淺談壓力容器制造過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)

朱益

【摘 ?要】固定式壓力容器是指安裝在固定位置且在特定區(qū)域使用的壓力容器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為壓力容器），能夠承受一定的壓力和溫度，并能夠盛裝不同程度的有毒有害、易燃易爆等介質(zhì)，是涉及生命安全、危險(xiǎn)性較大的特種設(shè)備?？刂茐毫θ萜鞯馁|(zhì)量是壓力容器制造過(guò)程中的重點(diǎn)，科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量檢驗(yàn)方法能夠滿足其設(shè)計(jì)要求，保證其使用性能和壽命，使壓力容器的產(chǎn)品質(zhì)量得到更有效的控制，從而防止和減少事故的發(fā)生，保障人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

【關(guān)鍵詞】壓力容器;制造;質(zhì)量檢驗(yàn);分析

一、前言

壓力容器廣泛用于石油、化工、煤化工、冶煉等危險(xiǎn)性較高的行業(yè)，其質(zhì)量高低直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的安全性。因此，要做好壓力容器制作過(guò)程的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制，以提高壓力容器設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全性。就必須以科學(xué)的管理方法使得壓力容器制造有序、穩(wěn)定地進(jìn)行，那么制作過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制工作就顯得不可或缺。在本文中，主要是對(duì)壓力容器制造過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)進(jìn)行全面的分析研究，并在這個(gè)基礎(chǔ)上提出了下文中的一些內(nèi)容，希望能夠給予相同行業(yè)進(jìn)行工作的人員提供一定價(jià)值的參考。

二、壓力容器制造過(guò)程的質(zhì)量控制

質(zhì)量檢驗(yàn)工作是在產(chǎn)品完成之后對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，而在此過(guò)程中出現(xiàn)的不合格品會(huì)造成資源損耗、成本浪費(fèi)，且影響壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要做好制造時(shí)的質(zhì)量控制工作，包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、原材料和零部件、制造工藝、焊接工藝的質(zhì)量控制，從根本上解決質(zhì)量問(wèn)題。

1、設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量控制

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是制造的基礎(chǔ)，也是保證壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件，合理的設(shè)計(jì)促使整個(gè)制造過(guò)程有序且高效，為減少設(shè)計(jì)不足和設(shè)計(jì)變更，必須審核設(shè)計(jì)圖樣的合法性和有效性。第一，確定圖紙?jiān)O(shè)計(jì)資格，由專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員完成，設(shè)計(jì)圖紙上有完整的特種設(shè)備設(shè)計(jì)許可印章。第二，設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量應(yīng)實(shí)行設(shè)計(jì)批準(zhǔn)人負(fù)責(zé)制，圖樣上應(yīng)有設(shè)計(jì)、校核、審核、批準(zhǔn)等人員的簽字方能有效。第三，壓力容器設(shè)計(jì)選材中應(yīng)考慮材料的力學(xué)性能、物理性能、工藝性能和與介質(zhì)的相容性。第四，設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)詳細(xì)注明現(xiàn)行法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，減少制造時(shí)的誤解。

2、原材料、零部件的質(zhì)量控制

材料是制造的核心部分，決定了壓力容器的特性，材料問(wèn)題所引發(fā)的安全事故具有高危性，因此從采購(gòu)、入庫(kù)、發(fā)放、使用需采取一些措施做好材料的質(zhì)量控制工作。第一，制造企業(yè)對(duì)原材料供方應(yīng)進(jìn)行合格供方評(píng)價(jià)，合格供方提供的原材料質(zhì)量應(yīng)為合格穩(wěn)定。第二，原材料采購(gòu)進(jìn)廠后，需由專(zhuān)業(yè)檢驗(yàn)人員進(jìn)行入庫(kù)檢驗(yàn)，確保原材料符合選購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于需復(fù)驗(yàn)的原材料，應(yīng)詳細(xì)做好記錄并出具復(fù)驗(yàn)報(bào)告。第三，所有入庫(kù)的合格材料應(yīng)進(jìn)行入庫(kù)編號(hào)，并由庫(kù)管員進(jìn)行標(biāo)記移植和納入臺(tái)賬，方便查找。第四，在實(shí)際制造過(guò)程中，對(duì)受壓元件的材料代用，要充分考慮原材料的各項(xiàng)性能和技術(shù)指標(biāo)等相近的材料進(jìn)行代用，但最終應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位的書(shū)面批準(zhǔn)，并在竣工圖上做好詳細(xì)記錄。

3、制造工藝的質(zhì)量控制

編制制造工藝時(shí)必須按設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)要求等結(jié)合本制造企業(yè)的實(shí)際情況，綜合考慮本單位生產(chǎn)制造能力、檢驗(yàn)和試驗(yàn)?zāi)芰?。合理地編制制造工藝，不僅能有效的控制壓力容器質(zhì)量，還能降低制造企業(yè)成本，因此制造工藝是制造企業(yè)賴(lài)以生存的根本之一。制造過(guò)程中的生產(chǎn)、組裝、檢驗(yàn)等都需依照制造工藝有序進(jìn)行，質(zhì)量檢驗(yàn)員和操作人員均應(yīng)嚴(yán)格按其要求執(zhí)行。隨著科學(xué)進(jìn)步，不斷有新工藝出現(xiàn)，對(duì)此工藝部門(mén)應(yīng)緊跟時(shí)代，以高質(zhì)量的制造工藝立于不敗之地。

4、焊接工藝的質(zhì)量控制

焊接質(zhì)量決定了壓力容器設(shè)備的質(zhì)量和使用壽命，壓力容器生產(chǎn)焊接前首先要進(jìn)行焊接工藝的評(píng)定，根據(jù)壓力容器的特性和技術(shù)要求，對(duì)評(píng)定試件進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)和檢測(cè)，待評(píng)定在監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)審核合格后方能進(jìn)入焊接生產(chǎn)程序。其次，焊接時(shí)必須按焊接工藝文件進(jìn)行，特別要注意控制焊接工藝參數(shù)，如對(duì)高強(qiáng)鋼和不銹鋼應(yīng)采用小線能量焊接，而對(duì)CrMo鋼材質(zhì)的壓力容器就必須采用焊前預(yù)熱、控制層間溫度和焊后熱處理等工藝措施。第三，編制焊接工藝文件時(shí)必須合理選擇焊接材料，應(yīng)遵守低強(qiáng)度等級(jí)材料的原則。對(duì)某些特殊情況，如結(jié)構(gòu)剛性大、厚度大的焊接，需考慮焊接應(yīng)力和抗裂性等因素。

三、壓力容器制造過(guò)程的質(zhì)量檢驗(yàn)措施

1、壓力容器制造前的質(zhì)量檢驗(yàn)

首先，設(shè)計(jì)圖紙是壓力容器制造的重要依據(jù)和技術(shù)參考，因此要對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審查確保其符合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)協(xié)議和制造條件的要求。其次，對(duì)于批量生產(chǎn)的壓力容器的制造工藝可以進(jìn)行統(tǒng)一編制，使其能夠大量提高壓力容器的生產(chǎn)效率。第三，對(duì)于應(yīng)用新材料、新工藝、新技術(shù)的壓力容器，應(yīng)專(zhuān)門(mén)制定有針對(duì)性的符合制造企業(yè)加工能力的制造工藝和工裝模具。第四，原材料、檢驗(yàn)、焊接、無(wú)損檢測(cè)等各質(zhì)量控制責(zé)任人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙編制專(zhuān)用的質(zhì)量計(jì)劃，確保各制造環(huán)節(jié)能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

2、壓力容器的焊接質(zhì)量

針對(duì)壓力容器在焊接中容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，必須從下面幾個(gè)因素進(jìn)行控制。第一，焊接人員應(yīng)具備相應(yīng)資質(zhì)和特種設(shè)備焊接證書(shū)，制造企業(yè)還應(yīng)對(duì)焊接人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，通過(guò)不同途徑提升焊接人員的技能水平。第二，焊接材料的選用必須要與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符，經(jīng)檢驗(yàn)合格的焊接材料入庫(kù)時(shí)應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行分類(lèi)管理和分區(qū)放置。第三，焊材庫(kù)管員必須按規(guī)定對(duì)焊接材料進(jìn)行烘烤并做好烘烤、發(fā)放、回收記錄。第四，經(jīng)焊接檢驗(yàn)員外觀檢驗(yàn)合格的焊接接頭進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)缺陷，焊接工藝員需根據(jù)原因制定返修方案，由焊接責(zé)任工程師審批同意，方能進(jìn)行返修，返修情況應(yīng)記入壓力容器質(zhì)量證明文件中。第五，焊接設(shè)備是保證焊接質(zhì)量必要的物質(zhì)條件，如果焊接設(shè)備經(jīng)常發(fā)生故障，將會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響，因此，必須對(duì)焊接設(shè)備嚴(yán)格管控，對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)、保養(yǎng)等。

3、壓力容器的無(wú)損檢測(cè)

應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量，保障使用安全。常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有射線、超聲、磁粉、滲透、渦流、TOFD、相控陣等檢測(cè)。其中超聲檢測(cè)已經(jīng)進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，如TOFD檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，能夠?qū)毫θ萜鞯娜毕葸M(jìn)行快速檢測(cè)和精準(zhǔn)定位。第一，無(wú)損檢測(cè)設(shè)備需相關(guān)部門(mén)定期校驗(yàn)，確保無(wú)損檢測(cè)設(shè)備完好、可靠。第二，無(wú)損檢測(cè)時(shí)要選擇好正確的檢測(cè)時(shí)機(jī)，如檢查高強(qiáng)鋼和有延遲裂紋傾向材料的焊縫有無(wú)延遲裂紋，無(wú)損檢測(cè)必須安排在焊接完成24小時(shí)后進(jìn)行。第三，為了提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，必須在檢測(cè)前正確選定最適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)方法，如檢查工件表面細(xì)小的裂紋，就不應(yīng)選擇射線和超聲檢測(cè)，而應(yīng)選擇磁粉和滲透檢測(cè)。

4、壓力容器的耐壓試驗(yàn)

為了有效檢驗(yàn)壓力容器的質(zhì)量，制造單位在壓力容器產(chǎn)品制作完工后，必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，以檢查壓力容器產(chǎn)品的安全性能和密封性能。在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，首先要設(shè)置專(zhuān)用的耐壓試驗(yàn)場(chǎng)地且應(yīng)遠(yuǎn)離人員密集區(qū)域，要有可靠的安全防護(hù)措施，確保試驗(yàn)在安全的環(huán)境下進(jìn)行。第二，耐壓試驗(yàn)用的水應(yīng)當(dāng)是潔凈水，如是不銹鋼的壓力容器設(shè)備應(yīng)控制水的氯離子含量不超過(guò)25mg/L。第三，耐壓試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)壓力的升壓、保壓應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，不得采用連續(xù)加壓來(lái)維持試驗(yàn)壓力不變。第四，耐壓試驗(yàn)用水的溫度不得低于5℃，其中低合金鋼材質(zhì)的壓力容器用水的溫度不得低于15℃，如由于板厚等因素造成材料無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗(yàn)溫度。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行分析研究之后可以得出，作為工業(yè)生產(chǎn)的常用設(shè)備之一，怎樣提高壓力容器的安全性是研究的重點(diǎn)，對(duì)此，相關(guān)制造企業(yè)需要從質(zhì)量檢驗(yàn)與控制兩方面著手，通過(guò)對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、原材料與零部件、焊接、無(wú)損檢測(cè)、耐壓試驗(yàn)等控制環(huán)節(jié)的檢控，從而提高壓力容器設(shè)備使用過(guò)程的安全性，以促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG 21-2016）

[2] 《壓力容器》（GB/T150-2011）

[3] 《承壓類(lèi)特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)》

（作者單位：江蘇焱鑫科技股份有限公司）