李芳侠* 李 刚 张立峰
(西部宝德科技股份有限公司)
压力容器的使用范围涉及生活和生产的各个方面,近年来,装置越来越大型化和高参数化,装置的运行安全也尤为重要。压力容器制造检验是保证设备安全最基础、最重要的手段。压力容器检验检测不同于一般的工业生产,虽不产生直接的经济效益,但是在防止恶性事故发生,保证人民生命财产安全方面的作用却是巨大的。一次压力容器爆炸事故带来的损失,是千百次检验检测费用所无法弥补的,因此压力容器的检验检测是企业经济效益强有力的保证措施。
压力容器制造过程中,基本的检验制度有三种:一是制造厂在设备制造过程中对所制造产品进行全要素检验检查;二是质检机构对受检产品影响安全性能的重要工序制造过程进行强制性监督检验;三是用户或由用户委托的第三方的监理机构进行全过程监理检验(监造),其中用户委托的监造近年来逐渐向规范化和常态化的方向发展。
压力容器制造厂应按照国家法规标准及行业规范对产品进行全要素检验,这是压力容器全生命周期中的第一道检验工序,也是最重要、最全面的质量控制手段,是不可缺省的。各类压力容器的产品标准都规定了相应品类压力容器的检验方法和合格标准,如热交换器、塔式容器、卧式容器等标准都作出了具体的规定。在实际采购过程中,用户还会根据自己的使用工况、风险程度提出高于产品标准的检测方法、合格标准以及特殊的检验项目,并在招标阶段提出要求,最后与中标厂家达成协议并体现在供货合同及技术协议中。制造厂自检合格的产品应同时满足标准、图纸、技术协议及供货合同的要求。
制造厂自检的内容包括材料(含焊材及外购件)的入厂检验及复验、 焊接工艺评定、 焊接过程检验、外观和几何尺寸检查、无损检测、热处理效果检验、耐压试验和泄漏检测等,其中材料检验是基础,制造厂应建立良好的,并能有效运行的材料质量控制系统,对材料的采购、验收和使用等各个环节进行严格控制。在压力容器制造过程中,组对和焊接是同时进行的,所有零部件组焊完成并自检合格后形成一台完整的设备,由于焊接过程不可逆,班组检验员应加强装配过程中每一道工序的检验工作,及时发现问题并处理,避免总检验员在设备制造完成后发现其存在超标缺陷而需要返修甚至报废,导致产品成本增加或工期延误。制造厂专职检验员应在热处理工序或耐压试验前核查无损检测报告,确认无损检测全部合格;对于无损检测不合格的产品,技术员应制定返修方案,工人应严格按照返修方案要求进行返修处理,返修处理后的部位经再次无损检测合格后方可判定合格。对于同一部位返修超过两次以上的产品,返修前应经制造单位技术负责人批准,方可实施返修,检验员须将返修次数、部位和返修情况如实记录在容器的质量证明文件内。
制造厂除进行产品实体自检外,还应加强焊接人员、无损检测人员等特种作业人员及各质保体系责任人档案管理工作,认真做好人员培训和考核,不断提高操作者的技能水平。作业人员的技能水平对保证压力容器制造质量十分重要。但是实际生产过程中制造厂受到条件限制,且考虑到生产成本的问题,有可能在生产过程中采用的检验检测方法不能满足产品标准或用户提出的特殊要求。许多质量把控不严的制造厂还可能会发生弄虚作假的现象,这将会给压力容器的运行埋下安全隐患,因此各地都规定了应对压力容器的生产制造实施监督检验。
监检机构根据《特种设备安全法》及《压力容器监督检验规则》实施的压力容器产品安全性能监督检验是唯一的强制性检验。监检应当在压力容器(满足TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》中1.3 条规定的容器)制造、改造与重大修理过程中进行(安装过程不实施监检)。
监检是在受检单位完成生产过程中的自检及耐压试验的基础上监检机构进行的质量检验、文件审查以及现场见证。监检的目的是对容器制造厂检验进行补充和监督,对影响安全的重要项目进行再次检验。监检员对管辖范围内所有压力容器制造、修理单位进行监督检验,其专业知识很难细化并覆盖到某一特定厂家的特殊产品,只能把控重大安全问题的。监检机构由国家质检总局核准,厂家所在地省级质量监督局授权的具有相应资格的检验机构承担检测工作,监检是一种不以盈利为目的的公益性检验检测。
(1)监检机构每年至少应对受检单位的质量保证体系运行情况进行一次评估性质的随机检查,其目的是为了促进生产单位质保体系持续有效运行,形式不流于表面。
(2)监检员按台审查压力容器的技术文件,审查通过后在设计总图上签字。如果被检的压力容器为定型产品,监检员可以按照型号进行设计文件审查3。
a)设计文件的审查
设计文件审查包含设计单位的资质、设计总图及设计变更(含材料代用)的批准手续;受检单位外来图样工艺审图的见证资料;设计文件齐全性;设计文件引用的法规及标准的有效性;设计文件采用的国际标准或者境外标准与国内标准基本安全要求的符合性申明;新技术评审和相应的批准手续;当设计文件采用试验方法设计时,监检员应确认试验过程的监检资料;设计总图上注明的无损检测要求、热处理要求、耐压试验和泄漏试验要求是否合规。
b)工艺文件审查内容
工艺文件的审查内容包括审批程序是否符合质保体系要求;焊接工艺规程与其所依据的焊接工艺评定是否正确;当TSG 21—2016 标准中没有的无损检测、热处理等新工艺时,监检员还应审查新工艺审批手续是否符合TSG 21—2016 标准中关于新工艺审批的要求。
c)质量计划审查
质量计划审查包括质量计划的批准手续是否符合质保体系要求,质量计划内容的完整性。监检员完成质量计划审查后,应在质量计划中明确监检项目。
d)材料监检
材料验收监检包括主要受压元件材料的合格证及验收记录等;对于需要复验的材料,监检员还应审查其复验结果。监检员根据制造厂的实际情况现场抽查主要受压元件材料的标志移植情况。材料代用应有原设计单位的书面批准文件。
e)特殊制造过程的资料检验及现场见证
耐压试验、泄漏试验工艺应符合产品标准及设计图样要求,且工艺文件审批手续齐全。监检员现场见证耐压试验过程,并在试验报告上签字(章)确认,监检员还应审查产品出厂资料内容是否齐全、真实。
f)焊接工艺评定监检
监检员现场检查焊接工艺评定试件并标注监检标记,审查焊接工艺评定报告和焊接工艺规程。监检员还应抽查焊接人员资质及实际工艺参数是否与焊接工艺文件一致,避免工艺文件仅仅是产品档案资料,而无法真正指导生产。
g)无损检测及热处理等特殊过程监检
无损检测人员的资格证书是否真实且在有效期内;无损检测工艺和报告的批准手续是否符合质保体系要求;射线底片的数量和部位要满足TSG 21—2016 标准第6.2.2.6.2 条规定。热处理报告的签字、审批手续要完整;热处理曲线、报告应与工艺符合;热处理试件应满足标准及工艺文件要求。
h)其他制造过程及资料监检
资料监检包括管口位置、焊缝布置、外观和几何尺寸,安全附件校验报告,产品铭牌等。监检人员应及时在工作见证单上签字(章)确认,填写监检记录。全部监检工作完成后,监检人员应及时对监检合格的压力容器出具《特种设备监督检验证书》,并负责在产品铭牌上打监检钢印(制造监检时),从而应当监检而未经监检的产品不得出厂或者交付使用。
受检单位应确定监检联络人员,联络员按照质量计划和工作进度及时约请监检员对受检产品实施监检工作。受检单位应为监检员提供必要的工作条件,并及时为监检员提供与受检产品有关的,真实、有效的质量保证体系文件、技术资料、检验记录和试验报告等资料。
压力容器的第三方监理也称压力容器监造(简称“监造”),是压力容器用户或由用户委托的第三方专业检验人员对压力容器的制造进行现场全过程跟踪监督检验。监造是对压力容器自检和监检的补充手段,在用户和制造厂之间起到了很好的沟通管道作用,在全面保证压力容器生产质量以及生产进度方面表现出了显著的效果。近年来,监造市场飞速发展,监造工作日趋专业化、规范化和标准化。与监检不同,监造工作具有以下几个特点:
(1)监造是非强制性行为,设备是否需要监造由用户根据设备的重要性和制造复杂程度等来决定;
(2)监造工作直接向用户负责;
(3)监造人员应对压力容器的质量进行全面监督,不仅仅是按照法规的要求对相关的安全性能进行监督,还须依据用户和制造厂之间的供货合同和技术协议进行特殊项目的检验;
(4)监造人员应及时将设备制造过程中出现的问题向用户进行汇报,有利于用户及时采取措施;
(5)监造人员在对设备质量进行监督检验的同时还须对设备生产进度进行跟踪监督;
(6)压力容器制造中用户要求的特殊检验项目不会因为监造人员缺乏相应的标准和经验而被忽视;
(7)监造工作是用户委托行为,监造机构必须对用户所关心的问题尽职尽责。
监理单位根据监理合同编制监理大纲,监造人员到达现场后依据监理大纲对制造单位进行被监造设备的技术交底。监造人员在实际的监理过程中,需要从质量、进度以及安全等多方面出发进行综合分析。在质量方面,监造可与制造厂的自检同时展开;在进度监理方面,需与合同内容相结合。在实际的监理工作中,压力容器监理要点包括审核制造厂与被监造设备有关的质量体系文件、设计资料、原材料验收记录及实物查验、焊接工艺文件、无损检测及热处理工艺及报告、耐压试验过程及报告、外购件合格证等。当设备出厂后,监造人员要在规定的时间内编制监理报告,评价制造过程,办理相关的结算工作。
压力容器检验的主要目的是减少事故发生,特别是灾难性事故。因此,在某种程度上来说,压力容器检验是预防事故最有效也是最经济的手段。无论什么样的检验都是有成本的,除了监检是法规强制要求的以外,其他检验用户可以根据自身需要进行选择。在压力容器制造过程中,用户可根据压力容器的使用风险和自身的经济承受能力,自主选择是否需要增加监理检验。当然,不同检验在制造过程中的作用互相弥补,压力容器制造过程中选择的检验方法在合理范围内越细致完善,发生事故的概率就越小。