編者按：為了保障移動式壓力容器安全，保護人民生命和財產安全，國家質檢總局近日頒布了《移動式壓力容器安全技術監察規程》，并于6月1日起實施。本欄目接上期繼續刊登該規程的部分內容，以供讀者參閱。

    3  設計

    3.1  資質及責任

    (1)設計單位對設計質量負責，移動式壓力容器的設計單位資質、設計類別、品種和級別范圍應當符合《壓力容器壓力管道設計許可規則》（TSG R1001）的規定；

    (2)總體采用規則設計標準，局部參照分析設計標準進行移動式壓力容器受壓元件分析計算的單位，可以不取得應力分析設計許可項目資質；

    (3)總體采用分析設計標準的移動式壓力容器，其設計單位除了具有應力分析設計許可項目資質，同時還應當具有相應品種、級別的移動式壓力容器設計許可項目資質；

    (4)移動式壓力容器的設計應當符合本規程的基本安全要求。對于采用國際標準或者境外標準設計的移動式壓力容器，進行設計的單位應當向國家質檢總局提供設計文件與本規程基本安全要求的符合性申明；

    (5)移動式壓力容器的設計單位應當向設計委托方提供完整的設計文件。

    3.2  設計許可印章

    (1)移動式壓力容器的設計總圖和罐體圖上，必須加蓋特種設備(壓力容器)設計許可印章(復印章無效)，設計許可印章失效的設計圖樣和已經加蓋竣工圖章的設計圖樣不得用于制造移動式壓力容器；

    (2)設計許可印章中的設計單位名稱必須與所加蓋的設計圖樣中的設計單位名稱一致。

    3.3  設計條件

    移動式壓力容器的設計委托方應當以正式書面形式向設計單位提出移動式壓力容器設計條件。設計條件至少包含以下內容：

    (1)運輸方式，包括鐵路、公路、水路或者這些運輸方式的聯運等；

    (2)工作條件，包括使用環境溫度、工作溫度范圍、工作壓力范圍、裝卸條件及方式、裝卸壓力、附加載荷等；

    (3)充裝介質，包括介質的編號、名稱、類別、組分以及有害雜質含量等；

    (4)罐體容積或者瓶式容器總容積；

    (5)預期使用年限；

    (6)設計需要的其他必要條件。

    3.4 設計文件

    3.4.1 基本要求

    移動式壓力容器的設計文件至少包括以下內容：

    (1)設計說明書，包括設計規范與標準的選擇、主要設計結構的確定原則、主要設計參數的確定原則、材料的選擇、安全附件的選擇、主要外購部件(如走行裝置、角件等)等的選用說明，同時還需要對所充裝介質的主要物理化學性質(編號、名稱、類別及與工作溫度相對應的飽和蒸氣壓和密度等)、危害性、混合介質的限制組分以及有害雜質的限制含量要求等作出說明；

    (2)設計計算書，包括整體及罐體強度計算、結構強度應力分析報告(需要時)、罐體容積計算、罐體安全泄放量計算、安全閥排量或者爆破片泄放面積計算，需要時還包括內外支撐結構強度計算、傳熱計算、軸荷分配計算、穩定性計算等；

    (3)設計圖樣，包括總圖、罐體圖、管路系統圖等；

    (4)制造技術條件，包括主要制造工藝要求、檢驗試驗方法等；

    (5)風險評估報告，包括主要失效模式和風險控制等；

    (6)使用說明書，包括主要技術性能參數、適用的介質、裝卸閥門和安全附件等的規格和連接方式、操作使用說明以及使用注意事項和必要的警示性要求等。

    3.4.2  設計總圖及罐體圖

    3.4.2.1 設計總圖及罐體圖的審批

    設計總圖及罐體圖應當按照有關安全技術規范的要求履行審批手續，并且其總圖及罐體圖應當由移動式壓力容器設計單位技術負責人或者其授權人批準。

    3.4.2.2  總圖的主要內容

    移動式壓力容器的設計總圖上，至少應當注明以下內容：

    (1)移動式壓力容器的名稱、型號及設計制造依據的主要法規、標準；

    (2)適用的鐵路、公路、水路運輸方式或者這些運輸方式的聯運；

    (3)工作條件，包括使用環境溫度、工作溫度、工作壓力、介質的危害性以及特殊的腐蝕條件等；

    (4)設計條件，包括設計溫度、設計載荷(含壓力在內的所有應當考慮的載荷)、介質(組分)、腐蝕裕量、焊接接頭系數等；對有應力腐蝕傾向的罐體需要注明腐蝕介質的限定含量；

    (5)主要特性參數，包括移動式壓力容器的總重、自重、罐體容積或者瓶式容器總容積、最大允許充裝量等；

    (6)移動式壓力容器設計使用年限；

    (7)特殊制造要求，如氮氣或者惰性氣體置換要求等；

    (8)泄漏試驗要求；

    (9)防腐蝕要求；

    (10)安全附件的規格、性能參數及連接方式；

    (11)裝卸附件的規格、性能參數及連接方式；

    (12)移動式壓力容器銘牌位置；

    (13)裝卸管口方位、規格、連接法蘭標準等；

    (14)運輸中的氣體保護要求，如氮氣或者其他不溶性氣體的封罐壓力限制等要求；

    (15)鐵路、公路或者水路等交通運輸管理部門規定的其他有關要求。

    3.4.2.3  罐體圖的主要內容

    罐體的設計圖上，至少注明以下內容：

    (1)主要受壓元件材料牌號、規格、標準及要求；

    (2)罐體主要設計參數，包括設計溫度、設計壓力、最低設計金屬溫度、腐蝕裕量、最大允許充裝量、充裝介質及介質的危害性、罐體容積或者瓶式容器總容積、焊接接頭系數等；對有應力腐蝕傾向的罐體還需要注明腐蝕介質的限定含量；

    (3)無損檢測要求；

    (4)熱處理要求；

    (5)耐壓試驗要求；

    (6)罐體設計使用年限，如果罐體是疲勞容器需要標明循環次數。

    3.4.2.4 特殊要求

    3.4.2.4.1 設計總圖的特殊要求

    (1) 鐵路罐車的設計總圖上注明車輛性能，如車型代號、軌距、商業運行速度、自重系數、軸重、車輛定距、換長、通過最小曲線半徑、車輛限界要求等；

    (2) 汽車罐車或者長管拖車的設計總圖上注明車輛性能，如底盤型號或者半掛車型號、軸距、整備質量、接近角/離去角、前懸/后懸、設計限速要求、滿載時軸荷分配、整車穩定性要求等；

    (3) 罐式集裝箱或者管束式集裝箱的設計總圖上，注明允許的堆碼層數等；

    (4) 長管拖車或者管束式集裝箱的設計總圖上，注明氣瓶公稱工作壓力等。

    3.4.2.4.2  罐體圖的特殊要求

    (1)罐體為夾套結構時，分別注明內容器和夾套內的耐壓試驗壓力，有特殊要求時注明允許的內外壓差值，以及試驗步驟和試驗要求；

    (2)由于結構原因不能進行內部檢驗的罐體，注明計算厚度、使用中定期檢驗的要求；

    (3)不能進行耐壓試驗的罐體，注明計算厚度和制造與使用的特殊要求；

    (4)要求保溫或者保冷的罐體，提出保溫或者保冷措施；

    (5)真空絕熱罐體，注明罐體真空絕熱形式、真空絕熱性能指標、真空設計使用年限等。

    3.5 設計方法

    移動式壓力容器的設計應當采用規則設計方法或者分析設計方法。

    移動式壓力容器設計單位應當基于本規程3.3所述的設計條件，綜合考慮所有相關因素、失效模式和足夠的安全裕量，以保證移動式壓力容器具有足夠的強度、剛度、穩定性和抗腐蝕性；同時還應當考慮支座、鞍座或者其他型式的支撐件等與罐體或者氣瓶連接的牢固可靠，確保移動式壓力容器在設計使用年限內的安全。

    3.6 風險評估

    移動式壓力容器的設計單位設計時應當按照型號并且考慮可能參與的運輸方式，出具包括主要失效模式和風險控制等內容的風險評估報告。

    3.7 節能要求

    在滿足運輸及使用安全的前提下，鼓勵和提倡移動式壓力容器的輕型化設計。設計人員應當充分考慮移動式壓力容器的經濟性，合理選材，合理確定結構尺寸。

    3.8 安全系數

    (1)確定罐體材料許用應力(或者設計應力強度)的最小安全系數，見表3-1至表3-3（略）的規定。安全系數低于這些規定時，應當符合本規程1.7的規定：

    (2)除本條(1)的規定以外，確定材料許用應力或者設計應力強度的最小安全系數，應當按照引用標準的規定。

    3.9  介質的分類及危害性

    3.9.1 介質編號、名稱和分類

    介質的編號、名稱和分類(包括項別)按照GB6944《危險貨物分類和品名編號》和GB12268《危險貨物品名表》的規定。

    3.9.2 介質危害性

    介質危害性是指移動式壓力容器在運輸使用過程中因事故致使介質與人體或者大氣環境大量接觸，發生爆炸、燃燒，或者因泄漏引起職業性慢性危害的嚴重程度，用介質毒性危害程度、有毒、劇毒、爆炸危險性和易燃危險性表示。

    3.9.2.1 毒性危害程度

    是在綜合考慮介質的急性毒性、最高容許濃度和職業性慢性危害等因素后確定的。按照最高容許濃度確定時，可分為以下四個等級：

    (1)極度危害，最高容許濃度小于0.1mg/m3；

    (2)高度危害，最高容許濃度等于0.1mg/m3且小于1.0mg/m3；

    (3)中度危害，最高容許濃度等于1.0mg/m3且小于10.0mg/m3；

    (4)輕度危害，最高容許濃度等于或者大于10.0mg/m3。

    3.9.2.2  有毒介質

    是指經吞食、吸入或者與皮膚接觸后可能造成死亡、嚴重受傷、損害人類健康的氣體或者液體物質。

    3.9.2.3  劇毒介質

    是指具有非常劇烈毒性危害的化學品，包括人工合成的化學品及其混合物(含農藥)和天然毒素等物質。

    3.9.2.4 易爆介質

    是指氣體或者液體的蒸汽、薄霧與空氣混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的具有爆炸危險性的介質。

    3.9.2.5 易燃介質

    是指易燃氣體和易燃液體等具有易燃危險性的介質。

    3.9.3 介質危害性的確定

    3.9.3.1 介質毒性危害程度和爆炸危險程度的確定

    介質毒性危害程度和爆炸危險程度按照HG20660《壓力容器中化學介質毒性危害和爆炸危險程度分類》確定，該標準沒有規定的，由移動式壓力容器設計單位參照GB5044《職業性接觸毒物危害程度分級》的原則，確定介質的危害性。

    3.9.3.2  有毒和易燃危險性介質的確定

    有毒和易燃危險性介質按照GB 6944《危險貨物分類和品名編號》的規定。常見危險貨物的有毒和易燃類別見GB12268《危險貨物品名表》中的規定。

    3.9.3.3  劇毒介質的確定

    劇毒介質按照《劇毒化學品目錄(2002年版)》(國家安全生產監督管理局、公安部、國家環境保護總局、衛生部、國家質量監督檢驗檢疫總局、鐵道部、交通部、中國民用航空總局，2003年公告第2號)的規定確定。

    3.10 設計參數

    3.10.1 設計載荷

    設計移動式壓力容器時，罐體應當能夠承受在正常裝卸和運輸使用過程中可能出現的各種工況條件下的內壓、外壓、內外壓力差等靜載荷以及動載荷和熱應力載荷等，同時還應當考慮移動式壓力容器在設計使用年限內由于反復施加這些載荷而造成的疲勞載荷效應。

    3.10.1.1 慣性力載荷

    汽車罐車、罐式集裝箱、長管拖車和管束式集裝箱等，其慣性力載荷按照以下要求轉換成等效靜態力：

    (1)運動方向，最大重量(注3-3，以下同)的2倍；

    (2)與運動方向垂直的水平方向，最大重量(當運動方向不明確時，為最大重量的2倍)；

    (3)垂直向上，最大重量；

    (4)垂直向下，最大重量的2倍。

    運輸方式為鐵路運輸的鐵路罐車、罐式集裝箱、管束式集裝箱等，其慣性力載荷的確定應當符合國務院鐵路運輸主管部門的規定。

    注3-3：

    (1)考慮罐體在運輸工況中所承受的慣性力載荷時，最大重量為介質的最大允許充裝量；

    (2)考慮罐體與走行裝置或者框架的連接處在運輸工況中所承受慣性力載荷時，最大重量為介質的最大允許充裝量、罐體或者氣瓶、附件重量之和；

    (3)考慮罐式集裝箱、管束式集裝箱整體結構在運輸工況中所承受的慣性力載荷時，最大重量按照引用標準的規定確定。

    3.10.1.2 外壓載荷

    罐體外壓載荷的確定應當符合以下要求：

    (1)罐體一般按照不小于0.04MPa外壓進行穩定性校核；對于在制造、運輸、裝卸、檢驗試驗或者其他不可預見工況中，罐體內可能產生真空的，設計時按照0.1MPa外壓進行穩定性校核；

    (2)夾套結構的罐體，設計時按照罐體所有可能出現工況中的最大內外壓力差進行外壓穩定性校核；

    (3)真空絕熱罐體內容器的外壓載荷按照外殼爆破裝置設定的排放壓力確定，且不得小于0.1MPa。

    3.10.1.3  其他載荷

    移動式壓力容器設計中除本規程3.10.1.1、3和3.10.1.2規定以外的設計載荷，按照引用標準的規定，也可以由設計單位按照設計條件通過計算或者試驗確定。

    3.10.2  設計溫度

    是指罐體在正常工作情況下，設定的元件金屬溫度(沿元件金屬截面的溫度平均值)。設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件。

    設計溫度按照以下要求確定：

    (1)設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態可能達到的最高溫度；對于0℃以下的金屬溫度，設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度；

    (2)中國境內全區域使用的無保溫或者保冷結構罐體，設計溫度上限不得低于50℃，設計溫度下限不得高于-40℃，但滿足引用標準規定的“低溫低應力工況”或者設計上規定僅限制部分區域使用的，設計溫度下限由設計單位按照設計條件或者引用標準的規定確定；

    (3)元件的金屬溫度可以通過傳熱計算確定，也可以在已使用的同類罐體上測定，或者根據罐體內部介質溫度并結合外部條件等方式確定；

    (4)最低設計金屬溫度，是指罐體在運行過程中預期的各種可能條件下各元件金屬溫度的最低值；在確定最低設計金屬溫度時，應當充分考慮在正常運輸、使用及檢驗試驗過程中介質最低工作溫度以及大氣環境低溫條件對罐體殼體金屬溫度的影響；大氣環境低溫條件系指歷年來月平均最低氣溫(指當月各天的最低氣溫值之和除以當月天數)的最低值。

    3.10.3  設計壓力

    是指設定的罐體頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為罐體設計載荷條件。罐體的設計壓力應當大于或者等于以下任一工況中工作壓力的最大值：

    (1)充裝、卸料工況的工作壓力；

    (2)設計溫度下由介質的飽和蒸氣壓確定的工作壓力；

    (3)正常運輸使用中，罐體內采用不溶性氣體保護時，由介質在設計溫度下的飽和蒸氣壓與罐體內頂部氣相空間不溶性氣體(如氮氣或者其他惰性氣體等)分壓力之和確定的工作壓力。

    無保溫或者保冷結構的充裝液化氣體介質罐體的設計壓力不得小于0.7MPa。

    3.10.4 等效壓力

    是指罐體所承受的在正常運輸工況中由于介質慣性力載荷的作用而引起的壓力。慣性力載荷按照本規程3.10.1.1的規定確定，等效壓力按照引用標準的規定確定。

    3.10.5 計算壓力

    是指在相應設計溫度下，用以確定受壓元件厚度的壓力。計算壓力的確定除考慮設計壓力外，還應當考慮液柱靜壓力、等效壓力(注3-4)等附加載荷的影響，對于真空絕熱罐體的內容器，還應當考慮夾層真空對內容器的影響。

    計算壓力按照引用標準的規定確定。

    注3-4：

    (1)受壓元件所承受的液柱靜壓力小于5%設計壓力時，可忽略不計；

    (2)當受壓元件所承受的等效壓力小于0.035MPa時，按0.035MPa確定。

    3.10.6  腐蝕裕量

    對于有均勻腐蝕的罐體，腐蝕裕量根據罐體設計使用年限和介質對材料的腐蝕速率確定。

    3.10.7  最大允許充裝量

    移動式壓力容器的設計單位應當按照本規程的規定在設計圖樣上規定最大允許充裝量。最大允許充裝量按照以下要求確定：

    (1)充裝液化氣體和液體介質的罐體的最大允許充裝量，按照介質在設計溫度下罐體內留有5%氣相空間確定；

    (2)充裝冷凍液化氣體介質的罐體的最大允許充裝量，按照本規程附件D的要求確定；

    (3)充裝壓縮氣體介質的瓶式容器的最大允許充裝量，按照《氣瓶安全監察規程》的規定確定；充裝壓縮氣體介質的罐體的最大允許充裝量按照充裝壓力確定，并且滿足設計溫度下的工作壓力小于或者等于設計壓力的要求。

    3.10.8 常見介質罐體主要設計參數

    常見無保溫或者保冷結構的充裝液化氣體介質的罐體的主要設計參數，見表3-4（略）的規定。表3-4沒有規定的充裝液化氣體或者液體介質移動式壓力容器的設計，設計單位應當將滿足本規程3.4.1中的(1)、(2)、(3)項規定的設計說明書、設計計算書和設計方案圖報國家質檢總局，由國家質檢總局委托的技術組織或者技術機構進行技術評審，評審的結果經過國家質檢總局批準后，方可進行正式設計。

    注3-5：所列介質的類別和項別，按照本規程3.9.1的規定。

    注3-6：所列設計壓力的數值，是按照介質50℃時飽和蒸氣壓的1.00倍確定的。如果存在設計壓力的確定除受介質飽和蒸氣壓以外的其他載荷的影響因素，設計單位應當按照本規程3.10.3的規定確定設計壓力。

    注3-7：所列腐蝕裕量的數值，是按照罐體材料為碳鋼或者低合金鋼，并且為均勻腐蝕，充裝無水氨、氯或者二氧化硫介質設計使用年限為15年，其余液化氣體介質設計使用年限為20年而確定的。如果存在非均勻腐蝕情況或者罐體選擇其他材料的，設計單位應當按照設計條件另外考慮腐蝕裕量。

    注3-8：所列單位容積充裝量的數值，是按照介質在設計溫度下罐體內留有5%氣相空間及該溫度下的介質密度確定的。

    注3-9：此列的規定不適用于液化氣體鐵路罐車。

    注3-10:Pb為混合液化石油氣介質50℃時的飽和蒸氣壓。

    3.10.9  焊接接頭系數

    (1)用焊接方法制造的罐體，應當考慮焊接接頭對強度的削弱，焊接接頭系數按照引用標準選取；

    (2)不允許降低焊接接頭系數而免除罐體的無損檢測。

    3.10.10  最小厚度

    罐體最小厚度的確定應當考慮制造、運輸等因素的影響。

    以下略