真空容器算压力容器吗？日本第一种、第二种分类怎么读

日方供应商给你的工厂报了一台真空干燥机，或者一台带夹套的搅拌罐。规格书上写着"−0.1 MPaG"，报价附函里还有一句"第一種圧力容器 非該当"（第一种压力容器 非该当，dai-isshu atsuryoku yoki hi-gaito，意思是"不属于第一种压力容器"）。EHS 或设备部门会问：这个说法对不对？这个罐子能不能放心抽真空？

先说结论：设备在真空下运行，并不会因此就成为日本《劳动安全卫生法》意义上的压力容器。日本的分类要看容器里做什么（加热、反应、分离，还是保有高温液体）、使用中出现的最高正表压是多少，以及容器有多大。即使产品侧只有真空，夹套蒸汽、氮气压送或蒸汽灭菌这类工序，也可能让设备的一部分落入受管制的类别。

"法规上算不算"和"结构上扛不扛得住"是两个问题。即使不属于任何受管制类别，罐体也必须承受大气从外向内的压力，所以按常压设计的密闭罐不能直接拿来抽真空。本文先讲日本的几个类别，再讲外压强度，最后给出该向日方供应商提供什么，并附一份询问邮件范例。

目录

1. 日方图纸上的表压与绝对压力
2. 日本如何划分压力容器
3. 带夹套的容器：夹套与内罐分开判断
4. "真空"工艺里容易漏掉的正压工序
5. 真空强度不等于耐压等级
6. 向日方供应商提供什么
7. 在中国使用这篇文章时要注意的事
8. 可以直接使用的内容
9. 常见问题
10. 来源

日方图纸上的表压与绝对压力

套用任何定义之前，先把所有压力换到同一个基准上。表压以周围大气压为零，绝对压力以完全真空为零。日方图纸把表压写成"MPaG"，把绝对压力写成"kPa abs"或"MPa abs"。同一个真空状态会读出两个不同的数字，而下面所有法定门槛都是正的表压，两者混用就会判错类别。

还有一个符号上的差别：国内常把真空度写成正值（如"真空度 80 kPa"），日方图纸则习惯写成负的表压。对照时先看清符号和基准，再比较数值。

图1：同一个真空，用绝对压力和表压分别怎么读

周围按 101.3 kPa 计，容器内 20.0 kPa abs 对应的表压是 −81.3 kPa。

小屏幕上可左右滑动查看此图。

刻度仅为说明用。实际大气压随海拔和天气而变。

设周围大气压为 101.3 kPa，容器内为 20.0 kPa abs，则表压按下式换算。表压为负，只表示"低于大气压"；绝对压力不会小于零。

一份文件写"−0.08 MPaG"，另一份写"20 kPa abs"，比较之前要先换成同一单位、同一基准。另外要查压力计规格书里的测量范围，确认读数方式和仪表类型相符。

日本如何划分压力容器

日本法律意义上的"压力容器"，是指《劳动安全卫生法施行令》（劳动安全卫生法施行令，下文简称"施行令"）第1条第5～7号定义的几个类别。容器属于哪一类由这些定义决定，与产品目录上叫什么名字无关。日方文件里常见四个词：

• 第一种压力容器（第一種圧力容器，dai-isshu atsuryoku yoki）：第一种压力容器
• 小型压力容器（小型圧力容器，kogata atsuryoku yoki）：第一种中较小的一部分，管理要求较轻
• 第二种压力容器（第二種圧力容器，dai-nishu atsuryoku yoki）：保有带压气体的容器
• 简易容器（簡易容器，kan'i yoki）：不属于第一种、第二种，但符合施行令第13条第3款第26号或第27号具体条件的容器。它不是"所有不受管制容器"的统称。

需要提醒的是：这里的"第一种、第二种"是日本施行令的区分，和国内按压力、容积、介质危害性划分的"第Ⅰ类、第Ⅱ类、第Ⅲ类压力容器"是两套不同的体系，数字不能互相对应。日方说"非该当"，只代表按日本的定义不属于相应类别，并不等于在中国也不属于特种设备。

向外部供应蒸汽或热水的锅炉另有分类，本文不涉及。日本锅炉协会（Japan Boiler Association）的网站（日文）有锅炉与压力容器分类的总览，见文末来源。

第一种：先看容器里在做什么

第一种压力容器的判断，从容器的功能出发，而不是从某个压力数值出发。施行令列出四种类型（原文按日语字母顺序编号，下文依次记为（a）～（d）），再把小型的容器从中排除。

图2：第一种的四种类型及其压力条件

（a）～（c）要求容器内压力高于大气压；（d）按液体温度来定义。

类型	容器内进行的工序	定义中的条件
（a）加热	引入蒸汽、热媒等，对固体或液体加热	容器内压力高于大气压；不含（b）（c）
（b）反应	容器内发生反应并产生蒸汽	容器内压力高于大气压
（c）成分分离	加热液体产生蒸汽，使成分分离	容器内压力高于大气压
（d）高温液体	（a）～（c）以外，内部保有高温液体	液体温度高于其在大气压下的沸点

依据施行令第1条第5号概括。尺寸以及"压力×内容积"的排除条件，在这一步判断之后另行适用。

对类型（d），要比较的是液体温度和该液体在大气压下的沸点，而不是运行压力下的沸点。混合液还要把组成考虑进去。不管落入哪一种类型，最终类别都由下面的尺寸排除条件决定。

尺寸排除条件与小型压力容器

即使符合四种类型之一，只要容器足够小，仍然被排除在第一种之外。排除条件包括：

• 表压 0.1 MPa 以下且内容积 0.04 m³（40 L）以下
• 表压 0.1 MPa 以下且筒体内径 200 mm 以下、长度 1000 mm 以下
• 最高表压（MPa）× 内容积（m³）≤ 0.004

所以只在真空下使用的（d）型容器不属于第一种。如果使用中的最高表压是 0 MPa，"压力×容积"也是 0，落入 0.004 的排除条件。不要把真空度（如 0.08 MPa）当成正压代入计算。另外的夹套或正压工序，要按各自的条件单独判断。

第一种之中，符合下列任一条件的称为小型压力容器：

• 表压 0.1 MPa 以下，并且内容积 0.2 m³（200 L）以下，或筒体内径 500 mm 以下且长度 1000 mm 以下
• 最高表压（MPa）× 内容积（m³）≤ 0.02

第二个条件是独立的，不要求同时满足"0.1 MPa 以下"。例如一台属于第一种类型的容器，最高表压 0.20 MPa、容积 0.080 m³，乘积为 0.016，就落在小型范围内。

小型压力容器和简易容器的手续比正式的第一种轻，但仍有各自的要求。小型压力容器需要个别检定（個別検定，kobetsu kentei）。从第一种中被排除的部分加热容器，可能落入第26号，作为简易容器适用《简易锅炉等构造规格》。

第26号有自己的排除界限，例如表压 0.1 MPa 以下且内容积 0.01 m³ 以下，或"压力×容积"≤ 0.001 等，和上面第一种使用的 0.04 m³、0.004 不是同一套数值，不要混用。"检查从轻"不等于"没有结构规定"。

第二种：保有表压 0.2 MPa 以上的气体

第二种压力容器是指不属于第一种、保有表压 0.2 MPa 以上气体的容器，并且还要满足尺寸条件：内容积 0.04 m³ 以上，或筒体内径 200 mm 以上且长度 1000 mm 以上。两个尺寸条件满足其一即可。

常温下只在真空中保有气体的罐，达不到 0.2 MPa 这个条件。但一台不属于第一种的空气储罐，运行表压 0.20 MPa、容积 0.050 m³，两个条件都满足。如果平时抽真空的罐在出料时要加压把物料压出去，这一步也要计入。

不属于第二种的气体容器，仍可能是第27号的简易容器：保有高于大气压的气体，条件中包括内容积大于 0.1 m³ 等。所以"低于 0.2 MPa 就一定不受管制"并不成立。反过来，对常温、只抽真空的空气罐，光是容积大，也不会落入第27号，要先看正压条件。

施行令还把一部分适用其他法律的设备排除在外，例如《高压气体保安法》《电气事业法》管辖的设备，以及船舶、车辆的燃料装置。碰到这类灰色地带，请直接问供应商：适用的是哪部法律、哪一条款。

带夹套的容器：夹套与内罐分开判断

夹套是包在容器外面、通蒸汽或热水的外层空腔。产品侧可以是真空，蒸汽侧却是正压，所以光说整台设备是"真空设备"，并不能完成法规上的判断。

图3：真空内罐与带压蒸汽夹套

共用壁承受的是蒸汽侧与产品侧绝对压力之差。

示意图，按环境大气压 0.1013 MPa 计。实际设备的法规类别、需评估的容积和设计温度，要结合结构和用途确定。

本例中夹套为 0.4013 MPa abs（0.30 MPaG），产品侧为 0.0200 MPa abs。共用壁被向内挤压的压差是 0.3813 MPa，比只有大气压作用时的载荷更大。

请让供应商分别给出内罐和夹套的压力、温度、容积，其中要包含只有一侧加压的工况。法规类别的判定和共用壁的强度校核，要求他们分成两项填写，这样报价范围才清楚。

"真空"工艺里容易漏掉的正压工序

最容易漏掉的是用氮气破真空、压送物料、清洗和灭菌。氮气或蒸汽的供给压力较高时，规格书要写清楚：容器只是恢复到大气压，还是要保持在大气压以上，以及压力如何降低、切断或限制。

单靠调低安全阀的设定值，并不能改变容器的类别。日本《锅炉及压力容器安全规则》把"最高使用压力"（最高使用圧力，saiko shiyo atsuryoku，相当于 MAWP）定义为结构上可使用的最高表压，而不是阀的设定压力。铭牌和数据表上的最高使用压力，要和安全阀的设定值、排放能力对应起来管理，阀的选型则与容器强度分开核算。

真空强度不等于耐压等级

抽真空时，大气压从外向内压在罐壁上。薄壁圆筒受压后，在某个载荷下会突然压瘪，这就是失稳（屈曲，buckling）。它和内压作用下的胀裂是两种不同的破坏方式。

"能承受 0.2 MPa 内压"这个信息，并不能证明容器可以用于真空。抗外压的能力取决于筒体直径、长度、壁厚和加强圈的布置，所以要查设计计算书或规格书里写明的真空使用范围。

需要看的也不只是筒体。平盖会挠曲，密封面会变形。即使罐体本身没有损坏，盖子或接口变形造成泄漏，也达不到要求的真空度。

图4：直径 600 mm 的盖子承受约 23 kN 的向内载荷

81.3 kPa 的压差乘以盖子面积。这不是壁厚或失稳的计算。

左：正面；右：盖子处的剖面。尺寸和压力仅为说明用，图不按比例。

直径 0.600 m 的圆盖，面积约 0.283 m²。乘以内外压差 81.3 kPa，向内的合力约为 23.0 kN。面积越大，载荷越大。

内部接近完全真空时，同一个盖子上的载荷趋近约 28.6 kN。外面是大气的容器，压差最大不超过约一个大气压，但这个压差作用在整个面积上，结构必须把这个载荷扛住。

真空并不只来自真空泵。密闭容器里的蒸汽冷却冷凝时，内部压力也会下降，凝汽器就是利用这个原理维持低压的。蒸汽吹扫后封闭的罐，可能自己就被抽成负压。

需要防止意外负压的设备，会装真空破坏阀（真空破壊弁），让空气进入。而对本来就要保持真空的罐，保护措施必须和工艺条件匹配，不能装一个让罐体始终通大气的阀，那样就失去了真空的意义。

内爆（implosion）同样危险，碎片和内容物可能飞溅，玻璃容器和视镜尤其如此。"向内压瘪，所以不会有东西飞出来"，不能作为省掉防护的理由，破损检查也不能省。

向日方供应商提供什么

要按工序逐步列出运行条件，不要只写正常运行的真空度。把从投料到清洗的整个周期放在一张表上，短时加压或温度冲高就不容易被漏掉，供应商也能知道要按哪些压力组合来设计。

图5：从工序到规格书确认项

内罐和夹套分别记录，并注明这些状态是否会同时出现。

工序·状态	需记录的条件	需索取的资料
脱泡·干燥	内罐最低绝对压力、最高温度、内容物	外压设计条件、结构强度计算书
蒸汽加热	夹套最高压力和温度，以及同时存在的内罐条件	两个空间的图纸、容积、法规类别
氮气破真空·压送	供给压力、容器内上限、限压或切断方式	P&ID（管道及仪表流程图）、安全装置规格
清洗·冷却	清洗温度、蒸汽冷凝、排液时的通气	使用说明书、操作步骤
维护·重新组装	指定的盖子、密封件、视镜及其装配方式	零部件清单、检查记录、检验资料

数值按各台设备的规格书填写。若不清楚适用哪部法规，请把条件提供给制造商和主管机关，由其确认。

图纸上应标出真空管路和氮气管路的连接、切断阀、压力表和安全装置，位号要和工序清单对应。能显示这个深度的是 P&ID（管道及仪表流程图），只有 PFD（工艺流程图）是不够的。

更换盖子和垫片时，应保持原来的真空规格组合。公称直径相同，不能说明可以互换，还要对照指定零件和图纸，核对螺纹连接还是法兰连接以及紧固条件。

询价时，把法规类别和内压、外压的设计条件分成不同的项目要求回答。如果采购规格书里同时写明提交资料和检验范围，交货后就不用再去找真空性能的证据。承认图（承認図，shonin-zu，日系工厂里供买方批准的图纸）返回时，同样要把这些项目再核对一遍。

在中国使用这篇文章时要注意的事

• 设备装在哪里，就按哪里的法规。日方"非该当"的结论，只对应日本的定义。设备装在中国境内时，是否属于特种设备，要按我国的《特种设备安全法》和压力容器的安全技术监察规程（如 TSG 21）来判断。
• 判断的口径不同。国内的范围条件主要看最高工作压力、容积与内径、介质这几项，和日本"用途类型＋尺寸排除"的思路不一样。具体数值请以现行版本为准。
• 真空和夹套要分开看。纯真空容器是否在监察范围内，以及带蒸汽夹套的容器怎样按压力腔划分，应向制造单位和当地特种设备监管部门（市场监管部门）确认，不要凭日方的说法或本文推断。
• 外压强度另算。无论是否属于特种设备，真空容器都要做外压校核。国内设计常参照 GB/T 150，进口设备则可能是日本构造规格或 ASME，请让供应商写明依据的标准和版本。
• 出口到其他国家的设备。要按设备安装地的规则办。例如美国的 ASME Section VIII Division 1 有一条针对低压容器的范围条款（U-1(c)(2)(h)），常被用来讨论纯真空容器，具体措辞请查你所用版本。
• 锅炉和其他法规。锅炉、高压气体设备、属于《电气事业法》的设备，适用不同的规则。
• 数值可能修订。引用任何数值之前，请先查现行条文。

可以直接使用的内容

向日方供应商的提问清单

• 内罐和夹套分别按哪一类判断（第一种、小型、第二种、简易容器，还是都不属于）？依据施行令的哪一条？
• 做这个判断时，采用的最高表压和内容积各是多少？
• 外压设计压力是全真空（FV）还是某个规定值？对应的设计温度是多少？
• 外压性能只对应筒体，还是也包括盖子、接口、视镜和密封件？
• 夹套加压而内罐为真空的工况，是否已经核算？
• 氮气破真空、压送、灭菌时，什么手段限制压力？
• 铭牌上的最高使用压力是多少？安全阀的设定压力和排放能力是多少？
• 是否还适用其他法规（如《高压气体保安法》）？

询价邮件范例（中文）

以下内容可以直接复制修改（数值均为虚构）：

请根据附件的运行工序清单，对带夹套真空罐报价。报价单中请分别说明：（1）内罐和夹套各自按《劳动安全卫生法》的哪一类判定，并写明判定所用的最高表压和内容积；（2）各空间的内压、外压设计压力及设计温度，其中包括夹套 0.30 MPaG、内罐为全真空的工况；（3）用于证明真空性能的提交资料（强度计算书、图纸、检验记录），范围包括盖子、视镜和接口。

询价邮件范例（英文）

Please quote the jacketed vacuum tank based on the attached operating-step list. In your quotation, state separately: (1) the legal classification under the Industrial Safety and Health Act for the inner vessel and the jacket, with the maximum gauge pressure and internal volume used; (2) the internal and external design pressures and design temperatures for each space, including the case of 0.30 MPaG in the jacket with the inner vessel at full vacuum; and (3) the documents you will submit to show the vacuum rating (strength calculations, drawings, and inspection records), including covers, sight glasses, and nozzles.

常见问题

真空罐在日本算第二种压力容器吗？

如果只是常温气体处于真空下，就不算，因为第二种要求保有表压 0.2 MPa 以上的气体。如果氮气压送等工序达到了 0.2 MPa 表压，先看容器是否属于第一种的某个类型，再套用尺寸条件。

负压的容器也要做压力容器检查吗？

是否要检查，取决于容器的功能和类别，与名称无关。如果产品侧是真空而加热夹套是正压，要按各个空间自己的条件分别判断，并与制造商商定需要哪些资料。

常压密闭罐可以直接抽真空吗？

不可以这样认为。能在常压下密封，并不说明能承受真空。请选用制造商标明适用真空的设备，并确认盖子、视镜、连接部位也按相同的压力和温度设计。

"全真空设计"是什么意思？

一般是指容器按内部接近完全真空时的外压差来设计。规格还需要写明环境压力和设计温度。带夹套的容器，还应在规格书中写明夹套同时出现的条件。

有安全阀，真空罐就不会被压瘪吗？

不会。安全阀是泄放过高的正压，真空破坏阀是在负压时让气体进入，两者作用不同。第一道防线是按真空设计的结构，再配合与工艺相适应的限压措施和保护装置。

来源

• 第一种、小型、第二种压力容器及简易容器的定义：e-Gov《劳动安全卫生法施行令》第1条第5～7号、第13条第3款第26～27号（日文）
• 最高使用压力的定义：厚生劳动省《锅炉及压力容器安全规则》第1条第6号（日文）
• 各类别概述：东京劳动局"劳动安全卫生法规定的资格颁发条件"（日文）
• 锅炉与压力容器的分类：日本锅炉协会（日文）
• 外压、失稳、盖子与密封面：Pfeiffer Vacuum "3.4 Vacuum chambers"（仅参考结构方面的内容，未把欧洲的法规类别套用到日本）
• 常压密封盖与真空使用的区别：MONOVATE "蓋の形状を教えてください"（日文）
• 真空破坏阀的作用：TLV 大容量真空破坏阀（日文）
• 真空下玻璃器皿的危险：University of Pennsylvania EHRS "SOP: Glassware Under Vacuum"
• ASME Section VIII Division 1 的范围与真空容器：Fermilab ES&H Manual, Chapter 5033 "Vacuum Vessel Safety"