王發斌
(中化泉州石化有限公司,福建 泉州362011)
采用ASME標準制造的循環流化床鍋爐設計文件一般要求安裝施工執行ASME標準,而鍋爐安裝所在地特種設備監督檢驗部門則會按照中國電力行業標準進行現場監督、檢查和驗收,故在施工過程中存在著同時執行ASME標準和中國電力行業標準的情形。但是,兩個標準之間在很多方面差別很大,同時執行ASME標準和中國電力行業標準的難度很大。要做到既能保證質量,又需考慮施工的經濟性,是一個技術性很強的問題。因此,在施工前結合ASME標準和中國電力行業標準制定一套比較合理的技術管理和施工工藝程序,解決由于兩個標準之間的較大差別給安裝施工同時執行這兩個標準造成的困難,保證工程施工質量至關重要。
ASME標準是一種通用的指導性標準,根據各種特定形式的建造方法,可對其增加或刪減某些焊接要求,一般須結合具體的工程情況編寫各種操作性強的管理和工藝程序,而電力行業標準是一套適用于我國火力發電廠安裝工程的強制性標準,如果執行了該系列標準,則必須完全按照標準的要求執行。
ASME標準體現了以人為本的原則,更注重于焊接的事前控制,電力行業標準對事后控制要求更多(如驗收、評定)。相對來說,電力行業標準在大多數地方比ASME標準要求更嚴。
焊接評定主要包括焊接工藝評定和焊工技能評定。焊接工藝評定是焊接技術、焊接質量管理的基礎,在中國電力行業標準和ASME標準中都占據了重要的位置。

表1 ASME標準和電力行業標準材料等同對照表
根據ASME標準,凡不是按ASME標準制造的鋼材,均需重新作焊接工藝評定和焊工考試,導致浪費大量的人力和物力,而DL/T868-2004規定“對于常用的國外鋼材,可與國內相應類別的鋼材等同對待”。特別是根據我國的國情,礦產富含“V”元素的特點,在合金鋼中加入了“V”元素,如我國自行研制的12Cr1Mo鋼材,大量使用在國產的機組中,它的微觀組織、機械性能和焊接性與ASME標準中的SA213-T11(P11)和SA213-T12(P12)相似,因此,在技術準備階段,按照電力行業標準和ASME標準,對具有相似的化學成分、組織和性能的鋼材焊接工藝評定可等同對待,制定如表1所示的材料分類表,并通過了業主、總承包商的確認。
ASME標準中規定,沒有列入其中的焊接材料,即使按照其它標準做過評定,在執行ASME標準時,還需重新評定。而DL/T868-2004規定“國外焊條、焊絲按每個型號、牌號分類。經試驗驗證其成分和性能與國內的相似時,可以劃入相應的等級”。在執行中,經過多次技術協商在這點上得到統一:具有相似化學成分和機械性能的焊接材料可以相互替代,如我國的J507等同于ASME的E5015,R407等同于ASME的E9015-B3,R717等同于ASME的E9015-B9等。
電力行業標準在焊接工藝評定上其評定的管徑適用于施工中沒有上限的限制,只有下限的限制,在焊工技能考核上,上、下限均有限制,而ASME標準在焊接工藝評定和焊工技能考核上均沒有上限限制。管徑越小,焊接操作難度越大,管徑越大,其焊接操作難度越小,所以按照ASME標準執行,即上限不限,下限限制,可以做到保證質量,提高經濟效益。
根據ASME標準,焊接工藝評定只需評定任一位置,即可其他條件不變的情況下任意位置。而電力行業標準至少需要評定兩個位置,方可適用全位置。在執行過程中,對焊接工藝評定只要評定一個位置,即根據ASME標準執行。
在ASME標準中只要在PNo1至PNo11中的任一材料(P5A和P5B除外),通過焊工考核,即該焊工可焊接在PNo1至PNo11中的任一材料:但針對各種材料其焊接性有很大差別,特別是奧氏體不銹鋼,所以,在這一點上,電力行業標準是較ASME標準嚴格的,執行改標準對焊工技能進行考核,對鍋爐的焊接是有利的。
電力行業標準規定,焊接考試必須由上級有關部門認可的焊工考試委員會進行,而ASME標準未對此作出規定,一般焊工考試只要業主等的認可即可。
DL/T869-2004根據焊縫的重要程度,把焊縫外觀質量分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個等級,而ASME標準只有允許和不允許之分。由于ASME標準在外觀質量的要求明顯低于中國電力行業標準,如咬邊的深度,對于任何焊縫,我國的標準是不大于0.5 mm,ASME標準是不大于1.0 mm等,因此,我們按照中國電力行業標準對焊縫外觀質量進行檢查和驗收。
我國電力行業標準依據部件的工作條件(壓力、溫度)劃分的焊縫質量等級確定無損檢測比例,ASME標準依據焊縫是否暴露于煙氣或受爐膛輻射熱以及管子規格確定100%射線檢測或不檢測(一般不用超聲波探傷)。按照ASME標準的要求,鍋爐受熱面管子及直徑在152m m或厚度在19m m以下的連接管路可不進行無損檢測。但是,我國相當一部分施工人員質量意識淡薄,長期在被動的控制中,淡化了質量意識。因此,無損檢測不僅僅是一種對焊接質量的最終檢查驗收,也是一種控制焊接過程的重要工具,它能提高焊工的質量意識,及時反饋焊接質量、利于控制焊接質量,防止焊工及有關人員在焊接過程中出現馬虎思想,導致質量失控。因此,我們采用中國電力行業標準進行無損檢測,業主為此追加了41萬元無損檢測費用,工程焊接質量得到很好的控制。
光譜復查,主要是用于核對是否錯用母材及焊接材料。ASME標準沒有要求光譜復查,但是,中國施工企業及設備生產單位的管理在這方面普遍較差,常有錯用焊接材料的事情發生,為了確保焊縫材質正確,應根據DL/T869-2004的比例對焊縫進行光譜復查。
ASME標準規定的焊前預熱溫度低于中國電力行業標準的規定,特別是對于SA335-P91,預熱溫度才200℃左右,經過反復試驗,在此溫度下,SA335-P91的打底難度極大,應提高至260℃至300℃。這是由于管道內部在不斷充氬保護的過程中,氬氣流動帶走了較大的熱量,致使內管壁的溫度下降較快,低于外管壁的溫度。因此,焊前預熱溫度應綜合兩個標準的規定,使用經過焊接工藝評定的預熱溫度,而不應盲目地應用。
ASME標準所謂的焊后熱處理即為“去應力退火”,熱處理溫度較低,而電力行業標準的焊后熱處理為“高溫回火”。在執行過程中,焊后熱處理的溫度,應根據鋼材和焊接材料的制造標準及焊接工藝評定,執行相應的標準。
由于企業間用工制度、施工人員質量意識等的差異導致了技術管理上存在著較大差異,ASME標準更側重于對焊接施工全過程中的事前控制、事中監督,如ASME標準沒有要求水壓試驗前檢查驗收,側重于主動控制;電力行業標準是根據我國國情出發更側重通過對結果的檢驗、反饋,達到提高施工人員的焊接質量意識而控制焊接質量的,對被動控制要求較多。在施工中,應將主動控制與被動控制緊密結合起來,加大主動控制在控制中的比例,同時進行定期連續的被動控制。
我國的質量體系是在中國特定的環境下形成并發展的,執行外國標準時,必須結合中國國情。現在,涉外工程不斷增加,引進國外設備不斷增多,這些設備幾乎是按照ASME標準或國外其它標準制造的,由中國企業現場安裝,在中國必須執行中國的有關法律、法規和有關標準,多個標準同時執行或在同一設備上執行的情況會越來越多,每一個標準都有其存在的條件、環境和必要性,以技術為手段,從人、機、料、法、環方面,結合我國國情,與外商友好協商、研究,必定會在各標準間找出合理的解決辦法,保證焊接質量、工程進度、提高經濟效益。廈門騰龍特種樹脂有限公司3臺220t/a蒸汽鍋爐的施工,同時執行ASME標準和中國電力行業標準,質量情況良好,3臺鍋爐在水壓試驗時均未發現泄漏,安裝質量得到了外商的肯定,給我們提供了一個同時執行ASME標準和中國電力行業標準及成功的典范。
[1]DL/T869-2004,焊接技術規范[S].2004.
[2]DL/T679-1999,焊工考核技術規程[S].1999.
[3]DL/T868-2004,焊接工藝規程[S].2001.
[4]中華人民共和國電力工業部.火電施工質量檢驗及評定標準(焊接篇)[S].1996。