1 范围

      GB/T 18442的本部分规定了固定式真空绝热深冷压力容器（以下简称“深冷容器”）设计的设计文件、设计参数、性能参数及结构设计等基本要求。

      本部分适用于同时满足以下条件的深冷容器：

      a）内容器工作压力不小于0.1 MPa；

      b）几何容积不小于1m³；

      c）绝热方式为真空粉末绝热、真空复合绝热或高真空多层绝热；

      d）储存介质为标准沸点不低于-196℃的冷冻液化气体。

      本部分不适用于下列范围的深冷容器：

      a）内容器和外壳材料为有色金属或非金属的；

      b）球形结构的；

      c）堆积绝热方式的；

      d）移动式的；

      e）储存标准沸点低于-196℃冷冻液化气体介质的；

      f）储存介质按GB 12268规定为毒性气体的；

      g）国防军事装备等有特殊要求的。

2 规范性引用文件

      下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

      GB/T 150-2011（所有部分）压力容器

      GB/T 1448 纤维增强塑料压缩性能试验方法

      GB/T 1450.1 纤维增强塑料层间剪切强度试验方法

      GB/T 9341 塑料 弯曲性能的测定

      GB/T 18442.1 固定式真空绝热深冷压力容器 第1部分：总则

      GB/T 20801.3-2006 压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算

      GB/T 20801.5 压力管道规范 工业管道 第5部分：检验与试验

      GB/T 24511 承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带

      GB/T 26929 压力容器术语

      GB/T 31481 深冷容器用材料与气体的相容性判定导则

      HG/T 21574 化工设备吊耳设计选用规范

      JB 4732 钢制压力容器 分析设计标准

      NB/T 47041 塔式容器

      NB/T 47065.1 容器支座 第1部分：鞍式支座

      NB/T 47065.2 容器支座 第2部分：腿式支座

      NB/T 47065.4 容器支座 第4部分：支承式支座

      TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程

3 术语和定义

      GB/T 150、GB/T 18442.1和GB/T 26929界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

      有效容积 effective volume

      在使用状态下，深冷容器允许充装冷冻液化气体的液体最大液体体积。

3.2

      充满率 filling rate

      深冷容器充装冷冻液化气体的液体体积与内容器的几何容积之比。

3.3

      额定充满率 specified fllling rate

      深冷容器充装时，充装液体量达到设计规定最高液面时的液体体积与内容器几何容积之比。

3.4

      维持时间 holding time

      按额定充满率充装冷冻液化气体，内部静置的冷冻液化气体在大气压力下与外部环境温度达到热平衡后，补液至额定充满率，且关闭气相阀门后，内容器从环境大气压力开始上升到安全泄放装置整定压力所经历的时间，且换算为标准大气压（1.013 25×10⁵ Pa)和设定环境温度（20℃）下的时间。

      注：单位为小时（h）。

3.5

      静态蒸发率 static evaporation rate

      深冷容器在额定充满率下，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的冷冻液化气体质量与内容器有效容积下冷冻液化气体质量的百分比，换算为标准大气压（1.013 25×105 a）和设定环境温度（20℃）状态下的蒸发率值。

3.6

      夹层真空度 annular space vacuum degree

      深冷容器中夹层空间的气体绝对压力。

3.7

      封结真空度 sealing-off vacuum degree

      罐体夹层抽真空结束并且封闭抽真空接口后，在常温下真空夹层压力相对稳定时的真空度。

3.8

      真空夹层漏气速率 leakage rate of vacuum annular space

      单位时间内漏入真空夹层的气体量。

3.9

      真空夹层放气速率 outgassing rate of vacuum annular space

      真空夹层内材料、器壁表面等在单位时间内放出的气体量。

3.10

      真空夹层漏放气速率 outgassing and leakage rate of vacuum annular space

      真空夹层漏气速率与真空夹层放气速率之和。

4 一般要求

4.1 深冷容器的设计除应符合本部分的要求外，还应符合TSG21和GB/T 150.3的规定。

4.2 设计单位应严格依据设计委托方所提供的深冷容器设计条件，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安全裕量，以保证深冷容器具有足够的强度、刚度、稳定性和耐腐蚀性。同时应考虑深冷容器的夹层支撑、支座、吊耳等主要受力构件与罐体的焊接接头的强度要求，确保深冷容器在设计使用年限内的安全。

4.3 罐体、管路、安全附件、仪表及装卸附件的布置应满足使用和安全的要求。

4.4 风险评估报告的基本内容应符合附录A的规定。常见冷冻液化气体热力学数据参见附录B。

5 设计文件

5.1 深冷容器的设计文件应至少包括下列各项：

      a）风险评估报告，包括设计、制造及使用等阶段的主要失效模式和风险控制等；

      b）设计说明书，包括对充装介质的主要物理、化学性质（编号、名称、类别及与工作温度相对应的饱和蒸气压力与密度等），危险特性，混合介质的限制组分以及有害杂质的限制含量要求，与罐体材料相容性等作出说明，还应对设计规范与标准的选择、主要设计结构的确定原则、主要设计参数的确定原则、材料的选择、安全附件的选择、仪表及装卸附件的选择、自增压器等的选用作出说明；

      c）设计计算书，包括罐体强度、刚度、外压稳定性、结构强度应力分析报告（需要时）、容积、传热、安全泄放量、超压泄放装置的排放能力的计算、夹层支撑及罐体支座的强度计算等；

      d）设计图样，至少包括总图、内容器图、管路系统图及流程图等，必要时还应提供深冷容器基础条件图等；

      e）制造技术条件，包括主要制造工艺要求、检验与试验方法等；

      f）安装与使用维护说明书，包括主要技术性能参数、充装的介质特性、安全附件、仪表及装卸附件的规格和连接方式、操作说明、维护说明、使用应注意的事项、必要的警示性告知以及应急措施等。

5.2 设计总图上应至少注明下列内容：

      a）产品名称、型号、容器类别，设计、制造所依据的安全技术规范和产品标准；

      b）工作条件，包括工作压力、工作温度、介质特性（毒性、爆炸危害程度、氧化性等）；

      c）设计条件，包括设计温度、最低设计金属温度、设计载荷（包含压力载荷和其他应考虑的载荷）、介质（组分）、焊接接头系数、腐蚀裕量、自然条件（环境温度、地震设防烈度、基本风压或风速、基本雪压等），对有应力腐蚀倾向的还应注明腐蚀介质的限定含量；

      d）内容器主要受压元件、外壳壳体和管路的材料牌号与材料标准；

      e）主要特性参数，包括深冷容器内容器的几何容积、额定充满率、夹层的几何容积、深冷容器自重和盛装介质重量等；

      f) 内容器封头与简体的计算厚度、名义厚度和最小成型厚度，外壳封头与简体的名义厚度和最小成型厚度；

      g）外形尺寸；

      h）深冷容器设计使用年限；

      i）耐压试验和泄漏试验要求；

      j）制造要求，包括无损检测要求、热处理要求（必要时）、对表面清洁处理的要求、氮气或惰性气体置换要求、外壳表面处理与涂敷的要求等；

      k）罐体绝热方式、真空绝热性能指标和夹层真空性能指标等；

      1）罐体安全附件、仪表和装卸附件的规格、性能参数和连接方式；

      m）管口的方位、规格、连接法兰标准等；

      n）产品铭牌位置；

      o）包装、运输和安装要求。

5.3 管路系统图应至少注明以下内容：

      a）管路系统设计、制造所依据的标准；

      b）设计参数，包括设计温度、设计压力、焊接接头系数等；

      c）管路受压元件材料牌号以及材料标准号、规格等；

      d）安全附件（包括管路超压泄放装置）、仪表及装卸附件的型号、规格、性能参数、连接方式、管口方位等；

      e）无损检测要求；

      f）耐压试验要求；

      g）泄漏试验要求。

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