量基本要求22
3.3产品安全性能监督检验26
3.3.1总则27
3.3.2监检项目和方法27
3.3.3监检单位和监检员28
3.3.4受检企业28
第4章压力容器使用管理31
4.1使用登记31
4.1.1使用登记总的规定31
4.1.2办理使用登记的时间规定31
4.1.3办理使用登记应提供的文件31
4.1.4办理使用登记的程序及时限规定31
4.1.5使用登记证的悬挂32
4.2变更登记32
4.2.1安全状况发生变化32
4.2.2停用压力容器的申报32
4.2.3压力容器的移装和过户32
4.3使用单位的安全管理33
4.3.1安全监察法规对压力容器使用单位的要求33
4.3.2安全监察法规对压力容器操作人员的要求33
4.3.3建立管理机构33
4.3.4建立管理制度34
4.3.5压力容器的技术档案管理35
4.4安全操作36
4.4.1使用条件的控制36
4.4.2环境条件的控制37
4.4.3压力容器的运行检查38
4.4.4压力容器紧急停止运行38
4.5压力容器安全等级的划分和含义39
4.5.1安全等级的划分和含义39
4.5.2安全状况的有关原则40
第5章压力容器检验管理41
5.1检验检测机构管理41
5.1.1总则41
5.1.2检验检测机构的核准41
5.1.3对检验检测活动的规定42
5.1.4监督管理43
5.2检验人员资格考核44
5.2.1总则45
5.2.2申报条件45
5.2.3考核机构及程序46
5.2.4考核科目、内容及方法47
5.2.5监督管理48
第6章压力容器事故调查与处理50
6.1压力容器事故调查50
6.1.1安全监察法规关于事故调查处理的规定50
6.1.2事故分类55
6.1.3事故调查55
6.2压力容器事故分析及处理59
6.2.1爆炸能量的估算和波及范围59
6.2.2技术检验和鉴定62
6.2.3事故原因分析64
6.2.4事故处理79
6.3压力容器典型事故案例80
6.3.1蒸压釜爆炸事故80
6.3.2酒精蒸发釜爆炸事故81
6.3.3蒸汽夹套反应釜失稳爆裂事故84
6.3.4外取热器爆炸事故86
6.3.5烘筒爆炸事故88
6.3.6氧气瓶爆炸事故89
6.3.7环氧乙烷汽车罐车罐体开裂事故91
第7章压力容器安全评定93
7.1断裂力学理论基础93
7.1.1断裂力学的形成与发展93
7.1.2断裂力学与传统设计的差别94
7.1.3线弹性断裂力学基本理论95
7.1.4弹塑性断裂力学基本理论98
7.1.5材料断裂韧性的测试102
7.1.6失效评定图技术及其基本原理103
7.2压力容器缺陷安全评定方法105
7.2.1“合乎使用”原则105
7.2.2安全监察法规对安全评定的基本要求106
7.2.3压力容器安全评定中的基础工作107
7.2.4压力容器缺陷安全评定规范107
7.3压力容器安全评定发展趋势110
7.3.1国际上结构完整性评定规范和技术的进展110
7.3.2我国压力容器缺陷安全评定规范和技术进展111
第8章压力容器失效分析113
8.1失效分析概念115
8.1.1失效的工程概念及失效分析115
8.1.2失效分析的目的和意义116
8.1.3压力容器失效分析的内容116
8.2失效分析方法117
8.2.1失效分析思维方法117
8.2.2失效分析技术方法118
8.2.3失效预防方法118
8.3压力容器失效分析技术基础知识118
8.3.1力学基础118
8.3.2金属学基础120
8.3.3焊接基础121
8.3.4无损检测基础122
8.3.5断口和裂纹分析基础123
8.3.6化学和腐蚀学基础123
8.4压力容器缺陷及失效形式129
8.4.1焊接缺陷129
8.4.2板材中缺陷130
8.4.3锻件中缺陷131
8.5压力容器的失效形式及其原因132
8.5.1韧性断裂132
8.5.2脆性断裂132
8.5.3疲劳断裂133
8.5.4腐蚀断裂134
8.5.5蠕变134
8.6失效分析试验和检测技术134
8.6.1无损检测技术134
8.6.2现场理化检验138
8.6.3实验室分析检测技术140
8.7压力容器失效分析步骤150
8.7.1现场调查150
8.7.2技术鉴定150
8.7.3综合分析150
8.8压力容器失效分析案例150
8.8.1案例11200mm氨冷凝器壳体开裂失效分析151
8.8.2案例2甲醇水分离器爆炸失效分析153
8.8.3案例3加氢反应器氢致开裂性能评价方法研究156
8.9压力容器失效预防研究157
8.9.1检测和评定方法研究157
8.9.2合理选材的重要性160
8.9.3腐蚀研究161
8.9.4世界各国缺陷评定规范的发展162
8.9.5中石化设备失效分析及预防研究中心简介163
第9章压力容器的风险评估166
9.1概述166
9.1.1可靠性、安全性和风险性166
9.1.2风险分析与风险评估168
9.1.3风险的可接受准则168
9.2风险分析原理与方法综述170
9.2.1初步危险分析（PHA）170
9.2.2失效模式与后果严重度分析（FMEA与FMECA）171
9.2.3故障树分析与事件树分析172
9.2.4基于可拓方法的风险分析173
9.3压力容器的风险评估方法175
9.3.1压力容器风险评估中重大危险源评价方法175
9.3.2压力容器重要度法的风险评估180
9.3.3压力容器的风险评估的模糊评估法183
9.3.4压力容器的风险矩阵法的评估188
9.4故障树在压力容器风险评估中的应用190
9.4.1故障树分析的一般程序190
9.4.2故障树在压力容器风险评估中的应用192
9.5压力容器的概率风险评估技术195
9.5.1概率风险评估的一般程序195
9.5.2压力容器失效概率模型与失效概率197
9.5.3压力容器概率风险评价的应用实例201
参考文献203