我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系進展

邵珊珊賈國棟謝國山王 輝

（1.中國特種設備檢測研究院 北京 100029）（2. 國家質量監督檢驗檢疫總局 北京 100088）

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我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系進展

邵珊珊1賈國棟2謝國山1王 輝1

（1.中國特種設備檢測研究院 北京 100029）
（2. 國家質量監督檢驗檢疫總局 北京 100088）

摘 要：隨著國民經濟的快速發展和市場需求的增大，承壓設備在各行業廣泛應用，其運行安全一直是人們關注的焦點。本文介紹了我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系的發展歷程和框架，以及近十年來在損傷模式、基于風險的檢驗、在線檢測、合于使用評價等方面取得的研究成果和國家標準的研制情況，并指出了在役承壓設備檢測評價法規標準體系建設下一步的工作重點。

關鍵詞：在役承壓設備 檢測評價 法規標準體系

承壓設備普遍應用于石油、化工、電力、能源、化肥、冶金、農藥、食品、醫藥等在國民經濟發展中起著舉足輕重作用的行業。據統計，截至2015年底，全國登記在用鍋爐57.92萬臺，壓力容器340.66萬臺，氣瓶13698萬只，壓力管道43.63萬km［1］。由于生產的特殊性，承壓設備普遍承受著高壓、高溫、低溫、疲勞載荷，盛裝易燃、易爆、有毒或腐蝕介質。一旦發生爆炸或泄漏，往往并發火災、二次爆炸與中毒等災難性事故，造成嚴重的環境污染，給社會經濟、生產和人民生命財產帶來巨大損失和危害。因此，建立并完善在役承壓設備檢測評價法規標準體系，對保障承壓設備的安全運行、保持國民經濟快速健康持續發展具有重要的意義。

1 在役承壓設備檢測評價法規標準體系發展歷程

1）初創階段。為了保證承壓設備的使用安全，我國勞動部最早于1965年和1966年分別頒布了試行的《蒸汽鍋爐安全監察規程》、《氣瓶安全監察規程》和《壓力容器安全監察規程》，提出應對在用鍋爐、壓力容器、氣瓶等進行定期檢驗和檢修。隨著國民經濟的發展和改革的深入，為適應科學技術進步和實際情況變化的需要，勞動部于1979～1981年期間發布了上述部門規章的修訂版。1982年，國務院發布了《鍋爐壓力容器安全監察暫行條例》（國發〔1982〕22號），從行政法規的層面，明確了對在用鍋爐、壓力容器等實施定期檢驗的要求，為建立我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系奠定了良好的開端。

2）建立階段。針對我國壓力容器、管道普遍存在年久失修、制造質量低劣、安全狀況不良等問題，1987年勞動人事部鍋爐壓力容器安全監察局提出了“在役壓力容器檢驗和缺陷處理若干問題的參考意見”，并于1990年頒布了技術法規《在用壓力容器檢驗規程》，初步確立了我國在役承壓設備定期檢驗的基本技術路線，即通過檢查和檢測發現缺陷，根據缺陷情況評定安全狀況等級，進而確定壓力容器、管道等的定期檢驗周期。此后，分別于2003年和2004年頒布的《在用工業管道定期檢驗規程》（試行）、《壓力容器定期檢驗規則》均沿用了此技術路線。實踐證明，該技術路線的提出以及相應的技術規范和標準發布后，我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系已基本建立，該體系在解決我國在二十世紀80～90年代壓力容器、工業管道等所面臨的量大面廣、制造質量不足等歷史遺留問題，保證特種設備的安全使用等方面發揮了極大作用［2］。

3）創新發展階段。隨著制造技術的發展和社會需求的增加，承壓設備逐步向大型化、高參數化、輕量化等方向發展；由于石油資源枯竭和加工經濟性考慮，我國煉油企業普遍采用高硫、高酸原油，承壓設備的運行風險和不可預見因素增加，檢驗難度越來越大，對承壓設備的安全管理提出了更高要求［2，3］。與此同時，隨著全球經濟一體化的發展趨勢，尤其是我國加入WTO以后，我國石化企業直接面臨和國外大型石化公司的激烈競爭。為了提高生產效率、降低成本，歐美等發達國家的大型石化公司，如殼牌、埃克森美孚、英國石油公司、雪佛龍等，檢修周期從以往的3年延長至5～8 年，甚至更長，而我國普遍是“三年一修”，承壓設備的長周期運行勢在必行［4］。

為了應對上述問題，本世紀初國內有關高校和科研機構將風險評估的理念引入國內，在消化和吸收國外先進技術和經驗的基礎上開展基于風險的檢驗（RBI）技術的國產化研究，取得了多項創新性研究成果。自2003年以來，中國特種設備檢測研究院、合肥通用機械研究院等科研機構和高校在中石化、中石油、中海油、神華所屬企業的近千套各類煉油、化工、煤化工裝置上實施了基于風險的檢驗。RBI技術的成功應用不僅提高了檢驗的針對性和有效性，在保證安全的同時，還能為科學合理的確定檢驗檢修周期提供技術支撐，保障了成套裝置承壓設備的長周期安全運行。相關安全技術規范和強制性國家標準，如2009年頒布的《固定式壓力容器安全技術監察規程》［5］、2011年發布實施的GB 150《壓力容器》［6］、2013 年頒布的《壓力容器定期檢驗規則》［7］等，均采納了RBI技術；與此同時，GB/T 30579—2014 《承壓設備損傷模式識別》［8］、GB/T 26610《承壓設備系統基于風險的檢驗實施導則》［9］等協調標準作為法規的技術支撐已逐步發布實施，我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系得到進一步完善。

2 在役承壓設備檢測評價法規標準體系進展

2008年底，國家標準化委員會批準成立了在役承壓設備標準化分技術委員會（以下簡稱在役分會），專門從事在役承壓設備檢測評價法規標準體系的研究和重要標準的研制工作。針對我國原有承壓設備標準體系主要針對設計和制造階段，涉及在役承壓設備的使用、檢驗、安全評定、修理改造等環節的均是行政規范，缺少相應的技術標準予以支撐等情況，通過對國外在役承壓設備法規標準體系的研究和國內外相關規范標準及其應用情況的調研和綜合分析，結合我國國情，在役分會提出了我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系框圖［2］，如圖1所示。

該體系由兩個模塊組成，模塊一適用于一般性承壓設備，沿用原有定期檢驗的技術路線，以相關安全技術規范和標準為技術支撐；模塊二適用于大型成套裝置、特殊承壓設備，涵蓋損傷模式/失效模式、風險評估（RBI）、檢驗檢測和維護、合于使用評價、綜合管理/完整性管理等五個方面的技術標準。模塊二的建立和重要標準的研制，實現了以風險評估和損傷模式識別為基礎，根據評估結果確定檢驗計劃，采用在線檢測和合于使用評價進行缺陷或損傷處理，根據剩余壽命確定檢驗周期，體現了我國傳統檢驗理念的幾個重大轉變，即從工藝無關到工藝相關、從單臺設備到成套裝置建立系統的檢驗策略、從解決先天不足到防患于未然，從檢測缺陷為先到風險和損傷模式識別為先，為保證在役承壓設備的安全運行，政府安全監管改革，理順政府與市場邊界、法規與標準關系，強化企業主體責任等提供了技術標準支撐。

圖1 在役承壓設備檢測評價法規標準體系框圖

3 相關科研工作及主要成果

自“七五”以來，在我國國民經濟穩步發展的同時，國家對科研的投入也逐漸增大。特種設備的科研工作也從“帶缺陷壓力容器安全性評定研究”一個點，逐漸發展到現在的與特種設備事故預防與應急救援技術體系相關的診斷評價、檢測監測、科學監管、節能降耗、應急救援和法規標準支撐技術等6條主線［10］。尤其是“十一五”和“十二五”期間，中國特種設備檢測研究院、合肥通用機械研究院等科研機構、高校、監察機構、檢驗檢測機構和承壓設備的使用單位等通過國家科技支撐計劃項目的支持，對成套裝置重要設備失效模式預測、預知檢測與監測、損傷模式發展趨勢預測與缺陷評價、動態風險評價等關鍵技術進行了系統、深入的研究，建立了以“預知檢測”和“動態風險管理”為技術核心的大型承壓類成套裝置安全保障技術方法體系。此外，通過國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家重大科學儀器專項和質檢公益性行業科研專項等項目的研究工作，在埋地鋼質管道外損傷檢驗及評價，輸油和輸氣高強鋼管道內腐蝕評價，電站鍋爐主要承壓部件風險管理和壽命評估，加氫反應器、醫用氧艙等典型特殊承壓設備檢測評價，基于損傷模式的承壓設備合于使用評價、大型常壓儲罐完整性管理等方面也取得了豐碩的研究成果。上述科研成果已在石油、化工、能源等行業的大型企業，如中石油、中石化、中海油、神華等，進行工程示范應用，在保證在役承壓設備的長周期安全運行的同時，也為完善在役承壓設備檢測評價法規標準體系積累了大量的數據和工程實踐經驗［11，12］。

4 重要技術標準的研制

截止到2015年底，通過對相關科研成果的總結提煉并標準化，在役分會組織了承壓設備損傷模式識別、風險評估、檢測檢驗和維護、合于使用評價、綜合管理/完整性管理等方面近30項國家標準的制修訂（見表1），為法規中相應的基本安全要求提供了技術支撐。其中，核心技術標準《承壓設備損傷模式識別》、《承壓設備系統基于風險的檢驗實施導則》均已發布實施，《承壓設備合于使用評價》已完成送審稿。

表1 在役分會制修訂國家標準

（續表）

4.1 《承壓設備損傷模式識別》

該標準考慮承壓設備材料和服役環境的相互作用，將損傷模式分為腐蝕減薄、環境開裂、材質劣化、機械損傷四大類，將服役過程中可能發生的73種損傷按照上述原則歸入相應損傷模式，給出每種損傷的描述及機理、損傷形態、受影響的材料、主要影響因素、易發生的裝置或設備、主要預防措施、檢測或監測方法、相關或伴隨的其他損傷等。該標準在我國首次建立適用于在役承壓設備損傷模式的統一分類原則和框架，不僅為實施基于風險的檢驗提供了技術支撐，對承壓設備的設計、制造也具有重要的指導意義。

4.2 《承壓設備系統基于風險的檢驗實施導則》

GB/T 26610《承壓設備系統基于風險的檢驗實施導則》系列標準采納了“十一五”和“十二五”國家科技支撐計劃的多項研究成果，如結合我國國情，對風險可接受準則和檢驗計劃的確定等進行了調整；在風險的定量分析方法中引入超標缺陷影響系數；減薄因子（局部減薄）分析部分采用了極限分析理論；建立了適合與我國企業管理模式相匹配的的管理系統評價方法；根據我國無損檢測技術的發展及應用情況，調整或增加了部分停機和在線檢測方法的檢驗有效性等。該標準的制定填補了我國在風險評估領域的標準空白，為基于風險的檢驗技術的應用和推廣提供了依據。

4.3 《承壓設備合于使用評價》

《承壓設備合于使用評價》標準主要以服役過程中產生的缺陷或損傷為評價對象，給出了針對腐蝕減薄、臨氫損傷、機械損傷、火災損傷、蠕變損傷和脆性斷裂傾向性評價的技術路線，在避免不必要的維修帶來的不確定因素對設備安全運行的影響，減少不必要的更換、停車等造成的經濟損失等方面具有重要的作用。該標準和GB/T 19624—2004《在用含缺陷壓力容器安全評定》基本覆蓋了《固定式壓力容器安全技術監察規程》和《在用工業管道定期檢驗規程》中出現的缺陷或損傷類型，是為法規提供技術支撐的重要協調標準。

5 在役承壓設備檢測評價法規標準體系展望

經歷半個多世紀的歷史進程，我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系已建立并逐步完善，承壓設備的萬臺事故率也逐年降低［1］。但與工業發達國家相比，事故率仍然較高，重特大事故仍有發生，安全形勢依然嚴峻。因此，不斷完善在役承壓設備檢測評價法規標準體系，對保障承壓設備的安全運行，實現科學監管等具有重要的意義，具體發展思路如下：

1）進一步理順法規與標準的關系。由于法規的強制性，應只涉及在役承壓設備本質安全的原則規定，具體技術細節均在協調標準中提出，這是國內外在役承壓設備檢測評價法規標準體系的發展趨勢。目前，我國已頒布實施的特種設備安全技術規范有110余項，其中不乏對在役承壓設備使用、檢驗、維護等的具體技術要求。為了進一步完善我國在役承壓設備法規標準體系，理順法規標準的關系，國家質檢總局特設局已逐步開展安全技術規范的修訂和整合優化工作，如2016年完成修訂的《固定式壓力容器安全技術監察規程》［13］就以理順法規與標準的關系為原則，在整合、凝練并進一步明確固定式壓力容器基本安全要求的同時，將介質特性、產品結構、試驗方法等詳細的技術內容放到相應的協調標準（產品標準）中。

2）鼓勵在役承壓設備檢測評價相關團體標準的制修訂。以美國為例，承壓設備相關技術標準均由ASME、API等社會組織制修訂，符合要求的標準可由ANSI批準發布為美國國家標準。由于具有行業影響力大、協調相對容易、與自主核心技術結合緊密、標準制定靈活且制修訂周期短等特點，由社會組織制定的團體標準具有較好的先進性、有效性和適用性［14］，更能貼近在役承壓設備檢測評價的需求。尤其是國家標準不可能對各種類型承壓設備所有在用環節的技術要求給予詳細的規定，某些典型的特殊承壓設備，如超高壓水晶釜、焦炭塔、醫用氧艙、長管拖車等的檢測評價規則等更應以團體標準的形式予以體現。在役承壓設備相關團體標準的制定，是對國家和行業標準的有效補充，在有效規范市場行為的同時，可以提高標準化工作的效率，是進一步完善我國在役承壓設備檢測評價法規標準體系的重要一環。

3）加快油氣輸送管道相關法規標準的制修訂。由于管道輸送油氣優勢突出，自改革開放以來，我國不斷加強油氣管網建設。預計到2020年，全國油氣管網總里程將達到16萬km。目前，大規模、跨區域、跨國境的油氣干線管網已經遍布全國，油氣輸送管道的安全問題得到越來越多的關注，但相關的標準仍十分缺乏。受“11·22”青島輸油管道爆炸事件的影響，我國已加速開展油氣輸送管道安全隱患的整改工作，國務院于2014年底發文要求盡快制定出臺《石油天然氣管道保護法》相配套的行政法規和部門規章，健全油氣管道勘察、設計、制造、施工、檢驗檢測和報廢等全過程的技術標準體系［15］。國家標準委也對輸油管道標準體系梳理和急需制定的標準等問題提出了進一步的具體要求。因此，加快油氣輸送管道相關法規標準的制修訂是完善在役承壓設備檢測評價法規標準體系的重要任務之一。

4）正確把握科技方向，加大科研工作的投入力度，為協調標準的制修訂提供技術支撐。“十一五”和“十二五”期間，承壓設備的研究重點為“風險管理”，實現了從“靜態”到“動態”的轉變。結合《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006～2020年）》、《中國制造2025》和國家重點研發計劃等規劃政策，“十三五”期間將圍繞承壓設備“風險防控”，著重研究嚴苛服役環境下的組合損傷機理，適用范圍更廣、檢測精度更高的在線監檢測技術及裝備，承壓設備建造和服役階段的風險防控技術，超期服役設備的壽命預測和延壽技術，宏觀安全風險預警和事故應急處置技術等。科研是技術標準的基礎和支撐，只有持續增加對相關科研的經費和人員投入，不斷提高科研人員的創新意識和能力，加快科研成果的試應用和產業化，才能為在役承壓設備檢測評價法規標準體系的完善和重要標準的制修訂奠定堅實的基礎，在不斷提升我國相關技術標準的質量和國際影響力的同時，實現在役承壓設備檢測評價法規標準體系建設的可持續發展。

參考文獻

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Development of the Regulations and Standards System on Inspection and Assessment of In-service Pressurized Equipment

Shao Shanshan1Jia Guodong2Xie Guoshan1Wang Hui1
（1. China Special Equipment Inspection and Research Institute Beijing 100029）
（2. General Administration of Quality Supervision， Inspection and Quarantine of the People's Republic of China Beijing 100088）

AbstractWith the rapid development of national economy and increasing market demand， pressure equipment are widely used in various industries. The operational safety of pressure equipment has always been the focus of attention. This article describes the history and framework of regulations and standards system on inspection and assessment of in-service pressure equipment， as well as the research findings on damage mode， risk-based inspection， online inspection， fitness for service and their standardization. The focus of future work is proposed on the development of regulations and standards system on inspection and assessment of in-service pressure equipment.

KeywordsIn-service pressurized equipment Inspection and assessment Regulations and standards system

作者簡介：邵珊珊（1983～），女，博士，高級工程師，從事承壓設備合于使用評價工作。

收稿日期：（2015-10-15）

中圖分類號：X924.1

文獻標識碼：B

文章編號：1673-257X（2016）06-0009-05

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.06.002