真空絕熱深冷壓力容器監督檢驗的重點與常見問題

侯 靜，張紅軍

(1.新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊 830011；2.烏魯木齊市隆盛達環保科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830032)

0 引 言

真空絕熱深冷壓力容器主要用于儲運液氧、液氮、液氬、液化天然氣等低溫深冷液化氣體，因其溫度低、壓力高、助燃易燃等特殊性，對其儲運設備的制造質量及使用安全性要求更高于傳統容器。近幾年，由于壓力容器設計制造的相關法規標準的更新，不同視角對新法規標準的理解不同，這給真空絕熱深冷壓力容器的質量控制和監督檢驗帶來一定難度。本文作者通過對其新法規、標準的理解，結合多年監督檢驗的經驗，闡述該類容器制造過程中質量控制及監督檢驗的重點與常見問題。

1 主要項目的監檢方面

1.1 圖樣文件的審查

1）壓力容器設計資格印章與所設計產品項目類別是否相符;印章中的設計單位名稱與所加蓋的設計圖樣上的設計單位名稱是否一致；設計印章是否在有效期內。2）已加蓋竣工圖章的圖樣，不得用于壓力容器制造。3）圖樣中所選用的檢驗標準是否為現行有效的標準。由于最近幾年標準法規更新頻繁，故對標準的選用更應重視。4）第Ⅲ類壓力容器(如30 m3以上的液態CO2儲罐)應有設計單位技術總負責人或其授權人的批準簽字，并應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[1]。5）設計圖樣至少應包括總圖、隨罐配管流程圖。有些單位的設計圖樣缺少隨罐配管流程圖，而配管流程圖對于真空絕熱深冷壓力容器的制造單位和使用單位至關重要。6）設計圖樣上應注明介質毒性和爆炸危害程度（由于真空絕熱深冷壓力容器的設計多基于儲運液氮、液氬等無毒無爆炸危害的介質，因而很多設計單位對于儲運液化天然氣、液氧等介質的儲運設備的設計圖樣也不標注介質毒性和爆炸危害程度，故應引起足夠重視）；壓力容器的使用年限(疲勞容器標明循環次數，對于真空絕熱深冷壓力容器應標明真空壽命);容器的絕熱方式;真空度及靜態蒸發率;額定充滿率(裝量系數)，這些對于真空絕熱深冷壓力容器的安全使用來說相當重要;壓力試驗及泄露試驗的方法、介質等。7）設計計算書至少應包括容積計算、受壓元件承載能力計算、絕熱性能計算、支撐結構承載能力計算、安全泄放裝置的泄放能力計算等；但大部分設計單位尤其是具有設計資格的制造單位的設計計算書中未提供絕熱性能計算、支撐結構承載能力計算、安全泄放裝置泄放能力計算，這些也應重點關注。8）除以上重點項目外，對圖樣的審查還應注意設計變更手續、容器的結構、選用的材料、無損檢測的方法、比例和級別、熱處理與否等產品質量安全性能的項目是否符合有關法規和技術標準的要求。

1.2 材料使用的審查

1）所用材料是否符合國家標準或行業標準、產品所用設計規范與設計圖樣的要求[2]。對于真空絕熱深冷壓力容器所用管件、閥門等元件，其制造單位許可資格應當符合《壓力管道元件制造許可規則》的要求與規定[3]。2）對使用的壓力容器專用鋼板，從材料制造廠家購進的，應有材料制造廠家提供的質量證明書原件；從材料經銷商處進貨的，經銷商應提供蓋有經銷商單位質量檢驗公章和經辦人章的有效質量證明書復印件。目前，部分廠家的質量證明書復印件上，有經銷單位質檢章卻沒有經辦人簽章的情況。3）主要受壓元件材料質量證明書上所列項目、數據是否符合法規及相應材料標準要求，特別是硫、磷含量。目前有些廠家碳素鋼板和低合金鋼板，存在抗拉強度超過標準上限的現象，應予重視，必要時要求廠家復驗。大部分廠家使用不銹鋼卷板開平板制作真空絕熱深冷壓力容器的內容器，按照GB 150—2011的要求，應進行復驗，這一點不容忽視[4]。4）對于有供貨狀態、超聲要求、沖擊要求的碳素鋼和低合金鋼材料，要檢查質量證明書中的相關項目及數據是否符合相關法規及標準的要求[4]。（5）焊接材料質量證明書中所列項目、數據是否符合相關法規及材料標準的要求.特別是焊接低溫壓力容器用鋼(如液態CO2儲罐內容器的16MnDR材料)的焊條(J507RH)，應進行擴散氫含量或含水率的復驗，很多生產廠家經常忽略這點。

1.3 焊接控制的檢查

1）焊接是壓力容器制造中的主要工藝，焊接質量在很大程度上決定著壓力容器的制造質量。因此焊接工藝評定的制作是否符合相關法規、標準、產品制造的要求，焊工的持證施焊情況及焊接工藝執行情況，焊縫返修過程及產品焊接試件的檢驗等，均為監檢的重要項目。2）監檢人員應對焊接工藝評定的過程進行全程監督，特別是材料的使用與焊工的資質。3）對于焊接工藝規程(焊接工藝卡)中的焊接工藝，應檢查是否有焊接工藝評定支持，評定能否有效覆蓋[5]。4）應檢查焊工是否持證上崗，有無超項次施焊，焊工證是否在有效期內。5）應檢查焊工執行工藝紀律的情況。真空絕熱深冷壓力容器內筒所存儲的介質為低溫液化氣體，因而對焊縫焊接工藝的執行要求嚴格；如果焊工不嚴格執行焊接工藝，會使焊縫留下安全隱患。6）焊縫返修應嚴格按照相關法規、標準要求執行，檢查返修方案和返修工藝及返修焊接記錄，超過兩次的返修是否經過技術總負責人的批準，返修部位是否按原要求檢測合格。7）需要制備產品焊接試件的真空絕熱深冷壓力容器（如低溫壓力容器用材料制造的液態CO2儲罐內容器、低溫液體運輸罐車罐體內容器等）是否按規定要求制備了產品焊接試件，試件試驗報告的內容及數據是否符合相關法規、標準及圖樣技術要求的規定。8）按B類項目監檢的產品焊接試件，應檢查試件與筒體縱焊縫的焊接底片；否則為不合格試件[6]。

1.4 外觀和幾何尺寸檢查

1）對接焊縫的余高及角焊縫的焊腳高是否符合相關法規、標準及工藝技術要求；焊縫表面質量特別是咬邊應嚴格控制，因為焊縫咬邊處應力集中，當罐體進出液時，巨大的溫差變化，會造成咬邊處開裂；因此，真空絕熱深冷壓力容器內筒焊縫絕不允許有咬邊。2）筒體縱、環縫和封頭拼接焊縫的棱角度、對口錯邊量是否符合相關法規、標準及工藝技術要求。3）嚴格控制筒體直線度、橢圓度、內外筒的同軸度。由于真空絕熱深冷壓力容器的結構特點，如果筒體直線度、橢圓度、內外筒同軸度超標，會造成套合困難，甚至發生內外筒搭接，造成熱橋產生，會對產品造成嚴重安全隱患。4）對于真空絕熱深冷壓力容器的內外筒表面，不銹鋼制造的應酸洗鈍化除污除油，低合金鋼制造的應內、外表面噴砂除銹除油；這是因為：內筒外表面有油、銹、污漬等，對夾層真空有很大的影響；內表面有油污，對液氧等禁油的介質是決不允許的[4]。5）筒體及封頭布置是否符合相關法規、標準、技術文件的要求。6）凸型封頭的內表面形狀公差、碟形封頭的過渡段轉角半徑是否符合標準要求。7）不等厚對接的過渡尺寸是否符合相關法規、標準、工藝技術文件要求。

1.5 無損檢測控制的檢查

1）無損檢測方法及比例的選擇是否符合相關法規、標準、工藝技術文件的規定。特別是外容器合攏環焊縫的無損檢測方法是否合理可行。2）無損檢測人員資格證書的單位名稱是否變更為所在單位，證書是否在有效期內。3）無損檢測的工藝及原始記錄是否齊全，報告是否完整準確，特別是表面無損檢測。4）對于外容器開孔及墊板覆蓋處等是否按相關法規、標準的要求進行了無損檢測。5）無損檢測底片是否符合相關法規、標準、工藝技術文件要求的規定，是否有超標準評定。

1.6 耐壓試驗及泄漏試驗的檢查

1）試驗設備、介質、試驗環境是否符合相關法規、標準的要求，報告是否完整正確。2）內容器及夾層的氦質譜檢漏試驗是否符合相關法規、標準、工藝技術文件的要求，報告是否完整正確。3）管路氣密試驗時，對安全附件的處理是否符合相關法規、標準的要求。

1.7 其他項目的檢查

1）夾層絕熱材料是否符合相關法規、標準、工藝技術文件的要求，質量證明材料中的項目、數據是否完整正確。2）封口真空度是否符合相關法規、標準、設計圖樣的要求，報告是否完整正確。3）安全附件是否齊全，質量證明文件是否符合相關法規、標準、工藝技術文件的要求。

1.8 出廠資料的審查

1）審查竣工圖上是否蓋有設計單位許可印章，竣工圖章上是否標注制造單位名稱、制造許可證編號、審核人簽字、“竣工圖”字樣。2）是否有產品數據表、產品合格證、質量證明文件。資料證明文件中是否包括主要受壓元件材質證明書、材料清單、質量計劃、檢驗計劃、焊接記錄等。3）壓力容器設計文件是否齊全，至少包括主要受壓元件強度計算、安全閥或爆破片泄放面積計算、第Ⅲ類壓力容器產品風險評估報告等。

2 監檢中的常見問題

2.1 質量保證體系及基本條件

1）質保體系責任人員變動后未及時辦理相關手續，也未及時通知監檢單位。2）焊工、無損檢測人員的數量和持證項目級別達不到規定要求。3）質保體系文件不完善，記錄表卡與體系文件不一致。4）無不銹鋼材料存放、生產場地、專用設備，不銹鋼與碳鋼混放，設備混用。

2.2 材料和焊材管理

1）材料碼放不符合要求，受壓元件材料與非受壓元件材料混放，存放場地未進行分區管理和未進行標識。2）材料標記不清晰，下料后標記移植不及時，材料追蹤困難。3）焊材庫條件及焊材管理不規范。一級庫內焊材未分類、按批號碼放，二級庫內焊材沒有掛標識牌。

2.3 制造方面

1）主要受壓元件材料未經監檢員確認就動工，開工前圖樣未經監檢員簽名確認。2）存在焊工證過期、無證上崗或超項次焊接。3）焊工未嚴格執行焊接工藝紀律，例如施焊現場不使用焊條保溫桶，焊接完后不及時打上焊工鋼印或記錄焊工鋼印代號。4）常見母材表面出現凹坑、劃傷以及組對卡具疤痕，焊縫與母材未圓滑過渡，對接焊縫余高過高、咬邊及角焊縫焊腳高不夠等外觀缺陷。

2.4 出廠資料審查

1）出廠資料不全，內容填寫不完整，日期前后不一致等。2）存在記錄填寫內容與標準要求、質保體系文件不一致的情況。

3 結束語

隨著真空絕熱深冷壓力容器的廣泛應用，導致泄漏等安全事故時有發生，例如2012年上半年，烏魯木齊市國際機場就有一臺液氮儲罐因操作不當發生泄漏造成人員傷亡的安全事故。由此，對于真空絕熱深冷壓力容器產品的安全監督檢驗提出了新的更高要求。本文僅以作者多年對于真空絕熱深冷壓力容器監檢的經驗，結合對新法規標準的理解，對該類壓力容器制造中監檢的重要內容及常見問題進行歸納總結和細致論述，以期在監檢中引起重視、確保該類壓力容器產品的質量安全。

[1] 國家質量監督檢驗檢疫總局.TSGR 0004—2009固定式壓力容器安全技術監察規程[S].北京：新華出版社，2010.

[2] 國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 18442—2011固定式真空絕熱深冷壓力容器[S].北京：中國標準出版社，2011.

[3] 國家質量監督檢驗檢疫總局.TSGR 0005—2011移動式壓力容器安全技術監察規程[S].北京：新華出版社，2011.

[4] 國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 150—2011壓力容器[S].北京：中國標準出版社，2012.

[5] 國家質量監督檢驗檢疫總局.NB/T 47014—2011承壓設備焊接工藝評定[S].北京：新華出版社，2011.

[6] 國家質檢總局，第22號令.鍋爐壓力容器制造監督管理辦法[S].2002-09-10.