袁奕雯 符明海 楊宇清

(上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院)

對(duì)TSGD7002中壓力管道管件型式試驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目的幾點(diǎn)討論①

袁奕雯 符明海 楊宇清

(上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院)

就TSG D7002-2006中對(duì)壓力管道管件所規(guī)定的型式試驗(yàn)檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了討論，認(rèn)為其中的部分檢驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容描述過于籠統(tǒng)，只有項(xiàng)目羅列，沒有具體內(nèi)容說明或釋義，會(huì)造成一些檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目理解上產(chǎn)生分歧，在型式試驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生爭議。筆者根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出了修改建議和具體檢驗(yàn)方法，對(duì)規(guī)范壓力管道管件的型式試驗(yàn)檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了有益的探討。

TSG D7002-2006 壓力管道管件 型式試驗(yàn)

壓力管道管件(以下簡稱管件)是壓力管道的重要配件，屬于特種設(shè)備壓力管道元件類別之一，在管道系統(tǒng)中多用于連接、轉(zhuǎn)折、分支、變徑或封堵，常見的管件包括彎頭、 三通、 四通、異徑管接頭及管帽等[1]。

《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》和《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定[2，3]：境內(nèi)、外管件制造單位必須按照 TSG D2001-2006《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中的要求，取得“特種設(shè)備(管件)制造許可證”后方能從事生產(chǎn)銷售。境內(nèi)壓力管道管件制造單位首次申請(qǐng)“特種設(shè)備(管件)制造許可證”時(shí)，應(yīng)先約請(qǐng)型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行型式試驗(yàn)。型式試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)入下一步現(xiàn)場鑒定評(píng)審環(huán)節(jié)。獲得特種設(shè)備制造許可證的管件制造單位，有效期滿后需要繼續(xù)從事制造工作的，應(yīng)當(dāng)在有效期滿前6個(gè)月內(nèi)，向負(fù)責(zé)受理的機(jī)關(guān)提出換證申請(qǐng)。按照安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定，需要重新進(jìn)行型式試驗(yàn)的，型式試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)在提出換證申請(qǐng)前完成。逾期未換證的，原許可證自動(dòng)失效。

上述規(guī)定充分彰顯了型式試驗(yàn)在管件制造過程中證前監(jiān)管的重要意義。然而，由于TSG D7002-2006對(duì)管件型式試驗(yàn)的描述過于籠統(tǒng)，特別是“型式試驗(yàn)項(xiàng)目及其內(nèi)容”中的“檢驗(yàn)與試驗(yàn)”只有項(xiàng)目名稱羅列，沒有具體內(nèi)容說明或釋義，由此對(duì)一些檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目理解上會(huì)產(chǎn)生分歧，在型式試驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生爭議。筆者就管件型式試驗(yàn)項(xiàng)目的操作困境進(jìn)行具體探討。

1 壓力管道管件型式試驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容

根據(jù) TSG D7002-2006附件 B 的規(guī)定[4]：鋼制無縫管件和鋼制有縫管件的彎頭、三通和四通必須進(jìn)行型式試驗(yàn)。型式試驗(yàn)的項(xiàng)目及其內(nèi)容分為設(shè)計(jì)審查、檢驗(yàn)與試驗(yàn)兩部分。

設(shè)計(jì)審查主要是對(duì)產(chǎn)品工序的制造工藝和要求、熱處理工藝方法和要求、無損檢測方法和比例、焊接工藝及評(píng)定、檢驗(yàn)與試驗(yàn)要求等進(jìn)行資料審查。

檢驗(yàn)與試驗(yàn)主要是對(duì)產(chǎn)品的外觀、幾何尺寸、原材料化學(xué)成分和力學(xué)性能、焊接質(zhì)量(適用于焊接)、熱處理、無損檢測、硬度、爆破強(qiáng)度、晶粒度(當(dāng)需要時(shí))、金相組織(當(dāng)需要時(shí))、 低溫沖擊性能(當(dāng)需要時(shí))進(jìn)行檢驗(yàn)與試驗(yàn)，以驗(yàn)證產(chǎn)品安全性能是否滿足技術(shù)要求。

2 難以操作的具體問題

根據(jù)2014年10月國家質(zhì)檢總局公布的新 《特種設(shè)備目錄》[5](下稱《目錄》)及2015 年國家質(zhì)檢總局辦公廳發(fā)布的質(zhì)檢辦特[2015]675號(hào)“關(guān)于壓力管道氣瓶安全監(jiān)察工作有關(guān)問題的通知”[6]，對(duì)部分原TSG D2001-2006《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中壓力管道元件的品種和級(jí)別進(jìn)行了調(diào)整。按照新《目錄》，壓力管道元件被分為非焊接管件(無縫管件)、焊接管件(有縫管件)、鍛制管件、復(fù)合管件及非金屬管件等品種。筆者討論的主要為非焊接管件(無縫管件)和焊接管件(有縫管件)的型式試驗(yàn)檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目。

為了更有針對(duì)性地進(jìn)行型式試驗(yàn)，除TSG D7002-2006外，還應(yīng)參考GB/T 12459-2017[7]和GB/T 13401-2005《鋼板制對(duì)焊管件》。在管件型式試驗(yàn)過程中，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，型式試驗(yàn)人員對(duì) “檢驗(yàn)與試驗(yàn)”這部分內(nèi)容中“原材料化學(xué)成分和力學(xué)性能”、“熱處理”、“晶粒度”及“金相組織”等幾個(gè)方面存在較多疑問。

2.1原材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能，硬度，低溫沖擊性能——建議明確檢驗(yàn)對(duì)象，合并同類項(xiàng)

TSG D2001-2006中“原材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能”的表述不夠明確，需要檢驗(yàn)的究竟是“原材料的化學(xué)成分”和“原材料的力學(xué)性能”，還是需要檢驗(yàn)“原材料的化學(xué)成分”和“加工成形管件的力學(xué)性能”？從一名型式試驗(yàn)人員對(duì)產(chǎn)品安全性能的認(rèn)識(shí)角度而言，筆者傾向于對(duì)后者的驗(yàn)證，理由如下：

a. 目前生產(chǎn)的鋼制無縫管件(包括工廠預(yù)制彎管、有縫管坯制管件)和鋼制有縫管件(鋼板制對(duì)焊管件)均為金屬制造，無縫管件一般采用彎管、擴(kuò)孔等機(jī)加工工藝，有縫管件采用卷板、焊接等加工工藝，后期則按照不同需求進(jìn)行熱處理，原材料與成品的化學(xué)成分并不會(huì)因?yàn)闊崽幚矶l(fā)生較大變化，故檢驗(yàn)原材料的化學(xué)成分和檢驗(yàn)成品的化學(xué)成分并無本質(zhì)區(qū)別。

b. 檢驗(yàn)“原材料的力學(xué)性能”和“檢驗(yàn)成形管件的力學(xué)性能”則有很大差別。以“鋼制對(duì)焊無縫管件”為例，不同材料的熱處理多達(dá)7種(表1)，不同熱處理后，其力學(xué)性能與原材料力學(xué)性能自然而然地發(fā)生了變化，而對(duì)于成形管件的承壓要求而言，檢驗(yàn)原材料力學(xué)性能并不能確保它加工成形后的安全性能。此外，“硬度、低溫沖擊性能”表述上也存在類似問題。材料的力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境(溫度、介質(zhì)、濕度)下，承受各種外加載荷(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊及交變應(yīng)力等)時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。一般來說金屬的力學(xué)性能分為10種，即脆性、強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度、彈性、延展性、剛性、屈服點(diǎn)或屈服應(yīng)力。為了測定這些力學(xué)性能，在實(shí)驗(yàn)室里，通常會(huì)采用不同的檢測方法，比如采用拉伸試驗(yàn)測定金屬的強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服應(yīng)力、延展性；采用低溫沖擊試驗(yàn)來測定金屬的沖擊韌性。不難看出，硬度、低溫沖擊性能其實(shí)都是屬于對(duì)材料力學(xué)性能的測定。因此，筆者認(rèn)為硬度、低溫沖擊是包含在產(chǎn)品材料力學(xué)性能測試之中的，不宜單獨(dú)提出。

表1 鋼制對(duì)焊無縫管件材料熱處理方式[7]

c. 對(duì)于制造廠家而言，由于加工工藝和產(chǎn)品要求各不相同，所謂“力學(xué)性能”的要求，無論是在規(guī)范還是在標(biāo)準(zhǔn)中均未給出具體的規(guī)定，在實(shí)際操作中，一般來說，制造廠家只給出材料抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷后伸長率的制造保證值，這里僅進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，并不涵蓋其他力學(xué)性能測定項(xiàng)目。因此，筆者認(rèn)為此項(xiàng)目應(yīng)理解為檢驗(yàn)“原材料化學(xué)成分”和“成品管件力學(xué)性能試驗(yàn) [包括拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、 低溫沖擊試驗(yàn)(必要時(shí))]”較為合理。

2.2“晶粒度”、“金相組織”——建議采用規(guī)范項(xiàng)目名稱

TSG D2001-2006所表述的“晶粒度”和“金相組織”用語不夠規(guī)范，不易操作。

金相組織是指金屬組織中化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能相同的組成，其中包括固溶體、金屬化合物及純物質(zhì)。晶粒度所表示的物理意義是晶粒大小的尺度。

通常，人們?cè)诳谡Z中所表達(dá)的“金相組織”，其實(shí)是指“顯微組織”檢查。而真正的金相檢查是指采用金相顯微鏡對(duì)金屬或合金的宏觀組織和顯微組織進(jìn)行分析測定，以得到各種組織的尺寸、數(shù)量、形狀及分布特征的方法。金相檢查既包括了“晶粒度”檢查，又包括了“顯微組織”檢查，筆者認(rèn)為將此項(xiàng)目合并修改為“金相檢查(當(dāng)需要時(shí)應(yīng)檢查晶粒度和顯微組織)”更便于實(shí)際操作。

2.3熱處理——可操作性較差

TSG D2001-2006中“檢驗(yàn)與試驗(yàn)”項(xiàng)目中“熱處理”的表述在實(shí)際型式試驗(yàn)過程中難以操作。熱處理的含義太過于寬泛，型式試驗(yàn)人員在具體檢驗(yàn)時(shí)無法讀取其中的信息，從而開展具體工作。

熱處理是管件制造中的重要環(huán)節(jié)之一，但是型式試驗(yàn)是否應(yīng)進(jìn)行此項(xiàng)測試，又應(yīng)測試什么內(nèi)容，值得商榷。由于在設(shè)計(jì)審查中，已經(jīng)對(duì)產(chǎn)品的“熱處理工藝方法和要求”進(jìn)行了審查，因此此處“熱處理”大多數(shù)型式試驗(yàn)人員理解為“檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目”。

然而，從實(shí)際操作中講，型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)并無義務(wù)代替廠家對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，也無熱處理設(shè)備，無法對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行“檢驗(yàn)與試驗(yàn)”。那么型式試驗(yàn)人員究竟是應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場見證產(chǎn)品的熱處理，還是只需要審查制造廠家提供的包括熱處理記錄(如圓盤紙等)在內(nèi)的熱處理報(bào)告？如果是后者，此項(xiàng)僅為“見證或?qū)彶椤?，并非“檢驗(yàn)與試驗(yàn)”，因此，僅用“熱處理”三字概括型式試驗(yàn)的檢驗(yàn)與試驗(yàn)，使得型式試驗(yàn)人員難以操作。

筆者認(rèn)為，熱處理的主要作用是改善產(chǎn)品力學(xué)性能，消除加工應(yīng)力，如果熱處理后產(chǎn)品的力學(xué)性能能夠滿足需求，在設(shè)計(jì)審查時(shí)已經(jīng)審核過廠家“熱處理工藝方法和要求”，則無需對(duì)此項(xiàng)目再次進(jìn)行“檢驗(yàn)與試驗(yàn)”。

3 建議

綜上所述，建議壓力管道管件型式試驗(yàn)中“檢驗(yàn)與試驗(yàn)”整合為以下7個(gè)項(xiàng)目，以便于型式試驗(yàn)人員操作：外觀、幾何尺寸檢查；原材料化學(xué)成分分析；成品管件力學(xué)性能試驗(yàn)(應(yīng)包括拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、低溫沖擊試驗(yàn)(必要時(shí)))；焊接質(zhì)量檢查(適用于焊接)；無損檢測；爆破試驗(yàn)(測定爆破壓力)；金相檢查(當(dāng)需要時(shí)檢查晶粒度和顯微組織)。

[1] 符明海，王振棒.新《特種設(shè)備目錄》對(duì)金屬管件取證和型式試驗(yàn)帶來的變化[J].化工裝備技術(shù)，2017，38(1)：27～30.

[2] 全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì).中華人民共和國特種設(shè)備安全法[M].北京：法律出版社，2013.

[3] 中華人民共和國國務(wù)院.中華人民共和國特種設(shè)備安全監(jiān)察條例[M].北京:中國法制出版社,2009.

[4] TSG D7002-2006，壓力管道元件型式試驗(yàn)規(guī)則[S].北京：中國計(jì)量出版社，2006.

[5] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.關(guān)于修訂《特種設(shè)備目錄》的公告[R].2014 年第 114 號(hào).

[6] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局辦公廳.質(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于壓力管道氣瓶安全監(jiān)察工作有關(guān)問題的通知[R].質(zhì)檢辦特(2015)675號(hào).

[7] GB/T 12459-2017，鋼制對(duì)焊管件類型與參數(shù)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

2017-04-17)

(Continued on Page 527)

DiscussionabouttheTypeTestandInspectionItemsofPressurePipesandFittingsStipulatedinTSGD7002Specification

YUAN Yi-wen,FU Ming-hai, YANG Yu-qing

(ShanghaiInstituteofSpecialEquipmentInspectionandTechnologyResearch)

袁奕雯(1982-)，高級(jí)工程師，從事壓力管道元件、氣瓶、瓶閥等特種設(shè)備的設(shè)計(jì)文件鑒定、型式試驗(yàn)及其研究工作,13524647423@139.com。

TQ055.8+1

A

0254-6094(2017)05-0474-04