儀表與特種設(shè)備相關(guān)問題的探討

夏余歡

(東華工程科技股份有限公司，安徽合肥230024)

在化工及石化裝置中普遍存在大量鍋爐、壓力容器、壓力管道，這些設(shè)備均收錄于由原國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局制定的《特種設(shè)備目錄》中，其生產(chǎn)(包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理)、經(jīng)營、使用、檢驗(yàn)、檢測和設(shè)備安全的監(jiān)督管理均應(yīng)在中國的特種設(shè)備法制監(jiān)管體系下嚴(yán)格執(zhí)行。國內(nèi)特種設(shè)備法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系如圖1所示。

圖1 特種設(shè)備法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)體系示意

從工藝設(shè)備及管道的范圍和角度來說，狹義的鍋爐、壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備在執(zhí)法部門的監(jiān)督下，從生產(chǎn)制造至上線運(yùn)行過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)均能嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，確保合法、合規(guī)，大幅減少了特種設(shè)備事故的幾率，保障了安全生產(chǎn)?；ぜ笆a(chǎn)裝置中的現(xiàn)場儀表設(shè)備通常與上述特種設(shè)備直接或間接連接，形成封閉系統(tǒng)，然而與特種設(shè)備相關(guān)的儀表設(shè)備在安全監(jiān)管中卻不夠重視，是否應(yīng)按特種設(shè)備處理也不夠明確，湖北當(dāng)陽“8·11”重大高壓蒸汽管道裂爆事故的直接原因即為儀表設(shè)備問題。

1 鍋爐相關(guān)的儀表設(shè)備

2018年7月國家市場監(jiān)督管理總局辦公廳下發(fā)了《關(guān)于開展電站鍋爐范圍內(nèi)管道隱患專項(xiàng)排查整治的通知》(市監(jiān)特函[2018]515號)(以下簡稱“515號文”)，該文中強(qiáng)調(diào)了電站鍋爐范圍內(nèi)管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理、檢驗(yàn)檢測等環(huán)節(jié)均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行鍋爐安全技術(shù)規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，文中所指電站鍋爐范圍內(nèi)的管道包括了三大管道(主給水管道、主蒸汽管道、再熱蒸汽管道)上的減溫減壓裝置、流量計(jì)(殼體)等。

用節(jié)流裝置類的差壓流量儀表測量水及蒸汽的流量是一種經(jīng)典方案，電站鍋爐范圍內(nèi)三大管道上的流量計(jì)通常采用該方案。GB/T 10868—2018《電站減溫減壓閥》對減溫減壓裝置產(chǎn)品的性能、技術(shù)要求、檢驗(yàn)試驗(yàn)等做出了具體規(guī)定；節(jié)流裝置的殼體主要由管道、法蘭等組成，并無相應(yīng)的產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)，在此結(jié)合“515號文”中的相關(guān)內(nèi)容探討其應(yīng)用時(shí)存在的安全隱患。

1.1 節(jié)流裝置的選型

“515號文”對流量計(jì)(殼體)提出了重點(diǎn)技術(shù)要求：“原則上應(yīng)由整段無縫鋼管制成，不得存在異種鋼焊接的環(huán)縫。特殊情況需要使用兩截管段用環(huán)縫焊接流量計(jì)(殼體)的，應(yīng)經(jīng)鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定機(jī)構(gòu)書面同意”。鍋爐三大管道的常用節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

根據(jù)上述技術(shù)要求，圖2a)所示的徑距取壓長徑噴嘴在實(shí)際應(yīng)用中常作為首選的節(jié)流裝置。圖2b)所示的角接取壓焊接噴嘴由于殼體存在環(huán)縫焊接，很難得到鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定機(jī)構(gòu)(如特種設(shè)備檢測院)的書面認(rèn)可，且對其進(jìn)行無損檢測時(shí)，由于節(jié)流件與焊縫處于同一截面上，影響焊縫的無損檢測判定，檢測人員無法出具焊縫檢測合格的報(bào)告，因此目前不推薦在鍋爐三大管道范圍內(nèi)使用。

1.2 節(jié)流裝置的制造

“515號文”中要求流量計(jì)(殼體)采購時(shí)必須注明“要求按照鍋爐部件實(shí)施制造過程監(jiān)督檢驗(yàn)”的要求，即制造單位應(yīng)向經(jīng)總局核準(zhǔn)的具備鍋爐或壓力管道監(jiān)檢資質(zhì)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提出申請，由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)按照安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施制造過程監(jiān)督檢驗(yàn)，合格后出具監(jiān)檢報(bào)告和證書。“515號文”實(shí)質(zhì)上明確了三大管道的流量計(jì)(殼體)制造不同于其他場合應(yīng)用的流量計(jì)，它應(yīng)符合鍋爐部件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，其制造過程和質(zhì)量證明文件還應(yīng)由合法的第三方監(jiān)督并證明。

在TSG D2001—2006版《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中并未明確說明節(jié)流裝置類流量計(jì)(殼體)是否屬于元件組合裝置范疇，但“515號文”明確提出流量計(jì)(殼體)屬于壓力管道的元件組合裝置。根據(jù)特種設(shè)備及壓力管道相關(guān)法規(guī)、規(guī)范，壓力管道元件的制造單位資格為許可制，所以可理解為流量計(jì)(殼體)的制造單位應(yīng)具備相應(yīng)的許可品種和級別。據(jù)了解，截止目前大多數(shù)節(jié)流裝置制造單位并未取得相關(guān)證書，很多地方也未對此發(fā)證，由于多數(shù)節(jié)流裝置生產(chǎn)企業(yè)僅能采購具備資質(zhì)的單位生產(chǎn)的法蘭、管道等外協(xié)部件，再進(jìn)行二次加工，其合規(guī)性尚無法保證，因此具體情況應(yīng)符合當(dāng)時(shí)的國家相關(guān)法規(guī)及規(guī)定，但仍須取得具備資質(zhì)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的檢驗(yàn)報(bào)告。

2 固定式壓力容器相關(guān)的儀表設(shè)備

根據(jù)原國家質(zhì)檢總局2014年114號文中公告的《特種設(shè)備目錄》及TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱《大容規(guī)》)規(guī)定，固定式壓力容器是指“盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1 MPa(表壓)的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體、容積大于或者等于30 L且內(nèi)直徑(非圓形截面指截面內(nèi)邊界最大幾何尺寸)大于或者等于150 mm的固定式容器”。按照該定義，儀表與壓力容器有關(guān)的設(shè)備或附件有可能作為氣動閥附件的儀表空氣儲罐，以及雙室平衡容器、側(cè)裝浮筒測量室等液位測量所使用的連通器，其中儀表空氣儲罐定義為壓力容器已基本成為共識，但對連通器是否應(yīng)列為壓力容器目前尚無定論。按照《大容規(guī)》關(guān)于壓力容器的定義，假定某內(nèi)徑等于150 mm的圓柱狀連通器，當(dāng)高度達(dá)到L=3×107/(π×752)=1 698 mm時(shí)，即可認(rèn)為符合壓力容器的尺寸定義。在國家監(jiān)管趨嚴(yán)的背景下，如遇到存在爭議的工況條件應(yīng)用，建議要么通過調(diào)整方案加以規(guī)避，如選用尺寸、容積在壓力容器定義范圍之外的設(shè)備，要么采購符合要求的設(shè)備，否則勢必留下監(jiān)管隱患。

《大容規(guī)》中界定適用的壓力容器范圍包括壓力容器本體、安全附件及儀表，同時(shí)也對相關(guān)測試儀表的選用、檢定、安裝做了基本要求?！洞笕菀?guī)》中界定“壓力容器開孔部分的承壓蓋及其緊固件”屬于壓力容器本體，聯(lián)想到與壓力容器直接連接的儀表(無根部閥)，如法蘭連接溫度計(jì)、壓力/差壓的法蘭式隔膜密封裝置等，其共同特征就是儀表的法蘭具有法蘭蓋的功能，具有承壓蓋屬性，制造、檢驗(yàn)所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，乃至制造企業(yè)資質(zhì)在目前的設(shè)備采購過程中幾乎不被關(guān)注。工程應(yīng)用中，雖然很少出現(xiàn)因儀表法蘭故障導(dǎo)致的重大事件，但諸如溫度計(jì)焊縫不合格而折斷、泄漏等情況還是屢見不鮮，實(shí)際上存在一定的安全隱患，如若處置不當(dāng)或不及時(shí)，很難確保人員及財(cái)產(chǎn)的安全。

3 壓力管道相關(guān)的儀表設(shè)備

2014版的《特種設(shè)備目錄》中規(guī)定：“壓力管道是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1 MPa(表壓)，介質(zhì)為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體，且公稱直徑大于或者等于50 mm的管道。公稱直徑小于150 mm，且其最高工作壓力小于1.6 MPa(表壓)的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設(shè)備本體所屬管道除外。其中，石油天然氣管道的安全監(jiān)督管理還應(yīng)按照《安全生產(chǎn)法》《石油天然氣管道保護(hù)法》等法律法規(guī)實(shí)施”。因此，化工及石化工程中大部分的管道均屬于壓力管道范疇，本文僅探討工業(yè)管道中存在的問題。

根據(jù)上述壓力管道的定義，與之相關(guān)的儀表設(shè)備主要包括控制閥、流量計(jì)。自原國家質(zhì)檢總局2007年下發(fā)《關(guān)于開展壓力管道閥門制造專項(xiàng)整治試點(diǎn)工作的通知》(質(zhì)檢特函[2007]35號)后，國內(nèi)的壓力管道閥門制造單位基本實(shí)現(xiàn)了持證生產(chǎn)。TSG D2001—2006按照應(yīng)用條件將閥門分為A1，A2，B三個(gè)級別，且相互不能覆蓋，壓力管道元件制造許可項(xiàng)目及其級別見表1所列。買方或用戶在選用閥門時(shí)應(yīng)尤其注意閥門產(chǎn)品所屬的許可級別，閥門須由具備相應(yīng)級別許可證的制造企業(yè)生產(chǎn)制造，按照相應(yīng)的壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的要求接受監(jiān)管，否則將給工程項(xiàng)目帶來監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。

表1 壓力管道元件制造許可項(xiàng)目及其級別

表1中特殊工況閥門指專用于電站、石油天然氣及化工用高溫高壓管道、劇毒管道、低溫管道和城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿郎系拈y門；一般工況閥門指不屬于特殊工況閥門的其他壓力管道用閥門。

在化工和石化裝置中使用的流量計(jì)，本質(zhì)上也與壓力管道元件相關(guān)，由于流量計(jì)種類繁多、結(jié)構(gòu)各異，且并未收入《特種設(shè)備目錄》，僅在前述的“515號文”中明確了電站鍋爐三大管道上的流量計(jì)(殼體)屬于壓力管道元件組合裝置，與該要求配合的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未制定發(fā)布，因此后續(xù)是否擴(kuò)大范圍須待相關(guān)文件出臺。

4 國外進(jìn)口的相關(guān)儀表設(shè)備

原國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局在《關(guān)于承壓特種設(shè)備制造許可有關(guān)事項(xiàng)的公告》(2012年第151號公告)中明確要求： 進(jìn)口鍋爐、壓力容器等的制造單位，以及壓力管道用安全閥、爆破片的制造單位，均應(yīng)取得特種設(shè)備制造許可。其他進(jìn)口壓力管道元件(如閥門)的監(jiān)管，則需在首次進(jìn)口時(shí)由總局核準(zhǔn)的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)合格后方可在國內(nèi)使用。

5 其他相關(guān)的儀表設(shè)備及附件

在某些設(shè)計(jì)單位的專業(yè)分工中，與設(shè)備、管道直接連接的儀表(如溫度計(jì))法蘭緊固件等由儀表/自控專業(yè)負(fù)責(zé)，因此該部分材料的統(tǒng)計(jì)在儀表/自控專業(yè)設(shè)計(jì)文件中匯總。儀表/自控專業(yè)人員通常僅依據(jù)管材的要求選用相關(guān)的儀表設(shè)備及附件，對材料所涉及的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)缺乏了解，只知規(guī)格參數(shù)，不知是否合法、合規(guī)。因此，在后續(xù)的采購工作過程中應(yīng)特別注意制造企業(yè)的資質(zhì)，情況允許時(shí)隨工藝管道材料一同采購更為專業(yè)、可靠。除此之外，一些與儀表安裝相關(guān)的管座/凸臺及儀表動力管道(公稱直徑大于或者等于50 mm)等，也應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其可能疊加的特種設(shè)備屬性，必要時(shí)應(yīng)提出相關(guān)的壓力管道制造要求。

6 結(jié)束語

儀表與設(shè)備、管道的接口眾多，情況復(fù)雜，同時(shí)儀表設(shè)備也具有專業(yè)性、多樣性及獨(dú)特性等特點(diǎn)，現(xiàn)行的鍋爐、壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等并未對所有可能涉及的情況作細(xì)致而具體的規(guī)定，對與特種設(shè)備相關(guān)的儀表實(shí)施監(jiān)管也缺乏強(qiáng)有力的依據(jù)。當(dāng)安全生產(chǎn)事故發(fā)生時(shí)，儀表設(shè)備極有可能成為“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

另一方面，儀表最重要的屬性是測量/計(jì)量，其組成部件通常僅有少數(shù)部分與鍋爐、壓力容器、壓力管道相關(guān)，若完全按特種設(shè)備相關(guān)法規(guī)的要求獲取相應(yīng)資質(zhì)，無疑會造成資金、設(shè)備、人員的較大浪費(fèi)。如何既能實(shí)現(xiàn)監(jiān)管，保證儀表設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量，又能合理地配置、利用資源，尚需政府主管部門、行業(yè)專家、制造企業(yè)多方努力。