張艷菊 郭云寶 龔 勇 張 毅

(1.朔州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所；2.遂寧市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所)

TSG21-2016中幾個(gè)術(shù)語(yǔ)的探討*

張艷菊1郭云寶2龔 勇2張 毅2

(1.朔州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所；2.遂寧市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所)

通過(guò)查閱相關(guān)資料，對(duì)TSG 21-2016中的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)(直接連接、最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差、機(jī)械接觸損傷和檢驗(yàn)標(biāo)志)給出了相關(guān)分析與解釋?zhuān)怨┩袇⒖肌?/p>

TSG 21-2016 直接連接 最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差 機(jī)械接觸損傷 檢驗(yàn)標(biāo)志

在執(zhí)行新版TSG 21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)新《固容規(guī)》)時(shí)[1]，在定期檢驗(yàn)條文過(guò)程中，筆者結(jié)合遇到的一些具體問(wèn)題，就新《固容規(guī)》中宏觀檢驗(yàn)、安全附件及檢驗(yàn)標(biāo)志等部分內(nèi)容提出自己的看法和觀點(diǎn)，以便更好地執(zhí)行新《固容規(guī)》。

1 直接連接

新《固容規(guī)》第1.6.2節(jié)中寫(xiě)到，“壓力容器的安全附件，包括直接連接在壓力容器上的安全閥、爆破片、易熔塞、緊急切斷裝置和安全聯(lián)鎖裝置?！逼渲?，普遍對(duì)“直接連接”一詞存在不同的理解，如在設(shè)備的頂部、上部和中部通過(guò)接管連接一只安全閥(圖1)，對(duì)這種連接方式均認(rèn)為是“直接連接”，沒(méi)有爭(zhēng)議；而在容器進(jìn)、出管道上安裝的安全閥(圖2)是否屬于“直接連接”，則存在不同的看法，導(dǎo)致定期檢驗(yàn)時(shí)存在不同的評(píng)判結(jié)論。

筆者認(rèn)為，“直接連接”應(yīng)基于以下兩個(gè)方面考慮：

a.作為單個(gè)壓力容器的設(shè)計(jì)者，若在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了在壓力容器上設(shè)置安全閥，應(yīng)當(dāng)就會(huì)考慮直接連接的方式；作為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)提出是由壓力容器上的安全閥來(lái)保障安全還是在整個(gè)系統(tǒng)(如管道系統(tǒng))中設(shè)置安全閥。然而在壓力容器定期檢驗(yàn)過(guò)程中，檢驗(yàn)員檢驗(yàn)的是壓力容器，而不是整個(gè)系統(tǒng)。

圖1 直接連接

圖2 非直接連接

b.筆者查閱了人民教育出版社、商務(wù)印書(shū)館出版發(fā)行的第11版《新華字典》，關(guān)于“直接”一詞的解釋為：不經(jīng)過(guò)中間事物的，與“間接”相對(duì)。

因此，筆者認(rèn)為新《固容規(guī)》1.6.2節(jié)中的“直接連接”僅限于圖1所示的連接方式。

2 最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差、機(jī)械接觸損傷

新《固容規(guī)》第8.3.2(2)節(jié)中要求，幾何尺寸檢驗(yàn)包括筒體同一斷面上最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差、縱(環(huán))焊縫對(duì)口錯(cuò)變量、棱角度、咬邊及焊縫余高等。 新《固容規(guī)》第8.3.2(3)節(jié)中要求，外觀檢驗(yàn)包括銘牌和標(biāo)志、壓力容器內(nèi)外表面的腐蝕、主要受壓元件及其焊縫裂紋、泄漏、鼓包、變形及機(jī)械接觸損傷等。其中，損傷是指承壓設(shè)備在外部機(jī)械力、介質(zhì)環(huán)境及熱作用等單獨(dú)或共同作用下，造成的材料性能下降、結(jié)構(gòu)不連續(xù)或承載能力下降[2]。機(jī)械損傷是指材料在機(jī)械載荷或墊載荷作用下，發(fā)生的承載能力下降。

然而，在新《固容規(guī)》的壓力容器定期檢驗(yàn)章節(jié)中，并沒(méi)有提及壓力容器定期檢驗(yàn)時(shí)“最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差”判定條件的適用情況和判定不符合要求的依據(jù)，導(dǎo)致檢驗(yàn)員在實(shí)際工作中存在不同的理解。

如在某次實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中壓力容器某處因?yàn)榈跹b原因致使設(shè)備筒體受到撞擊，形成一處凹陷(圖3)。部分檢驗(yàn)人員認(rèn)為該撞擊凹陷是外力所致，所以應(yīng)該以新《固容規(guī)》第8.3.2(3)節(jié)中的“機(jī)械接觸損傷”來(lái)判定。但是筆者認(rèn)為，此處缺陷應(yīng)以“最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差”來(lái)判定，其具體量化指標(biāo)宜采用GB 150.4-2011第6.5.10節(jié)中的規(guī)定，如圖4所示。

圖3 撞擊凹陷示意圖

圖4 最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑示意圖

這是因?yàn)椋?/p>

a.當(dāng)筒體截面不圓時(shí)，在內(nèi)壓作用下，筒體除了具有薄膜應(yīng)力以外，還存在附加彎曲應(yīng)力[3]。這種附加應(yīng)力，在氣瓶?jī)?nèi)表面時(shí)為拉應(yīng)力，而在外表面時(shí)為壓應(yīng)力，因此橢圓長(zhǎng)徑端部的內(nèi)表面總應(yīng)力最大。最大附加彎曲應(yīng)力σw=3/4p(D/s)2[(Dmax-Dmin)/D]，其中p為筒體承受的壓力，D為筒體平均直徑，s為筒體壁厚，Dmax、Dmin為計(jì)算截面上筒體的最大、最小內(nèi)徑?？梢钥闯?，截面圓度公差越大，附加彎曲應(yīng)力越大，對(duì)承受內(nèi)壓的筒體來(lái)說(shuō)，當(dāng)圓度公差增大到一定程度時(shí)，附加彎曲應(yīng)力已無(wú)法忽視，這會(huì)導(dǎo)致筒體承載能力顯著下降。對(duì)于承受外壓的筒體來(lái)說(shuō)，截面不圓不僅影響強(qiáng)度，也降低其穩(wěn)定性，圓度公差過(guò)大時(shí)甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在正常載荷下失穩(wěn)。

b.現(xiàn)有文獻(xiàn)中對(duì)撞擊凹坑殘余應(yīng)力和疲勞分析的結(jié)果表明[4]，撞擊凹坑對(duì)設(shè)備使用性能有一定影響。

c.新《固容規(guī)》第8.5.5(2)節(jié)中關(guān)于“機(jī)械接觸損傷”的定級(jí)要求是按本規(guī)程8.5.4節(jié)表面裂紋和凹坑的規(guī)定處理，此處的“凹坑”不是凹陷，而是經(jīng)過(guò)打磨后形成的凹坑，與設(shè)備被外力撞擊形成的凹陷有本質(zhì)區(qū)別。

因此，對(duì)于圖3中的缺陷，應(yīng)按照“最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差”來(lái)處理，其值采用GB 150.4-2011中的規(guī)定值。

3 檢驗(yàn)標(biāo)志

新《固容規(guī)》第8.7.5節(jié)中要求：檢驗(yàn)結(jié)論意見(jiàn)為符合要求或基本符合要求時(shí)，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)按照規(guī)定出具檢驗(yàn)標(biāo)志。

目前，除了機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備具有全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)志外，承壓類(lèi)特種設(shè)備并沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定檢驗(yàn)標(biāo)志。若是由各檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)自行規(guī)定檢驗(yàn)標(biāo)志，則不利于維護(hù)新《固容規(guī)》的嚴(yán)肅性，不利于全國(guó)特檢機(jī)構(gòu)統(tǒng)一執(zhí)行新《固容規(guī)》。因此，建議在新《固容規(guī)》后續(xù)的修改單中明確或者借鑒機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備出臺(tái)的相關(guān)規(guī)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

新《固容規(guī)》中關(guān)于壓力容器定期檢驗(yàn)部分的條文比2013版更加精煉，簡(jiǎn)化了安全附件的檢驗(yàn)項(xiàng)目，更加有針對(duì)性地對(duì)快開(kāi)門(mén)的聯(lián)鎖功能提出了要求，簡(jiǎn)化了報(bào)告格式，各檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)可以根據(jù)檢驗(yàn)實(shí)際編制報(bào)告內(nèi)容，給檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)員提供了靈活的空間。同時(shí)也希望能積極收集新《固容規(guī)》在實(shí)際執(zhí)行中遇到的一些問(wèn)題，以修改單的名義早日完善規(guī)范。

[1] TSG 21-2016，固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2016.

[2] GB/T 30579-2014,承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014.

[3] 強(qiáng)天鵬.壓力容器檢驗(yàn)[M].北京:新華出版社,2008:51～53.

[4] 王和慧,劉超,熊志鵬,等.反應(yīng)器盤(pán)管撞擊凹坑的殘余應(yīng)力模擬及其疲勞分析[J].化工機(jī)械,2014,41(4):475～479.

DiscussionofTermsinTSG21-2016Regulations

ZHANG Yan-ju1,GUO Yun-bao2,GONG Yong2,ZHANG Yi2

(1.ShuozhouSpecialEquipmentSupervisionandInspectionInstitute;2.SuiningSpecialEquipmentSupervisionandInspectionInstitute)

Through consulting relate data,the terms like direct connection,difference between the maximum and minimum diameter,mechanical contact damage and inspection marks stipulated in TSG21-2016 Regulations were analyzed and explained for reference.

TSG 21-2016 Regulations,direct connection,difference between the maximum and minimum diameter,mechanical contact damage,inspection marks

張艷菊(1977-)，工程師，從事承壓類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作。

聯(lián)系人郭云寶(1977-)，高級(jí)工程師，從事承壓類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)工作，sntjgyb@126.com。

TQ050

A

0254-6094(2017)04-0417-03

2016-11-07，

2016-11-30)