王发斌
(中化泉州石化有限公司,福建 泉州362011)
采用ASME标准制造的循环流化床锅炉设计文件一般要求安装施工执行ASME标准,而锅炉安装所在地特种设备监督检验部门则会按照中国电力行业标准进行现场监督、检查和验收,故在施工过程中存在着同时执行ASME标准和中国电力行业标准的情形。但是,两个标准之间在很多方面差别很大,同时执行ASME标准和中国电力行业标准的难度很大。要做到既能保证质量,又需考虑施工的经济性,是一个技术性很强的问题。因此,在施工前结合ASME标准和中国电力行业标准制定一套比较合理的技术管理和施工工艺程序,解决由于两个标准之间的较大差别给安装施工同时执行这两个标准造成的困难,保证工程施工质量至关重要。
ASME标准是一种通用的指导性标准,根据各种特定形式的建造方法,可对其增加或删减某些焊接要求,一般须结合具体的工程情况编写各种操作性强的管理和工艺程序,而电力行业标准是一套适用于我国火力发电厂安装工程的强制性标准,如果执行了该系列标准,则必须完全按照标准的要求执行。
ASME标准体现了以人为本的原则,更注重于焊接的事前控制,电力行业标准对事后控制要求更多(如验收、评定)。相对来说,电力行业标准在大多数地方比ASME标准要求更严。
焊接评定主要包括焊接工艺评定和焊工技能评定。焊接工艺评定是焊接技术、焊接质量管理的基础,在中国电力行业标准和ASME标准中都占据了重要的位置。
表1 ASME标准和电力行业标准材料等同对照表
根据ASME标准,凡不是按ASME标准制造的钢材,均需重新作焊接工艺评定和焊工考试,导致浪费大量的人力和物力,而DL/T868-2004规定“对于常用的国外钢材,可与国内相应类别的钢材等同对待”。特别是根据我国的国情,矿产富含“V”元素的特点,在合金钢中加入了“V”元素,如我国自行研制的12Cr1Mo钢材,大量使用在国产的机组中,它的微观组织、机械性能和焊接性与ASME标准中的SA213-T11(P11)和SA213-T12(P12)相似,因此,在技术准备阶段,按照电力行业标准和ASME标准,对具有相似的化学成分、组织和性能的钢材焊接工艺评定可等同对待,制定如表1所示的材料分类表,并通过了业主、总承包商的确认。
ASME标准中规定,没有列入其中的焊接材料,即使按照其它标准做过评定,在执行ASME标准时,还需重新评定。而DL/T868-2004规定“国外焊条、焊丝按每个型号、牌号分类。经试验验证其成分和性能与国内的相似时,可以划入相应的等级”。在执行中,经过多次技术协商在这点上得到统一:具有相似化学成分和机械性能的焊接材料可以相互替代,如我国的J507等同于ASME的E5015,R407等同于ASME的E9015-B3,R717等同于ASME的E9015-B9等。
电力行业标准在焊接工艺评定上其评定的管径适用于施工中没有上限的限制,只有下限的限制,在焊工技能考核上,上、下限均有限制,而ASME标准在焊接工艺评定和焊工技能考核上均没有上限限制。管径越小,焊接操作难度越大,管径越大,其焊接操作难度越小,所以按照ASME标准执行,即上限不限,下限限制,可以做到保证质量,提高经济效益。
根据ASME标准,焊接工艺评定只需评定任一位置,即可其他条件不变的情况下任意位置。而电力行业标准至少需要评定两个位置,方可适用全位置。在执行过程中,对焊接工艺评定只要评定一个位置,即根据ASME标准执行。
在ASME标准中只要在PNo1至PNo11中的任一材料(P5A和P5B除外),通过焊工考核,即该焊工可焊接在PNo1至PNo11中的任一材料:但针对各种材料其焊接性有很大差别,特别是奥氏体不锈钢,所以,在这一点上,电力行业标准是较ASME标准严格的,执行改标准对焊工技能进行考核,对锅炉的焊接是有利的。
电力行业标准规定,焊接考试必须由上级有关部门认可的焊工考试委员会进行,而ASME标准未对此作出规定,一般焊工考试只要业主等的认可即可。
DL/T869-2004根据焊缝的重要程度,把焊缝外观质量分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级,而ASME标准只有允许和不允许之分。由于ASME标准在外观质量的要求明显低于中国电力行业标准,如咬边的深度,对于任何焊缝,我国的标准是不大于0.5 mm,ASME标准是不大于1.0 mm等,因此,我们按照中国电力行业标准对焊缝外观质量进行检查和验收。
我国电力行业标准依据部件的工作条件(压力、温度)划分的焊缝质量等级确定无损检测比例,ASME标准依据焊缝是否暴露于烟气或受炉膛辐射热以及管子规格确定100%射线检测或不检测(一般不用超声波探伤)。按照ASME标准的要求,锅炉受热面管子及直径在152m m或厚度在19m m以下的连接管路可不进行无损检测。但是,我国相当一部分施工人员质量意识淡薄,长期在被动的控制中,淡化了质量意识。因此,无损检测不仅仅是一种对焊接质量的最终检查验收,也是一种控制焊接过程的重要工具,它能提高焊工的质量意识,及时反馈焊接质量、利于控制焊接质量,防止焊工及有关人员在焊接过程中出现马虎思想,导致质量失控。因此,我们采用中国电力行业标准进行无损检测,业主为此追加了41万元无损检测费用,工程焊接质量得到很好的控制。
光谱复查,主要是用于核对是否错用母材及焊接材料。ASME标准没有要求光谱复查,但是,中国施工企业及设备生产单位的管理在这方面普遍较差,常有错用焊接材料的事情发生,为了确保焊缝材质正确,应根据DL/T869-2004的比例对焊缝进行光谱复查。
ASME标准规定的焊前预热温度低于中国电力行业标准的规定,特别是对于SA335-P91,预热温度才200℃左右,经过反复试验,在此温度下,SA335-P91的打底难度极大,应提高至260℃至300℃。这是由于管道内部在不断充氩保护的过程中,氩气流动带走了较大的热量,致使内管壁的温度下降较快,低于外管壁的温度。因此,焊前预热温度应综合两个标准的规定,使用经过焊接工艺评定的预热温度,而不应盲目地应用。
ASME标准所谓的焊后热处理即为“去应力退火”,热处理温度较低,而电力行业标准的焊后热处理为“高温回火”。在执行过程中,焊后热处理的温度,应根据钢材和焊接材料的制造标准及焊接工艺评定,执行相应的标准。
由于企业间用工制度、施工人员质量意识等的差异导致了技术管理上存在着较大差异,ASME标准更侧重于对焊接施工全过程中的事前控制、事中监督,如ASME标准没有要求水压试验前检查验收,侧重于主动控制;电力行业标准是根据我国国情出发更侧重通过对结果的检验、反馈,达到提高施工人员的焊接质量意识而控制焊接质量的,对被动控制要求较多。在施工中,应将主动控制与被动控制紧密结合起来,加大主动控制在控制中的比例,同时进行定期连续的被动控制。
我国的质量体系是在中国特定的环境下形成并发展的,执行外国标准时,必须结合中国国情。现在,涉外工程不断增加,引进国外设备不断增多,这些设备几乎是按照ASME标准或国外其它标准制造的,由中国企业现场安装,在中国必须执行中国的有关法律、法规和有关标准,多个标准同时执行或在同一设备上执行的情况会越来越多,每一个标准都有其存在的条件、环境和必要性,以技术为手段,从人、机、料、法、环方面,结合我国国情,与外商友好协商、研究,必定会在各标准间找出合理的解决办法,保证焊接质量、工程进度、提高经济效益。厦门腾龙特种树脂有限公司3台220t/a蒸汽锅炉的施工,同时执行ASME标准和中国电力行业标准,质量情况良好,3台锅炉在水压试验时均未发现泄漏,安装质量得到了外商的肯定,给我们提供了一个同时执行ASME标准和中国电力行业标准及成功的典范。
[1]DL/T869-2004,焊接技术规范[S].2004.
[2]DL/T679-1999,焊工考核技术规程[S].1999.
[3]DL/T868-2004,焊接工艺规程[S].2001.
[4]中华人民共和国电力工业部.火电施工质量检验及评定标准(焊接篇)[S].1996。