夏紅慶
(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院鹽城分院,江蘇鹽城 224005)
隨著經濟的快速發展,鍋爐壓力容器已廣泛應用于化工、石油、軍用、能源等多個領域。鍋爐壓力容器的質量監督和安全檢驗工作不僅關系到企業的經濟利益,更關系到員工的生命安全。因此,為了保證人員安全,加強鍋爐壓力容器的制造、監督檢查,必須對鍋爐壓力容器的監督檢查給予足夠的重視,進行科學、有效、詳細、全面的檢查。
隨著TSG 07—2019《特種設備生產和充裝單位許可規則》的實施,產生制造單位在原有制造的許可條件增加了自行設計圖紙,這樣對監督檢驗工作又提出了更高的要求。為了保證壓力容器的安全使用,預防和減少事故,保護產品質量,審查設計文件內容包括壓力容器產品的設計圖樣(包括總圖和零部件圖)、強度計算書及風險評估報告(需要時)、有限元法在內的應力分析設計(需要時),設計時應注意如下兩方面的內容。
(1)應充分考慮一些有測試需求的用戶以及對設備的安裝和使用環境有要求的設計參數標準的壓力容器,還要注意壓力容器的一些細節問題,避免因為忽略一些看似無關緊要的問題而使之成為不可靠因素。
(2)在選材、強度校核和計算等方面要充分考慮設備的實際使用情況,不應僅憑個人經驗來計算確定技術參數。設計者應消除設計實踐中的誤解,使計算滿足設計標準的要求,從而提高設備運行的可靠性,保證產品有足夠的理論依據,并在必要時考慮載荷等要素。
壓力容器已經廣泛應用于許多領域,不過隨著應用范圍的擴大,由其引起的事故數量也不斷增加,這使得對其制造材料的檢驗工作變得尤為重要。材料的驗收監檢應按照TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》,一般情況下按(C/B)類項目監檢時審查內容如下:
(1)審查主要受壓元件材料。主要審查受檢單位的見證資料(如主要材料驗收入庫通知單、材料檢驗收記錄表),是否符合受檢單位質量保證體系規定內容以及使用的相關表式。
(2)審查受檢單位主要受壓元件的材料質量證明書原件或加蓋材料經營單位公章和具體經辦負責人章的復印件,核實審查材料應包含化學成分、力學性能是否與《固定式壓力容器安全技術監察規程》的規定一致,并到材料現場核對原始質量證書上生產廠家廠標、爐批號、鋼號以及規格型號和數量等工作。
(3)當主要受壓元件為外協件或者外購件,供貨單位并未實施監督檢驗時,按本條第(1)、(2)項的內容實施監督檢驗,符合《固定式壓力容器安全技術監察規程》要求的方可投入使用;如果供貨方已經進行過監督檢驗,應提供審查外協件或者外購件驗收的相關見證資料和監督檢驗證書。
(4)生產設備的主要受壓元件需要進行材料復驗、無損檢測時,審查材料復驗報告(復驗材料的單位是否具備第三方實驗室認證)、無損檢測(無損檢測單位是否具有第三方檢測機構資質)報告的批準手續是否符合受檢單位質量保證體系中所規定內容,以及試驗項目、驗收要求與《固定式壓力容器安全技術監察規程》、產品制造標準、設計圖紙和其他參照的標準、法規的合理性。
(5)當受檢單位使用境外牌號材料在境內制造壓力容器時,境外牌號材料的化學成分和力學性能要進行復驗,只有符合相關要求后才能投入使用。國內生產的國外牌號材料同樣也要按此要求進行。
(6)對盛裝極度、高度危害介質、H2S 在濕腐蝕環境中使用、設計壓力大于或者等于10 MPa 等的碳素鋼和低合金鋼板(不包括多層壓力容器的層板)制造壓力容器,厚度大于12 mm 時需逐張進行超聲波檢測。
(7)主要受壓元件的材料代用應當取得原設計單位的書面同意,并出據修改通知單,還要在竣工圖上做詳細記錄。
在耐壓試驗或熱處理前,監檢員應及時匯總主要受壓元件材料的監檢確認情況,核查主要受壓元件材料是否符合設計文件規定的材料驗收要求,且是否全部列入材料清單中,確認符合要求后,在相應的材料質量證明書上簽字(章)確認,在質量計劃對應監檢項目的監檢確認欄內簽字(章)確認,并在適當位置記錄見證資料名稱,當編制《監檢記錄表》時,在其對應的監檢項目中記錄見證資料名稱。
當監檢項目為B 類時,還應在質量計劃或《監檢記錄表》上記錄現場抽查的材料入庫編號。
一般情況下按C 類項目監檢,審查主要受壓元件材料標記移植圖或者工藝流轉卡與質量證明書或材料清單上的材料入庫標記是否一致。
當壓力容器制造成使用的主要受壓元件為特殊材料時,按B 類項目進行監督檢驗,現場抽查材料標志移植是否和質量證明書內容一致。監檢員完成材料標記移植的監檢,確認符合要求后,在質量計劃對應監檢項目的監檢確認欄內簽字(章)確認,并在適當位置記錄見證資料名稱。編制《監檢記錄表》時,在其對應的監檢項目中記錄見證資料名稱。
當監檢項目為B 類時,還應在質量計劃或《監檢記錄表》上記錄現場抽查的部位以及對應的材料入庫編號。
壓力容器在制造現場、制作質量、制作工藝方面是否符合質量計劃、焊接工藝文件等要求,是否按照受檢單位質量體制手冊和國家法律法規的安全技術規范的要求生產。產品標準和通用設計圖紙、裝配精度進行抽查坡口表面質量、錯邊量等熱處理或壓力試驗前,被檢查單位應當向主管提交焊接記錄和焊接記錄進行審核,檢查員應抽查焊工人員資格是否符合制造產品所對應的項目要求,實際焊接工藝參數是否符合要求的焊制產品的操作要求,如需修復是否經技術總監批準以及支持的修復過程是否符合焊接工藝規程。
在壓力容器生產過程中,無損檢測的質量直接影響產品的質量。無損檢測涉及到檢測方法的確定、評價標準的確定、檢測比例的確定和檢測質量的評定等方面的工作,是一項非常重要的工作,不僅要了解產品的設計和使用條件,還應了解產品的生產工藝條件和采用無損檢測方法的可靠性:過高的要求會導致在生產過程中大量的返修,過低則可能導致在使用過程中殘留缺陷,導致潛在事故。產品監檢時需要檢查從事無損檢測人員的資格證書是否和他所從事的操作范圍一致,證書是否在有效期內,無損檢測出具的報告和檢測過程中審核手續是否符合要求,檢查單位的質量保證體系、實現時間、比例、位置實施無損檢測時執行的標準和資質等級是否符合安全技術規范、產品標準和通用設計圖紙規定的要求。
壓力容器及其受壓元件在進行熱處理時,要根據設計文件和標準、規范來確定采用熱處理的方法,具體有改善材料力學性能和焊后熱處理操作,在壓力容器制造工作結束并經檢驗合格后。熱處理主要檢查項目:①按照受檢單位質量保證體系文件的規定和編制的工藝要求按照檢查熱處理記錄曲線圖、出具的熱處理報告是否符合受檢單位質量保證體系文件的規定和編制的工藝要求;②按照要求進行熱處理后檢查需要進行相關檢驗和試驗。對有焊后消除應力熱處理的容器,有返修的若在熱處理后返修,應根據補焊深度確定是否需要進行消除應力處理,如有焊補應根據受檢單位質量保證體系文件的規定、安全技術規范、產品標準和設計總圖紙的規定,檢查焊后熱處理是否重新進行;③對改善材料力學性能熱處理,應根據應根據受檢單位質量保證體系文件的規定、安全技術規范、產品標準和設計總圖紙的規定,母材的熱處理試板與容器(包括受壓元件)同爐熱處理。
根據介質類型的不同,壓力試驗可分為3 種方式:液壓試驗、氣壓試驗和氣液組合壓力試驗。其中,壓力試驗和泄漏試驗檢查壓力試驗監督檢查,確認壓力試驗所用的介質、試驗溫度、試驗壓力和保持時間是否符合安全技術規范、產品標準和總設計圖紙的要求,確認耐壓性期間如果有任何泄漏或可見的變形測試。在測試期間,如果有任何不正常聲音,檢驗人員應現場及時安全可靠地進行處理、檢查,壓力試驗現場出具試驗報告。
審查監檢資料為整臺壓力容器產品(包括現場組焊和現場制造的壓力容器),出廠資料至少包括竣工圖、產品合格證、產品質量證明書文件以及是否符合受檢單位質量保證體系的要求,設計的修改和變更是否按規定辦理,并在竣工圖上明確標注。對有超壓泄放裝置質量證明書及校驗報告,制造單位是否具有特種設備制造許可證提出明確要求。實施監督檢查的壓力容器制造強調的安全生產,對主要責任單位提出了更高的要求,規范的監督檢查工作壓力容器監督檢查,控制壓力容器產品出廠的安全質量關,這對壓力容器產品出廠的質量具有重要意義。