簡述壓力容器制造過程中的材料檢驗

李芳俠 劉吉坡 李彩霞 郭 齊

西部寶德科技股份有限公司 西安 710201

壓力容器廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中,使用中工藝參數(shù)的變化范圍大,如：操作壓力從低壓到超高壓、溫度范圍從低溫到高溫、介質(zhì)易燃易爆、毒性程度有高度和極度危害。在如此苛刻的條件下工作,一旦發(fā)生失效損壞,將會殃及整個工廠及周邊地區(qū),會給人民生命財產(chǎn)帶來無法估量的損失。用于制造壓力容器受壓元件的材料質(zhì)量對整臺設(shè)備的最終質(zhì)量起著決定性的作用。加強受壓元件材料檢驗是保證壓力容器質(zhì)量的重要手段。

1 原材料的采購及驗收

1.1 原材料的采購

(1)壓力容器制造單位應(yīng)建立原材料(板材、管材、焊材、鍛件、棒材等受壓元件用材)及外購件的采購控制程序。該控制程序中應(yīng)明確關(guān)于對材料制造單位的評價、選擇、重新評價，并編制分供方評價報告，建立合格供方名錄等，確保所用的壓力容器材料符合規(guī)定。

(2)壓力容器制造單位應(yīng)編制采購技術(shù)文件。采購文件應(yīng)對材料的牌號、規(guī)格、材料標準、訂貨技術(shù)協(xié)議、數(shù)量提出明確規(guī)定。材料采購要依據(jù)采購技術(shù)文件的要求進行。

(3)材料的訂貨協(xié)議必須符合相應(yīng)的標準和設(shè)計文件，必要時應(yīng)對冶煉方法、化學成分、交貨狀態(tài)、特殊要求等在協(xié)議中予以明確。

(4)向境外材料制造單位訂貨時,應(yīng)滿足我國《固容規(guī)》的第2.1.2.1條的規(guī)定及制造壓力容器的特殊要求。

(5)受壓元件材料的代用,要做出明確規(guī)定，包括代用的基本要求及代用范圍、代用的審批、代用的檢驗試驗等。

(6)對需要進廠復(fù)驗的鍛件，供方應(yīng)提供復(fù)驗用檢驗試樣(或試驗坯)，對試樣做好標記，包括爐批號及鍛件編號，并對試驗的真實性負責。對需要進廠復(fù)驗的鋼板、鋼管等材料應(yīng)在采購時留夠復(fù)驗用料。

1.2 原材料的進廠驗收

1.2.1 進廠驗收的原則

嚴格壓力容器受壓元件用材的管理,確保材料質(zhì)量,是保證壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施,為此壓力容器制造單位應(yīng)制定相應(yīng)的驗收制度,杜絕不合格原材料流入生產(chǎn)工序。

(1)壓力容器制造單位應(yīng)建立原材料(板材、管材、焊材、鍛件、棒材等受壓元件用材)及外購件的驗收控制程序。

(2)壓力容器用材料的質(zhì)量、規(guī)格與標志,應(yīng)符合設(shè)計文件中規(guī)定的相應(yīng)材料標準及訂貨技術(shù)協(xié)議的要求。

(3)壓力容器專用鋼板的制造單位應(yīng)取得相應(yīng)的特種設(shè)備制造許可證。

(4)壓力容器制造單位應(yīng)對所取得的壓力容器用材料及材料質(zhì)量證明書的真實性和一致性負責。

(5)境外牌號材料應(yīng)符合TSG21-2016及第1號修改單的第2.1.2.1條的規(guī)定，應(yīng)是境外壓力容器現(xiàn)行標準規(guī)范允許使用且境外已有使用實例的材料,其使用范圍應(yīng)當符合境外相應(yīng)產(chǎn)品標準的規(guī)定。

(6)按TSG21-2016第1號修改單要求，對于主要受壓元件采用未列入《固容規(guī)》協(xié)調(diào)標準的標準抗拉強度下限值大于540MPa的低合金鋼，或者用于設(shè)計溫度低于-40℃的低合金鋼，應(yīng)當按照《固容規(guī)》2.1.3.2(1)和(2)的要求證明其各項性能指標能夠滿足本規(guī)程和相應(yīng)標準的要求。

1.2.2 原材料進廠驗收程序

(1)原材料進廠時材料檢驗員應(yīng)按圖樣要求、采購技術(shù)文件、材料標準等審核材料質(zhì)量證明書,質(zhì)證書內(nèi)容應(yīng)齊全、清晰并且印制可以追溯的信息化標識及加蓋材料制造單位質(zhì)量檢驗章?？梢宰匪莸男畔ǎ翰牧现圃靻挝幻Q、材料牌號、規(guī)格、爐批號、交貨狀態(tài)、質(zhì)量證明書簽發(fā)日期等內(nèi)容；可以追溯的信息化標識包括：二維碼、條碼等。如容器制造單位從非材料單位取得壓力容器材料時，應(yīng)取得鋼廠質(zhì)證書原件或加蓋材料經(jīng)營單位公章和經(jīng)辦人簽字(章)的復(fù)印件。

①材料質(zhì)證書經(jīng)檢驗符合要求后,應(yīng)對質(zhì)證書與實物的一致性進行檢驗,即實物爐批號、材料牌號、規(guī)格、供貨狀態(tài)及材料標志等應(yīng)與質(zhì)證書相一致，并由材料質(zhì)控責任人給出材料檢驗編號；

②對于實施制造許可的壓力容器專用材料，質(zhì)量證明書和材料上的標志還應(yīng)包括制造許可標志和許可證編號。

(2)原材料還需檢查:①外觀質(zhì)量：材料表面沒有裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊和夾雜等缺陷；②材料的規(guī)格、幾何尺寸；③凡需復(fù)驗的原材料,應(yīng)按項目要求進行復(fù)驗。

(3)對無質(zhì)證書、材料無原始標記、質(zhì)證書與原材料不一致或復(fù)驗不合格的原材料,制造廠應(yīng)拒絕接受入庫。

(4)主要受壓元件材料有疑問時,由材料質(zhì)控責任人決定復(fù)驗內(nèi)容。

(5)經(jīng)驗收合格的原材料應(yīng)按牌號、規(guī)格放置在材料合格區(qū)內(nèi),不銹鋼和碳鋼應(yīng)分開放置,材料保管員應(yīng)按規(guī)定在材料上進行標記移植,該標記經(jīng)檢驗人員確認核實。

(6)不銹鋼及有色金屬材料應(yīng)設(shè)置專門庫區(qū),不得露天放置。

(7)做好材料入庫驗收記錄。

(8)經(jīng)以上檢驗合格的原材料報告應(yīng)經(jīng)材料質(zhì)控責任人審核確認，并負責歸檔，存檔期限不少于七年。

2 焊材的驗收

壓力容器產(chǎn)品受壓元件之間的焊接接頭質(zhì)量對壓力容器的安全性來講是相對薄弱的環(huán)節(jié)。盡管影響焊接接頭質(zhì)量的因素較為復(fù)雜,但為了保證其質(zhì)量，首先須確保焊接材料合格,施工中不錯用、混用焊接材料，此外，承壓設(shè)備用焊接材料應(yīng)符合NB/T47018.1～47018.5-2017及NB/T47018.6～47018.4-2011中的相關(guān)技術(shù)要求。

(1)壓力容器制造單位應(yīng)建立并嚴格執(zhí)行焊接材料驗收、復(fù)驗、保管、烘干發(fā)放和回收制度。

(2)用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料,應(yīng)保證焊縫金屬的力學性能高于或等于母材規(guī)定的限值。

(3)焊材應(yīng)附有焊材產(chǎn)品說明書，內(nèi)容應(yīng)包括：產(chǎn)品特點、性能指標、適用范圍、保管要求、使用注意事項等。焊接材料進廠后,采購人員會同材料質(zhì)控責任人對焊材質(zhì)證書的項目、數(shù)據(jù)是否符合相關(guān)標準、訂貨技術(shù)協(xié)議、技術(shù)條件及特殊要求進行審查。檢驗合格后,材料質(zhì)控責任人給出焊材檢驗編號。

(4)焊接材料必須有質(zhì)量證明書和清晰、牢固的標志,焊材包裝完好無損。

(5)焊接材料質(zhì)證書經(jīng)檢驗合格后,采購人員會同材料保管員對焊材實物的批號、重量、數(shù)量等與質(zhì)證書進行核實,其內(nèi)容應(yīng)統(tǒng)一。

(6)凡需有特殊復(fù)驗項目要求的焊材，還應(yīng)按要求進行復(fù)驗。

(7)經(jīng)檢驗和復(fù)驗合格的焊接材料應(yīng)放置在符合管理要求的焊材庫,并由保管員在明顯的位置做出材料標記。

(8)存放焊材的焊材庫必須滿足以下要求:①焊材一、二級庫,應(yīng)安裝濕度計,并設(shè)置去濕裝置。庫內(nèi)溫度應(yīng)在5℃以上；相對濕度應(yīng)低于60%；②保管員應(yīng)對焊材庫內(nèi)的溫度及濕度,每天上、下午各記錄1次；③焊材庫內(nèi)嚴禁放置油類及水等有害介質(zhì)；④焊接材料的發(fā)放,應(yīng)做到先進庫的先發(fā)放,防止焊接材料在庫內(nèi)存放時間過長；⑤對特殊焊材應(yīng)有專人保管,并設(shè)置專門區(qū)域存放,以防用混。

3 外購件(安全附件,標準件等)的驗收

對壓力容器受壓元件用的其他金屬材料均按原材料的驗收原則進行驗收,但對壓力容器用安全附件(安全閥、爆破片裝置、緊急切斷閥、壓力表、液面計、測溫儀表等)及其他輔助件(標準件、墊片等)還應(yīng)按技術(shù)條件及相應(yīng)標準的要求進行驗收。

3.1 安全附件

(1)安全附件進廠后,采購人員會同保管員及檢驗人員對質(zhì)量證明書的內(nèi)容:型號、規(guī)格、適用范圍、材質(zhì)、相合標準、是否符合訂貨技術(shù)協(xié)議進行檢驗。

(2)質(zhì)證書檢驗合格后,對實物的標記、標簽及外形尺寸按質(zhì)證書進行核實檢驗。

(3)對安全附件還需校驗的，待以上檢驗工作合格后進行校驗工作，校驗合格后入庫保管。

3.2 其他輔助材料

(1)壓力容器用標準件,如有專門技術(shù)要求的,應(yīng)有質(zhì)量證明書。質(zhì)量證明書的內(nèi)容應(yīng)符合技術(shù)要求的項目內(nèi)容,且標志清楚,對標志不清的拒絕入庫。

(2)有性能等級要求的標準件,必須有相應(yīng)國家標準要求的標志,對標志不清的拒絕入庫。

3.3 外協(xié)件的進廠驗收

壓力容器受壓元件的外協(xié)加工,一般均為壓力容器制造單位由于自身加工能力不足或生產(chǎn)時間需要而造成的。外協(xié)加工,一般均帶料加工,因此,外協(xié)加工時應(yīng)與外協(xié)單位簽訂協(xié)議,明確加工內(nèi)容、要求、合格標準及各自的責任,或?qū)⑹┕D及加工技術(shù)要求連同坯料一并交外協(xié)單位加工,待外協(xié)件加工完畢進廠后,應(yīng)按以下原則進行驗收。

3.3.1 沖壓件、熱作件的驗收

(1)沖壓件、熱作件指外協(xié)單位只進行壓力加工或其他熱作方法成形的零件。

(2)與圖紙、技術(shù)協(xié)議或加工技術(shù)要求的內(nèi)容是否相符。

(3)對沖壓件、熱作件的實物按圖紙等對其外觀質(zhì)量及尺寸進行檢驗。

(4)檢驗時,材料標記是否為本單位原有標記(凡有標記要求的外協(xié)件應(yīng)要求外協(xié)加工單位保留原有標記),當外協(xié)單位無法保留原標記時，應(yīng)要求進行標記移植,并經(jīng)外協(xié)加工單位檢驗人員確認,防止外協(xié)單位混料。

(5)常見的外協(xié)件如封頭、膨脹節(jié)等具體檢驗內(nèi)容。

封頭入廠需檢驗項目有：①應(yīng)對其合格證、外觀質(zhì)量、形狀尺寸進行檢驗(如封頭上有拼接焊縫且焊縫是由封頭制造廠焊接完成的還應(yīng)有當?shù)乇O(jiān)檢部門出具的監(jiān)檢證書)；②封頭焊接接頭表面不得有裂紋、咬邊、氣孔、弧坑和飛濺物，不銹鋼及有色金屬封頭焊縫和熱影響區(qū)表面不應(yīng)有明顯的氧化色；③封頭表面避免機械性損傷，對于有尖銳劃痕應(yīng)進行修磨或補焊，封頭直邊不得存在縱向褶皺；④沿封頭端面圓周0°、90°、180°、270°進行測厚，其最小厚度須滿足設(shè)計文件要求；⑤對橢圓形、碟形、平底形和錐形封頭進行直邊傾斜度、直邊高度檢測；⑥制作樣板，利用樣板檢測封頭的內(nèi)凹和外凸，鋼尺測量封頭圓度，檢測結(jié)果應(yīng)符合圖紙及GB/T25198-2010中相關(guān)要求。

膨脹節(jié)入廠需要檢驗項目主要有：①質(zhì)量證明書、銘牌內(nèi)容應(yīng)齊全、清晰，裝有導(dǎo)流筒的膨脹節(jié)有介質(zhì)流向箭頭；②利用合金分析儀檢測材質(zhì)；③厚度檢測，成形減薄量不得超過波紋管壁厚的10%，檢測部位位于波峰和管端；④成形方法與焊接工藝，焊縫外觀和表面質(zhì)量；⑤波紋形狀與表面質(zhì)量；⑥尺寸及公差；⑦無損檢測；⑧熱處理、耐壓試驗與泄漏試驗；⑨標識檢查，出廠資料與油漆、包裝，檢驗規(guī)則與要求；⑩剛度試驗、疲勞試驗與穩(wěn)定性試驗。

3.3.2 熱處理外協(xié)件的進廠驗收

(1)熱處理件進廠后，外協(xié)人員會同檢驗人員對熱處理自動記錄曲線與熱處理工藝進行以下校對：進爐溫度、升溫速度、保溫時間及溫度、降溫速度、出爐溫度等是否相符。同時熱處理自動記錄曲線記錄紙上還應(yīng)記載該熱處理件的工程編號、部件號、名稱、數(shù)量、隨爐試板的名稱及數(shù)量、操作人員及檢驗人的簽章、熱處理日期及熱處理單位檢驗章等內(nèi)容。

(2)對實物檢驗其在熱處理過程中有無變形、密封面是否予以保護等。

(3)熱處理隨爐試件是否隨爐熱處理等。

3.3.3 機械加工外協(xié)件的進廠驗收

(1)機械加工外協(xié)件進廠后,外協(xié)人員會同檢驗人員按圖紙、加工技術(shù)要求等對實物的表面加工精度、加工尺寸及公差等進行檢驗。

(2)檢查材料標記是否移植清楚。

4 不合格品的處置

(1)材料進廠驗收時，一旦發(fā)現(xiàn)不合格品時(包括質(zhì)證書及標記不合格),檢驗人員應(yīng)開具不合格品通知單，并在實物上涂以油漆標記，按“壓力容器不合格品控制程序”處置。

(2)對于以下情況可進行補項處理：①對于標記不清而質(zhì)證有書效的材料；②對于實物有標記,而物證不符或質(zhì)證書有缺項、差錯、含糊不清的材料。

5 結(jié)語

綜上所述，原材料的檢驗與驗收是材料管理使用的一個重要環(huán)節(jié)。從指定計劃到組織采購、安排運輸?shù)纫幌盗胁牧瞎?yīng)工作的成果，要通過驗收這一環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。材料驗收工作對入庫以后的保管、領(lǐng)發(fā)和使用有著重要的影響，如果將不合格材料當成合格材料收入倉庫，投入生產(chǎn)就會影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成產(chǎn)品報廢。因此,嚴格的材料檢驗、驗收制度是保證設(shè)備質(zhì)量的重要手段，對設(shè)備的安全運行至關(guān)重要。