GOST壓力容器規(guī)范介紹

龍 杰 姬生允

（二重（鎮(zhèn)江）重型裝備有限責任公司）

隨著我國“一帶一路”發(fā)展倡議的提出和推動，“一帶一路”沿線國家秉承和平合作、開放包容、互學互鑒、互利共贏的理念，在鐵路基建、農(nóng)林牧漁業(yè)、旅游業(yè)及石油化工等領域取得了令人矚目的成績。 壓力容器作為石油化工產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，“一帶一路”倡議不僅提升了各國壓力容器的需求，也為我國壓力容器制造企業(yè)提供了非常難得的新平臺。 作為“一帶一路”倡議的友好合作伙伴，近年來俄羅斯、哈薩克斯坦等國家進口我國的壓力容器日益增多。

壓力容器在出口海關聯(lián)盟國家時，需按照海關聯(lián)盟技術法規(guī)CU TR 032/2013的要求進行強制性認證，海關聯(lián)盟CU-TR證書標志為EAC，所以也稱為EAC認證。 壓力容器在海關聯(lián)盟國家銷售、安裝和使用前，必須獲得EAC認證，壓力容器EAC認證是壓力容器符合海關聯(lián)盟技術法規(guī)的唯一證明，是制造商打開并進入俄羅斯等海關聯(lián)盟國家市場的護照，海關聯(lián)盟成員國目前包括俄羅斯、白俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和亞美尼亞，出口海關聯(lián)盟國家的壓力容器在文中簡稱為GOST壓力容器。目前，從中國出口的GOST壓力容器主要采用兩種建造方式： 一種是按照ASME+GOST規(guī)范建造，采用ASME材料，另一種是按照GB+GOST規(guī)范建造，采用GB材料。

筆者對GOST壓力容器技術法規(guī)和設計規(guī)范進行簡要介紹，并羅列出它與GB、ASME壓力容器標準在設計、制造、檢驗、驗收方面的差異。

1 GOST壓力容器標準簡介

GOST壓力容器技術法規(guī)為CU TR 032/2013，該法規(guī)中主要規(guī)定了以下內(nèi)容：

a. 明確了法規(guī)監(jiān)察范圍。

b. 規(guī)定了設備制造商提交用戶文件。

c. 根據(jù)設備的壓力、容積、公稱直徑和工作環(huán)境下的氣體類別確定的危害級別將容器分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類，根據(jù)容器類別的不同規(guī)定了6種不同的認證申報方案。

d. 認證所需技術文件清單。 安全案例；容器證書；安裝和操作指南（說明）；整套項目文件；容器工藝能力和強度計算書；工藝規(guī)程和工藝流程信息（所用材料、半成品、元器件、焊接材料資料）；焊接、熱處理和無損檢測的方法及其結(jié)果；所進行試驗和檢測的結(jié)果；來自制造商或認證機構(gòu)的容器測試報告；確認執(zhí)行材料和部件的合格評定程序的文件；質(zhì)量管理體系認證證書；與本項目使用相關的標準清單；證明制造商專家和人員能力的文件；其他可直接或間接證明該容器符合本技術法規(guī)要求的文件。

GOST 壓力容器主要設計規(guī)范為GOST 34347—2017和GOST 34233.1～12—2017。 GOST 34347—2017主要規(guī)定了適用容器范圍、材料、制造、檢驗要求，與GB/T 150內(nèi)容比較一致，值得一提的是，其中規(guī)定了另一種分類方法，根據(jù)設計壓力、容器壁溫、介質(zhì)組別的不同將容器分為1～5類，旨在確定不同類型的容器制造、檢驗要求的區(qū)別， 與TSG 21—2016固容規(guī)中容器的分類相似。 GOST 34233.1～12—2017主要為具體容器強度計算規(guī)范和方法。

2 設計

2.1 許用應力取值

GOST許用應力值計算方法與GB、ASME相似，安全系數(shù)n的取值與GB、ASME有所不同。許用應力取值的決定性因素均在于安全系數(shù)，安全系數(shù)是保障壓力容器運行安全可靠和經(jīng)濟合理的重要因子，各國根據(jù)自身壓力容器發(fā)展史均形成了滿足自身壓力容器體系的安全系數(shù)，詳見表1。

由表1可以看出， 標準GOST 34347—2017中抗拉強度安全系數(shù)最低，對于許用應力由抗拉強度決定的碳鋼和低合金鋼，就意味著同類材料在GOST標準中材料許用應力取值比GB、ASME標準中的高；而對于許用應力由屈服強度決定的奧氏體不銹鋼，GOST、GB、ASME標準中許用應力的取值是基本一致的。

表1 中、俄、美壓力容器材料安全系數(shù)

2.2 材料UT檢測要求

材料作為壓力容器建造的重要基礎，對壓力容器原材料的檢驗尤為關鍵，歸納對比分析各國設計規(guī)范中的強制性UT檢測要求見表2。

表2 中、俄、美壓力容器材料UT檢測要求

2.3 殼體及開孔補強計算

根據(jù)GOST 34233.2—2017的規(guī)定， 內(nèi)壓筒體、內(nèi)壓標準橢圓封頭、內(nèi)壓球形封頭的計算公式與GB/T 150.3—2011 中的一致， 與ASME ⅧDIV.1—2019中的略有區(qū)別。 GOST壓力容器材料許用應力安全系數(shù)比GB、ASME小，從這里可以看出，凡是通過GB計算的內(nèi)壓筒體、內(nèi)壓標準橢圓封頭、內(nèi)壓球形封頭均能夠滿足GOST壓力容器強度計算要求。

GOST 34233.3—2017中開孔補強的計算是基于極限平衡推導的計算公式，與GB/T 150中的等面積補強法、 分析法補強和ASME ⅧDIV.1—2019中的等面積補強法、壓力面積法有很大的區(qū)別，因此采用GOST復核驗證時應重新進行開孔補強計算。

2.4 GOST不同的補強管削邊結(jié)構(gòu)

圖1a、b均為補強管與接管或法蘭直邊的連接結(jié)構(gòu)。GB和ASME均采用圖1b所示的削邊結(jié)構(gòu)，GOST 34347—2017中給出了兩種結(jié)構(gòu)，對于圖1a所示的倒圓角結(jié)構(gòu)， 規(guī)定l不得小于S， 且不小于20mm，倒角r不得小于S2－S；對于圖1b所示的削邊結(jié)構(gòu)，削邊角度α不得超過20°。

圖1 補強管與接管或法蘭直邊的連接結(jié)構(gòu)

3 制造、檢驗、驗收

3.1 制造公差

根據(jù)GOST 34347—2017的規(guī)定，容器制造公差符合表3的要求。

表3 GOST壓力容器制造公差

3.2 焊接

按照GOST 34347—2017的規(guī)定，所有在容器制造廠內(nèi)完成的焊接應保持焊接溫度在0℃以上；若焊接在室外進行， 應避免直接暴露在雨雪、大風天氣下，焊接溫度應按GOST 34347—2017中表11進行選擇。 焊接前坡口打磨寬度不小于20mm，電渣焊坡口打磨寬度不小于50mm， 打磨邊緣不得有銹跡、水垢、油污和其他污染，還應進行目視檢測，不得存在金屬缺陷、裂紋、分層。 焊縫對口錯邊量應滿足表4的要求。

表4 GOST 壓力容器焊縫對口錯邊量

3.3 GOST熱處理要求

GOST熱處理要求如下：

a. 滾壓、沖壓成型的碳鋼或低合金鋼制圓筒或圓錐，當變形率超過5%時應進行恢復力學熱處理；

b. 冷沖壓或冷旋壓成型的碳鋼或低合金鋼制封頭或其他元件應進行恢復力學熱處理；

c. 厚度大于36mm的碳鋼、厚度超過30mm的低合金鋼、 厚度超過38mm的Mn-Si鋼經(jīng)焊接或沖壓、擴張成型后均應進行熱處理；

d. 用于應力腐蝕環(huán)境下的鋼經(jīng)焊接或沖壓、擴張成型后均應進行熱處理。

3.4 液壓試驗壓力

GOST 34347—2017中液壓試驗壓力計算方法與GB中的基本一致， 與ASME中的相差較大，具體見表5。

表5 中、俄、美壓力容器液壓試驗計算公式

4 結(jié)束語

主要簡單介紹GOST技術法規(guī)和設計規(guī)范內(nèi)容， 讓大家對GOST壓力容器規(guī)范有一定的認識，對GOST壓力容器認證有所幫助。 另從設計、制造、檢驗、驗收方面對比分析GOST、GB、ASME標準，指出了較為重要的差異點，通過列表的方式讓大家更為直觀地了解GOST設計規(guī)范， 供設計人員學習， 旨在對日后GOST壓力容器設計提供幫助。