1、,中国压力容器标准体系及其进展 寿比南 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 http:/ E-Mail:sbncscbpv.org,全国锅炉压力容器标准化技术委员会,前言中国压力容器标准现状国际压力容器标准发展动态压力容器标准发展方向,1、前言,压力容器产品是各工业行业均涉及的通用性产品。压力容器的建造过程涉及冶金、结构设计、机械加工、焊接、热处理、无损检测等专业技术门类。压力容器设计、制造、检验、安装、使用等环节。,1、前言（续）,压力容器标准技术是以本国的基本生产条件为基础。 标准的内容不仅反映了行业的总体技术水平，还体现出压力容器的设计、建造体系和总体质量控制水平。标准保证压力容器产品的安
2、全性和经济合理性，体现了代表时代的成熟技术手段。,1、前言,在信息技术高度发展的今天，以全球自由贸易和产品流通为代表的经济全球化是当今世界发展的总体趋势。 技术标准作为贸易合同中的技术平台和消除贸易技术壁垒的重要手段，标准的全球化就是不可避免的。,1、前言,如何突破安全法规和技术标准体系不同所造成的贸易技术壁垒，有效地协调各国的安全技术要求，成为制订国际锅炉和压力容器技术标准的主要考虑因素之一。,1、前言,目前在全球广泛应用的锅炉和压力容器法规和标准事实上有两大体系：（1）广泛覆盖美洲和亚洲的ASME体系；（2）是目前已经形成规模、通行于欧洲并且影响日益扩大的欧洲体系。尽管目前国外已经开始对中
3、国的法规和标准进行研究，但总体上仍然游离于体系之外。,1、前言,锅炉和压力容器产品的国际流通引起了世界各国的广泛关注，国际标准化组织专门设立了ISO/TC11“锅炉和压力容器技术委员会”，制订国际统一的锅炉和压力容器标准 ISO 16528。 目前该标准已经通过了ISO成员国的投票表决，形成了统一的国际标准，并准备实现各国标准的符合性注册，对世界各国的法规和标准体系产生巨大的影响。,1、前言,投票结果: 27个P成员 26个赞成 一个反对(奥地利) 工作组完成最终的稿件后报ISO总部; WG 10 和 WG 11同时工作; 真正的注册程序和要求要在加拿大会议后确定; 样本:PD5500、COD
4、AP和EN13445 美国和日本完成注册申请的时间为三个月。,2、中国的压力容器标准体系,标准体系标准化法规定的标准形式和性质生产方式确定的标准体系标准框架以GB150为核心的标准框架未来的承压设备标准框架,标准体系,标准化法规定的标准形式和性质标准层次国家标准行业标准企业标准地方标准标准性质强制性标准推荐性标准,标准管理体制,标准体系,生产方式确定的标准体系基础标准：安全的基本要求、设计方法、制造技术要求、检验要求等；特定设备标准：特殊的载荷、机构形式、技术要求；标准零部件标准：支座、法兰、人、手孔等；通用标准：焊接工艺评定、无损检测、材料等。,标准框架,以GB150为核心的标准框架以GB1
5、50钢制压力容器为核心，主要标准有：JB4732钢制压力容器分析设计标准、GB151管壳式换热器、GB12337钢制球形储罐、JB4708钢制压力容器焊接工艺评定、JB/T4709钢制压力容器焊接工艺规程和JB4730压力容器无损检测，形成了从设计计算到焊接、检验和验收的完整体系 未来的承压设备标准框架承压设备总标准锅炉标准压力容器标准承压管道标准,中国的压力容器标准技术内容,标准包括了如下基本内容：标准的适用范围和不适用范围；压力容器用材和确定材料许用应力的系数；基本要求；基本受压元件在基本载荷作用下的强度和稳定性计算方法；制造技术要求；检验要求；其它要求。,中国的压力容器标准技术内容,标准
6、的载荷形式：内、外压工作介质静压容器和介质重量水压试验下的水重风载荷雪载荷地震载荷附加载荷局部支撑、内件或工件错位引起局部应力冲击载荷偏心弯矩稳态或瞬态温差应力压力和温度波动,中国的压力容器标准技术内容,压力容器的失效形式：强度失效：爆破、过度变形稳定性失效：失稳刚性失效：泄漏疲劳失效：疲劳开裂腐蚀失效：均匀腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀,中国的压力容器标准技术内容,压力容器的设计准则：GB150 常规设计：弹性失效、第一强度理论；JB4732 分析设计：弹塑性失效、第三强度理论；,3、国际压力容器标准发展动态,经济全球化趋势统一安全要求各国压力容器行业的竞争和保护压力容器标准技术发展方向,经济全球
7、化趋势统一安全要求,压力容器产品的特殊性区域压力容器标准的影响WTO规定的TBT原则国际标准的基本原则,各国压力容器行业的竞争和保护,竞争：质量、价格和服务保护：贸易保护和技术保护标准的作用：竞争性和技术壁垒,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO/TC11 锅炉压力容器技术委员会的历史沿革成立于40年代：没有正常工作现在秘书处设在美国ASME（主席）、秘书（NBBI)工作组由日本和英国承担WG 10 : 日本高压气体保安协会WG 11 :英国巴威公司工作范围：材料锅炉和压力容器,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO/TC11 重新开始工作的原因1
8、997年开始重新工作欧盟制订并开始实施PED传统国家竞争力降低压力容器全球市场的兴起,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO 16528 “锅炉和压力容器”制订的目的如下：满足WTO对消除贸易技术壁垒（TBT）所达到的共识性协议或WTO协议（WTO Agreement）设定锅炉和压力容器产品的安全要求。考虑了锅炉和压力容器可能发生的各种失效模式，给出了满足这些失效准则的导则。各国标准都具有支持公共安全和良好市场运行的经验。如果在现在的法规框架和市场需求下可以取得技术改革的进展，一个国际的基于性能的标准将能使这些标准共存。,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内
9、容,标准的要求和特点1、 要求全面，涵盖了压力设备建造的全过程；2、 要求原则，给出了基本原则，没有实施的具体办法；3、 是对标准技术内容的要求；4、 协调的产物。,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,与各国标准的差异1、 失效模式不同于世界上的任何国家，系统提出了失效模式体系；2、 明确了目前国际通用的名词术语和质量控制方法；3、 仅涉及新设计、建造的承压设备；4、 要求各国的标准进行符合性认可；5、 给出了符合性认可的基本要求。,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO 16528 “锅炉和压力容器”（Boilers and pressure vess
10、els）由两部分构成：第一部分 性能要求 （Part1: Performance requirements）第二部分 满足第一部分要求的标准（Part2: Standards fulfilling the requirements of Part 1.）,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,第一部分提出了锅炉和压力容器产品的安全性能原则；第二部分提出了对世界各国技术标准的认可模式和程序。,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO 16528第一部分 “性能要求”包括8个标准章节和2个附录。要求全面，涵盖了锅炉和压力容器建造的全过程；但只给出了产品安全性能的
11、基本原则，没有具体的实施办法；是对标准技术内容的要求。,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO 16528第二部分 “满足第一部分要求的标准”包括4个章节如下，目的是规定各国的技术标准满足国际标准的协调性要求和符合性注册的程序。1、Scope范围2、Terms and definitions术语和定义3、Conformance procedure符合性认可机制4、Conformance tables符合性认可表格,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,失效模式 ISO 16528综合世界主要工业国家的锅炉和压力容器技术标准规定，针对锅炉和压力容器常见的失效
12、形式，在标准中将其归类为三大类、14种失效模式：,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,短期失效模式（Short term failure modes）：脆性断裂、韧性断裂、接头泄露、超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂、弹性、塑性或弹塑性失稳长期失效模式（Long term failure modes）：蠕变断裂、蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递、蠕变失稳、冲蚀、腐蚀、环境助长开裂循环失效模式（Cyclic failure modes）：扩展性塑性变形、交替塑性、弹性应变疲劳或弹-塑性应变疲劳、环境助长疲劳,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内
13、容,设计方法 ISO 16528没有规定受压元件的具体设计方法，仅规定了设计方法的原则和适用范围，强调设计方法要保证锅炉和压力容器的完整性，采用下列方法之一或这些方法的适当组合。规则设计（Design by rule）分析设计（Design by analysis ）以经验设计或实验为基础的设计（Design by experiment or testing）,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,设计裕度（Design margins） ISO 16528不规定设计裕度的具体技术指标，规定了用于锅炉和压力容器的设计方法（包括适当的制造细节）。 必须根据有关材料性能设定足够的设
14、计裕度，可以函盖在给定的载荷条件下可预见的失效模式。,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,与失效模式对应的材料性能 Yield strength,屈服强度Tensile strength拉伸强度Time-dependent strength时间相关的强度，即蠕变Fatigue data, 疲劳数据 Modulus of elasticity,弹性模量Strain,应变Impact strength,冲击强度Fracture toughness. 断裂韧性,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,规定的失效形式 在制定承压设备的设计准则和设计方法时至少要考虑如下失
15、效模式：1、 Brittle fracture 脆性断裂2、 Ductile rupture 韧性断裂3、 Leakage at joints 接头泄露4、 Elastic or plastic instability 弹性或塑性失稳5、 Creep rupture 蠕变断裂,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,7Technical requirements技术要求7.1General一般要求7.2Materials材料7.3Design设计7.4Manufacture制造7.5Inspection and examination检验7.6Final Inspection a
16、nd Testing最终检验和试验7.7Marking /labelling标记8Conformity assessment符合性认证,2、ISO 16528 “锅炉和压力容器”的技术内容,ISO 16528结合目前国际流行的ISO 9000符合性评定模式，给出了一些锅炉和压力容器管理和认可的概念，可能会对我国的行政管理模式有较大的影响，如：认证（accreditation）第三方检验机构（third party inspection body）符合性（conformity）合同方（contracting party）,3、对我国现行法规、标准体系的影响,ISO 16528作为全球锅炉和压力容
17、器的标准通则，已经使世界的锅炉和压力容器行业进入了一个理念趋同、做法和技术指标协调一致的规则。 由于我国的锅炉和压力容器的法规和标准体系长期以来受政府强制管理，在技术规则和管理方式上与其他市场化的工业国家有较大的区别，因此国际标准将对我国的现行法规和标准体系产生很大的影响。,3、对我国现行法规、标准体系的影响,尚未完善的标准体系将面临考验我国的标准体系远未达到完善的地步：压力容器缺少有色金属、非金属和超高压容器标准，现行标准中的一些技术规定与其他国家的标准相关内容有较大的差别；锅炉尚未形成完整的产品标准体系，特别是高参数的电站锅炉，基本上应用国外的技术和标准，建立体系还需要时日。因此，如果要采
18、用国际认可的方式进行标准的国际认可，我国的现行锅炉、压力容器标准体系以及技术标准本身要进行充分的改造；,3、对我国现行法规、标准体系的影响,法规、标准技术内容交叉造成注册困难我国的法规和技术标准分别由不同的行政部门管理，对同一个产品，法规和技术标准的制订分别进行，法规和标准所规定的技术内容相互重叠甚至矛盾。标准国际注册是由国家统一提出的申请要求，技术指标按法规的规定还是按标准的规定就是急待解决的问题；,3、对我国现行法规、标准体系的影响,对管理方式的影响国际标准引入了一些国际通行的按市场贸易规则制订的定义和要求；如果实施国际标准，一定会对我国的特种设备管理造成极大的影响；政府如何解决这个问题，
19、能否使行政管理模式适应国际通用模式，将是一个极大的课题；,3、对我国现行法规、标准体系的影响,语言问题对于英语国家，标准的认可和使用不存在增加制订成本问题；对于非英语国家的我国，必须要充分考虑语言的有形的和无形的障碍；,3、对我国现行法规、标准体系的影响,技术指标认可问题我国的技术标准在方法上与国际主要工业国家的标准一致；设计裕度、设计系数、制造要求和检验要求上有相当大的不一致；得到ISO其他成员的认可和理解，也是我国标准能否成为注册标准的难点之一。,4、国际锅炉和压力容器标准技术发展趋势,趋同性： 信息技术的高速发展，使世界范围内的先进技术迅速普及，围绕锅炉和压力容器技术发展的先进技术标准也
20、必然为技术的使用者所接受； 因此世界范围内的锅炉和压力容器技术要求正在向统一的方向发展。特别在材料要求、设计方法、焊接工艺和无损检测等技术领域，统一要求的趋向明显。,4、国际锅炉和压力容器标准技术发展趋势,趋同性： 欧洲国家已经统一了材料、焊接工艺评定和焊工考试规则以及无损检测人员考核和无损检测技术标准。,4、国际锅炉和压力容器标准技术发展趋势,区域性： 由于历史的原因和贸易区域的原因，目前已经形成了以北美国家、以日本为代表的亚洲国家所形成的ASME体系和欧洲的PED及其协调标准体系的区域性格局。,4、国际锅炉和压力容器标准技术发展趋势,区域性：固定式压力容器：北美：各州法律规定：ASMESe
21、ction Division 1,2,3欧洲：PED(97/23/EC );简单压力容器指令PD5500 2000;AD-M2000;CODAP 2000;EN 13445,4、国际锅炉和压力容器标准技术发展趋势,区域性：移动式压力容器:国际：IMDG;北美：DOT;欧洲：99/36/移动式压力容器基本要求 ；94/49/EC 铁路运输危险物质规定 ；94/55/EC 公路运输危险物质规定 ；ADR 关于在国际公路上运输危险货物的欧洲协议 ;,4、国际锅炉和压力容器标准技术发展趋势,区域性：锅炉:北美：ASME Section ; ASME Section 。欧洲：EN 12952Water-
22、tube boilers and auxiliary installations EN 12953 Shell boilers,4、国际承压设备标准技术发展趋势,相容性：尽管世界上的各国的技术标准的技术内容和具体技术指标不完全相同，但各国都把自己的标准与其它国家标准相容作为目标，以实现标准的互相认可和促进贸易的发展。ASME在1999年进行一个研究项目，对PED进行彻底分析，并将PED的ESR与VIII-1对设计、建造和行政管理的要求进行系统的比较，证明ASME标准增加一些内容以后就可以满足PED的要求。法国目前在进行工作，研究制订CODAP适应中国基本安全要求的技术性措施。,4、国际承压设备
23、标准技术发展趋势,贸易性：标准是国际贸易规则的组成部分和贸易纠纷仲裁的重要依据；主宰国际标准将有利于获得巨大的市场份额和经济利益；实施国际标准化战略的实质是争夺国际市场的控制权。,4、国际承压设备标准技术发展趋势,经济性：技术标准的总体技术发展方向：降低安全系数；提高生产效率；节约能源和资源；实现产品安全和经济性的和谐统一。,5、对策和建议,技术标准已经成为国际经济竞争的重要手段，我们应该利用国际标准的机遇，尽快完善国家技术标准体系，改变我国技术标准滞后，用高新技术标准推动经济结构调整、产业升级和对外经济贸易的发展。在锅炉和压力容器行业面临机遇和挑战的今天，应该充分认识我国的锅炉和压力容器行业
24、的现状，从政府管理、行业技术和装备能力、综合环境因素等方面系统分析和客观评价行业的竞争能力，实现锅炉和压力容器产品技术标准的国际化接轨。,5、对策和建议,（1）实现国际认可是我国锅炉和压力容器行业的机遇采用国际标准的基本认识问题：标准国际化接轨是指标准技术内容与国际标准相容，符合国际标准的基本要求；争取实现我国锅炉和压力容器标准的国际认可：我国是锅炉和压力容器的生产大国，同时也是个巨大的市场。由于我国政府已经实行了进口锅炉和压力容器的许可制度，实现和世界主要工业国家相应标准的互相认可已经具备条件。,5、对策和建议,（1）实现国际认可是我国锅炉和压力容器行业的机遇标准技术内容的国际接轨：对于我国
25、锅炉和压力容器标准中的一些由于历史原因而与国际通行标准不一致的技术内容，如：材料复验要求、焊接试板要求、过严的无损检测要求等，应进行国际接轨改造，既符合国际的通行做法，也相应提高国内企业的产品竞争能力。 法规和标准的合理性对行业竞争力的影响：安全系数：锅炉2.7 压力容器3.0材料入厂复验：焊接接头系数：有色金属的焊接接头系数是三十多年前的技术指标焊接试板要求：过多的焊接试板要求，实施效果没有达到预期的目的无损检测要求：强调检验控制还是过程控制。,5、对策和建议,（2）实现安全法规和技术标准之间的相互协调：国家的安全法规是国家为保证锅炉和压力容器产品的安全而设立的强制性法规，在任何其管辖范围内
26、的产品都必须遵守它的安全原则；技术标准应该是推荐性的，规定保证锅炉和压力容器安全所相应的产品质量技术指标。标准所规定的技术指标应该符合技术法规的安全原则，可以指导锅炉和压力容器的设计、建造、检验和验收，是锅炉和压力容器产品建造和贸易中的技术评价平台。因此，技术标准与技术法规应该是总体协调的，但在作用和关注重点方面是有区别的。,5、对策和建议,原则性和工程性：安全技术法规规定所管辖的产品的最基本的安全要求（ESR ESSENTIAL SAFETY REQUIREMENTS），因此是原则性要求;安全法规的数量很少，管辖的范围很宽；技术标准除了要符合安全技术法规的基本要求之外，还要规定在工程上满足基
27、本安全要求的具体方法和合格指标。与安全技术法规配套的协调标准很多，涉及到材料、设计计算方法、成形、焊接、无损检测、压力试验、包装运输等一系列技术标准内容。为实现安全技术法规的原则提供具体的实现途径、技术方法和合格指标,5、对策和建议,稳定性和时效性：国家的安全技术法规是国家的行政法规的一部分，其内容的相对稳定不变对行业的安全管理有利；而协调标准是实现产品安全质量的技术规则，要与时俱进适应技术的发展，随时反映行业的综合能力和相应技术的进步。,5、对策和建议,在技术标准中及时体现先进技术的应用标准（CODE）：规定了承压设备设计、制造、检验和验收所遵循的基本要求；标准案例（CODECASE）：给出
28、了超出标准范围的应用案例，如新材料、新结构、新的无损检测技术等在承压设备的特定应用，对继续使用这类新技术有参考借鉴作用；标准解释（INTERPRETATION）：针对特有的应用咨询，解释标准条款的含义和技术指标的应用范围；公告（BULLETIN）：以研究报告的形式，对标准技术内容进行扩展。,5、对策和建议,法规与标准的联系与界定；美国：各州立法，确定ASME标准的技术法规地位欧洲：统一技术法规、协调标准日本：正在全面采纳欧洲的作法，逐步调整法规标准体系,5、对策和建议,（3）加强标准的基础技术研究 国家、行业投入开展标准基础技术研究是解决标准水平偏低、体系不完善等一系列问题的治本之策。研究工作
29、应分轻重缓急，重要领域和产品按重点项目处理，引导和鼓励标准受益者参与和支持。标准基础技术研究应包括以下主要内容：,5、对策和建议,锅炉和压力容器技术标准体系的研究：研究国内外标准发展的现状和发展趋势，以此为依据建立更加完善、合理的技术标准体系。确定研究的重点领域，研究标准技术依据的科学性、核心数据的可靠性和关键技术指标的合理性。通过实验研究积累自己的原始技术数据，将自己的核心技术或消化吸收引进的技术融入标准，通过实验验证和工业考核研究确定技术指标。,5、对策和建议,将科技开发和技术创新与标准基础研究结合起来，开辟将专利技术和知识产权融入标准的通道。自动超声代替RT新材料的使用新结构的应用新的制
30、造方法进行标准安全性和经济性评价，确定合理的技术指标，提高产品的竞争性，在保证同等安全的条件下，提高经济性。研究利用WTO/TBT协议中有关安全、卫生和环保的规定，研究利用民族习惯、地理位置、气候差异和资源特点带来的差异性，研究发挥技术劳动密集、市场前景广阔和需求层次丰富的比较优势。,5、对策和建议,（4）建议立即开展对ISO 16528的专项研究；国家应该组织开展对ISO 16528的专项研究，确定影响，找出对策，制定相应的政策和策略；国际标准的实施对消除技术壁垒有利；中国是锅炉和压力容器的生产大国，国际标准的实施有利于消除先进工业国家针对我国的技术壁垒，尽快实现参与国际竞争的目的；征询其他
31、国家的意见，建立与其他国家标准化机构的交流渠道：相互理解和交流是相互标准认可的基础，我们应该主动与其他国家标准化机构进行交流，为国际认可奠定基础；,对策和建议,（4）建议立即组建锅炉标准工作组，建立完整的锅炉产品标准； 由于锅炉标准体系的缺口较大，因此必须立即组建锅炉标准工作组，抓紧制订产品标准，从而建立完整的体系；组建工作机构，合理规划技术法规和技术标准的界定和内容，法规和技术标准同步修订。在管理方式上要符合国际的通用方式 。 深化改革管理方式和管理机制，引入国际通行的做法，建立市场经济环境和探索市场经济规律。,GB150的改编方案,编排方式的变化安全系数的变化责任关系的变化材料的变化设计计
32、算方法的变化制造检验技术要求的变化其他,GB150的改编方案,编排方式的变化GB 150.1 第1部分 总则GB 150.2 第2部分 材料要求GB 150.3 第3部分 设计计算方法GB 150.4 第4部分 制造、检验和验收GB 150.5 第5部分 其他要求,GB150的改编方案,2、安全系数的变化 3.0 2.7 2.6 2.4,GB150的改编方案,3、责任关系的变化 增加用户的责任 设计说明的责任 制造告之的责任,GB150的改编方案,4、材料的变化增加铸钢和铸铁适用于其他有色金属新材料进入标准的程序,GB150的改编方案,5、设计计算方法的变化扩大标准的适用范围几何载荷,GB150的改编方案,6、制造检验技术要求的变化修订技术要求增加检验方法对热处理提出更多的要求,结束语,锅炉压力容器国际标准引起了国际的广泛关注，我国政府和行业也高度重视国际标准的动向，希望业内同行的关注和参与；恳请国家的有关部门关注锅炉压力容器行业，抓住机遇，参与国际竞争，在管理体制和管理方法上进行有效的变革，推动行业的发展。,结束语,以上观点为个人意见,仅供批判!谢谢 Thank you!,
