壓力容器制造過程調研及若干問題的探討

田文龍

(中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林機械制造分公司,吉林 132021)

壓力容器制造過程調研及若干問題的探討

田文龍

(中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林機械制造分公司,吉林 132021)

壓力容器制造屬于特種設備制造,其過程極為復雜,涉及到產品的生產,特殊的產品材料,壓力容器產品的復檢等等問題。本文實際調研壓力容器制造過程,發現了三點問題,一是壓力容器焊接技術的問題。二是壓力容器材料質量與復驗的問題。三是壓力試驗的限制。并提出自己的一些見解。

壓力 容器制造 調研 規程

壓力容器屬于典型特種設備 ,因為壓力容器內部常有易爆、易燃,強毒,腐蝕性的物質,自然有相當的危險。所以一旦出現意外事故危害性特別大,嚴重的會危及到國家和人民的生命財產安全。國家有關部門在1999年就制定了《壓力容器安全技術監察規程》(簡稱99版《規程》)但是這個規程是在1999年制定的,如今這些規程存在著操作難度太大,工藝技術稍顯過時等問題。本人在嚴格對照99版《規程》,實地調研壓力容器生產企業的運營情況。發現了了若干的問題并進行適當的探討。

1 壓力容器焊接技術的問題與發展

如今壓力容器在工業生產中應用極為廣泛,包括化工、石油管道,因此鋼制管道的焊接技術顯得尤為重要。在實際的調研中我發現壓力容器在焊接后,在焊接時溫度的不均勻,從而導致材料結構的變形。當焊接的溫度重新回到均勻的狀態后,焊接時的管道內的壓力殘留在焊接結構中,這就形成了焊縫區的內在應力。焊接殘余的內在應力會極大的影響容器的使用壽命和產品的質量。實驗的研究顯示,只要容器經過焊接,內在應力會同時產生,雖然現在我們知道了它的運行的原理,但實際的情況千差萬別,容器的大小尺寸,焊接的技術水平等等都存在著巨大的差異,所以殘余應力的肯定不是一成不變的。對于這個問題,我們需要確立一個焊接殘余應力的合理空間,在這個空間里采取必要的措施,保證產品的質量,把安全事故控制在最小的空間里。國內外眾多科學家、學者在對焊接殘余應力的合理空間的大量研究后認為:第一可以實施最為先進的焊接工藝,降低應力采。第二是改進熱處理工藝技術。

2 壓力容器材料質量與復驗的問題

2.1 壓力容器的材料質量

現在壓力容器制造的材料和復驗在我國壓力容器特種材料的標準體系都存在著一定的問題,如今國家制定了特種鋼板制造許可證制度,還有其他特別材料的準入制度。可以說國內壓力容器材料標準已經成形了,這些材料可以滿足我國壓力容器用材的供應量,還有現在科學家研發和專家對材料標準的修改,國內材料的工藝標準達到了一定的高度。

經過我的調研,壓力容器制造廠材料來源的主要是材料商和中間商。總而言之,壓力容器制造商從材料生產廠家那里得到的材料保證了質量;相反,從中間商那里取得的材料,這樣產品質量難以得到保證。會出現了材料質量不合格,沒有質保書或者質保書和所用材料的不相符合,這樣極容易產生質量問題。國家質監部門在1999年出版的《壓力容器安全技術監察規程》其中有一項規定:相關產品標準是JB 4726～4728《壓力容器用鋼鍛件》,對其產品質量提出了巨大的要求。根據相關的法律和實際的調研,大量的鍛件生產廠商的質量生產體系及檢測的手段不達標,很多的產品化學成分、力學特性達不到國家的要求。現如今,我國的材料生產企業就是按國外標準生產鋼材(如SUS304、SUS316)的問題。這就出現了國外鋼鐵牌號與國內鋼鐵牌號不對應的情況。在實際的調研過程中還發現,大量的壓力容器制造廠商對現在我國實行《壓力容器安全技術監察規程》有些的質量標準表示難以接受,特別是第三類壓力容器用鋼板和鍛件這兩種材料。

2.2 壓力容器的材料和復驗問題的探討

正確使用壓力容器材料是確保壓力容器質量的前提。現在市場還是存在著從材料中間商取得材料大量問題,為了確保壓力容器材料的產品質量,保證最終壓力容器商品的質量,《壓力容器安全技術監察規程》有明確的規定,要對第三類壓力容器的鋼板和鍛件實施第二檢查。這種材料復驗的要求來源于鍋爐制造的規程,99版的《規程》只是強調制造的材料的問題,這不能從根本上解決壓力容器質量問題,道理很簡單,材料的控制標準和壓力容器的類別兩者沒有必然的聯系。雖然質量不達標的材料用于三類容器,很可能發生較大的事故,但用在一、二類容器生產上也有很大的危險。所以,實際的壓力容器制造,不能只強調對三類壓力容器的材料進行全面的復驗。壓力容器的材料的檢查應該是全方位的,包括生產、供應商、材料的產品標準、制造廠商的質量信用體系和壓力容器的產品設計品質等等。我們這樣做不是很苛刻,在美國、日本等發達國家的壓力容器法規和標準(如ASME UG10)對產品的材質要求都是一樣的,不存在分為幾個類別之說。

3 壓力容器壓力試驗的限制

壓力容器在生產之前要做壓力試驗,在實際的調研中我發現,生產廠商對于壓力容器制造過程所做的壓力試驗有些獨到的看法,大體概括為兩點:一是對于壓力試驗介質實際溫度的把握。在99版的《規程》明確的說道:“碳素鋼、16MnR和正火15MnVR制壓力容器在液壓試驗時,液體溫度不得低于5℃”。這些規定只是作為參考,實際的情況可能要根據實際來操作。二是特大的壓力容器的壓力試驗情況。在實施特大壓力容器例如是大型薄壁直立壓力容器的壓力試驗時,因為實際的基礎的承受力有限,有的是內部結構、填料等原因容器里面無法填充滿液體等等情況,在調研時我發現試驗過程中也可以在壓力容器中注入合適的液體,之后用壓縮氣體(如氮氣瓶等)來進行實際的加壓以取代液壓試驗的情況。

1999年我國制定的《壓力容器安全技術監察規程》有關壓力容器制造的某些條款,如今發現了諸多問題。我在寫這篇文章時,實際調研。以經濟、安全為原則,對于壓力容器制造過程中產生的壓力容器焊接技術的問題,壓力容器材料質量與復驗的問題,壓力容器壓力試驗的限制進行了具體的分析和探討,希望可以為新版《規程》修訂提供有價值的意見。

[1]壓力容器安全技術監察規程[S].北京:中國勞動社會保障出版社,1999．

[2]GB 150-1998,鋼制壓力容器[S].北京:中國標準出版社,2006．