壓力容器制造過程調(diào)研及若干問題的探討

田文龍

(中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林機(jī)械制造分公司,吉林 132021)

壓力容器制造過程調(diào)研及若干問題的探討

田文龍

(中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林機(jī)械制造分公司,吉林 132021)

壓力容器制造屬于特種設(shè)備制造,其過程極為復(fù)雜,涉及到產(chǎn)品的生產(chǎn),特殊的產(chǎn)品材料,壓力容器產(chǎn)品的復(fù)檢等等問題。本文實(shí)際調(diào)研壓力容器制造過程,發(fā)現(xiàn)了三點(diǎn)問題,一是壓力容器焊接技術(shù)的問題。二是壓力容器材料質(zhì)量與復(fù)驗的問題。三是壓力試驗的限制。并提出自己的一些見解。

壓力 容器制造 調(diào)研 規(guī)程

壓力容器屬于典型特種設(shè)備 ,因為壓力容器內(nèi)部常有易爆、易燃,強(qiáng)毒,腐蝕性的物質(zhì),自然有相當(dāng)?shù)奈ｋU。所以一旦出現(xiàn)意外事故危害性特別大,嚴(yán)重的會危及到國家和人民的生命財產(chǎn)安全。國家有關(guān)部門在1999年就制定了《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱99版《規(guī)程》)但是這個規(guī)程是在1999年制定的,如今這些規(guī)程存在著操作難度太大,工藝技術(shù)稍顯過時等問題。本人在嚴(yán)格對照99版《規(guī)程》,實(shí)地調(diào)研壓力容器生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)營情況。發(fā)現(xiàn)了了若干的問題并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶接憽?/p>

1 壓力容器焊接技術(shù)的問題與發(fā)展

如今壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛,包括化工、石油管道,因此鋼制管道的焊接技術(shù)顯得尤為重要。在實(shí)際的調(diào)研中我發(fā)現(xiàn)壓力容器在焊接后,在焊接時溫度的不均勻,從而導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的變形。當(dāng)焊接的溫度重新回到均勻的狀態(tài)后,焊接時的管道內(nèi)的壓力殘留在焊接結(jié)構(gòu)中,這就形成了焊縫區(qū)的內(nèi)在應(yīng)力。焊接殘余的內(nèi)在應(yīng)力會極大的影響容器的使用壽命和產(chǎn)品的質(zhì)量。實(shí)驗的研究顯示,只要容器經(jīng)過焊接,內(nèi)在應(yīng)力會同時產(chǎn)生,雖然現(xiàn)在我們知道了它的運(yùn)行的原理,但實(shí)際的情況千差萬別,容器的大小尺寸,焊接的技術(shù)水平等等都存在著巨大的差異,所以殘余應(yīng)力的肯定不是一成不變的。對于這個問題,我們需要確立一個焊接殘余應(yīng)力的合理空間,在這個空間里采取必要的措施,保證產(chǎn)品的質(zhì)量,把安全事故控制在最小的空間里。國內(nèi)外眾多科學(xué)家、學(xué)者在對焊接殘余應(yīng)力的合理空間的大量研究后認(rèn)為:第一可以實(shí)施最為先進(jìn)的焊接工藝,降低應(yīng)力采。第二是改進(jìn)熱處理工藝技術(shù)。

2 壓力容器材料質(zhì)量與復(fù)驗的問題

2.1 壓力容器的材料質(zhì)量

現(xiàn)在壓力容器制造的材料和復(fù)驗在我國壓力容器特種材料的標(biāo)準(zhǔn)體系都存在著一定的問題,如今國家制定了特種鋼板制造許可證制度,還有其他特別材料的準(zhǔn)入制度?？梢哉f國內(nèi)壓力容器材料標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成形了,這些材料可以滿足我國壓力容器用材的供應(yīng)量,還有現(xiàn)在科學(xué)家研發(fā)和專家對材料標(biāo)準(zhǔn)的修改,國內(nèi)材料的工藝標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了一定的高度。

經(jīng)過我的調(diào)研,壓力容器制造廠材料來源的主要是材料商和中間商。總而言之,壓力容器制造商從材料生產(chǎn)廠家那里得到的材料保證了質(zhì)量;相反,從中間商那里取得的材料,這樣產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證。會出現(xiàn)了材料質(zhì)量不合格,沒有質(zhì)保書或者質(zhì)保書和所用材料的不相符合,這樣極容易產(chǎn)生質(zhì)量問題。國家質(zhì)監(jiān)部門在1999年出版的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》其中有一項規(guī)定:相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是JB 4726～4728《壓力容器用鋼鍛件》,對其產(chǎn)品質(zhì)量提出了巨大的要求。根據(jù)相關(guān)的法律和實(shí)際的調(diào)研,大量的鍛件生產(chǎn)廠商的質(zhì)量生產(chǎn)體系及檢測的手段不達(dá)標(biāo),很多的產(chǎn)品化學(xué)成分、力學(xué)特性達(dá)不到國家的要求?，F(xiàn)如今,我國的材料生產(chǎn)企業(yè)就是按國外標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)鋼材(如SUS304、SUS316)的問題。這就出現(xiàn)了國外鋼鐵牌號與國內(nèi)鋼鐵牌號不對應(yīng)的情況。在實(shí)際的調(diào)研過程中還發(fā)現(xiàn),大量的壓力容器制造廠商對現(xiàn)在我國實(shí)行《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》有些的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表示難以接受,特別是第三類壓力容器用鋼板和鍛件這兩種材料。

2.2 壓力容器的材料和復(fù)驗問題的探討

正確使用壓力容器材料是確保壓力容器質(zhì)量的前提?，F(xiàn)在市場還是存在著從材料中間商取得材料大量問題,為了確保壓力容器材料的產(chǎn)品質(zhì)量,保證最終壓力容器商品的質(zhì)量,《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》有明確的規(guī)定,要對第三類壓力容器的鋼板和鍛件實(shí)施第二檢查。這種材料復(fù)驗的要求來源于鍋爐制造的規(guī)程,99版的《規(guī)程》只是強(qiáng)調(diào)制造的材料的問題,這不能從根本上解決壓力容器質(zhì)量問題,道理很簡單,材料的控制標(biāo)準(zhǔn)和壓力容器的類別兩者沒有必然的聯(lián)系。雖然質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料用于三類容器,很可能發(fā)生較大的事故,但用在一、二類容器生產(chǎn)上也有很大的危險。所以,實(shí)際的壓力容器制造,不能只強(qiáng)調(diào)對三類壓力容器的材料進(jìn)行全面的復(fù)驗。壓力容器的材料的檢查應(yīng)該是全方位的,包括生產(chǎn)、供應(yīng)商、材料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、制造廠商的質(zhì)量信用體系和壓力容器的產(chǎn)品設(shè)計品質(zhì)等等。我們這樣做不是很苛刻,在美國、日本等發(fā)達(dá)國家的壓力容器法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)(如ASME UG10)對產(chǎn)品的材質(zhì)要求都是一樣的,不存在分為幾個類別之說。

3 壓力容器壓力試驗的限制

壓力容器在生產(chǎn)之前要做壓力試驗,在實(shí)際的調(diào)研中我發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)廠商對于壓力容器制造過程所做的壓力試驗有些獨(dú)到的看法,大體概括為兩點(diǎn):一是對于壓力試驗介質(zhì)實(shí)際溫度的把握。在99版的《規(guī)程》明確的說道:“碳素鋼、16MnR和正火15MnVR制壓力容器在液壓試驗時,液體溫度不得低于5℃”。這些規(guī)定只是作為參考,實(shí)際的情況可能要根據(jù)實(shí)際來操作。二是特大的壓力容器的壓力試驗情況。在實(shí)施特大壓力容器例如是大型薄壁直立壓力容器的壓力試驗時,因為實(shí)際的基礎(chǔ)的承受力有限,有的是內(nèi)部結(jié)構(gòu)、填料等原因容器里面無法填充滿液體等等情況,在調(diào)研時我發(fā)現(xiàn)試驗過程中也可以在壓力容器中注入合適的液體,之后用壓縮氣體(如氮?dú)馄康?來進(jìn)行實(shí)際的加壓以取代液壓試驗的情況。

1999年我國制定的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》有關(guān)壓力容器制造的某些條款,如今發(fā)現(xiàn)了諸多問題。我在寫這篇文章時,實(shí)際調(diào)研。以經(jīng)濟(jì)、安全為原則,對于壓力容器制造過程中產(chǎn)生的壓力容器焊接技術(shù)的問題,壓力容器材料質(zhì)量與復(fù)驗的問題,壓力容器壓力試驗的限制進(jìn)行了具體的分析和探討,希望可以為新版《規(guī)程》修訂提供有價值的意見。

[1]壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京:中國勞動社會保障出版社,1999．

[2]GB 150-1998,鋼制壓力容器[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006．