(山東省特種設備檢驗研究院有限公司,濟南 250101)
國內(nèi)自從開展壓力容器監(jiān)督檢驗以來,其在保障壓力容器的產(chǎn)品質(zhì)量方面起到了非常重要的作用。但隨著壓力容器向大型化和向高參數(shù)方向發(fā)展,以及新材料、新技術(shù)和新工藝的不斷出現(xiàn),對于壓力容器制造和檢驗也提出了更高的要求。目前壓力容器制造行業(yè)不景氣,人員流動較大,質(zhì)保體系運轉(zhuǎn)存在一定問題,因此很難保證產(chǎn)品質(zhì)量,加上目前特檢機構(gòu)改革、特種設備檢驗行業(yè)存在嚴重人機不匹配等問題。為了更好地做好壓力容器監(jiān)督檢驗工作,保證壓力容器安全運行,該文針對壓力容器監(jiān)督檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行梳理與分析,希望能為制造單位、監(jiān)督檢驗單位(第三方檢驗)提供一定的參考。
壓力容器監(jiān)督檢驗已有30多年的歷史,對于從源頭上保障壓力容器安全質(zhì)量,發(fā)揮了極大的作用。壓力容器監(jiān)督檢驗也符合國際慣例,因此《中華人民共和國特種設備安全法》(以下簡稱《特設法》)第二十五條明確規(guī)定了監(jiān)督檢驗的法律地位和公益屬性[1]。
TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《大容規(guī)》)明確規(guī)定企業(yè)可以邀請有資質(zhì)的檢驗機構(gòu)進行檢驗[2],企業(yè)可以自主選擇監(jiān)檢單位。眾所周知,產(chǎn)品的質(zhì)量是制造出來的,而不是檢驗出來的。從每年的監(jiān)督抽查通報、重大事故調(diào)查報告、監(jiān)檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題來看,壓力容器制造過程存在眾多問題:首先是由于實體經(jīng)濟不景氣,低價中標,一部分制造單位鋌而走險,偷工減料;其次是有些單位技術(shù)不成熟、有些技術(shù)人員知識不全面、對法規(guī)標準理解不到位等,雖然由企業(yè)自主選擇監(jiān)督檢驗機構(gòu),有利于促進競爭;但最后是有的企業(yè)為了盈利而置法律法規(guī)不顧。目前事業(yè)單位改革已是大勢所趨,監(jiān)督檢驗應該繼續(xù)保持傳統(tǒng),與國際保持一致,體現(xiàn)其檢驗的公正性,監(jiān)督檢驗只能由代表政府職能的公益性事業(yè)單位或政府指定的檢驗機構(gòu)履行其職責,因為一旦放任市場競爭,后果不堪設想。
《大容規(guī)》規(guī)定體系檢查由監(jiān)督檢驗機構(gòu)實施,每年至少一次,而檢驗員僅針對產(chǎn)品的安全質(zhì)量和發(fā)生工序的體系進行檢驗,一定程度上減少檢驗人員的工作量,使檢驗人員可以專注于產(chǎn)品的過程檢驗。雖然《大容規(guī)》第6章對于設計文件審查內(nèi)容給出了明確規(guī)定;但按照GB 150—2011《壓力容器》[3]和GB 151—2014《熱交換器》[4]等有關標準開展檢驗過程中,依然發(fā)現(xiàn)存在不規(guī)范的行為。
通過設計文件審查,可以了解壓力容器的結(jié)構(gòu)及工藝流程,掌握其制造關鍵工序、要點和關鍵點,從而制訂合理的制造工藝、檢驗項目和要求。在監(jiān)督檢驗過程中發(fā)現(xiàn)存在如下問題:
(1)設計圖紙上未加蓋法人印章;設置安全閥接口,設計文件中缺少安全閥泄放量計算書和安全閥的規(guī)格型號;未設置安全閥口,未按照《大容規(guī)》規(guī)定注明安全泄放裝置安裝在管線上;壓力容器類別劃分錯誤。此處類別錯誤,主要表現(xiàn)在A2的第Ⅲ類低中壓壓力容器,設計單位往往只考慮了壓力和介質(zhì)特點,而忽略了容積,導致其類別錯誤。
(2)未注明壓力容器用材料的標準名稱。如GB/T 8163—2018規(guī)范的20號鋼管與GB 6479—2013規(guī)范及GB 9948—2013規(guī)范的20號鋼管制造技術(shù)要求和使用限制有很大差別,未標注材料標準名稱,可能會導致采購的材料不能滿足制造要求。
(3)未結(jié)合壓力容器制造特點,按照GB 150.2—2011規(guī)范對材料提出特殊驗收要求。如鋼板未明確超聲檢測要求,未要求進行特定溫度下的低溫沖擊,未規(guī)定鋼板的供貨狀態(tài);如有毒、可燃介質(zhì)采用商品級緊固件,不符合其設計引用標準HG/20613—2009《鋼制管法蘭用緊固件》5.03的規(guī)定,未按照等強匹配原則進行焊接材料選用[5]。
(4)設備最大質(zhì)量未按照壓力試驗或操作條件下,設備質(zhì)量和內(nèi)充介質(zhì)質(zhì)量之和的最大值進行計算。
(5)規(guī)定接管與殼體的焊接接頭為G2,但未注明是否為全焊透接頭。
(6)B類焊縫必須為全焊透焊接接頭,但因容器直徑過小,手工雙面焊無法實現(xiàn),未注明具體的焊接方法,如自動焊;氬弧焊打底,雙面焊透的單面對接焊;帶墊板的單面對接焊。
(7)未給出公稱直徑小于250 mm的B類焊縫檢驗要求;未規(guī)定泄漏性試驗的具體技術(shù)要求(如氦檢漏、氨檢漏、鹵素檢漏的具體技術(shù)要求)。
(8)換熱器管程壓力高于殼程壓力時,未規(guī)定具體的管頭耐壓試驗要求。如適當提高殼程耐壓和泄漏試驗壓力,并以最高試驗壓力校核殼程各受壓元件強度是否滿足GB 151—2014規(guī)范的要求,不足時需要增加壁厚;按照HG/T 20584—2011《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》的鹵素檢漏、氨檢漏、氦檢漏的方式對殼程進行泄漏試驗[6]。
(9)現(xiàn)場組焊的環(huán)焊縫局部熱處理時,未注明焊縫每側(cè)加熱寬度及非加熱部位保溫要求。
(10)異種鋼焊接,焊接材料選用錯誤。部分設計單位對于異種鋼概念不清,誤認為20+Q345R為異種鋼焊接,異種鋼應以金相組織進行區(qū)分,如以金相組織來確定是否為異種鋼,即A+P,A+M,A+B,M+P,M+B,B+P,鎳及鎳合金與其他金屬之間的焊接接頭。
(11)未對快開門式壓力容器使用環(huán)境、校驗周期和校驗方法等使用技術(shù)要求作出規(guī)定。
(12)存在設計缺陷,風險評估報告內(nèi)容流于形式,無法指導實際的安全生產(chǎn)和應急救援。如某設計單位未考慮耐火襯里破損后隔熱功能喪失,在高溫、高壓和高氫分壓工況下,筒體材料選用Q345R;導致材料選型錯誤,結(jié)構(gòu)設計不合理。在使用環(huán)節(jié),腐蝕是導致壓力容器失效的主要因素,因此在風險評估報告中應充分考慮介質(zhì)與材料的匹配性、監(jiān)測措施和檢測方法,目前壓力容器常見的腐蝕減薄的損傷模式見表1[7]。
表1 腐蝕減薄
續(xù)表1
工藝文件主要是指制造流轉(zhuǎn)卡、焊接工藝規(guī)程、質(zhì)量計劃和熱處理工藝卡等指導制造過程的文件。在審查過程中,發(fā)現(xiàn)存在如下問題:
(1)焊接工藝規(guī)程中既無焊縫示意圖又無相應技術(shù)說明;有的產(chǎn)品未提出焊接試件焊接要求;未明確預熱保溫范圍和預熱測溫點。
(2)引用焊接工藝評定和焊工資質(zhì)無法覆蓋施焊焊縫(如主要表現(xiàn)為焊縫厚度、填充金屬和熱處理時間無法覆蓋)。
(3)熱處理工藝卡缺少有效測溫點布置要求。
(4)質(zhì)量計劃中檢驗工序、檢驗要求與《大容規(guī)》及其質(zhì)量保證體系不符。
(5)制造過程工序卡中檢驗項目及要求無規(guī)定具體數(shù)值,無法指導現(xiàn)場生產(chǎn)。
設計和制造基本上均能保證材料使用符合法規(guī)要求,但依然存在不足之處,主要有以下問題:
2.3.1 材料質(zhì)量證明文件
在檢驗過程中發(fā)現(xiàn),材料質(zhì)量證明書內(nèi)容或技術(shù)要求不符合相應安全技術(shù)規(guī)范的要求,其真實性值得商榷。
(1)從非材料制造單位取得壓力容器材料時,材料證明書復印件缺少材料經(jīng)營單位公章和經(jīng)辦人簽字(章)。
(2)鋼管缺少液壓試驗驗證,如未做耐壓試驗,也未采用無損檢測代替液壓試驗;奧氏體不銹鋼缺少晶間腐蝕試驗;化學成分及機械性能不符合要求,如S和P化學成分超標、抗拉強度和延伸率低于標準要求;低氫焊材熔敷金屬成分不符合設計圖樣要求;奧氏體不銹鋼Cr和Ni含量不符合要求,Mn含量超標(通過提高Mn含量,提高強度);不銹鋼法蘭鍛件質(zhì)量證明書中出現(xiàn)耐壓試驗和渦流檢驗驗證;材料牌號與其執(zhí)行標準不一致。
(3)缺少鍛件熱處理報告;Ⅲ級鍛件未進行超聲檢測;未提供鍛件供貨狀態(tài);鍛件超聲波檢測報告中探頭選擇錯誤;M36以上設備主螺柱未進行表面檢測、缺少沖擊功值和熱處理狀態(tài);無損檢測合格級別不符合GB 150.4—2011規(guī)范的要求。
(4)橢圓封頭成形方式為冷旋,未進行消除應力熱處理。GB/T 25198—2010《壓力容器封頭》6.4.5.1規(guī)定:整板成形及先拼板后成形的鋼制半球形、橢圓形、蝶形封頭以及平底形封頭,應于冷成形后進行熱處理。供貨狀態(tài)為正火(N)或供貨狀態(tài)為正火+回火(N+T)的鋼板封頭熱成型(其終壓溫度小于800 ℃,熱壓改變供貨狀態(tài)),缺少母材熱處理試件報告(出現(xiàn)這種情況,主要是封頭外協(xié)成形時,制造廠未提出成形方式要求)[8]。
(5)爆炸復合板基層鍛件級別選用錯誤,不符合NB/T 47002.1—2009 《壓力容器用爆炸焊接復合板 第1部分:不銹鋼-鋼復合板》7.1.1的規(guī)定[9]。
2.3.2 材料驗收
(1)材料及零部件存放未進行三區(qū)劃分,未按照質(zhì)量保證體系規(guī)定進行材料標記移植。
(2)法蘭等鍛件缺少標識,未按照其制造標準要求標識執(zhí)行標準、材質(zhì)、規(guī)格、壓力等級和“TS”標識,無法與其合格證或質(zhì)量證明書進行核對檢查;實物為冷旋封頭但合格證為熱壓封頭。
(3)奧氏體不銹鋼開平板未進行開平復驗,低溫容器焊條未進行藥皮水的含量或熔敷金屬擴散氫含量復驗,用于Ⅲ類壓力容器的Ⅳ級鍛件未進行復驗。
(4)鋼板超聲波檢測合格級別不符合設計圖樣和標準的規(guī)定;鋼板供貨狀態(tài)不符合要求(如某設備不銹鋼板要求交貨狀態(tài)為1D,實際為2B);奧氏體不銹鋼換熱器管的渦流探傷級別、液壓試驗壓力值不符合GB 150—2011規(guī)范的要求;有的單位將執(zhí)行標準為GB/T 8163—2018規(guī)范鋼管用于高壓容器;當直徑和厚度可以制備寬度為5 mm小沖擊試樣的鋼管未進行沖擊試驗;法蘭鍛件級別不符合設計圖紙和《大容規(guī)》要求(如氯氣緩沖罐要求鍛件級別為Ⅲ級,而合格證和法蘭標記均為Ⅱ級)。
焊接工藝的正確性和焊工操作技能是決定焊接接頭質(zhì)量的關鍵因素。焊工應按照TSGZ 6002—2010《特種設備焊接人員考核規(guī)則》[10]取得相應資質(zhì),根據(jù)NB/T 47014—2011《承壓設備焊接工藝評定》[11],結(jié)合壓力容器結(jié)構(gòu)和工藝要求合理選擇焊接工藝、制做焊接工藝評定試樣,但檢驗過程中發(fā)現(xiàn),由于對TSGZ 6002—2010規(guī)范和NB/T 47014—2011規(guī)范理解偏差,依然存在如下問題:
2.4.1 焊接工藝評定
(1)未按照NB/T 47014—2011規(guī)范進行焊接工藝評定。
(2)試件厚度小于10 mm時,采用GTAW(無極電弧保護焊)+SMAW(手工電弧焊),屬于組合評定,未按照NB/T 47014—2011規(guī)范的規(guī)定進行側(cè)彎試驗。對于組合試件,為了考核不同焊接方法焊縫之間熔合情況,應當進行側(cè)彎試驗,一般情況下t≤10 mm,不推薦使用組合評定,首先薄板焊接沒有必要進行組合評定;其次由于試樣太窄,彎曲后容易出現(xiàn)缺陷;最后單個側(cè)彎試樣尺寸不滿足NB/T 47014—2011規(guī)范取樣要求。若處于工藝需要進行薄板組合評定,則可將側(cè)彎試樣并列焊接后同時進行彎曲試驗。
(3)不等厚焊接時,引用焊接工藝評定無法覆蓋。管板與筒體的C類焊縫和接管與筒體的D類焊縫不等厚焊接時,焊接方法、試件厚度和焊縫金屬應同時覆蓋;引用焊接工藝評定沖擊溫度不能覆蓋其實際產(chǎn)品,如PQR(焊接工藝評定)報告中沖擊溫度為0 ℃,而設計要求進行-20 ℃沖擊;焊縫兩側(cè)為不同組別材料,未進行焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)沖擊試驗。
(4)引用焊接工藝評定的熱處理時間無法覆蓋實際產(chǎn)品,PQR熱處理時間按照實際試件的厚度進行,未考慮到焊接工藝評定可以覆蓋到2倍試件厚度,或產(chǎn)品在熱處理后進行返修,設備相當于經(jīng)受兩次熱過程,造成其熱處理時間無法覆蓋;引用焊接工藝評定的熱處理狀態(tài)無法完全覆蓋,如需整體熱處理消除應力的壓力容器,其封頭拼接焊接接頭也就要與容器一起再進行一次消除應力熱處理,因而這類壓力容器在制造過程中封頭拼接焊接接頭相當于進行了兩次焊后熱處理,正火+消除應力熱處理;拼縫經(jīng)過熱壓成形的封頭,其焊件覆蓋厚度為1.1T而不是2T;拼縫的封頭熱成型,缺少熱處理狀態(tài)為正火的焊接工藝評定,因碳鋼和低合金鋼制凸形封頭,熱沖壓過程的加熱溫度已達到或超過910 ℃,而熱沖壓過程類似于正火。
(5)焊接Fe-1和Fe-3時,焊接工藝評定報告中采用強度級別高的填充金屬,實際產(chǎn)品采用強度級別低的填充金屬(如引用的PQR為Q345R+Q245R+J507,而實際施焊產(chǎn)品為Q345R+Q245R+J427)。
(6)彎曲試樣彎軸直徑選用錯誤;異種鋼焊接時,焊縫中心未對準彎心軸線,發(fā)生偏離;焊接工藝評定試樣取樣畫線不符合NB/T 47014—2011規(guī)范的要求。主要表現(xiàn)在熱影響區(qū)取樣位置不準確,導致熱影響區(qū)檢測數(shù)值失真,實際反映是母材的沖擊功;換熱管與管板焊接接頭接弧處焊縫根部未焊透。
(7)堆焊層厚度小于已評定的最小厚度,主要體現(xiàn)在換熱器管板堆焊或接管和法蘭堆焊;焊后熱處理保溫時間超過評定值的25%,主要表現(xiàn)在返修后重新熱處理,誤執(zhí)行NB/T 47014—2011規(guī)范中6.1.4.2的規(guī)定;單層改為多層未重新進行焊接工藝評定,主要是將焊接工藝評定覆蓋原則與焊工資質(zhì)覆蓋混淆。
(8)采用SMAW,SAW(埋弧自動焊),GTAW(無極電弧保護焊)和GMAW(亞弧焊)焊接方法,由每面多道改為每面單道,且未經(jīng)過高于上轉(zhuǎn)變溫度的熱處理時,未進行沖擊試驗(為了避免補加因素變化帶來的不利影響,應盡量采取一面單道、一面多道的焊接工藝,且對于有沖擊要求的材料,其焊縫厚度應大于6 mm以上,以滿足沖擊試驗的要求)。
(9)不銹鋼焊接工藝評定未按照圖紙要求進行晶間腐蝕試驗,或采用碳弧氣刨的方式進行清根。對于有耐晶間腐蝕要求的設備,設計一般要求采用氬弧焊打底,或砂輪清根的方式,減少滲碳層,提高焊縫的耐晶間腐蝕能力。
(10)焊接工藝評定報告未經(jīng)技術(shù)負責人簽字確認;焊接工藝評定施焊記錄與實物不符,主要體現(xiàn)在厚板焊接,其施焊記錄中的焊接道數(shù)不能保證其焊滿;E類焊縫采用GMAW,缺少GMAW焊接工藝評定。
2.4.2 焊工超項次焊接
(1)焊接壓力容器壓力表接管或排污管等小接管,缺少公稱直徑小于25 mm的小接管焊工項次;自動焊采用多道焊時,焊工項次SAW-1G(K)-07/08/09,不滿足多道焊接要求;焊工焊縫金屬厚度無法覆蓋,如某焊工項次為GTAW-FeⅡ-6G-3/57-Fefs-02/11/12,但施焊設備為φ219 mm×7 mm,焊縫金屬厚度不符合要求。
(2)碳鋼與奧氏體不銹鋼焊接,缺奧氏體不銹鋼焊工項次;特種設備焊接中斷6個月以上。
(3)直徑較小無法實現(xiàn)雙面焊時,焊接僅采用SMAW,但焊工持證項次為GTAW+SMAW,即相當于SMAW焊工項次視同為帶襯墊資質(zhì),焊工資質(zhì)不符合要求;焊接管板與筒體等全焊透C類或接管與筒體等D類焊縫,采用非管板角接頭焊工資質(zhì);E類焊縫采用GMAW焊接,但缺少GMAW焊工。
2.4.3 焊接工藝執(zhí)行及焊材管理
實踐證明,按照評定合格的焊接工藝評定報告編制焊接工藝規(guī)程,其產(chǎn)品焊接接頭力學性能均能滿足要求,但無法避免出現(xiàn)焊接缺陷,導致焊接缺陷的因素主要是由于工藝規(guī)程執(zhí)行不嚴等原因造成,具體問題如下:
(1)冬季未注明焊接環(huán)境的溫度和風速,焊材管理混亂,普遍存在不烘干或烘干溫度和時間不符合要求的現(xiàn)象,焊條不使用保溫桶,焊材存放溫濕度超標,溫濕度計未校驗。焊材擺放不符合規(guī)定要求,有的靠墻擺放,有的離墻離地距離不足300 mm。未按照體系規(guī)定在焊縫附近打焊工鋼印或施焊記錄中記錄焊工代號,制造車間無焊接工藝規(guī)程或焊接作業(yè)指導書,焊接記錄中的施焊日期與過程卡不符。
(2)未按照要求選用焊接材料和預熱,如異類金屬焊接未按照等強匹配原則選擇焊接材料,未按照預熱溫度高側(cè)選擇預熱溫度;未按照焊接工藝規(guī)程進行預熱,預熱方式和預熱溫度不符合要求(應保證預熱范圍包括接頭中心兩側(cè)各3倍板厚的寬度且不小于100 mm,溫度測量點應在焊縫兩側(cè)4倍母材厚度,不超過50 mm處,測溫時應在加熱面的背面測定溫度,如受條件限制做不到時,則應移開加熱源,待鋼材厚度方向上溫度均勻后測定溫度)。
(3)施焊記錄和實際施焊方法與射線底片不符,如工藝和施焊記錄為GTAW+SMAW,實際施焊方法為GTAW。不按照焊接工藝規(guī)程進行施焊,如焊接工藝規(guī)程為J427焊條,現(xiàn)場采用J422焊條施焊;D類焊縫采用GMAW焊接工藝,未進行GMAW焊接工藝評定。
(4)未按照返修程序進行焊縫返修,缺少返修記錄等。施焊記錄中無具體焊接參數(shù)和焊縫檢驗數(shù)據(jù),焊接記錄中的參數(shù)與實物不符(如選擇大電壓、大電流),焊工在設備上隨意引弧。
2.4.4 產(chǎn)品焊接試板或耐腐蝕試件
(1)低合金鋼或高度危害介質(zhì)壓力容器、低溫壓力容器未制作產(chǎn)品焊接試板。
(2)產(chǎn)品焊接試件未在縱縫延長線上同時施焊;采用兩種以上焊接方法,或復合金屬試件、組合焊接方法完成的焊接試件,未進行側(cè)彎試驗,而制作面彎和背彎試樣;產(chǎn)品焊接試件未進行熱影響區(qū)沖擊試驗。彎曲試驗標準選擇錯誤(應為GB/T 2653—2008《焊接接頭彎曲試驗方法》[12],錯引用為GB 232—2010《金屬材料 彎曲試驗方法》[13]);石墨制壓力容器未按照GB/T 21432—2008《石墨制壓力容器的技術(shù)條件》[14]逐臺制作試樣;產(chǎn)品焊接試件的數(shù)量不符合設計和施工驗收標準的規(guī)定(主要表現(xiàn)在球罐施工上)。
(3)耐腐蝕試件未按照圖紙要求,每一個焊接接頭(每種焊接工藝)制作耐腐蝕試件,僅僅制作A類和B類焊接接頭,而忽略了C類和D類焊接接頭。排污管等小接管的B類焊縫處,最容易造成介質(zhì)聚集,從而產(chǎn)生腐蝕。
(4)非應變強化壓力容器,一份圖紙,制作多臺設備,未經(jīng)設計單位同意,按照批量制作產(chǎn)品焊接試件。
此處應該說明的是,壓力容器產(chǎn)品焊接試板并不代表產(chǎn)品,主要目的是檢驗和控制焊接工藝穩(wěn)定性以及焊接接頭的力學性能或耐腐蝕性能?!洞笕菀?guī)》規(guī)定了進行產(chǎn)品焊接試件和耐腐蝕試件的具體情況,但對于一些特殊產(chǎn)品,設計單位應從使用安全可靠性出發(fā),提出是否需要制作產(chǎn)品試板,并在技術(shù)條件中明確試板的制作要求。
無損檢測方法執(zhí)行NB/T 47013—2015《承壓設備無損檢測》[15],主要問題如下:
(1)底片質(zhì)量不符合要求。如黑度不符合要求、偽缺陷未備注、底片存在水跡、鉛字壓焊縫、未加“F”標識、像質(zhì)計靈敏度的選擇和擺放不符合要求、外觀檢查不合格即進行無損檢測(如飛濺、焊瘤和焊疤等未清除)。
(2)無損檢測比例控制不嚴格或計算不準確,可能造成無損檢測比例不符合標準要求。(如僅考慮不小于20%,忽略了不少于250 mm的規(guī)定;低溫容器無損檢測應不小于50%,實際檢測按照不小于20%進行;實際標注的有效片長大于NB/T 47013.2—2015規(guī)范的要求的一次透照長度)。
(3)超標缺陷返修,未在已檢測部位兩端的延伸部位各進行不小于250 mm的補充檢測;局部探傷時,被覆蓋焊縫或開孔擴探比例不夠(如焊縫上開孔未進行2倍開孔直徑范圍內(nèi)擴探;被伴熱管覆蓋的焊縫未進行檢測)。
(4)產(chǎn)品焊接試件未隨同縱縫一同探傷,且未進行有關說明,無法證明試件隨同縱縫一同施焊。
(5)無損檢測缺陷定性錯誤,如裂紋定性為咬邊,未熔合定性為條缺。不等厚焊接時,母材缺陷未評定。法蘭、彎頭、異徑管等易出現(xiàn)缺陷。而無損檢測報告僅評定焊縫合格,而忽略了母材的嚴重缺陷。
(6)公稱直徑小于89 mm的接管采用磁軛法進行探傷,其曲率無法滿足磁軛法探傷要求,靈敏度無法滿足要求。換熱管與管板表面過清洗,無法滿足滲透探傷要求。搪玻璃設備上接環(huán)縱縫、接環(huán)的環(huán)焊縫(一般為單面自動焊)未焊透(針對環(huán)焊縫,因無法進行射線探傷,可采用超聲波測厚的方式進行判斷是否焊透)。
(7)僅重視射線檢測,輕視超聲或表面檢測,造成無損檢測漏項(如未按照圖紙要求在射線檢測合格后,進行超聲檢測;未對封頭拼縫內(nèi)外進行100%表面檢測;有的單位因表面檢測無影像資料,往往不做);異種鋼焊接接頭和低溫鋼壓力容器的補焊、缺陷修磨、卡具和拉筋拆除處的焊割表面未進行表面檢測。
(8)射線檢測技術(shù)等級錯誤(如圖紙規(guī)定技術(shù)等級為B級,而實際為AB級;封頭與筒體的環(huán)縫無法滿足單面雙側(cè)B級檢測要求);非中心曝光,僅曝光一次,透照多張,焊縫的透照厚度比(K值)不符合標準要求。
(9)設計圖紙中執(zhí)行標準為NB/T 47020—2012《壓力容器法蘭分類與技術(shù)條件》的壓力容器,用甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭時,法蘭與圓筒或短節(jié)間的焊縫未進行表面探傷[16]。
(10)重復拍片現(xiàn)象嚴重。應采取一定的措施杜絕此類現(xiàn)象發(fā)生。
(1)熱處理時間無法覆蓋焊接接頭厚度(主要體現(xiàn)在組合焊縫和不等厚元件焊接)。
(2)異種鋼焊接接頭未按熱處理要求較高者進行熱處理?,F(xiàn)場熱處理時,保溫區(qū)域和測溫點不符合工藝要求。采用半圓形火焰加熱方式,無法滿足焊接工藝規(guī)程中的消氫處理要求。
(3)熱處理后返修未經(jīng)過用戶同意;熱處理后進行返修或補焊,返修深度超過標準規(guī)定,但未重新對返修部位進行熱處理。有應力腐蝕要求或要求消除殘余應力時,碳素鋼和低合金鋼U形換熱管彎管段及至少150 mm的直管段未進行熱處理。
(4)熱處理報告未經(jīng)熱處理責任人確認;熱處理曲線和報告上無爐號、操作者、日期和入爐設備的信息。
(1)焊縫布置不合理,如相鄰筒節(jié)間焊縫距離小于100 mm;焊縫余高、棱角度和錯邊量超標;C和D類焊腳尺寸不能滿足其制造標準要求。不等厚焊接時,未按照GB 150.4—2011規(guī)范進行削薄處理。
(2)表面機械劃痕修磨深度超過鋼材厚度的5%,未進行焊補。部分部件因尺寸不匹配,強力組裝。焊縫與母材齊平的焊縫,打磨處理后,在焊縫與母材連接處出現(xiàn)溝槽(溝槽的存在造成幾何不連續(xù),容易造成介質(zhì)聚集和應力集中,成為使用過程中的薄弱點)。鞍座、支座與圓筒焊接未采用連續(xù)焊,焊縫腰高不符合要求。
(3)換熱器與管板連接方式為脹接+強度焊,但部分換熱管僅脹接而未焊接,未經(jīng)采購方認可即進行換熱管堵管操作。
(4)要求全焊透的D類焊縫,采用單面焊雙面成形焊接工藝時無法實現(xiàn),雖然采用φ2.5 mm焊條打底,但是否焊透與焊工技能和坡口間隙關系較大,實際檢驗中發(fā)現(xiàn),基本上都無法實現(xiàn)全焊透。
(5)徑向分塊拼接的補強圈,未將焊縫打磨與補強圈母材齊平;補強圈上的通氣孔未放置在殼體最低的位置,未通入0.4~0.5 MPa壓縮空氣進行通氣試驗。
(1)耐壓試驗現(xiàn)場缺少安全防護,測溫儀器、緊固件未裝備齊全,耐壓試驗人員騎坐在耐壓盲板上,僅使用一塊壓力表、壓力表未裝設在最高點、壓力表量程不符合要求(如某企業(yè)換熱器耐壓試驗壓力為1.3 MPa,而操作人員誤寫為13 MPa,導致盲板鼓脹,換熱管失穩(wěn)),奧氏體不銹鋼壓力容器未注明介質(zhì)的氯離子含量及帶壓補焊小接管等。
(2)U型管彎制后未進行耐壓試驗或耐壓試驗壓力未選取高側(cè)耐壓試驗壓力。
(3)當設計溫度與試驗溫度下材料許用應力相差較大時,未進行修正;未按照設計規(guī)定的最高允許工作壓力代替設計壓力進行耐壓試驗,氣密性試驗壓力為工作壓力而非設計壓力;直立容器臥置進行耐壓試驗時,未考慮液柱靜壓力試驗。
(4)夾套容器在做夾套內(nèi)的壓力試驗時,沒有校驗內(nèi)筒在試驗壓力下的穩(wěn)定性,在焊好夾套后才對內(nèi)筒進行耐壓試驗等是錯誤的;夾套類容器進行盛水試驗時,未給出盛水試驗依據(jù)標準或具體要求。
(5)有氣密性試驗要求的設備,未裝安全泄放裝置。應在安全附件裝備齊全后進行氣密性試驗。
《大容規(guī)》4.1.5規(guī)定了出廠資料(竣工資料)的具體內(nèi)容,出廠資料是使用單位對設備進行維保和定期檢驗了解設備信息的主要依據(jù),因此應準確詳實,但在審查過程中發(fā)現(xiàn)還存在很多不足:
(1)出廠資料常見問題是資料不齊全(主要體現(xiàn)在外協(xié)件和外購件概念不清);換熱器未標注堵管位置;簽字審批手續(xù)不齊全、缺少法蘭和螺孔垂直度允許差檢測記錄。
(2)數(shù)據(jù)表中設備代碼未按照“質(zhì)檢辦特函〔2017〕1015號”的規(guī)定進行編寫,主體結(jié)構(gòu)形式、熱處理種類、無損檢測方法和比例填寫不規(guī)范。
(3)設計變更后,未在竣工圖上標注變更內(nèi)容(特別是部分單位認為材質(zhì)不變 ,以厚代薄,可以不進行設計變更,但筆者認為此處應視具體情況而定,因為厚度的變化會導致材料力學性能發(fā)生改變,而且會增加焊接應力,故認為若考慮成形等加工因素影響,而材料厚度為同一系列,則性能基本一致,走工藝變更程序即可代用,否則應征得原設計單位的同意)。
(4)銘牌上最高允許工作壓力誤被認為工作壓力(當設計文件未給出最高允許工作壓力時,可認為設計壓力為最高允許工作壓力)。
2.10體系檢查
《大容規(guī)》和TSG R 7004—2013《壓力容器監(jiān)督檢驗規(guī)則》[17]規(guī)定監(jiān)檢機構(gòu)應對質(zhì)量保證體系實施狀況每年至少進行一次評價,主要評價內(nèi)容為資源條件變化情況、質(zhì)量保證體系的保持和改進、執(zhí)行特種設備行政許可制度和監(jiān)督檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,具體存在問題如下:
(1)人員和場地不滿足許可條件要求。主要體現(xiàn)在焊工、無損檢測人員流失,責任人無法到崗履行職責及儀器設備未檢定或校準。由于近幾年環(huán)保檢查,導致某些壓力容器制造場地發(fā)生變更,但未到許可機關進行確認;有些企業(yè)缺少不銹鋼設備制造專用場地。
(2)質(zhì)量保證體系的修訂和法規(guī)標準的更新不滿足實際生產(chǎn)需要。如未及時根據(jù)最新的法規(guī)標準和實際生產(chǎn)情況對質(zhì)量保證體系進行修訂,未及時進行標準查新。文件和記錄保存與質(zhì)量保證體系規(guī)定不符,如管理評審和內(nèi)審缺少計劃、通知、輸入見證和簽到等相關資料,使用非受控表卡。
(3)對于分包方的評價仍然按照初次分包要求進行,并未側(cè)重分包期間的質(zhì)量評價。如分包期間有無質(zhì)量事故、人員技術(shù)水平、服務態(tài)度、分包報告的確認內(nèi)容和確認方式是否符合實際制造要求。
(4)檢驗與試驗裝置中的儀器等未進行檢定或校準,未按照體系要求制訂檢定和校準計劃,封頭樣板尺和棱角度樣板丟失或變形嚴重。
(5)體系修訂后,未對體系有關人員進行宣貫培訓,無損檢測人員未及時注冊。
(6)對《監(jiān)督聯(lián)絡單》和《監(jiān)檢意見書》處理不及時、不規(guī)范。
說明了監(jiān)督檢驗的重要性,梳理了壓力容器制造監(jiān)檢中發(fā)現(xiàn)的一些問題,歸納了問題產(chǎn)生的原因和改進建議,主要體現(xiàn)在以下幾個方面,希望能對壓力容器設計、制造、監(jiān)檢、設備監(jiān)理方面提供參考。
(1)監(jiān)督檢驗代表政府履行職能,是在企業(yè)自檢基礎上的符合性驗證,但在檢驗過程中眾多問題依然需要監(jiān)檢人員去發(fā)現(xiàn)糾正,監(jiān)檢工作質(zhì)量的優(yōu)劣取決于監(jiān)檢人員的責任心、專業(yè)水平和工作能力。因此監(jiān)督檢驗單位不僅應定期對監(jiān)檢人員進行法規(guī)標準培訓及考核;同時應定期組織受檢單位進行座談會或搭建網(wǎng)絡交流平臺,加強彼此互相交流和相關文件精神的傳達,針對檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的共性問題進行探討,避免其再次發(fā)生。監(jiān)督檢驗涉及法規(guī)標準眾多,監(jiān)檢人員也應持續(xù)不斷自我學習,熟練掌握常用標準,提高業(yè)務水平,能夠?qū)χ圃爝^程中存在的問題及時準確地作出判斷。
(2)壓力容器儲存的介質(zhì)及制造材料復雜多樣,導致其標準眾多,大部分壓力容器制造相關技術(shù)人員很難逐一熟悉掌握;同時有些壓力容器制造單位技術(shù)水平不高,缺乏市場競爭力,生產(chǎn)無法連續(xù)進行,最終導致人員流動較大;缺少法規(guī)標準文件查新部門,無法及時獲知最新文件精神,上述因素致使質(zhì)量保證體系形同虛設,無法保障體系的正常運轉(zhuǎn)。
(3)有關部門應組織編寫監(jiān)督檢驗手冊,將與壓力容器制造有關常用標準規(guī)范進行匯編(如材料選用、焊接相關知識、熱處理、外觀幾何尺寸、檢驗工具使用方法、監(jiān)督檢驗注意事項等),以方便制造單位和檢驗單位參考使用。