大家好！今天让小编来大家介绍下关于交换机隔爆外壳设计计算_交换机隔爆外壳设计计算公式的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

• 1、数据中心网络之百家讲坛
• 2、主干交换机的介绍
• 3、KJ101NF1监控仪
• 4、TSG特种设备安全技术规范(TSGQ7016-2008)

一、数据中心网络之百家讲坛

最近因为写论文的关系，泡知网、泡万方，发现了很多学术界对数据中心网络一些构想，发现里面不乏天才的想法，但日常我们沉迷在各个设备厂商调制好的羹汤中无法自拔，管中窥豹不见全局，还一直呼喊着“真香”，对于网工来说沉溺于自己的一方小小广东会不如跳出来看看外界有哪些新的技术和思想，莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行

当前新的数据中心网络拓扑主要分为两类

1、以交换机为核心，网络连接和路由功能由交换机完成，各个设备厂商的“羹汤”全属于这个领域

2、以服务器为核心，主要互联和路由功能放在服务器上，交换机只提供简单纵横制交换功能

第一类方案中包含了能引发我回忆阴影的Fat-Tree，和VL2、Helios、c-Through、OSA等等，这些方案要么采用更多数量交换机，要么融合光交换机进行网络互联，对交换机软件和硬件要求比较高，第二类主要有DCell、Bcube、FiConn、CamCube、MDCube等等，主要推动者是微软，这类方案中服务器一版广东会过多网卡接入网络，为了支持各种流量模型，会对服务器进行硬件和软件的升级。

除了这些网络拓扑的变化外，其实对数据中心网络传输协议TCP/IP、网络虚拟化、网络节能机制、DCI网络互联都有很多广东会的技术和概念涌现出来。
FatTree  胖树，2008年由UCSD大学发表的论文，同时也是5年前工作中接触的第一种交换机为中心的网络拓扑，当时没有太理解，跟客户为这事掐的火星四溅，再来一次可能结论会有所改变，同时也是这篇论文引发了学术界对数据中心内部网络拓扑设计的广泛而深刻的讨论，他提出了一套组网设计原则来达成几个目的

1、全网采用低端商用交换机来组网、其实就是采用1U的接入交换机，取消框式设备

2、全网无阻塞

3、成本节省，纸面测算的话FatTree 可以降为常规模式组网成本的1/4或1/5

物理拓扑（按照4个pod设计）

FatTree 的设计原则如下

整个网络包含K个POD，每个POD有K/2个Edge和K/2个Agg 交换机，他们各有K的接口，Edge使用K/2个端口下联服务器，Agg适用K/2个端口上联CORE交换机

Edge使用K/2个端口连接服务器，每个服务器占用一个交换端口

CORE层由K/2*K/2共计KK/4个K个端口交换机组成，分为K/2组，每组由K/2ge，第一组K/2台CORE交换机连接各个POD中Agg交换层一号交换机，第二组K/2的CORE交换机连接各POD中Agg的二号交换机，依次类推

K个POD，每个POD有K/2个Edge交换机，每个Edge有K/2端口，服务器总数为K*K/2*K/2=KKK/4

K取值4的话，服务器总数为16台

常规K取值48的话，服务器为27648台

FatTree的路由设计更加有意思，论文中叫两阶段路由算法，首先要说明的是如果使用论文中的算法是需要对交换机硬软件进行修改的，这种两阶段路由算法和交换设备及服务器的IP地址强相关，首先就是IP地址的编制，这里依然按照K=4来设计，规则如下

1、POD中交换机IP为10.pod.switch.1，pod对应POD编号，switch为交换机所在POD编号（Edge从0开始由左至右到k/2-1，Agg从k/2至k-1）

2、CORE交换机IP为10.k.j.i ，k为POD数量，j为交换机在Core层所属组编号，i为交换机在该组中序号

3、服务器IP为10.pod.switch.ID，ID为服务器所在Edge交换机序号，交换机已经占用.1，所以从2开始由左至右到k/2+1

设计完成后交换机和服务器的IP地址会如下分配
对于Edge交换机（以10.2.0.1为例）第一阶段匹配10.2.0.2和10.2.0.3的32位地址，匹配则转发，没有匹配（既匹配0.0.0.0/0）则根据目的地址后8位，也就是ID号，选择对应到Agg的链路，如目标地址为x.x.x.2则选择到10.2.2.1的链路，目标地址为x.x.x.3则选择到10.2.3.1的链路

对于Agg交换机（以10.2.2.1为例）第一阶段匹配本POD中网段10.2.0.0/24和10.2.1.0/24，匹配成功直接转发对应Edge，没有匹配（既匹配0.0.0.0/0）则根据目的地址后8位，也就是ID号确定对应到Core的链路，如目标地址为x.x.x.2则选择到10.4.1.1的链路，目标地址为x.x.x.3则选择到10.4.1.2的链路

对于Core交换机，只有一个阶段匹配，只要根据可能的POD网段进行即可，这里是10.0.0.0/16~10.3.0.0/16对应0、1、2、3四个口进行转发

容错方面论文提到了BFD来防止链路和节点故障，同时还有流量分类和调度的策略，这里就不展开了，因为这种两阶段路由算法要对交换机硬件进行修改，适应对IP后8位ID进行匹配，现实中没有看到实际案例，但是我们可以设想一下这种简单的转发规则再加上固定端口的低端交换机，对于转发效率以及成本的压缩将是极为可观的。尤其这种IP地址规则的设计配合路由转发，思路简直清奇。但是仔细想想，这种按照特定规则的IP编制，把每个二层限制在同一个Edge交换机下，注定了虚拟机是没有办法跨Edge来迁移的，只从这点上来看注定它只能存在于论文之中，但是顺着这个思路开个脑洞，还有什么能够编制呢？就是MAC地址，如果再配上集中式控制那就更好了，于是就有了一种新的一种路由方式PortLand，后续我们单独说。

如此看来FatTree 是典型的Scale-out模式，但是由于一般交换机端口通常为48口，如果继续增加端口数量，会导致成本的非线性增加，底层Edge交换机故障时，难以保障服务质量，还有这种拓扑在大数据的mapreduce模型中无法支持one-to-all和all-to-all模式。

把脑洞开的稍微小一些，我们能否用广东会商业交换机+广东会路由来做出来一种FatTree变种拓扑，来达到成本节省的目的呢，答案一定是确切的，目前能看到阿里已经使用固定48口交换机搭建自己的变种FatTree拓扑了。

以交换机为中心的网络拓扑如VL2、Helios不再多说，目前看到最好的就是我们熟知的spine-leaf结构，它没有设计成1:1收敛比，而且如果使用super层的clos架构，也可以支撑几万台或者广东会台的服务器规模，但是FaTtree依靠网络拓扑取消掉了框式核心交换机，在一定规模的数据中心对于压低成本是非常有效的

聊完交换机为核心的拓扑设计后，再来看看服务器为核心的拓扑，同样这些DCell、Bcube、FiConn、CamCube、MDCube等，不会全讲，会拿DCell来举例子，因为它也是2008年由微软亚洲研究院主导，几乎和FatTree同时提出，开创了一个全新的思路，随后的年份里直到今天一直有各种改进版本的拓扑出现

这种服务器为核心的拓扑，主导思想是在服务器上增加网卡，服务器上要有路由转发逻辑来中转流量数据包，并且采用递推方式进行组网。

DCell的基本单元是DCell0，DCell0中服务器互联由一台T个端口的mini交换机完成，跨DCell的流量要通过服务器网卡互联进行绕转。通过一定数量的Dcell0组成一个DCell1，按照一定约束条件进行递推，组成DCell2以及DCellk
上图例中是一个DCell1的拓扑，包含5个Dcell0，每台服务器2个端口，除连接自己区域的mini交换机外，另一个端口会依次连接其他DCell0中的服务器，来组成全互联的结构，最终有20台服务器组成DCell1，所有服务器按照（m，n）坐标进行唯一标识，m相同的时候直接通过moni交换机交互，当m不同时经由mini交换机中继到互联服务器，例子中红色线为4.0服务器访问1.3服务器的访问路径。

DCell组网规则及递归约束条件如下：

DCellk中包含DCellk-1的数量为GK

DCellk中包含服务器为Tk个，每台服务器k+1块网卡，则有

GK=Tk-1+1

TK=Gk-1 ✕ Tk-1

设DCell0中有4台服务器

DCell1 中有5个DCell0 （G1=5）

Tk1=20台服务器（T1=20）

DCell2 中有21个DCell1 （G2=21）

Tk2=420台服务器（T2=420）

DCell3 中有421个DCell2 （G3=421）

Tk3=176820台服务器（T3=176820）

…

Tk6=3260000台服务器
经过测算DCell3中每台服务器的网卡数量为4，就能组建出包含17万台服务器的数据中心，同样DCell的缺点和优点一样耀眼，这种递归后指数增长的网卡需求量，在每台服务器上可能并不多，但是全量计算的话就太过于惊人了，虽然对比FatTree又再一次降低交换机的采购成本，但是天量的网卡可以想象对于运维的压力，还有关键的问题时高层次DCell间通信占用低层次DCell网卡带宽必然导致低层次DCell经常拥塞。最后还有一个实施的问题，天量的不同位置网卡布线对于施工的准确度以及未知的长度都是一个巨大的挑战。

DCell提出后，随后针对网卡数量、带宽抢占等一系列问题演化出来一批新的网络拓扑，思路无外乎两个方向，一个是增加交换机数量减少单服务网卡数量，趋同于spine-leaf体系，但是它一直保持了服务器多网卡的思路。另一种是极端一些，干脆消灭所有交换机，但是固定单服务器网卡数量，按照矩阵形式组建纯服务器互联结构，感兴趣的同学可以继续探索。

数据中心的路由框架涵盖范围和领域非常多，很多论广东会选择其中的一个点进行讨论，比如源地址路由、流量调度、收敛、组播等等，不计划每个展开，也没有太大意义。但是针对之前FatTree的两阶段路由有一个更新的路由框架设计PortLand，它解决了两段路由中虚拟机无法迁移的问题，它的关键技术有以下几点

1、对于FatTree这种高度规范化的拓扑，PortLand设计为采用层次化MAC编址来支持大二层，这种路由框架中，除了虚拟机/物理机实际的MAC外（AMAC），还都拥有一个PortLand规范的伪MAC（PMAC），网络中的转发机制和PMAC强相关，PMAC的编址规则为

pod.position.port.vmid

pod (2字节) 代表虚拟机/服务器所在POD号，position（1字节）虚拟机/服务器所在Edge交换机在POD中编号，port（1字节）虚拟机/服务器连接Edge交换机端口的本地编号，vmid（2字节）服务器在Edge下挂以太网交换机编号，如果只有一台物理机vmid只能为1

2、虚拟机/服务器的编址搞定后，Edge、Aggregate、Core的编址呢，于是PortLand设计了一套拓扑发现机制LDP（location discovery protocol），要求交换机在各个端口上发送LDP报文LDM（location

discovery message）识别自己所处位置，LDM消息包含switch_id（交换机自身mac，与PMAC无关）pod（交换机所属pod号）pos（交换机在pod中的编号）level（Edge为0、Agg为1、Core为2）dir（上联为1，下联为-1），最开始的时候Edge角色会发现连接服务器的端口是没有LDM的，它就知道自己是Edge，Agg和Core角色依次收到LDM后会计算并确定出自己的leve和dir等信息。

3、设计一个fabric manager的集中PortLand控制器，它负责回答Edge交换机pod号和ARP解析，当Edge交换机学习到一个AMAC时，会计算一个PMAC，并把IP/AMAC/PMAC对应关系发送给fabric manager，后续有虚拟机/服务器请求此IP的ARP时，会回复PMAC地址给它，并使用这个PMAC进行通信。

4、由于PMAC的编址和pod、pos、level等信息关联，而所有交换机在LDM的交互过程中知晓了全网的交换机pod、pos、level、dir等信息，当数据包在网络中传播的时候，途径交换机根据PMAC进行解析可得到pod、pos这些信息，根据这些信息即可进行数据包的转发，数据包到达Edge后，Edge交换机会把PMAC改写为AMAC，因为它是知道其对应关系的。当虚拟机迁移后，由fabric manager来进行AMAC和PMAC对应更新和通知Edge交换机即可，论文中依靠虚拟机的免费ARP来触发，这点在实际情况中执行的效率要打一个问号。

不可否认，PortLand的一些设计思路非常巧妙，这种MAC地址重写非常有特色。规则设计中把更多的含义赋给PMAC，并且通过LDP机制设计为全网根据PMAC即可进行转发，再加上集中的控制平面fabric manager，已经及其类似我们熟悉的SDN。但是它对于转发芯片的要求可以看出要求比较低，但是所有的转发规则会改变，这需要业内对于芯片和软件的全部修改，是否能够成功也看市场驱动力吧，毕竟市场不全是技术驱动的。

除了我们熟悉的拓扑和路由框架方面，数据中心还有很多比较有意思的趋势在发生，挑几个有意思的

目前数据中心都是以太网有线网络，大量的高突发和高负载各个路由设架构都会涉及，但是如果使用无线是不是也能解决呢，于是极高频技术在数据中心也有了一定的研究（这里特指60GHZ无线），其吞吐可达4Gbps，通过特殊物理环境、波束成形、有向天线等技术使60GHZ部署在数据中心中，目前研究法相集中在无线调度和覆盖中，技术方案为Flyways，它通过合理的机柜摆放及无线节点空间排布来形成有效的整体系统，使用定向天线和波束成形技术提高连接速率等等新的技术，甚至还有一些论文提出了全无线数据中心，这样对数据中心的建设费用降低是非常有助力的。

数据中心目前应用的还是TCP，而TCP在特定场景下一定会遇到性能急剧下降的TCP incast现象，TCP的拥塞避免和慢启动会造成当一条链路拥塞时其承载的多个TCP流可能会同时触发TCP慢启动，但随着所有的TCP流流量增加后又会广东会达到拥塞而再次触发，造成网络中有时间流量很大，有时间流量又很小。如何来解决

数据中心还有很多应用有典型的组通信模式，比如分布式存储、软件升级等等，这种情况下组播是不是可以应用进来，但是组播在数据中心会不会水土不服，如何解决

还有就是数据中心的多路径，可否从TCP层面进行解决，让一条TCP流负载在不同的链路上，而不是在设备上依靠哈希五元组来对每一条流进行特定链路分配

对于TCPincast，一般通过减少RTO值使之匹配RTT，用随机的超时时间来重启动TCP传输。还有一种时设计新的控制算法来避免，甚至有方案抛弃TCP使用UDP来进行数据传输。

对于组播，数据中心的组播主要有将应用映射为网络层组播和单播的MCMD和Bloom Filter这种解决组播可扩展性的方案

对于多路径，提出多径TCP（MPTCP），在源端将数据拆分成诺干部分，并在同一对源和目的之间建立多个TCP连接进行传输，MPTCP对比传统TCP区别主要有

1、MPTCP建立阶段，要求服务器端向客户端返回服务器所有的地址信息

2、不同自流的源/目的可以相同，也可以不同，各个子流维护各自的序列号和滑动窗口，多个子流到达目的后，由接收端进行组装

3、MPTCP采用AIMD机制维护拥塞窗口，但各个子流的拥塞窗口增加与所有子流拥塞窗口的总和相关

还有部分针对TCP的优化，如D3协议，D3是针对数据中心的实时应用，通过分析数据流的大小和完成时间来分配传输速率，并且在网络资源紧张的时候可以主动断开某些预计无法完成传输的数据流，从而保证更多的数据流能按时完成。

这的数据中心节能不会谈风火水电以及液冷等等技术，从网络拓扑的角度谈起，我们所有数据中心拓扑搭建的过程中，主要针对传统树形拓扑提出了很多“富连接”的拓扑，来保证峰值的时候网络流量的保持性，但是同时也带来了不在峰值条件下能耗的增加，同时我们也知道数据中心流量多数情况下远低于其峰值设计，学术界针对这块设计了不少有脑洞的技术，主要分为两类，一类时降低硬件设备能耗，第二类时设计新型路由机制来降低能耗。

硬件能耗的降低主要从设备休眠和速率调整两个方面来实现，其难点主要时定时机制及唤醒速度的问题，当遇到突发流量交换机能否快速唤醒，人们通过缓存和定时器组合的方式进行。

节能路由机制，也是一个非常有特点的技术，核心思想是通过合理的选择路由，只使用一部分网络设备来承载流量，没有承载流量的设备进行休眠或者关闭。Elastic Tree提出了一种全网范围的能耗优化机制，它通过不断的检测数据中心流量状况，在保障可用性的前提下实时调整链路和网络设备状态，Elastic Tree探讨了bin-packer的贪心算法、最优化算法和拓扑感知的启发算法来实现节能的效果。

通过以上可以看到数据中心发展非常多样化，驱动这些技术发展的根本性力量就是成本，人们希望用最低的成本达成最优的数据中心效能，同时内部拓扑方案的研究已经慢慢成熟，目前设备厂商的羹汤可以说就是市场化选择的产物，但是数据中心网络传输协议、虚拟化、节能机制、SDN、服务链等方向的研究方兴未艾，尤其是应用定制的传输协议、虚拟网络带宽保障机制等等，这些学术方面的研究并不仅仅是纸上谈兵，对于我知道的一些信息来说，国内的阿里在它的数据中心网络拓扑中早已经应用了FatTree的变种拓扑，思科也把数据中心内部TCP重传的技术应用在自己的芯片中，称其为CONGA。

坦白来说，网络从来都不是数据中心和云计算的核心，可能未来也不会是，计算资源的形态之争才是主战场，但是网络恰恰是数据中心的一个难点，传统厂商、学术界、大厂都集中在此领域展开竞争，广东会也层出不穷，希望能拓展我们的技术视野，能对我们有一些启发，莫听穿林打叶声、何妨吟啸且徐行~

二、主干交换机的介绍

主干交换机就是在计算机通信主干网络或骨干网络中使用的交换机，主干交换机肩负着信息交换“中枢”的重担，所以必须是一台全线速、无拥塞的交换设备。而且随着端口数和负荷的增加，其功能呈上升趋势，这就要求中心主干交换机具有很高的设计参数。1主干交换机的选择按网络大小的不同有不同的选择。根据交换技术的不同可以分为端口交换、帧交换和信元交换；根据层数的不同可分为二层、三层、四层交换。

三、KJ101NF1监控仪

一、技术广东会优势
1）全新概念的耐高浓瓦斯冲击瓦斯气体检测方法
KJ101-45B型瓦斯传感器应用广东会的发明专利，使催化检测元件在任何瓦斯浓度环境下不受损伤，用户不必再为瓦斯突出等原因担心传感元件的损坏。KJ101-45B型瓦斯传感器只用一对黑白元件，全量程内不停测，不保护，不用切换热导元件，实现不间断0.00-100%CH4的精确测量，在0.00-10%CH4量程内有0.01%CH4的分辨率，在10-100%CH4量程内有良好的线性和极好的重复性，多次成功地记录过瓦斯突出的全过程，已成为用户一致推崇的名优品牌。
2）长寿命、高稳定性的瓦斯传感器
KJ101-45B型瓦斯传感器的恒温工作模式使检测元件具有极长的工作寿命，预期寿命可达三年，在义煤集团李沟井等地有长达五年以上的使用记录，许多元件终止使用不是因灵敏度衰减，而是日久后气室粉末冶金罩被煤尘阻塞才更换。KJ101-45B型瓦斯传感器独创的稳零技术，可使传感器零点与精度具有超低漂移性能，现场有100天不调校未超标的记录，远远超过国家新标准的15天。仪器在全量程下只设一个软件调零，由红外线遥控操作，使用非常方便。详见《全量程瓦斯传感器研制细节和鉴定过程》。
3）系统优异的抗干扰性能
KJ101N系统最突出的优势是具有无可比拟的抗干扰性能，应用自己的多项专利技术，杜绝了监控系统异常大数干扰，2007年6月，KJ101N监控系统在常州检测中心率先通过了电磁兼容测试，广东会煤矿安全监控系统抗干扰性能的最高记录，其中瞬变脉冲群和浪涌冲击都超过了国家最高标准4级，打破了煤矿安全仪表无法通过电磁兼容标准的技术瓶颈。
KJ101N系统采用的技术方案与常规产品有很大不同，譬如：SDLC同步通信协议、智能锁相技术、冗余校验容错、高速本安限流、尖峰浪涌抑制、共模干扰抑制等等多项技术措施，从根源上杜绝了误报警、冒大数的顽疾，是国内唯一能做到既能快速响应，又无“异常大数干扰”的监控系统。KJ101N系统带给用户的不仅仅是管理上的轻松感，给予煤矿领导者更多的是自信和自豪。
4）快速，高可靠断电技术
监控分站断电速度和可靠性是相互矛盾的二个指标，井下强电磁干扰环境下极易造成误报警误断电发生，为了确保信号采集的真实性，往往都采取软件多层滤波措施，须要反复比照采集数据，结果牺牲了快速响应功能，在二者之间很难找到折衷点，一直是众厂家伤透脑筋的问题。频繁的误断电极大地伤害了监控系统的可信度，对此人们已经失去了耐心和信心，是不是所有的监控系统都时如此呢？今天展现在您面前的KJ101N系统真正兼顾了二项性能指标，做到了 “绝对可靠”的2秒断电功能，其优异性能得到了众多用户同声赞誉。
5）开关量输入三态识别技术
AQ6201新标准初稿中有一项开关量三态输入的要求，目前常规产品尚未解决开关量三态识别技术问题，贯标过程中不得不暂时取消了此项要求，开关量失效与逻辑0无法区分，对重要设备的监测尚有漏洞，譬如馈电回传问题，使用人员无法判读检测传感器是“故障”还是“停电”状态。KJ101N系统的分站全部具有开关量三态输入功能，即逻辑1；逻辑0；故障，能有效区别逻辑0与故障的不确定性，KJ101N系统在此项技术上早已领先于众厂家。
6）可靠的馈电检测技术
目前监控系统普遍存在着馈电状态回传的难题，主要是由于井下动力电源中心点浮地造成的，馈电传感器是根据电场感应原理制造的，电源浮地会造成传感器检测的不确定性，致使众多系统被困扰在此项技术瓶颈中，许多厂家改用直接转换式馈电传感器，又存在着磁力开关喇叭嘴无法引出电缆的尴尬，所开发的新颖检测技术克服了“浮地”技术难关，KGT19型感应式馈电传感器专为此项功能所设计，其工作性能稳定，检测状态准确可靠，是目前国内独一无二的技术，可与各型号系统配套使用。
7）管道高浓甲烷检测的抗湿汽技术
抽放监控用的管道高浓甲烷传感器，大都工作在高潮湿的管道中，检测元件极易受到水汽侵蚀而损坏，普通热导元件在高湿环境下桥路零点不稳，插入管路中无法标定零点和精度，加热电源形成的直流电场会产生电蚀现象，严重时会腐蚀断白金丝，一直是监控领域中无法克服的难题。
KJ101N－45HB管道高浓传感器采用专利技术，传感器可耐受100%高湿度气体，免去了水气过滤、定期干燥和零位调校等烦琐操作，检测元件稳定性好、寿命长，能方便进行零点和标准气样标定，在抽放监控领域独占鳌头，该传感器可与所有型号的监控系统配套使用。
8）全新的二线制技术
KJ101N型矿井监控系统应用自主广东会的专利技术－供电与编码信号叠加技术，信号与供电合用一对芯线，实现了开关量传感器、远程断电箱、遥控分路器等设备的二线制连接，在一对电缆上同时进行设备供电和信号传输，简化了现场接线，特别是远程断电控制方式与传统的有很大不同，在一对控制线上挂接多只继电器箱，远程断电控制器不必再外接动力电源，实现多路遥控即方便又简捷。中煤电子17年发展历程的核心价值就是不断地广东会，它的所有产品总是那样地与众不同，超乎您的想象。
二、产品结构优势
1）一体化分站
国内大部分产品都是分体式分站，这是受国外产品影响形成的流派，电源与分站以及变送器、匹配器、断电器等设备分开设计，井下设备繁杂且不方便管理与维护，不适合我国国情，KJ101N—F1和KJ101N—F2型分站均采用一体化设计，一体化分站汇聚了监控分站、断电仪、本安电源箱、后备电池、风电瓦斯闭锁仪等五项产品的功能，体积纤巧重量轻盈浑然一体。
2）应用新材料
KJ101N系统部件外壳几乎全部采用不锈钢和玻璃钢材料加工制造，有良好的耐腐蚀、抗冲击性能，模具压铸的产品具有造型美观一致性好等优点，是焊接钢板外壳无法比拟的。例如：KJ101N-F1型监控仪外壳采用不锈钢（1铬18镍9钛）精密铸造而成，造型精美坚固耐用，仪器内装有模压玻璃钢总承，将电路主板、电源副板、变压器、接线柱等部件全部牢牢地紧固在总承上，不仅结构紧凑、整体稳定性良好、方便拆卸，而且绝缘安全，整体重量仅23公斤，是国内独一无二的精品。
3）结构广东会
KJ101N—F2型16端口分站外壳采用玻璃钢材料压铸而成，体积小重量轻、壳体绝缘、外形美观、净重13公斤，加上后备电源仅17公斤，是目前一体化分站中体积重量最小的、业内独一无二的产品。目前常规产品外壳大都采用薄铁皮冲压，或钢板焊接，电路板与变压器直接固定在金属壳体上，各电路用飞线相互连接，可靠性差维修不方便；
4）高可靠、免维护、易维护结构
KJ101N型矿井监控系统各部件结构设计打破常规方式，譬如：KJ101N型监控系统的许多部件均采用防水、防震、防尘、防腐的高可靠设计，能耐受严酷的井下的高潮湿、高粉尘、腐蚀性滴水环境，又如：全系列模拟量传感器、监控分站等设备的电路板采用全接插结构，方便拆解维修。再如：遥控分路器、开关量扩展器、高压断电器、线路避雷器等设备的控制电路采用一体化设计，全机集中在一块线路板中，镶嵌于牢固的框架上，机内见不到连线，使维修更换变得容易简单，非专职维修人员也能进行应急处理。
5）挑战传统结构，开拓制造非金属材料隔爆外壳新途径
煤矿井下机电设备受隔爆外壳制约，体积重量无法做小，各厂家不断改进设计已经达到了体积性能的极限，继续沿着传统金属外壳的老路走难有突破，应用非金属材料加工隔爆外壳，必须通过2万小时的材料稳定性模拟试验，这好比是一项耗时长、高风险高代价的赌博，众多厂家对此都望而生畏不敢问津，中煤电子成功广东会高分子材料制造隔爆外壳的先河，为煤矿电器设备小型化开辟了一条崭新的路径。详见专题报道：《煤矿安全监控技术的新突破》 101N系统产品结构有个共同的特征，外壳几乎全部模具化生产，保障了它的一致性和品质优良的性能，内部结构几乎全部免维护和易维护结构。
三、系统功能优势
1）远程启动分站：
本系统特有的总清“分站”和总清“传感器”功能，使用人员无须下井，通过地面监控主机即可下发总清启动命令，以唤醒“死锁”的分站和传感器，常规系统发生分站死机必须要人为下井重新启动方能恢复运行，该项技术是目前国内系统中独一无二的功能。
2）通播断电功能：
系统具有快速播发紧急命令的功能，在紧急情况下只用一条命令，就能快速实现全矿井中被控机电设备的断电控制，从通播命令发出到断电执行完毕的时间小于0.5秒，特别适合高突瓦斯矿井使用。常规系统尚无此快速通播断电功能。
3）双机热备功能
系统独创简单可靠的双机热备功能，由接口中专用电路进行监控识别和切换，动作准确可靠，不需要额外添置设备。其他系统大都采用服务器及磁盘阵列等方式实现的双机热备，服务器引入附加设备后，其自身的可靠性相对下降，本系统的双机热备性能远远优于常规系统。
4）监控分站设有红外遥控式电源开关
本系统井下设备广泛运用了红外遥调、遥控技术，分站电源的“开/关”瓦斯风电闭锁状态的“解锁”、参数设置等全部由遥控器操作，仪器可在井下现场控制机内电源通断，机内还另设有磁控电源开关，可在机外用磁钢启动或关闭本安电源，维修时也不必停660伏动力电源，如同使用遥控彩电一样方便。常规产品由于结构上的原因，很少设计有交流电源开关，带有后备电源的系统就更麻烦，必须在井下现场开盖“通电”。
5）信号线短路自动切除功能
据统计，监控系统的故障中有近70%是传输线造成的，时分制总线系统一旦发生短路故障，全系统就将瘫痪，KJ101N系统设计有智能三通（KFF1型遥控分路器），当系统传输线发生短路时，能自动切除短路支线，保障系统不中断运行并报警记录故障点，系统传输线发生短路后3秒钟内系统会自动检出并示警，自动或手动切除故障支线，脉冲编码控制，状态自保，静态不耗电。
6）断电执行状态回传功能
本系统设计有断电状态回传功能，远程断电器内设有馈电状态检测电路，采用感应式非接触检测电路，测量执行电路的激磁电流来判断被控设备的馈电状态，在执行远程断电的同时，回传被控设备的供电状态。设备构成简单实用，无须另设馈电传感器和电缆，可有效解决断电失效监控的难题。AQ6201新规程要求系统必须具有馈电状态检测功能，常规产品必须另行加装“馈电传感器”才能实现此功能。
KJ101N系统有许多鲜为人知的功能，限于篇幅不能一一介绍，详情请见有关材料。
四、优异的抗雷击性能
1）KJ101N型矿井监控系统在二十余年的实践中积累了大量防雷知识和经验，开发有性能优良的防雷装置和避雷技术，曾经多次在权威刊物上发表过专题文章，提出了12项防雷抗浪涌新理念，并将其融于产品设计之中。
2）在国内率先推出具有安标的KJ101-L型器线路避雷器、电源避雷器等产品，其优异的保护性能国内领先。
3）产品设计时，在基础部件上全部加装了有效的浪涌抑制电路，使防雷性能分布覆盖在产品的内部，如：监控分站电源入口、通信接口输出、本安电源出口、传感器接线端内部等等，使监控设备的抗浪涌性能得到前所未有的强化。
4）2006年广东会研发出了矿用光纤接口和小型以太环网交换机，通信干线换成了光纤传输，兼容现有的井下设备，用户无需太多的成本就能方便升级，使雷击损坏永远成为历史。
五、广泛的兼容方式
1) 分站灵活的传感器配接方式
KJ101N型矿井监控系统传承了灵活的传感器配接模式，方便适应大小工作面监控要求，比如模拟量与开关量的各种搭配：除了标准的4模4开方式以外，8模8开分站可以虚拟成双4模4开分站使用。
2)兼容原产品部件
每个模拟量端口依然可以扩展成八开关量使用，兼容KJU3的开关量扩展器；兼容原远程断电箱；兼容新老传感器，分站可以接入各种制式的频率量、不连续脉冲、串行码等。
3）监控分站几乎可以配接国内外所有厂家的传感器
输入频率的上限下限、满度显示、显示量纲、量程分段折线均可以随意设定，只要符合国家标准的产品均可以方便地接入本系统。
4）多种制式输出的传感器
本系统的传感器兼有多种输出制式，比如：各种标准的频率量0-300HZ；0-5000HZ；200-1000HZ；200-1000-1960HZ等，模拟量1-5mA；4-20mA；还有串行码等方式，用遥控器即可方便转换制式。
KJ101N系统的特点就是发展广东会的同时传承优势特点和顾及产品换代的连续性。
六、高可靠、高标准、大冗余参数设计
1）井下设备宽范围输入电压
煤矿井下动力电源波动范围相当大，不同于实验室中的仪表，现场电压在大型设备启动时660电源能跌落到500伏以下，空载时又能冲过800伏以上，KJ101系统许多技术指标没有沿袭传统产品模式，井下设备能在极宽的宽电压范围工作性能，比如660伏的设备能在490－830范围之内正常工作。
2）断电能广东会
系统断电控制功能，主控接点耐压高、容量大，断电等级为： 660V/40A，可直接控制1140V－36V回路，可拖动高压脱扣线圈。
3）大容量后备电源
系统设计指标>6小时 （有满载14小时的记录）
七、全系列高性能矿用传感器
KJ101N系统配备的模拟量矿用传感器、品种齐全，包含高低甲烷、一氧化碳、风速、温度、流量、压力、水位、管道、风门、开停、馈电、风筒等等一应俱全。
全系列矿用传感器，性能优异工艺精湛，堪称行业的精品，在用户中有极好的口碑，许多用户认识中煤产品大都是从使用传感器开始的。监控系统的稳定性是软硬件多元体的集合，选型人容易被五彩斑斓的软件界面所迷惑，以往用户的经验告诉人们，选择系统一定要看传感器质量，再看门类是否齐全，它是监控系统性能的关键部位，如果传感器不稳定，再好的软件系统也会失去价值。
八、抽放监控技术领先
KJ101N监控系统以成熟先进的瓦斯抽放监控技术所著称，抽放的四大传感器：管道甲烷、管道压力、管道温度、管道流量均是国内一流的产品，08年推出的监控显示机柜，显示参数齐全直观，纯量混量累计，带有温压补偿，系统监控软件功能一应俱全，带有抽放瓦斯的矿井切不可忽视此项性能。
九、充满广东会意识的软件
1）以广东会为主调的监控软件
KJ101N型矿井监控系统软件与它的硬件风格一样充满了广东会意识，08版系统软件可运行在Windows全系列平台上，使用C++语言编写，运行速度快，带有多种用户习惯的显示界面，使用方便快捷。
2）图形显示采用矢量图处理技术
图形具有无级缩放功能，尤其是曲线显示方式更是独树一帜，操作灵活简便，数据库使用新一代的MYSQL，为用户二次开发和组网奠定了良好的基础，软件结构采用组态模式，根据用户需要可以很方便的修改和扩展。系统设计有局域网终端和互联网远程终端，可将终端延伸到地球上任意角落，用户只需很小的投资即可广东会组网。本软件集各类监控系统的优点于一身，功能齐全，可靠实用，符合AQ6201全部规范要求。
3）系统软件是产品的脸面，界面容易包装美化，要了解它的真实性能需要很长的使用时间，软件有很大的可塑性，只要企业拥有雄厚的实力，日后软件性能还可以慢慢雕琢，要切记避免选择拼凑组装的系统，用外买的软件和硬件组成的监控系统极容易发生扯皮推诿事件，软件也是与时俱进的产品，如果厂家没有能力驾驭软件的能力，势必为用户带来诸多麻烦。
十、系统误差小
KJ101N系统从传感器到地面的采集处理链路先进，不同于传统的模数采集方式，通常的 A/D变换与V/F变换都是分别使用专业器件独立完成的，各行其道必然会造成本地显示与远传信号不一致，使用与调试要顾及同步与跟踪的问题（零点频率和满度频率的准确性），使用人员调试传感器的桥路时，仅仅能改变传感器的本地显示，对远传的频率信号无法感知，必然造成很大的离散性，即使不管线性失真的因素，矫正显示零点、频率零点和显示满度、频率满度也是会十困难的事情。101系统的传感器信号全部由单片机统一处理，没有同步跟踪的问题，它的全系统误差不会超出一个显示字的偏差（传感器最后一位数），只要传感器标校可靠，使用者不必担心安检人员的严格核查，是目前监控系统中的佼佼者。

四、TSG特种设备安全技术规范(TSGQ7016-2008)

TSG特种设备安全技术规范 TSG R0004-2009
固定式压力容器安全技术监察规程
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布
2009年8月31日

目 录
1 总 则……………………………………………………………………………(1)
2 材 料……………………………………………………………………………(4)
3 设 计……………………………………………………………………………(9)
4 制 造…………………………………………………………………………(17)
5 安装、改造与维修……………………………………………… …(30)
6 使用管理… … ……… … … ……………… ……………………………………(31)
7 定期检验………………………………………………………………………(34)
8 安全附件………………………………………………………………………(37)
9 附 则…………………………………………………………………………(40)
附件A 压力容器类别及压力等级、品种的划分……………………………………… (41)
附件B 压力容器产品合格证… ……… …… ………… (44)
附件C压力容器产品铭牌 ……………………………………………………………(45)
附件D 特种设备代码编号方法…………………………………………………………(48)

固定式压力容器安全技术监察规程
1 总 则
1.1目的
为了保障固定式压力容器的安全运行，保护人民生命和财产的安全，促进国民经济的发展，根据《特种设备安全监察条例》，制定本规程。
1.2固定式压力容器
固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器（以下简称压力容器，注1-1）。
注1-1：对于为了某一特定用途、仅在装置或者场区内部搬动、使用的压力容器，以及移动式空气压缩机的储气罐按照固定式压力容器进行监督管理。
1.3 适用范围
本规程适用于同时具备下列条件的压力容器：
(1)最高工作压力大于或者等于0.1MPa；（注1-2）
(2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa•L；(注1-3)
(3)盛装介质为气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。(注1-4)
其中，超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定；非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定；简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规程》的规定。
注1-2： 工作压力，是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）。
注1-3：容积，是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。
注1-4：容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或者等于2.5MPa•L时，也属于本规程的适用范围。
1.4 适用范围的特殊规定
压力容器使用单位应当参照本规程使用管理的有关规定，负责本条范围内压力容器的安全管理。
1.4.1 只需要满足本规程总则、设计、制造要求的压力容器
本规程适用范围内，容积大于或者等于25L的下列压力容器，只需要满足本规程第1、3、4章的有关规定：
（1）《简单压力容器安全技术监察规程》不适用的移动式空气压缩机的储气罐；
（2）深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、铝制板翅式热交换器、空分装置中冷箱内的压力容器；
（3）无壳体的套管热交换器、螺旋板热交换器、钎焊板式热交换器；
（4）水力自动补气气压给水（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体或者气压给水（泡沫）压力罐；
（5）水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；
（6）电力行业专用的全封闭式组合电器（如电容压力容器）；
（7）橡胶行业使用的轮胎硫化机以及承压的橡胶模具；
（8）机器设备上附属的蓄能器。
1.4.2 只需要满足本规程总则、设计和制造许可的压力容器
容积大于1L并且小于25L，或者内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，例如矩形为对角线，椭圆为长轴）小于150mm的压力容器，只需要满足本规程总则和第3.1、4.1.1的规定，其设计、制造按照相应产品标准的要求。
1.4.3只需要满足总则和制造许可要求的压力容器
容积小于或者等于1L的压力容器，只需要满足本规程总则和4.1.1的规定，其设计、制造按相应产品标准的要求。
1.5 不适用范围
本规程不适用下列压力容器：
（1）移动式压力容器、气瓶、氧舱；
（2）锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉；
（3）正常运行最高工作压力小于0.1MPa的容器（包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1MPa的容器）；
（4）旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压器室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）；
（5）可拆卸垫片式板式热交换器（包括半焊式板式热交换器）、空冷式热交换器、冷却排管。
1.6 压力容器范围的界定
本规程适用的压力容器，其范围包括压力容器本体和安全附件。
1.6.1压力容器本体
压力容器本体界定在下述范围内：
（1）压力容器与外部管道或者装置焊接连接的第一道环向焊接接头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面；
（2）压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；
（3）非受压元件与压力容器的连接焊缝。
压力容器本体中的主要受压元件，包括壳体、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上（含M36）的设备主螺柱以及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。
1.6.2 安全附件
压力容器的安全附件，包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等
1.7 压力容器类别
根据危险程度，本规程适用范围内的压力容器划分为三类，以利于进行分类监督管理，压力容器的类别划分方法见附件A。
1.8 与技术标准、管理制度的关系
本规程规定了压力容器的基本安全要求，有关压力容器的技术标准、管理制度等，不得低于本规程的要求
1.9 不符合本规程时的特殊处理规定
采用新材料、新技术、新工艺以及有特殊使用要求的压力容器，不符合本规程要求时，相关单位应当将有关的设计、研究、试验等依据、数据、结果及其验检测报告等技术资料报国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局），由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审。技术评审的结果经过国家质检总局批准后，采用新材料、新技术、新工艺的压力容器方可进行试制、试用。
1.10 引用标准
本规程的主要引用标准（以下简称本规程引用标准，注1-5）如下：
（1）GB150《钢制压力容器》
（2）GB151《管壳式换热器》
（3）GB12337《钢制球形储罐》
（4）JB/T 4710《钢制塔式容器》
（5）JB/T 4731《钢制卧式容器》
（6）JB 4732《钢制压力容器——分析设计标准》
（7）JB/T 4734《铝制焊接容器》
（8）JB/T 4745《钛制焊接容器》
（9）JB/T 4755《铜制压力容器》
（10）JB/T 4756《镍及镍合金制压力容器》
注1-5：本规程的引用标准中，凡是注明年号的，其随后的所有修改单（不包括勘误的内容）或者修订版均不适用于本规程；凡是不注明年号的，其最新版本适用于本规程。
1.11 监督管理
（1）压力容器的设计、制造（含现场组焊，下同）、安装、改造、维修、使用、检验检测，均应当严格执行本规程的规定；
（2）压力容器的设计、制造、安装、改造、维修、使用单位和检验检测机构等，应当按照特种设备信息管理的有关规定，及时将所要求的数据输入特种设备信息化管理系统；
（3）国家质检总局和各地质量技术监督部门负责压力容器安全监察工作，监督本规程的执行。
2材 料
2.1 广东会要求
（1）压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能；
（2）压力容器用材料的质量、规格与标志，应当符合相应材料的国家标准或者行业标准的规定，其使用方面的要求应当符合本规程引用标准的规定
（3）压力容器专用钢板（带）的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证；
（4）材料制造单位应当在材料的明显部位作出清晰、牢固的钢印标志或者采用其他方法的标志，实施制造许可的压力容器专用材料，质量证明书和材料上的标志内容还应当包括制造许可标志和许可证编号；
（5）材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书，材料质量证明书的内容应当齐全、清晰，并且盖有材料制造单位质量检验章；
（6）对于压力容器专用钢板，由材料制造单位直接向压力容器制造单位供货时，双方商定钢板质量说明书的份数；由非材料单位供货时，材料制造单位应当分别为每张钢板出具质量证明书；
（7）压力容器制造单位从非材料生产单位取得压力容器用材料时，应当同时取得材料质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件（压力容器专用钢板除外）；压力容器制造单位应当对所取得的压力容器用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。
2.2熔炼方法
压力容器受压元件用钢，应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢。对标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢钢板和奥氏体-铁素体不锈钢钢板，以及用于设计温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采用炉外精炼工艺。
2.3化学成分（熔炼分析）
2.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢
碳素钢和低合金钢钢材， C≤0.25％、P≤0.035％、S≤0.035％。
2.3.2压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢
压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材（钢板、钢管和钢锻件），其磷、硫含量应当符合以下要求：
（1）碳素钢和低合金钢钢材基本要求，P≤0.030％、S≤0.020％；
（2）标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，P≤0.025％、S≤0.015％；
（3）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材，P≤0.025％、S≤0.012％。
（4）用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于等于540MPa的钢材，P≤0.020％、S≤0.010％。
2.4 力学性能
2.4.1 冲击功
厚度不小于6mm的钢板、直径和厚度可以制备宽度为5mm小尺寸冲击试样的钢管、任何尺寸的钢锻件，按照设计要求的冲击试验温度下的V型缺口试样冲击功（KV2）指标应当符合表2-1的规定。
表2-1 碳素钢和低合金钢（钢板、钢管和钢锻件）冲击功（注2-1）
钢材标准抗拉强度下限值 Rm（MPa） 3个标准试样冲击功平均值 KV2（J）
≤450 ≥20
＞450～510 ≥24
＞510～570 ≥31
＞570～630 ≥34
＞630～690 ≥38
注2-1：(1)试样取样部位和方法应当符合相应钢材标准的规定；
(2)冲击试验每组取3个标准试样（宽度为10mm），允许1个试样的冲击功数值低于表列数值，但不得低于表列数值的70％；
(3)当钢材尺寸无法制备标准试样时，则应依次制备宽度为7.5mm和5mm的小尺寸冲击试样，其冲击功指标分别为标准试样冲击功指标的75％和50％；
(4)对钢材标准中冲击功指标高于表2-1规定的钢材，还需要符合相应钢材标准的规定。
2.4.2 断后伸长率
(1)压力容器受压元件用钢板、钢管和钢锻件的断后伸长率应当符合本规程引用标准以及相应钢材标准的规定；
(2)焊接结构用碳素钢、低合金高强度钢和低合金低温钢钢板，其断后伸长率（A）指标应当符合表2-2的规定：
表2-2 钢板断后伸长率指标（注2-2）
钢板标准抗拉强度下限值
Rm（MPa） 断后伸长率
A（％）
≤420 ≥23
＞420～550 ≥20
＞550～680 ≥17
注2-2：对钢板标准中断后伸长率指标高于本表规定的，还应当符合相应钢板标准的规定。
(3)对采用不同尺寸试样的断后伸长率指标，应当按照GB/T 17600.1 《钢的伸长率换算 第1部分：碳素钢和低合金钢》和GB/T 17600.2 《钢的伸长率换算 第2部分：奥氏体钢》进行换算，换算后的指标应当符合本条规定。
2.5钢板超声检测
2.5.1 检测要求
厚度大于或者等于12mm的碳素钢和低合金钢钢板（不包括多层压力容器的层板）用于制造压力容器壳体时，凡符合下列条件之一的，应当逐张进行超声检测：
(1) 盛装介质毒性程度为极度、高度危害的；
(2) 在湿H2S腐蚀环境中使用的；
(3) 设计压力大于或者等于10MPa的；
(4) 本规程引用标准中要求逐张进行超声检测的。
2.5.2 检测合格标准
钢板超声检测应当按JB/T 4730 《承压设备无损检测》的规定进行，用于本规程2.5.1第(1)项至第(3)项的钢板，合格等级不低于Ⅱ级，用于本规程2.5.1第(4)项的钢板，合格等级应当符合本规程引用标准的规定。
2.6 压力容器用铸铁
2.6.1 铸铁材料的应用限制
铸铁不得用于盛装毒性程度为极高、高度或中度危害介质，以及设计压力大于等于0.15MPa的易爆介质压力容器的受压元件，也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件。除上述压力容器之外，允许选用以下铸铁材料：
(1)灰铸铁，牌号为HT200、HT250、HT300 和HT350；
(2)球墨铸铁，牌号为QT400-18R和QT400-18L。
2.6.2 设计压力、温度限制
(1)灰铸铁，设计压力不大于0.8MPa,设计温度范围为10℃～200℃。
(2)球墨铸铁，设计压力不大于1.6MPa, QT400-18R的设计温度范围为0℃～300℃，QT400-18L的设计温度范围为-10℃～300℃。
2.7 压力容器用有色金属
2.7.1 广东会要求
压力容器用有色金属（铝、钛、铜、镍及其合金等）应当符合以下要求：
(1)用于制造压力容器的有色金属，其技术要求应当符合本规程引用标准的规定，如有特殊要求，需要在设计图样或相应的技术文件中注明；
(2)压力容器制造单位应当建立严格的保管制度，并且设专门场所，与碳钢、低合金钢分开存放。
2.7.2 铝和铝合金
铝和铝合金用于压力容器受压元件时，应当符合下列要求：
(1)设计压力不大于16MPa；
(2)含镁量大于或者等于3％的铝合金（如5083、5086），其设计温度范围为-269℃～65℃，其他牌号的铝和铝合金，其设计温度范围为-269℃～200℃。
2.7.3 铜和铜合金
纯铜和黄铜用于压力容器受压元件时，其设计温度不高于200℃。
2.7.4 钛和钛合金
钛和钛合金用于压力容器受压元件时，应当符合下列要求：
(1)钛和钛合金的设计温度不高于315℃，钛-钢复合板的设计温度不高于350℃；
(2)用于制造压力容器壳体的钛和钛合金在退火状态下使用。
2.7.5 镍和镍合金
镍和镍合金用于压力容器受压元件时，应当在退火或者固溶状态下使用。
2.7.6 钽、锆、铌及其合金
钽、锆、铌及其合金用于压力容器受压元件时，应当在退火状态下使用。钽和钽合金设计温度不高于250℃，锆和锆合金设计温度不高于375℃，铌和铌合金设计温度不高于220℃。
2.8 复合钢板
压力容器用复合钢板应当按照本规程引用标准的规定选用，并且符合以下要求：
(1)复合钢板复合界面的结合剪切强度，不锈钢-钢复合板不小于210MPa，镍-钢复合板不小于210MPa，钛-钢复合板不小于140MPa，铜-钢复合板不小于100MPa。
(2)复合钢板基层材料的使用状态符合本规程引用标准的规定。
(3)碳素钢和低合金钢基层材料（包括钢板和钢锻件）按照基层材料标准的规定进行冲击试验，冲击功合格指标符合基层材料标准或者订货合同的规定。
2.9 境外牌号材料的使用
2.9.1 境外材料制造单位制造的材料
(1)境外牌号材料应当是境外压力容器现行标准规范允许使用并且境外已经有使用实例的材料，其使用范围应当符合境外相应产品标准的规定，如本规程引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时，其使用范围还应当符合本规程引用标准的规定。
(2)境外牌号材料的技术要求不得低于境内相近牌号材料的技术要求（如磷、硫含量，冲击试样的取样部位、取样方向和冲击功指标，断后伸长率等）。
(3)材料质量证明书和材料标志应当符合本规程2.1的规定。
(4)压力容器制造单位应当对进厂材料与材料质量证明书进行审核，并且对材料的化学成分和力学性能进行验证性复验，符合相关要求后才能投料使用。
(5)用于焊接结构压力容器受压元件的材料，压力容器制造单位在首次使用前，应当掌握材料的焊接性能并且进行焊接工艺评定。
(6)标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材、用于压力容器设计温度低于-40℃的低合金钢钢材，材料制造单位还应当按本规程1.9的规定通过技术评审，其材料方可允许使用。
2.9.2 境内材料制造单位制造的材料
境内材料制造单位制造的境外牌号材料，除应当符合本规程2.9.1的各项要求外，还应当按本规程1.9的规定通过技术评审，评审内容包括材料制造单位的相关条件和材料的试制技术文件。
2.9.3境外牌号材料的选用
设计单位若选用境外牌号的材料，应当在设计文件中充分说明其必要性和经济性。
2.10 新材料使用
2.10.1 未列入本规程引用标准的材料
压力容器主要受压元件采用未列入本规程引用标准的材料，试制前材料的研制单位应当进行系统的试验研究工作，并且应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，该材料方可允许使用。
2.10.2 已列入本规程引用标准的材料
对已列入GB 150或JB 4732的标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材，以及用于压力容器设计温度低于－40℃的低合金钢钢材，如果钢材制造单位没有该钢材的制造或者压力容器应用业绩，则应当进行系统的试验研究工作，并且应当按照本规程1.9的规定通过技术评审，该钢材方可允许使用。
2.11 材料使用和标志移植
(1)压力容器制造单位应当通过对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方法，确保所使用的压力容器材料符合本规程的要求，并且在材料进厂时审核材料质量证明书和材料标志；
(2)对于采购的第Ⅲ类压力容器用Ⅳ锻件，以及不能确定材料质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料，压力容器制造单位应当进行复验，符合本规程的规定后方可投料使用。
(3)用于制造压力容器受压元件的材料在分割前应当进行标志移植。
2.12焊接材料
(1)用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的限值，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求；
(2)焊接材料应当满足相应焊材标准和本规程引用标准的要求，并且附有质量证明书和清晰、牢固的标志；
(3)压力容器制造单位应当建立并且严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。
2.12材料代用
压力容器制造或现场组焊单位对主要受压元件的材料代用，应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。
3 设 计
3.1 设计单位许可资格与责任
(1)设计单位应当对设计质量负责，压力容器设计单位的许可资格、设计类别、品种和级别范围的划分应当符合《压力容器压力管道设计许可规则》的规定；
(2)总体采用规则设计标准，局部参照分析设计标准进行压力容器受压元件分析计算的单位，可以不取得应力分析设计许可项目资格；
(3)压力容器的设计应当符合本规程的基本安全要求，对于采用国际标准或者境外标准设计的压力容器，进行设计的单位应当提供设计文件与本规程基本安全要求的符合性申明；
(4)压力容器的设计单位应当向设计委托方提供完整的设计文件。
3.2 设计许可印章
(1)压力容器的设计总图上，必须加盖压力容器设计许可印章（复印章无效），设计许可印章失效的图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力容器；
(2) 压力容器设计许可印章中的设计单位名称必须与所加盖的设计图样中的设计单位名称一致。
3.3设计条件
压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件。设计条件至少包含以下内容：
(1)操作参数（包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管载荷等）；
(2)压力容器使用地及其自然条件（包括环境温度、抗震设防烈度、风和雪载荷等）；
(3)介质组分与特性；
(4)预期使用年限；
(5)几何参数和管口方位；
(6)设计需要的其他必要条件。
3.4 设计文件
3.4.1 广东会要求
(1)压力容器的设计文件包括强度计算书或者应力分析报告、设计图样、制造技术条件、风险评估报告（适用于第Ⅲ类压力容器），设计单位认为必要时，还应当包括安装与使用维修说明。
(2)装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设计文件还应当包括压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积的计算书；无法计算时，设计单位应当会同设计委托单位或者使用单位，协商选用超压泄放装置。
3.4.2 设计总图
3.4.2.1 总图的审批
设计总图应当按照有关安全技术规范的要求履行审批手续。对于第Ⅲ类压力容器，应当有压力容器设计单位技术负责人或者其授权人的批准签字。
3.4.2.2 总图的主要内容
压力容器的设计总图上，至少应当注明以下内容：
(1)压力容器名称、类别，设计、制造所依据的主要法规、标准；
(2)工作条件，包括工作压力、工作温度、介质毒性和爆炸危害程度等。
(3)设计条件，包括设计温度、设计载荷（包含压力在内的所有应当考虑的载荷）、介质（组分）、腐蚀裕量、焊接接头系数、自然条件等，对储存液化气体的储罐应当注明装量系数，对有应力腐蚀倾向的储存容器应当注明腐蚀介质的限定含量；
(4)主要受压元件材料牌号与标准；
(5)主要特性参数（如压力容器容积、换热器换热面积与程数等）；
(6)压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）；
(7)特殊制造要求；
(8)热处理要求；
(9)无损检测要求；
(10)耐压试验和泄漏试验要求；
(11)预防腐蚀的要求。
(12)安全附件的规格和订购特殊要求（工艺系统已考虑的除外）；
(13)压力容器铭牌的位置；
(14)包装、运输、现场组焊和安装要求。
3.4.2.3 特殊要求
下列情况对设计总图的特殊要求：
(1)多腔压力容器分别注明多腔的试验压力，有特殊要求时注明共用元件两侧允许的压力差值，以及试验步骤和试验要求；
(2)装有触媒的压力容器和装有充填物的压力容器，注明使用过程中定期检验的技术要求；
(3)由于结构原因不能进行内部检验的压力容器，注明计算厚度、使用中定期检验的要求；
(4)不能进行耐压试验的压力容器，注明计算厚度和制造与使用的特殊要求；
(6)有隔热衬里的压力容器，注明防止受压元件超温的技术措施；
(6)要求保温或者保冷的压力容器，提出保温或者保冷措施。
3.5 设计方法
压力容器的设计可以采用规则设计方法或者分析设计方法。必要时也可以采用试验方法或者可对比的经验设计方法，但是应按照本规程1.9的规定通过技术评审。
压力容器设计单位应当基于本规程3.3所述的设计条件，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安全裕量，以保证压力容器具有足够的强度、刚度、稳定性和抗腐蚀性，同时还应当考虑裙座、支腿、吊耳等与压力容器主体的焊接接头的强度要求，确保压力容器在设计使用年限内的安全。
3.6 风险评估
对第Ⅲ类压力容器，设计时应当出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。
3.7 节能要求
压力容器的设计应当充分考虑节能降耗原则，并且符合以下要求：
(1)充分考虑压力容器的经济性，合理选材，合理确定结构尺寸；
(2)对换热容器进行优化设计，提高换热效率，满足能效要求；
(3)对有保温或者保冷要求的压力容器，要在设计文件中提出有效的保温或者保冷措施。
3.8 安全系数
确定压力容器材料许用应力（或者设计应广东会度）的最小安全系数，见表3-1～表3-3的规定。安全系数低于这些规定时，应当符合本规程1.9的要求。
表3-1 规程设计方法的安全系数
材料

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