真空絕熱深冷壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)的重點(diǎn)與常見問題

侯 靜，張紅軍

(1.新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830011；2.烏魯木齊市隆盛達(dá)環(huán)保科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830032)

0 引 言

真空絕熱深冷壓力容器主要用于儲運(yùn)液氧、液氮、液氬、液化天然氣等低溫深冷液化氣體，因其溫度低、壓力高、助燃易燃等特殊性，對其儲運(yùn)設(shè)備的制造質(zhì)量及使用安全性要求更高于傳統(tǒng)容器。近幾年，由于壓力容器設(shè)計(jì)制造的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的更新，不同視角對新法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的理解不同，這給真空絕熱深冷壓力容器的質(zhì)量控制和監(jiān)督檢驗(yàn)帶來一定難度。本文作者通過對其新法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的理解，結(jié)合多年監(jiān)督檢驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，闡述該類容器制造過程中質(zhì)量控制及監(jiān)督檢驗(yàn)的重點(diǎn)與常見問題。

1 主要項(xiàng)目的監(jiān)檢方面

1.1 圖樣文件的審查

1）壓力容器設(shè)計(jì)資格印章與所設(shè)計(jì)產(chǎn)品項(xiàng)目類別是否相符;印章中的設(shè)計(jì)單位名稱與所加蓋的設(shè)計(jì)圖樣上的設(shè)計(jì)單位名稱是否一致；設(shè)計(jì)印章是否在有效期內(nèi)。2）已加蓋竣工圖章的圖樣，不得用于壓力容器制造。3）圖樣中所選用的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是否為現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)。由于最近幾年標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)更新頻繁，故對標(biāo)準(zhǔn)的選用更應(yīng)重視。4）第Ⅲ類壓力容器(如30 m3以上的液態(tài)CO2儲罐)應(yīng)有設(shè)計(jì)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人或其授權(quán)人的批準(zhǔn)簽字，并應(yīng)出具包括主要失效模式和風(fēng)險控制等內(nèi)容的風(fēng)險評估報告[1]。5）設(shè)計(jì)圖樣至少應(yīng)包括總圖、隨罐配管流程圖。有些單位的設(shè)計(jì)圖樣缺少隨罐配管流程圖，而配管流程圖對于真空絕熱深冷壓力容器的制造單位和使用單位至關(guān)重要。6）設(shè)計(jì)圖樣上應(yīng)注明介質(zhì)毒性和爆炸危害程度（由于真空絕熱深冷壓力容器的設(shè)計(jì)多基于儲運(yùn)液氮、液氬等無毒無爆炸危害的介質(zhì)，因而很多設(shè)計(jì)單位對于儲運(yùn)液化天然氣、液氧等介質(zhì)的儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)圖樣也不標(biāo)注介質(zhì)毒性和爆炸危害程度，故應(yīng)引起足夠重視）；壓力容器的使用年限(疲勞容器標(biāo)明循環(huán)次數(shù)，對于真空絕熱深冷壓力容器應(yīng)標(biāo)明真空壽命);容器的絕熱方式;真空度及靜態(tài)蒸發(fā)率;額定充滿率(裝量系數(shù))，這些對于真空絕熱深冷壓力容器的安全使用來說相當(dāng)重要;壓力試驗(yàn)及泄露試驗(yàn)的方法、介質(zhì)等。7）設(shè)計(jì)計(jì)算書至少應(yīng)包括容積計(jì)算、受壓元件承載能力計(jì)算、絕熱性能計(jì)算、支撐結(jié)構(gòu)承載能力計(jì)算、安全泄放裝置的泄放能力計(jì)算等；但大部分設(shè)計(jì)單位尤其是具有設(shè)計(jì)資格的制造單位的設(shè)計(jì)計(jì)算書中未提供絕熱性能計(jì)算、支撐結(jié)構(gòu)承載能力計(jì)算、安全泄放裝置泄放能力計(jì)算，這些也應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。8）除以上重點(diǎn)項(xiàng)目外，對圖樣的審查還應(yīng)注意設(shè)計(jì)變更手續(xù)、容器的結(jié)構(gòu)、選用的材料、無損檢測的方法、比例和級別、熱處理與否等產(chǎn)品質(zhì)量安全性能的項(xiàng)目是否符合有關(guān)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.2 材料使用的審查

1）所用材料是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品所用設(shè)計(jì)規(guī)范與設(shè)計(jì)圖樣的要求[2]。對于真空絕熱深冷壓力容器所用管件、閥門等元件，其制造單位許可資格應(yīng)當(dāng)符合《壓力管道元件制造許可規(guī)則》的要求與規(guī)定[3]。2）對使用的壓力容器專用鋼板，從材料制造廠家購進(jìn)的，應(yīng)有材料制造廠家提供的質(zhì)量證明書原件；從材料經(jīng)銷商處進(jìn)貨的，經(jīng)銷商應(yīng)提供蓋有經(jīng)銷商單位質(zhì)量檢驗(yàn)公章和經(jīng)辦人章的有效質(zhì)量證明書復(fù)印件。目前，部分廠家的質(zhì)量證明書復(fù)印件上，有經(jīng)銷單位質(zhì)檢章卻沒有經(jīng)辦人簽章的情況。3）主要受壓元件材料質(zhì)量證明書上所列項(xiàng)目、數(shù)據(jù)是否符合法規(guī)及相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是硫、磷含量。目前有些廠家碳素鋼板和低合金鋼板，存在抗拉強(qiáng)度超過標(biāo)準(zhǔn)上限的現(xiàn)象，應(yīng)予重視，必要時要求廠家復(fù)驗(yàn)。大部分廠家使用不銹鋼卷板開平板制作真空絕熱深冷壓力容器的內(nèi)容器，按照GB 150—2011的要求，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，這一點(diǎn)不容忽視[4]。4）對于有供貨狀態(tài)、超聲要求、沖擊要求的碳素鋼和低合金鋼材料，要檢查質(zhì)量證明書中的相關(guān)項(xiàng)目及數(shù)據(jù)是否符合相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求[4]。（5）焊接材料質(zhì)量證明書中所列項(xiàng)目、數(shù)據(jù)是否符合相關(guān)法規(guī)及材料標(biāo)準(zhǔn)的要求.特別是焊接低溫壓力容器用鋼(如液態(tài)CO2儲罐內(nèi)容器的16MnDR材料)的焊條(J507RH)，應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)散氫含量或含水率的復(fù)驗(yàn)，很多生產(chǎn)廠家經(jīng)常忽略這點(diǎn)。

1.3 焊接控制的檢查

1）焊接是壓力容器制造中的主要工藝，焊接質(zhì)量在很大程度上決定著壓力容器的制造質(zhì)量。因此焊接工藝評定的制作是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品制造的要求，焊工的持證施焊情況及焊接工藝執(zhí)行情況，焊縫返修過程及產(chǎn)品焊接試件的檢驗(yàn)等，均為監(jiān)檢的重要項(xiàng)目。2）監(jiān)檢人員應(yīng)對焊接工藝評定的過程進(jìn)行全程監(jiān)督，特別是材料的使用與焊工的資質(zhì)。3）對于焊接工藝規(guī)程(焊接工藝卡)中的焊接工藝，應(yīng)檢查是否有焊接工藝評定支持，評定能否有效覆蓋[5]。4）應(yīng)檢查焊工是否持證上崗，有無超項(xiàng)次施焊，焊工證是否在有效期內(nèi)。5）應(yīng)檢查焊工執(zhí)行工藝紀(jì)律的情況。真空絕熱深冷壓力容器內(nèi)筒所存儲的介質(zhì)為低溫液化氣體，因而對焊縫焊接工藝的執(zhí)行要求嚴(yán)格；如果焊工不嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，會使焊縫留下安全隱患。6）焊縫返修應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，檢查返修方案和返修工藝及返修焊接記錄，超過兩次的返修是否經(jīng)過技術(shù)總負(fù)責(zé)人的批準(zhǔn)，返修部位是否按原要求檢測合格。7）需要制備產(chǎn)品焊接試件的真空絕熱深冷壓力容器（如低溫壓力容器用材料制造的液態(tài)CO2儲罐內(nèi)容器、低溫液體運(yùn)輸罐車罐體內(nèi)容器等）是否按規(guī)定要求制備了產(chǎn)品焊接試件，試件試驗(yàn)報告的內(nèi)容及數(shù)據(jù)是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及圖樣技術(shù)要求的規(guī)定。8）按B類項(xiàng)目監(jiān)檢的產(chǎn)品焊接試件，應(yīng)檢查試件與筒體縱焊縫的焊接底片；否則為不合格試件[6]。

1.4 外觀和幾何尺寸檢查

1）對接焊縫的余高及角焊縫的焊腳高是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及工藝技術(shù)要求；焊縫表面質(zhì)量特別是咬邊應(yīng)嚴(yán)格控制，因?yàn)楹缚p咬邊處應(yīng)力集中，當(dāng)罐體進(jìn)出液時，巨大的溫差變化，會造成咬邊處開裂；因此，真空絕熱深冷壓力容器內(nèi)筒焊縫絕不允許有咬邊。2）筒體縱、環(huán)縫和封頭拼接焊縫的棱角度、對口錯邊量是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及工藝技術(shù)要求。3）嚴(yán)格控制筒體直線度、橢圓度、內(nèi)外筒的同軸度。由于真空絕熱深冷壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如果筒體直線度、橢圓度、內(nèi)外筒同軸度超標(biāo)，會造成套合困難，甚至發(fā)生內(nèi)外筒搭接，造成熱橋產(chǎn)生，會對產(chǎn)品造成嚴(yán)重安全隱患。4）對于真空絕熱深冷壓力容器的內(nèi)外筒表面，不銹鋼制造的應(yīng)酸洗鈍化除污除油，低合金鋼制造的應(yīng)內(nèi)、外表面噴砂除銹除油；這是因?yàn)椋簝?nèi)筒外表面有油、銹、污漬等，對夾層真空有很大的影響；內(nèi)表面有油污，對液氧等禁油的介質(zhì)是決不允許的[4]。5）筒體及封頭布置是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件的要求。6）凸型封頭的內(nèi)表面形狀公差、碟形封頭的過渡段轉(zhuǎn)角半徑是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。7）不等厚對接的過渡尺寸是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)文件要求。

1.5 無損檢測控制的檢查

1）無損檢測方法及比例的選擇是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)文件的規(guī)定。特別是外容器合攏環(huán)焊縫的無損檢測方法是否合理可行。2）無損檢測人員資格證書的單位名稱是否變更為所在單位，證書是否在有效期內(nèi)。3）無損檢測的工藝及原始記錄是否齊全，報告是否完整準(zhǔn)確，特別是表面無損檢測。4）對于外容器開孔及墊板覆蓋處等是否按相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行了無損檢測。5）無損檢測底片是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)文件要求的規(guī)定，是否有超標(biāo)準(zhǔn)評定。

1.6 耐壓試驗(yàn)及泄漏試驗(yàn)的檢查

1）試驗(yàn)設(shè)備、介質(zhì)、試驗(yàn)環(huán)境是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求，報告是否完整正確。2）內(nèi)容器及夾層的氦質(zhì)譜檢漏試驗(yàn)是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)文件的要求，報告是否完整正確。3）管路氣密試驗(yàn)時，對安全附件的處理是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.7 其他項(xiàng)目的檢查

1）夾層絕熱材料是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)文件的要求，質(zhì)量證明材料中的項(xiàng)目、數(shù)據(jù)是否完整正確。2）封口真空度是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)圖樣的要求，報告是否完整正確。3）安全附件是否齊全，質(zhì)量證明文件是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)文件的要求。

1.8 出廠資料的審查

1）審查竣工圖上是否蓋有設(shè)計(jì)單位許可印章，竣工圖章上是否標(biāo)注制造單位名稱、制造許可證編號、審核人簽字、“竣工圖”字樣。2）是否有產(chǎn)品數(shù)據(jù)表、產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證明文件。資料證明文件中是否包括主要受壓元件材質(zhì)證明書、材料清單、質(zhì)量計(jì)劃、檢驗(yàn)計(jì)劃、焊接記錄等。3）壓力容器設(shè)計(jì)文件是否齊全，至少包括主要受壓元件強(qiáng)度計(jì)算、安全閥或爆破片泄放面積計(jì)算、第Ⅲ類壓力容器產(chǎn)品風(fēng)險評估報告等。

2 監(jiān)檢中的常見問題

2.1 質(zhì)量保證體系及基本條件

1）質(zhì)保體系責(zé)任人員變動后未及時辦理相關(guān)手續(xù)，也未及時通知監(jiān)檢單位。2）焊工、無損檢測人員的數(shù)量和持證項(xiàng)目級別達(dá)不到規(guī)定要求。3）質(zhì)保體系文件不完善，記錄表卡與體系文件不一致。4）無不銹鋼材料存放、生產(chǎn)場地、專用設(shè)備，不銹鋼與碳鋼混放，設(shè)備混用。

2.2 材料和焊材管理

1）材料碼放不符合要求，受壓元件材料與非受壓元件材料混放，存放場地未進(jìn)行分區(qū)管理和未進(jìn)行標(biāo)識。2）材料標(biāo)記不清晰，下料后標(biāo)記移植不及時，材料追蹤困難。3）焊材庫條件及焊材管理不規(guī)范。一級庫內(nèi)焊材未分類、按批號碼放，二級庫內(nèi)焊材沒有掛標(biāo)識牌。

2.3 制造方面

1）主要受壓元件材料未經(jīng)監(jiān)檢員確認(rèn)就動工，開工前圖樣未經(jīng)監(jiān)檢員簽名確認(rèn)。2）存在焊工證過期、無證上崗或超項(xiàng)次焊接。3）焊工未嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝紀(jì)律，例如施焊現(xiàn)場不使用焊條保溫桶，焊接完后不及時打上焊工鋼印或記錄焊工鋼印代號。4）常見母材表面出現(xiàn)凹坑、劃傷以及組對卡具疤痕，焊縫與母材未圓滑過渡，對接焊縫余高過高、咬邊及角焊縫焊腳高不夠等外觀缺陷。

2.4 出廠資料審查

1）出廠資料不全，內(nèi)容填寫不完整，日期前后不一致等。2）存在記錄填寫內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)要求、質(zhì)保體系文件不一致的情況。

3 結(jié)束語

隨著真空絕熱深冷壓力容器的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致泄漏等安全事故時有發(fā)生，例如2012年上半年，烏魯木齊市國際機(jī)場就有一臺液氮儲罐因操作不當(dāng)發(fā)生泄漏造成人員傷亡的安全事故。由此，對于真空絕熱深冷壓力容器產(chǎn)品的安全監(jiān)督檢驗(yàn)提出了新的更高要求。本文僅以作者多年對于真空絕熱深冷壓力容器監(jiān)檢的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合對新法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的理解，對該類壓力容器制造中監(jiān)檢的重要內(nèi)容及常見問題進(jìn)行歸納總結(jié)和細(xì)致論述，以期在監(jiān)檢中引起重視、確保該類壓力容器產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

[1] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSGR 0004—2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：新華出版社，2010.

[2] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 18442—2011固定式真空絕熱深冷壓力容器[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[3] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSGR 0005—2011移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：新華出版社，2011.

[4] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 150—2011壓力容器[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[5] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.NB/T 47014—2011承壓設(shè)備焊接工藝評定[S].北京：新華出版社，2011.

[6] 國家質(zhì)檢總局，第22號令.鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理辦法[S].2002-09-10.