中華人民共和國國家生態(tài)環(huán)境標準

HJ—202

放射性物品運輸容器提升和栓系

裝置安全要求

Safetyrequirementsofliftingandretentiondevicesforshippingcask

usedtotransportradioactivematerial

（征求意見稿）

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前言

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國放射性污染防治法》《中華人民

共和國核安全法》，防治放射性物質(zhì)污染，保障人體健康，保護生態(tài)環(huán)境，規(guī)范放射性物品

運輸容器提升和栓系裝置的安全要求，制定本標準。

本標準是與《放射性物品安全運輸規(guī)程》（GB11806）配套的標準，規(guī)定了放射性物品

運輸容器提升和栓系裝置的設(shè)計、制造、驗收和維修維護等安全要求。

本標準為首次發(fā)布。

本標準由生態(tài)環(huán)境部輻射源安全監(jiān)管司、法規(guī)與標準司組織制訂。

本標準起草單位：中機生產(chǎn)力促進中心有限公司、中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司

本標準由生態(tài)環(huán)境部20xx年x月x日批準。

本標準自20xx年x月x日起實施。

本標準由生態(tài)環(huán)境部解釋。

III

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放射性物品運輸容器提升和栓系裝置安全要求

1適用范圍

本標準規(guī)定了放射性物品運輸容器（以下簡稱容器）提升和栓系裝置的設(shè)計、制造、驗

收和維修維護等安全要求。

本標準適用于容器提升和栓系裝置的安全設(shè)計與評價。

2規(guī)范性引用文件

本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅限日期的版本適用

于本標準。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

GB11806放射性物品安全運輸規(guī)程

HJ1187放射性物品運輸核與輻射安全分析報告書格式和內(nèi)容

HJ1201放射性物品運輸容器防脆性斷裂的安全設(shè)計指南

NB/T20450壓水堆核電廠核島機械設(shè)備焊接另一規(guī)范

GB/T3811起重機設(shè)計規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語、符號和定義適用于本標準。

3.1

提升裝置liftingdevices

容器上專門設(shè)計用于搬運容器的承載裝置，如：耳軸系統(tǒng)。

3.2

栓系裝置retentiondevices

和貨包本體連接的用于將貨包固定在運輸工具上的裝置。

3.3

承載部件load-bearingmember

容器提升裝置承載時，應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化的部件。

3.4

雙承載路徑提升系統(tǒng)dual-load-pathhoistingsystem

提升裝置提升容器的兩條不同承載路徑，每條路徑都能夠提升容器，兩條路徑同時工作

時，容器不會因單個部件失效導(dǎo)致其發(fā)生不受控制的移動。

3.5

最大提升質(zhì)量maximumliftingmass

提升過程中由提升裝置承載的容器最大質(zhì)量。

3.6

運輸總質(zhì)量totaltransportingmass

運輸過程中由栓系裝置承載的貨包最大質(zhì)量。

3.7

應(yīng)力設(shè)計系數(shù)stressdesignfactor

材料的許用應(yīng)力與實際承受應(yīng)力之比。

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4設(shè)計

4.1總則

4.1.1提升和栓系裝置可通過焊接、過盈配合、螺栓連接、螺紋連接或這些方法的組合與

容器本體固定。

a）焊接耳軸b）可拆卸耳軸（螺栓連接）c）可拆卸耳軸（螺紋連接）

1-焊縫；2-耳軸；3-容器本體；4-連接螺栓；

5-容器本體螺紋；6-可拆卸耳軸底板；7-可拆卸耳軸的承剪段；8-容器外殼

圖4.1.1-1提升和栓系裝置示例

4.1.2設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)需要確定提升和栓系裝置表面粗糙度要求，除非必要，否則結(jié)構(gòu)應(yīng)

避免孔洞、空腔，保證截面連續(xù)性，便于去污沖洗。

4.1.3提升和栓系裝置的設(shè)計應(yīng)保證在GB11806規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用，應(yīng)特別考慮熱應(yīng)

力的影響。

4.1.4設(shè)計的提升裝置應(yīng)確保將容器重量均勻分布在所有承載連接點上。

4.1.5容器栓系裝置應(yīng)滿足GB11806第7.3.2條的要求。

4.1.6有色金屬或合金鋼，如鋁、不銹鋼或鎳合金，除非采購方指定，否則不得涂裝。

4.1.7在與采購方指定的去污材料兼容的情況下，經(jīng)采購方同意時，設(shè)計單位可指定鍍鋅、

鎘、鉻或鎳層。

4.1.8對于螺栓固定的提升和栓系裝置，需要規(guī)定螺栓擰緊順序和擰緊力矩，直至最終擰

緊。

4.2設(shè)計要求

4.2.1非乏燃料容器提升裝置

非乏燃料容器提升裝置應(yīng)對每條承載路徑的承載能力進行評價，每條承載路徑承載部件

承受最大提升質(zhì)量的三倍載荷時，不應(yīng)導(dǎo)致總剪應(yīng)力或最大拉應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)材料的屈服強

度；承受最大提升質(zhì)量的五倍載荷時，不應(yīng)導(dǎo)致總剪應(yīng)力或最大拉應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)材料的抗

拉強度。

當(dāng)使用屈服強度超過其抗拉強度80%的材料時，每種提升工況都應(yīng)特殊考慮，在這種

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情況下，設(shè)計單位應(yīng)確保材料具有足夠的斷裂韌性。

4.2.2乏燃料容器提升裝置

4.2.2.1采用增大應(yīng)力設(shè)計系數(shù)的單承載路徑提升裝置，其承載部件的設(shè)計至少應(yīng)為非乏

燃料容器單承載路徑提升裝置正常應(yīng)力設(shè)計系數(shù)的兩倍。即：單承載路徑承載部件承受最大

提升質(zhì)量的六倍載荷時，不應(yīng)導(dǎo)致總剪應(yīng)力或最大拉應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)材料的屈服強度；承受

最大提升質(zhì)量的十倍載荷時，不應(yīng)導(dǎo)致總剪應(yīng)力或最大拉應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)材料的抗拉強度。

4.2.2.2雙承載路徑提升系統(tǒng)應(yīng)提供兩條獨立且不同的承載路徑，如果一條路徑失效，第

二條路徑應(yīng)繼續(xù)保持將容器搬運至指定區(qū)域。

4.2.2.3雙承載路徑提升系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)使每條承載路徑承載部件支撐三倍最大提升質(zhì)量

時，不導(dǎo)致總剪應(yīng)力或最大拉應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)材料的屈服強度；承受最大提升質(zhì)量的五倍載

荷時，不導(dǎo)致總剪應(yīng)力或最大拉應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)材料的抗拉強度。同時考慮由于一條承載路

徑失效而造成沖擊載荷的情況下，應(yīng)力也不超過材料的屈服強度。

4.2.2.4如果雙承載路徑之一失效，容器的重量會從一條承載路徑轉(zhuǎn)移到另一條承載路徑，

任何預(yù)期的應(yīng)力增加都應(yīng)在所有部件應(yīng)力設(shè)計限制范圍內(nèi)。

4.2.3栓系裝置

栓系裝置必須能夠承受常規(guī)運輸條件下的最大力，并且在貨包任何材料上產(chǎn)生的應(yīng)力不

超過其屈服強度。

4.2.4脆性斷裂

除非免除評價，否則當(dāng)材料、焊縫、熱影響區(qū)在低溫下易發(fā)生脆性斷裂時，應(yīng)按照HJ1201

進行防脆性斷裂評價。

4.2.5疲勞強度

4.2.5.1壽期內(nèi)需要多次提升、運輸?shù)娜萜?，?yīng)考慮循環(huán)應(yīng)力引起的疲勞效應(yīng)。

4.2.5.2疲勞分析時應(yīng)考慮峰值應(yīng)力、局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)等造成的疲勞強度減弱，以及所用

材料的設(shè)計疲勞曲線。

4.2.5.3在假定可能疲勞失效的情況下，設(shè)計時應(yīng)考慮定期對提升和栓系裝置進行無損檢

驗的可行性，并在容器維修大綱中規(guī)定適當(dāng)?shù)臋z驗試驗方法。

4.3設(shè)計分析方法

4.3.1提升和栓系裝置的設(shè)計分析應(yīng)包括強度分析和疲勞分析。如有必要，應(yīng)考慮脆性斷

裂和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等問題。

4.3.2設(shè)計分析方法有以下幾種：

a）解析法；

b）有限元分析；

c）二者的結(jié)合。

4.4材料要求

4.4.1提升和栓系裝置的材料應(yīng)避免腐蝕，包括應(yīng)力腐蝕開裂，需要注意包括但不限于以

下事項：

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a）裝載環(huán)境；

b）運輸或貯存期間的環(huán)境條件；

c）螺栓潤滑脂、密封劑；

d）原電池反應(yīng)；

e）和易受應(yīng)力腐蝕開裂材料（如不銹鋼）的接觸材料（膠帶、記號筆、液體滲透劑等）

中所含總氯化物應(yīng)少于250ppm。

4.4.2建議提升和栓系裝置采用耐腐蝕鋼。如果采用碳鋼為基體的不銹鋼堆焊層，堆焊層

不承擔(dān)結(jié)構(gòu)強度。

4.4.3如果提升和栓系裝置使用鐵素體鋼，必須確保材料具有足夠的延展性和韌性。

4.4.4應(yīng)考慮提升和栓系裝置與容器接口配合和材料的兼容性，最大程度減小零部件裝配

引起的表面不相容，如咬死。

4.4.5如果需要對提升和栓系裝置材料進行斷裂力學(xué)分析，應(yīng)規(guī)定材料的斷裂韌度，如

KIC。

4.4.6如果需要對提升和栓系裝置材料進行晶間腐蝕試驗，設(shè)計單位應(yīng)規(guī)定試驗相關(guān)要求。

4.5設(shè)計載荷

4.5.1提升裝置載荷

設(shè)計單位可以考慮在容器上使用不同數(shù)量的承載部件，以滿足不同的提升要求。當(dāng)四個

（或更多）承載部件共同受力時，在沒有正當(dāng)理由的情況下，應(yīng)認為載荷僅由兩個對角的承

載部件承擔(dān)。

設(shè)計單位應(yīng)確定所有可能允許的提升工況，并對工況進行定義，包括：

a）最大載荷；

b）載荷方向；

c）部件承載面積；

d）承載部件數(shù)量。

4.5.2栓系裝置載荷

設(shè)計單位可以考慮在容器上使用不同數(shù)量的承載部件，以滿足不同的運輸要求。

設(shè)計單位應(yīng)考慮運輸過程中所有合理可預(yù)見的容器裝載方向，以確定最嚴苛的載荷組

合，并應(yīng)對每個載荷工況進行定義，包括：

a）最大載荷；

b）載荷方向；

c）部件承載面積；

d）承載部件數(shù)量。

施加的最大載荷應(yīng)為貨包最大質(zhì)量乘以HJ1187附錄A表A.1中的加速度因子。在充分

論證的條件下，也可使用其它加速度因子，同時也需要考慮重力加速度的影響。

4.5.3疲勞分析的載荷循環(huán)

設(shè)計單位應(yīng)考慮到，由于運輸、提升或兩者結(jié)合時的循環(huán)應(yīng)力引起的疲勞效應(yīng)，疲勞分

析應(yīng)考慮提升和栓系裝置的使用壽命以及運輸、提升操作的載荷組合。

由于不可能規(guī)定通用的有效載荷周期，因此必須根據(jù)所要求的運輸方式以及預(yù)計運輸周

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期和次數(shù)來確定。除了實驗測定運輸周期外，還可參考已公布的測量數(shù)據(jù)。

4.5.4螺栓預(yù)應(yīng)力

如果提升和栓系裝置含有螺栓，應(yīng)根據(jù)螺栓連接類型和受力方式，考慮螺栓的最小預(yù)緊

力，以避免在操作過程中螺栓的松動和滑動。螺栓的預(yù)緊力會因裝配方法、溫度變化等因素

不同。

5制造

5.1制造和裝配

5.1.1在研磨、切割或用鋼絲刷刷不銹鋼時，應(yīng)注意工具是兼容性材料，不攜帶可能附著

或嵌入不銹鋼表面的外來金屬。

5.1.2不銹鋼熱切割時，禁止使用鐵粉，以防止不銹鋼成分被污染。

5.1.3對于焊接的提升和栓系裝置，應(yīng)規(guī)定所有基體材料和填充金屬，焊接工藝評定可參

照NB/T20450系列標準或其他等效標準執(zhí)行。

5.1.4初始制造后不進行定期檢查或拆卸的機械接頭四周應(yīng)進行密封焊接。

5.1.5提升和栓系裝置表面涂層應(yīng)滿足設(shè)計單位規(guī)定的設(shè)計制造要求。

5.1.6必須標記的材料應(yīng)采用不會導(dǎo)致有害污染或明顯不連續(xù)的方法進行標記。如果設(shè)計

規(guī)范不禁止沖壓，則應(yīng)通過鈍頭連續(xù)點或鈍頭間斷點模具沖壓完成。

5.2制造和裝配過程中的檢驗

5.2.1尺寸和外觀檢查

應(yīng)對提升和栓系裝置進行檢查，以確保符合設(shè)計圖紙要求，包括但不限于以下內(nèi)容：

a）特征尺寸和公差；

b）表面粗糙度；

c）螺栓和螺紋孔的螺紋測量。

5.2.2無損檢驗

5.2.2.1無損檢驗項目和驗收要求應(yīng)滿足設(shè)計文件以及NB/T20450或其他等效標準的要

求。

5.2.2.2在進行任何重要制造之前，應(yīng)對所有材料進行內(nèi)部缺陷檢驗。如果在制造過程中

進行熱處理，則應(yīng)在之后進行無損檢驗。

5.2.2.3如果需要，應(yīng)在最終機加工后對栓系和提升裝置組件進行進一步的PT或MT檢

驗。

5.2.2.4對于通過焊接連接的提升和栓系裝置，在焊接過程中應(yīng)進行分層PT檢驗，在完

成焊接或任何涉及熱的后續(xù)處理工藝（如：消除應(yīng)力、灌鉛）后，應(yīng)對焊縫和熱影響區(qū)進行

UT檢驗，如果無法進行UT檢驗，連接焊縫和熱影響區(qū)表面都應(yīng)進行PT或MT檢驗。

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5.3驗收試驗

5.3.1非乏燃料容器提升裝置驗收試驗

5.3.1.1靜載試驗

a）每一條承載路徑應(yīng)承受至少1.5倍的最大提升質(zhì)量。

b）將容器提升到規(guī)定位置后載荷保持時間不低于10分鐘。

c）目視檢查不允許有變形，試驗前、后均應(yīng)對提升裝置及其接合部位按照5.2.2.1節(jié)進

行相應(yīng)的表面PT或MT檢驗。

d）對于螺栓連接的提升裝置，應(yīng)在靜態(tài)載荷試驗后重新檢查螺栓的擰緊力矩。

5.3.1.2動載試驗

a）根據(jù)GB/T3811的要求，每一條提升路徑應(yīng)承受至少1.1倍的最大提升質(zhì)量。將容

器往復(fù)提升3次，每次提升行程不小于2.5m，提升速度不小于12m/min。

b）目視檢查時不允許有變形，試驗前、后均應(yīng)對提升裝置及其接合部位按照5.2.2.1節(jié)

進行PT或MT檢驗。

5.3.2乏燃料容器提升裝置驗收試驗

乏燃料容器驗收試驗應(yīng)按照下列之一進行：

a）如設(shè)計單位按照4.2.2.1節(jié)進行設(shè)計，驗收試驗應(yīng)按照5.3.1.1節(jié)進行，但試驗載荷應(yīng)

為最大提升質(zhì)量的3倍。

b）如設(shè)計單位按照4.2.2.2節(jié)進行設(shè)計，驗收試驗應(yīng)按照5.3.1.1節(jié)進行，其中，雙承載

路徑提升系統(tǒng)中的每條路徑均應(yīng)單獨進行試驗，試驗載荷等于最大提升質(zhì)量的1.5倍。

6維修維護

6.1概述

6.1.1維護應(yīng)包括定期檢查、定期試驗、零部件更換或維修。

6.1.2設(shè)計單位應(yīng)編制維修大綱，并按照維修大綱對提升和栓系裝置進行維護。

6.1.3設(shè)計單位應(yīng)確保環(huán)境、材料和應(yīng)力組合不會造成提升和栓系裝置應(yīng)力腐蝕開裂，如

無法避免，設(shè)計單位應(yīng)規(guī)定檢查和維修要求。

6.2定期檢查

6.2.1應(yīng)檢查提升和栓系裝置表面，以確保其滿足設(shè)計要求，且不存在導(dǎo)致疲勞失效或脆

性斷裂的損壞和腐蝕。

6.2.2應(yīng)檢查與連接螺栓配合的容器本體內(nèi)螺紋以及重復(fù)使用的連接螺紋，以確保能夠?qū)?/p>

提升和栓系裝置固定在運輸容器預(yù)定位置。

6.2.3應(yīng)檢查提升和栓系裝置主要特征尺寸，以確保符合使用限制。

6.2.4如果提升和栓系裝置設(shè)計中包括密封區(qū)域，則應(yīng)對這些區(qū)域進行檢查，以確保密封

區(qū)域的完整性。如果可行，應(yīng)考慮對密封件進行功能試驗。

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6.3定期試驗

6.3.1容器提升裝置的每條承載路徑，原則上需要每年進行一次靜載試驗，周期最長不超

過14個月，試驗按照5.3.1.1節(jié)的要求進行；如表面清潔度和條件允許，也可對承載焊縫和

危險區(qū)域進行尺寸檢查、目視檢驗和無損檢驗來代替載荷試驗。

6.3.2如提升和栓系裝置未使用時間超過一年，則無需進行定期試驗，在使用之前進行試

驗即可。

6.4更換部件和維修

6.4.1應(yīng)考慮在特定周期內(nèi)更換在用部件（耳軸或連接螺栓）。

6.4.2應(yīng)拆除并更換已損壞的部件，更換部件后的提升和栓系裝置性能應(yīng)滿足設(shè)計要求，

當(dāng)更換主要部件時，應(yīng)進行5.3節(jié)規(guī)定的驗收試驗。螺栓的更換應(yīng)按照維修大綱實施。

6.4.3提升和栓系裝置的所有維修應(yīng)進行設(shè)計、實施、試驗和驗證，以確保滿足設(shè)計標準

的所有要求。

6.4.4容器在重大維修或設(shè)計變更后、再次使用前應(yīng)進行5.3節(jié)規(guī)定的驗收試驗。重大維

修或變更是指其中承載構(gòu)件在經(jīng)受150°C以上的加熱條件下進行的維修或設(shè)計變更，如更

換或去除大量金屬、除表面修復(fù)以外的焊接和金屬的塑性變形等。

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目次

前言............................................................................................................................................III

1適用范圍.....................................................................................................................................2

2規(guī)范性引用文件.........................................................................................................................2

3術(shù)語和定義.................................................................................................................................2

4設(shè)計............................................................................................................................................3

4.1總則..................................................................................................................................3

4.2設(shè)計要求..........................................................................................................................3

4.3設(shè)計分析方法..................................................................................................................4

4.4材料要求..........................................................................................................................4

4.5設(shè)計載荷..........................................................................................................................5

5制造............................................................................................................................................6

5.1制造和裝配......................................................................................................................6

5.2制造和裝配過程中的檢驗..............................................................................................6

5.3驗收試驗..........................................................................................................................7

6維修維護.....................................................................................................................................7

6.1概述.............................................