API壓力容器定期檢驗標準及其與我國標準的比較*

薛小龍 湯曉英 姚建平 左延田

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院)

設(shè)備檢驗

API壓力容器定期檢驗標準及其與我國標準的比較*

薛小龍*湯曉英 姚建平 左延田

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院)

詳細介紹了API在用壓力容器檢驗標準的主要內(nèi)容，簡要介紹了我國的相關(guān)標準，并從多個角度對檢驗技術(shù)進行了對比分析，指出了我國相關(guān)標準的不足之處，并提出對我國檢驗技術(shù)發(fā)展和標準修訂的建議。

API標準 在用壓力容器 定期檢驗

Abstract: API inspection standards of in-service pressure vessels were presented.The standards of China were presented briefly.The regulation of periodic inspection was compared with that of China standards through several aspects.Some deficiency of our standards was pointed out.Some advice for the development of inspection technology and standard revision were brought forward.

Key words: APIstandards;In-service pressure vessels;Periodic inspection

0 前言

壓力容器是應(yīng)用廣泛的特種設(shè)備，世界各國對其各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)都制訂了詳細的標準規(guī)范以保證其安全可靠運行。壓力容器投入使用后，須定期監(jiān)測其運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)并排除安全隱患。我國于20世紀70年代開始普遍實行在用壓力容器定期檢驗，現(xiàn)行定期檢驗標準主要有 《壓力容器定期檢驗規(guī)則》、 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等。美國石油學(xué)會（American Petroleum Institute， API） 標準形成了涉及石油化工全過程的龐大體系，是國際上比較先進的檢驗規(guī)范[1]，對其定期檢驗標準展開分析研究，這對于我國大型石油、化工裝置中壓力容器的檢驗以及其他壓力容器的檢驗具有借鑒意義。

1 API在用壓力容器檢驗標準

由于石油行業(yè)的壓力容器大多屬成套裝置設(shè)備，故安全性檢驗主要從整個系統(tǒng)來考慮。API標準涉及的檢驗技術(shù)包括常規(guī)的內(nèi)外部檢驗和基于風(fēng)險的檢驗。

1.1 API 510壓力容器檢驗規(guī)范：在用檢驗、定級、修理和改造

API 510[2]于1958年首次出版，目前最新版是2006年的第9版，其最初是計劃用于石油工業(yè)的壓力容器，特別是盛裝氣態(tài)和液態(tài)烴類的容器，但實際上被公認為適用于大多數(shù)行業(yè)的壓力容器。該標準規(guī)定了壓力容器及其泄壓裝置的在用檢驗、修理、改造和再定級工作，適用于所有在用煉油和化工工藝容器。

API 510的內(nèi)容包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、檢驗組織機構(gòu)、檢驗檢測及壓力試驗方法、檢驗周期及范圍、檢驗數(shù)據(jù)的評估分析和記錄、修理改造和再定級、另一規(guī)則等，附錄B還規(guī)定了對檢驗員的資質(zhì)認證要求。

該標準的重點在于檢驗檢測及壓力試驗部分，這是在用容器檢驗的關(guān)鍵內(nèi)容，包括檢驗計劃、基于風(fēng)險的檢驗 （RBI）、檢驗準備、劣化和失效模式、檢驗和監(jiān)督的一般類型、狀況監(jiān)測點、狀況監(jiān)測方法、壓力試驗、材料驗證和可追溯性、焊接接頭的檢驗、法蘭接頭的檢驗等。

ASME標準是針對新制造的壓力容器的，也可用于在用容器的檢驗、再定級、修理和改造。但對于在用容器，如果其內(nèi)容與API 510有沖突，則優(yōu)先采用API510。

1.2 APIRP572壓力容器檢驗(塔、圓筒、反應(yīng)器、換熱器和冷凝器)

APIRP572[3]目前最新版是2009年的第3版，其包括對不同類型壓力容器的描述及其建造和維護標準。對檢驗技術(shù)如劣化機理及其檢驗方法等內(nèi)容作了詳細介紹，并強調(diào)安全操作。內(nèi)容包括范圍、引用文件、術(shù)語和定義、壓力容器的類型、建造標準、維護檢驗、檢驗?zāi)康?、劣化機理、檢驗頻次和時間、檢驗方法和限定條件、修理方法、記錄和報告等內(nèi)容。

該標準闡述了諸多常見的劣化機理、缺陷形式、易發(fā)生部位及檢測方法等實用性較強的內(nèi)容，基本滿足了石油行業(yè)的使用需求。表1為常見的劣化機理及其檢驗方法。

此外，不合格材料、焊接質(zhì)量差、熱處理不當、尺寸偏差、組裝不正確、選材不當?shù)纫部赡芤鹪O(shè)備的劣化。

表1 常見的劣化機理及其檢驗方法

API還有一些針對在用壓力容器檢驗的標準，如APIRP580《基于風(fēng)險的檢驗推薦方法》[4]、API 581《基于風(fēng)險的檢驗基礎(chǔ)資源文件》[5]、API RP579《合于使用評價推薦方法》[6]等，已經(jīng)形成了從風(fēng)險評估到定期檢驗再到合于使用評價的技術(shù)體系。

2 我國定期檢驗相關(guān)標準

壓力容器應(yīng)用廣泛，與生產(chǎn)生活關(guān)系密切，許多行業(yè)都制定了壓力容器的相關(guān)標準，目前主要依據(jù)TSG R 7001—2004《壓力容器定期檢驗規(guī)則》進行在用壓力容器的檢驗。另外，石油行業(yè)也制訂了諸多標準，主要有SY/T 6507—2000《壓力容器檢驗規(guī)范——維護、定級、修理和改造》，該標準參照API510。

2.1 TSG R 7001—2004壓力容器定期檢驗規(guī)則

TSG R 7001—2004根據(jù)1999年版的 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等的規(guī)定而制定，包括總則、年度檢查、全面檢驗、耐壓試驗、安全狀況等級評定、附則等6個正文部分和3個附件，其后又頒布了3份修改單，對規(guī)范定期檢驗工作、保證定期檢驗工作的質(zhì)量起到了巨大的作用。目前該規(guī)范正在修訂中，已形成征求意見稿并廣泛征求意見，新規(guī)則依據(jù)相關(guān)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定而修訂。由于近年來相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范的變化較大，且隨著壓力容器定期檢驗技術(shù)和理念的不斷成熟，考慮與相關(guān)技術(shù)文件的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，新規(guī)則作出了較大的更改，如取消了定期檢驗中耐壓試驗的硬性規(guī)定，取消了年度檢查的內(nèi)容，引入了基于風(fēng)險的檢驗 （RBI） 技術(shù)等。

2.2 TSG R 0004—2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

TSG R 0004—2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 （以下簡稱 《固容規(guī)》）是從 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 （以下簡稱 《舊容規(guī)》）轉(zhuǎn)化而來的，于2009年12月1日實施。在第7章提出了定期檢驗的基本要求，但并不涉及具體技術(shù)細節(jié)。

《固容規(guī)》與 《舊容規(guī)》相比，其變化較大，與近年來發(fā)布的一些技術(shù)文件相協(xié)調(diào)，主要包括報檢、檢驗機構(gòu)與人員、定期檢驗周期、定期檢驗的內(nèi)容、耐壓試驗、特殊情況的處理、合于使用評價、基于風(fēng)險的檢驗等內(nèi)容，主要規(guī)定了原則性要求，而對于定期檢驗的具體細節(jié)，則在 《檢規(guī)》中詳細規(guī)定。其與 《舊容規(guī)》對定期檢驗的區(qū)別主要在于取消了每兩次檢驗周期進行耐壓試驗的硬性規(guī)定，將年度檢查的內(nèi)容劃為使用單位的職責(zé)，引入RBI等。

2.3 SY/T 6507—2000壓力容器檢驗規(guī)范

SY/T 6507—2000《壓力容器檢驗規(guī)范——維護、定級、修理和改造》標準，是根據(jù)API RP510-1997(第8版)的內(nèi)容按我國標準化的要求編寫而成的，其技術(shù)內(nèi)容與原標準等效。該標準的目的是推薦API的某些作法及程序，既可為我國檢測行業(yè)參考，改善我國的一些作法，也可為涉外生產(chǎn)提供依據(jù)。

2.4 SY/T 6552—2003石油工業(yè)在用壓力容器檢驗的推薦作法

該標準考慮我國國情，修改采用了API RP572-1992（第1版），適用于石油工業(yè)在用壓力容器的檢驗，包括對不同類型壓力容器的說明及其制造和維護標準的說明，同時還論述了檢驗的目的、劣化的原因、檢驗周期及方式、修理方法以及檢驗記錄和報告的格式。除部分引用文件修改為我國已出版的標準外，其余內(nèi)容與原API標準基本一致。

3 比較分析

將API壓力容器檢驗標準與我國相關(guān)標準規(guī)范的主要內(nèi)容進行比較，可以發(fā)現(xiàn)存在較大的差異。由于SY/T 6507等效采用了APIRP510，其內(nèi)容差別不大，故僅將API 510與TSG R7001和TSG R0004進行比較分析，其主要差異見表2。

從表2的比較中可以看出，我國的壓力容器檢驗規(guī)范覆蓋面更廣，但對于大型成套裝置尚未建立起科學(xué)完善的系列規(guī)范。

API定期檢驗標準對于檢驗周期的規(guī)定更為靈活，允許采用運行中檢驗代替定期檢驗，在保證設(shè)備長周期運行的同時，還促進了檢驗檢測新技術(shù)的發(fā)展。

API基于風(fēng)險的檢驗技術(shù)已經(jīng)相當成熟，而我國尚處于發(fā)展初期，正在探索適合我國國情的RBI技術(shù)，盡管已開發(fā)出國產(chǎn)RBI軟件，但相關(guān)標準尚未形成。

API的檢驗技術(shù)已經(jīng)相當成熟，可以設(shè)定一些固定的狀況監(jiān)測點，用于對壓力容器進行有效監(jiān)測，歷次監(jiān)測的數(shù)據(jù)具有很強的可比性。而我國的標準中尚無此類規(guī)定。

我國尚未明確檢驗周期與設(shè)備壽命的關(guān)系，在設(shè)備的損傷評價、壽命預(yù)測等方面仍有大量工作待做。

表2 不同標準對定期檢驗的規(guī)定

另外，API標準平均每5年修訂一次，而我國尚未形成制度化的修訂周期，阻礙了一些新技術(shù)、新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓發(fā)展。

4 小結(jié)

API標準在制訂之初主要針對石油行業(yè)，但在美國及其海外公司的多數(shù)行業(yè)仍按此標準進行在用容器的檢驗。我國的壓力容器定期檢驗標準雖然覆蓋面更廣，但在許多技術(shù)細節(jié)方面有待改進。

同樣是在用容器檢驗標準，API標準有諸多值得我們學(xué)習(xí)借鑒的地方。如定期修訂，及時吸收最新研究成果；再如狀況監(jiān)測、強調(diào)基于失效機理和模式制定檢驗計劃、基于風(fēng)險的檢驗等，在今后的標準修訂中宜充分借鑒以上內(nèi)容。

API已對在用壓力容器的運行風(fēng)險、損傷模式進行了大量的基礎(chǔ)研究，并在其標準中體現(xiàn)。我國亦應(yīng)建立符合國情的壓力容器失效基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，從壓力容器的各個環(huán)節(jié)開展風(fēng)險分析和評價技術(shù)研究，進一步確保壓力容器的安全運行。

[1]陳鋼，賈國棟，謝鐵軍，等.關(guān)于完善我國壓力容器壓力管道定期檢驗規(guī)范體系的思考 [A].第一次全國工程風(fēng)險分析技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集 [C].2006：32-40.

[2]API 510-2006.Pressure vessel inspection code:inservice,inspection,rating,repair,and alteration [S].

[3]APIRP 572-2009.Inspection of pressure vessels[S].

[4]APIRP 580-2002.Risk-based inspection [S].

[5]API 581-2000.Risk-based inspection:base resource document[S].

[6]APIRP 579-2000.Fitness for service [S].

Com parison between Periodical Inspection Standards on In-service Pressure Vessels of API and China

Xue Xiaolong Tang Xiaoying Yao Jianping Zuo Yantian

TH 49

2010-12-24）

上海市科學(xué)技術(shù)委員會基金資助項目 （09DZ0504300）。

**薛小龍，男，1980年生，博士，高級工程師。上海市，200062。