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(zé)任公司）

隨著我國(guó)“一帶一路”發(fā)展倡議的提出和推動(dòng)，“一帶一路”沿線國(guó)家秉承和平合作、開放包容、互學(xué)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(lǐng)域取得了令人矚目的成績(jī)。 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(guó)壓力容器的需求，也為我國(guó)壓力容器制造企業(yè)提供了非常難得的新平臺(tái)。 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(guó)家進(jìn)口我國(guó)的壓力容器日益增多。

壓力容器在出口海關(guān)聯(lián)盟國(guó)家時(shí)，需按照海關(guān)聯(lián)盟技術(shù)法規(guī)CU TR 032/2013的要求進(jìn)行強(qiáng)制性認(rèn)證，海關(guān)聯(lián)盟CU-TR證書標(biāo)志為EAC，所以也稱為EAC認(rèn)證。 壓力容器在海關(guān)聯(lián)盟國(guó)家銷售、安裝和使用前，必須獲得EAC認(rèn)證，壓力容器EAC認(rèn)證是壓力容器符合海關(guān)聯(lián)盟技術(shù)法規(guī)的唯一證明，是制造商打開并進(jìn)入俄羅斯等海關(guān)聯(lián)盟國(guó)家市場(chǎng)的護(hù)照，海關(guān)聯(lián)盟成員國(guó)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(guān)聯(lián)盟國(guó)家的壓力容器在文中簡(jiǎn)稱為GOST壓力容器。目前，從中國(guó)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(duì)GOST壓力容器技術(shù)法規(guī)和設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并羅列出它與GB、ASME壓力容器標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收方面的差異。

1 GOST壓力容器標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

GOST壓力容器技術(shù)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(shè)備制造商提交用戶文件。

c. 根據(jù)設(shè)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(jí)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(rèn)證申報(bào)方案。

d. 認(rèn)證所需技術(shù)文件清單。 安全案例；容器證書；安裝和操作指南（說明）；整套項(xiàng)目文件；容器工藝能力和強(qiáng)度計(jì)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(cè)的方法及其結(jié)果；所進(jìn)行試驗(yàn)和檢測(cè)的結(jié)果；來自制造商或認(rèn)證機(jī)構(gòu)的容器測(cè)試報(bào)告；確認(rèn)執(zhí)行材料和部件的合格評(píng)定程序的文件；質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書；與本項(xiàng)目使用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)法規(guī)要求的文件。

GOST 壓力容器主要設(shè)計(jì)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(yàn)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(shè)計(jì)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(yàn)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(qiáng)度計(jì)算規(guī)范和方法。

2 設(shè)計(jì)

2.1 許用應(yīng)力取值

GOST許用應(yīng)力值計(jì)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(yīng)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(yùn)行安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的重要因子，各國(guó)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(biāo)準(zhǔn)GOST 34347—2017中抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)最低，對(duì)于許用應(yīng)力由抗拉強(qiáng)度決定的碳鋼和低合金鋼，就意味著同類材料在GOST標(biāo)準(zhǔn)中材料許用應(yīng)力取值比GB、ASME標(biāo)準(zhǔn)中的高；而對(duì)于許用應(yīng)力由屈服強(qiáng)度決定的奧氏體不銹鋼，GOST、GB、ASME標(biāo)準(zhǔn)中許用應(yīng)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(cè)要求

材料作為壓力容器建造的重要基礎(chǔ)，對(duì)壓力容器原材料的檢驗(yàn)尤為關(guān)鍵，歸納對(duì)比分析各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中的強(qiáng)制性UT檢測(cè)要求見表2。

表2 中、俄、美壓力容器材料UT檢測(cè)要求

2.3 殼體及開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算

根據(jù)GOST 34233.2—2017的規(guī)定， 內(nèi)壓筒體、內(nèi)壓標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭、內(nèi)壓球形封頭的計(jì)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(yīng)力安全系數(shù)比GB、ASME小，從這里可以看出，凡是通過GB計(jì)算的內(nèi)壓筒體、內(nèi)壓標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭、內(nèi)壓球形封頭均能夠滿足GOST壓力容器強(qiáng)度計(jì)算要求。

GOST 34233.3—2017中開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算是基于極限平衡推導(dǎo)的計(jì)算公式，與GB/T 150中的等面積補(bǔ)強(qiáng)法、 分析法補(bǔ)強(qiáng)和ASME ⅧDIV.1—2019中的等面積補(bǔ)強(qiáng)法、壓力面積法有很大的區(qū)別，因此采用GOST復(fù)核驗(yàn)證時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。

2.4 GOST不同的補(bǔ)強(qiáng)管削邊結(jié)構(gòu)

圖1a、b均為補(bǔ)強(qiáng)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(duì)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(duì)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(bǔ)強(qiáng)管與接管或法蘭直邊的連接結(jié)構(gòu)

3 制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)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(yīng)保持焊接溫度在0℃以上；若焊接在室外進(jìn)行， 應(yīng)避免直接暴露在雨雪、大風(fēng)天氣下，焊接溫度應(yīng)按GOST 34347—2017中表11進(jìn)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(yīng)進(jìn)行目視檢測(cè)，不得存在金屬缺陷、裂紋、分層。 焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量應(yīng)滿足表4的要求。

表4 GOST 壓力容器焊縫對(duì)口錯(cuò)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(dāng)變形率超過5%時(shí)應(yīng)進(jìn)行恢復(fù)力學(xué)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(yīng)進(jìn)行恢復(fù)力學(xué)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(kuò)張成型后均應(yīng)進(jìn)行熱處理；

d. 用于應(yīng)力腐蝕環(huán)境下的鋼經(jīng)焊接或沖壓、擴(kuò)張成型后均應(yīng)進(jìn)行熱處理。

3.4 液壓試驗(yàn)壓力

GOST 34347—2017中液壓試驗(yàn)壓力計(jì)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(yàn)計(jì)算公式

4 結(jié)束語

主要簡(jiǎn)單介紹GOST技術(shù)法規(guī)和設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容， 讓大家對(duì)GOST壓力容器規(guī)范有一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)GOST壓力容器認(rèn)證有所幫助。 另從設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收方面對(duì)比分析GOST、GB、ASME標(biāo)準(zhǔn)，指出了較為重要的差異點(diǎn)，通過列表的方式讓大家更為直觀地了解GOST設(shè)計(jì)規(guī)范， 供設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)， 旨在對(duì)日后GOST壓力容器設(shè)計(jì)提供幫助。