石油化工成套裝置壓力容器及壓力管道定期檢驗的基本要求和關注點

毛國均* 柴軍輝， 錢盛杰 胡 健 胡 永

（1.寧波市特種設備檢驗研究院 2.寧波市勞動安全技術服務公司 3.中海石油寧波大榭石化有限公司）

0 引言

寧波市化工產業主要以石油化工、橡膠、塑料和染料等領域為主，寧波市現有2 個“2019 中國化工園區30 強”的化工園區——寧波石化經濟技術開發區和大榭開發區，此外還有規模稍小的臺塑工業園區和小港化工區。隨著大型石油化工園區相繼建成投用，特種設備的定期檢驗任務日趨繁重，為了更高效地完成定期檢驗工作，保障設備安全運行，對石油化工成套裝置壓力容器及壓力管道定期檢驗的基本要求和關注點進行了總結，并從以下7 方面進行簡單介紹。

1 基本要求和關注點

1.1 檢驗準備時間寬裕，檢驗程序到位

從部分事故的調查結果來看，除了重視設備本質安全以外，是否就可以不重視檢驗程序，甚至忽視呢？答案顯然是否定的，因為檢驗程序不到位可能造成檢驗風險提高、檢驗效率和檢驗質量降低等影響。舉幾個簡單的例子：（1）資料未詳細審查就編制的方案可能漏洞百出，包括因結構或標準不允許等而誤定檢驗項目，如固定管板式換熱器殼程表面無損檢測部位選擇內表面以及5 mm 厚奧氏體不銹鋼對接焊縫選用超聲波檢測等；（2）未編制檢驗方案直接實施檢驗容易出現漏檢等情況，如上次檢驗發現的超標缺陷未消除而采取降級或者監控處理情況下，本次檢驗未按要求對原有埋藏超標缺陷進行復檢，又如未按要求對補焊過的部位進行埋藏缺陷檢測等；（3）未進行施工交底直接實施檢驗可能會出現錯檢，如上下或者左右幾臺同材質同規格設備若不仔細核對銘牌或者標志容易出現錯檢等情況；（4）現場檢驗完成后，若無完整有效的書面反饋可能導致檢出缺陷無法得到有效處理，因為口頭反饋無法精確描述缺陷定位，易造成誤解。

一般建議在當年下半年提交第2 年的成套裝置壓力容器壓力管道檢驗計劃，若應用RBI 技術檢測則應同時提供檢驗策略，確保后續各項工作開展具有充裕的時間。提交的檢驗計劃應只多不少，因為刪除多余項遠比臨時新增檢驗項容易處理得多。

1.2 確保檢驗方案的科學性與可操作性

編制出既科學又符合實際且具可操作性的檢驗方案，是檢驗全面、準確、高效、低成本的基礎保障。

以容器為例，其檢驗項目、無損檢測方法及比例、重點檢驗部位等應由檢驗方案確定，強調檢驗方案就是要強調檢驗機構的責任（檢驗機構對檢驗方案負責），相對減輕檢驗人員的個人責任風險。必要時應與使用單位會簽檢驗方案，使檢驗方案更具針對性，同時也能適當降低責任風險。

在定期檢驗時，如果檢驗項目過多、比例過大，將會延誤進度、浪費時間、增加成本；反之，如果檢驗項目過少、比例過小，則通過檢驗得到的信息不充分，不能準確判斷設備的安全狀況，甚至導致缺陷漏檢，留下隱患。因此，定期檢驗方案的科學性和針對性十分重要，檢驗人員的預測能力和判斷能力更重要。檢驗人員在編制檢驗方案時，應著重關注下列因素：合法性（符合各項法規及標準）；合理性（內容符合客觀實際，條款有據可查，受到雙方認可）；針對性（針對具體情況有的放矢，選擇方法得當，不做多余項目，不漏必要項目，比例恰如其分，重點部位指示明確）；嚴密性（方案完整、程序清楚、內容全面、依據充分、表達明確）；可行性（選擇的項目和方法符合檢驗單位技術與裝備水平，適應現場條件且便于執行，計劃與進度安排滿足生產要求，對因實際情況無法實施的檢驗內容，具有較好的處理方法）。

檢驗機構拿到使用單位提供的檢驗計劃后，由主要牽頭（負責）部門著手組織編制檢驗方案（含檢驗預定表）。為了使方案更具檢驗有效性，設備首檢時，必須審查設計、制造、安裝資料，非首檢時，則必須審查上次的檢驗報告。重點關注原缺陷部位，如果缺陷未消除，則應復驗其尺寸變化情況。埋藏缺陷檢測抽查部位不宜重復（復驗除外），應用基于風險的檢驗（RBI）技術檢測時，務必加強審查提供的檢驗策略內容和形式的符合性，并提出自己的修改意見，切忌“拿來主義”（介質等參數錯誤導致檢測比例不合理；鐵磁性材料對接焊縫表面檢測項目選擇滲透檢測；薄壁奧氏體不銹鋼對接焊縫埋藏缺陷檢測選擇超聲檢測；夾套容器夾套表面檢測部位選擇內表面，內筒表面檢測部位選擇外表面；RBI 評估報告中未給出下次停機檢驗日期等均應避免）。

之前檢驗時比較關注設備的結構問題、埋藏缺陷，而忽視了其應力分布情況、介質環境影響，檢驗時往往隨機或大比例抽查焊縫拍片，但經過較長時間的在役設備定期檢驗后，設備的制造質量已經有了較大進步，原來的檢測方法已不能滿足如今的實際檢驗需求了。GB/T 30579—2014《承壓設備損傷模式識別》標準中對損傷模式（機理）和失效模式進行了介紹，充分了解該標準既有助于制定檢驗方案，也有利于評價檢驗結果。盡量做到檢驗方案是基于損傷模式（機理）、失效模式以及使用情況來制定的，符合實際又具備可操作性，如塔類設備由于結構原因應適當降低無損檢測抽查比例，同時其重點檢測部位、高塔頂部管道埋藏缺陷檢測盡可能選擇超聲檢測而避免選擇滲透檢測。另外，檢驗方案中應盡可能避免出現以下情況：（1）常溫工況下碳素鋼制設備選擇金相檢測；（2）存在介質環境開裂機理的設備表面無損檢測部位僅選擇外表面；（3）換熱器一程介質為冷卻水一程介質為極度危害介質，為方便實施只檢水程而忽略極度危害介質程；（4）忽視奧氏體不銹鋼的隔熱層應力腐蝕開裂傾向；（5）增加大型帶外隔熱層臥罐開罐檢驗時外架搭設以及外隔熱層拆除工作。

檢驗方案確定后，現場檢驗工作量也可基本確定，再根據檢驗工作量和計劃的檢驗時間網絡編制檢驗策劃，并進行人員體系組織和任務分配。

1.3 現場技術交底應把握原則、靈活處理

現場技術交底不是僅把檢驗方案（含檢驗項目預定表）的要求套用到現場容器或者管道，而是應該了解現場工藝和設備結構后將檢驗方案（檢驗項目預定表）進行靈活調整，把更具有效性和可操作性的檢驗要求告知準備單位和無損檢測理化分包單位。

一般在停工前1～2 個月左右便可以開始開展現場交底工作，交底工作需要多方協作。使用單位工藝員/設備員將容器管道位置告知檢驗檢測人員和檢驗條件準備（含架子搭設、保溫拆除和表面打磨）人員。檢驗人員在與交底人員進行工況、材質、規格等參數現場核對的基礎上，將具體待檢項目、待檢部位（注意區分管/殼程、夾套/內筒以及重點關注液面波動部位、補焊部位、泵進出口部位等）、待檢數量、檢驗條件準備要求（含架子搭設部位、保溫拆除部位和表面打磨要求等）告知無損檢測理化分包人員（若有分包）和檢驗條件準備人員。尤其要盡量明確待檢部位，例如根據損傷模式、失效模式以及使用情況確定需要檢測的接管角焊縫、彎頭和對接焊縫，確定宏觀檢驗和壁厚測定的重點部位，而不能只籠統要求檢測幾個彎頭/幾條焊縫，更不能只檢測方便檢測的部位。交底時可能會發現部分檢測方法由于現場條件限制不易實施，可以考慮選擇工況相近的部位來替代，部分部位無法實施檢測時應根據檢測目的變更檢驗策略或者檢驗方案，但應保證檢驗的有效性，所有檢驗方案調整都應在實施檢驗之前履行方案變更手續。交底開始到停工吹掃之間可用于外架預搭，保溫預拆，管道運行狀態下外部宏觀檢驗以及壁厚測定等項目實施，但開展處于設備運行狀態下的作業時應經過使用單位的安全評估。另外需要注意的是，提前檢驗時若采用高溫測厚應注意比對儀器探頭，若對儀器可靠性有懷疑，應在停工檢修時進行抽查復檢。

1.4 與各準備單位通力協作、齊頭并進

檢驗檢測工作的順利開展離不開檢驗條件準備單位的通力協作，檢驗方要實時掌握待檢設備的檢驗條件準備情況（可以將檢驗條件準備情況分為待檢、待打磨、待拆保溫、待搭架子、待開人孔等各種實時狀態），協調各檢驗條件準備單位齊頭并進，提高工作效率，尤其是要避免出現架子未搭安排拆保溫，保溫未拆安排打磨等情況。同時還要明確檢驗條件準備工作由使用單位負責，并主要靠使用單位落實，檢驗方主要負責專業技術方面的協助管理工作。現場條件錯綜復雜，檢驗條件也無法一次準備到位，所以建立通暢高效的溝通渠道（微信項目臨時工作群等）及和諧的工作氛圍很有必要，以便發現問題后及時解決。

1.5 檢驗檢測分工不分家，同步做好質量控制

檢驗除了宏觀檢驗、壁厚測定、無損檢測、理化檢測、安全附件檢驗等項目以外，還應包括分包單位實施的無損、理化檢測項目。分包檢測的進度和質量直接影響整個檢驗工作，所以決不能把檢驗和分包檢測人為地劃分界限，檢驗人員更不能在檢驗過程中對分包檢測情況不聞不問。

充分了解待檢設備的損傷模式，對檢驗檢測項目的選取至關重要。如壓力容器本體在使用過程中主要存在腐蝕減薄、環境開裂、材質劣化、機械損傷等損傷模式。對腐蝕減薄最有效的檢驗項目是宏觀檢驗和測厚測定；對環境開裂和機械損傷最有效的檢驗項目是宏觀檢驗和表面無損檢測；對于材質劣化有效性最高的檢驗項目是材料分析、硬度測定、金相檢驗和表面無損檢測。也就是說，宏觀檢驗、壁厚測定和表面無損檢測這3 項檢驗可以覆蓋除材質劣化外的大部分損傷模式，這也是TSG 21—2006《固定式壓力容器安全技術監察規程》把這3 種檢驗項目作為壓力容器定期檢驗常規檢驗必須項目的初衷。

近幾年在石化裝置檢驗中通過宏觀檢驗和壁厚測定發現問題的占比逐年增大，這跟檢驗人員的意識加強有很大關系。首檢設備要加強宏觀檢驗，從而將制造遺留的表面缺陷檢出并修復，避免表面缺陷在使用過程中擴展甚至衍生出其他危害性缺陷。宏觀檢驗中的“銘牌與標志檢驗”容易被忽略，以至于在檢驗時設備已更換而未察覺，存在較大的風險。另一方面，可以通過宏觀檢驗大致了解該設備的整體使用情況，如隔熱層有無破損、結構是否合理、排污疏水是否異常、錯邊量棱角度有無超標等，然后考慮檢驗項目和檢驗部位的調整情況。對存在局部腐蝕/點狀腐蝕（含保溫層下腐蝕和垢下腐蝕）以及氫鼓包損傷的設備來說，宏觀檢驗也是非常有效的檢驗方法。近幾年來，測厚檢驗在濕硫化氫環境下的設備氫致開裂損傷檢測中發揮了很大作用，同時也得益于相控陣等新技術的發展，以前受到損傷認知的限制，當設備測厚數據不穩定時，只考慮母材存在分層缺陷，甚至有些新檢驗員會因為測厚數據不穩定而另找其他部位進行測厚，直至測出“滿意”的數值，這是本末倒置，甚至可能漏檢危險性很大的氫致開裂缺陷。近幾次檢測中已經多次出現測厚異常并經相控陣確認為母材分層和氫致開裂的案例。測厚部位的選擇也值得重視和強調，TSG 21—2016 規范里進行了明確規定，但在實際檢驗過程中卻有不少檢驗人員從未了解過設備的液位波動情況、物料進出及流動情況以及沖刷情況。

無損檢測需關注以下5 個方面：（1）表面無損檢測部位選取時應關注泵出入口附近管道的焊接接頭，重點關注容器介質側或者保溫側有環境開裂傾向的部位，重點關注具有埋藏缺陷的復驗部位，無異常情況時不應該在同一部位重復進行埋藏缺陷檢測；（2）發現裂紋或者其他超標缺陷時應按相關法規規定進行擴檢；（3）特殊結構的專用檢測工藝必須經無損檢測責任師審核；（4）存在分包情況時，明確無損檢測分包工作量和超標缺陷的反饋時間、形式以及渠道；（5）存在分包情況時，必須對分包方提供的無損檢測報告內容和符合性進行確認、審核和轉化。

理化檢測時應特別關注鐵素體含量測定，奧氏體不銹鋼容器橢圓形封頭直邊及小半徑部位，奧氏體不銹鋼管道的彎管部位，這2 個部件如果采用冷成型加工工藝，則可能會存在加工（冷作）硬化現象，材料組織會產生形變馬氏體，影響材料的力學性能。因此可以通過鐵素體含量測定初步判斷設備是否存在加工（冷作）硬化現象，對鐵素體含量異常部位（母材）進行滲透檢測以確認其是否開裂。

大型成套裝置中的壓力容器、壓力管道的氣密性試驗（泄漏試驗）是用系統密封試驗來代替的，TSG D7005—2018《壓力管道定期檢驗規則——工業管道》規定：泄漏試驗由使用單位負責實施，檢驗機構負責確認。檢驗人員如何有效開展泄漏試驗的確認工作呢？作者認為可以以資料審查的形式進行確認，必要時去現場抽查。

1.6 牢固樹立發現問題是過程，解決問題才是目的的檢驗理念

檢驗人員不僅要有發現問題的能力，更要有解決問題的能力。例如若在宏觀檢驗中發現結構不合理，不能直接判定該容器“不符合要求”并停止使用，而是要嚴格按照TSG 21—2006 規范中相關要求執行；又如射線檢測檢出Ⅲ級缺陷或者Ⅳ級缺陷，要先確認該缺陷有沒有超出其產品標準，而不能直接下結論。因為不是所有的問題（缺陷）都是必須處理的，發現問題后要盡可能詳細地采集數據信息并記錄，并按照TSG21—2016 或者TSG D7005—2018 規范進行安全狀況等級評定，如果通過降級（2 級或者3 級）、縮短檢驗周期（1～5a）或者降低允許運行參數等可以繼續使用的設備，要跟使用單位及時溝通，征求其意見后再下結論。如果發現4 級或者5 級的問題（缺陷），則必須進行處理，處理方式包括采用修理方法消除缺陷或者進行合于使用評價。如果使用單位選擇采用修理方法消除缺陷，檢驗人員可以根據自身的專業水平協助使用單位和修理單位制定盡量合理的修理方案，從而更有效地消除缺陷、解決問題。

1.7 檢驗工作要有始有終、合理閉環

現場檢驗工作結束后應第一時間整理檢驗記錄并盡快出具檢驗報告。對于存在需要處理的缺陷設備的檢驗報告，如果當報告需要進入報告審核環節時，有效的缺陷處理資料（合于使用評價報告或者修理竣工資料）仍無法提供的，建議先出具結論為“不符合要求”的報告，待有效的缺陷處理資料提供后再出具整改確認報告。對于需要進行修理監檢的修理工作，先經過監檢合格出具監檢證書后再出具定期檢驗報告或者整改確認報告。

2 小結

在檢驗任務日益繁重，在特種設備安全形勢不容樂觀的當下，總結介紹了7 個方面石油化工成套裝置壓力容器及壓力管道定期檢驗基本要求和關注點，對更加規范高效地完成定期檢驗工作以及保障特種設備安全運行有著重要的指導作用和現實意義。