承壓類特種設(shè)備現(xiàn)場檢驗輔助工具軟件的開發(fā)與應(yīng)用

宋劍華

（紹興市特種設(shè)備檢測院，浙江 紹興 312071）

1 背景與現(xiàn)狀

1.1 軟件開發(fā)的背景

承壓類特種設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、石油、機械、動力、冶金、核能等部門。它是生產(chǎn)過程中必不可少的核心設(shè)備，是一個國家裝備制造水平的重要標(biāo)志。各個行業(yè)大量使用壓力容器和壓力管道，由于使用介質(zhì)的多樣性、使用環(huán)境的苛刻性、使用條件的復(fù)雜性及人為因素等，總會出現(xiàn)各種程度的故障及損壞，造成不必要的生產(chǎn)停止和事故。因此，《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》明確規(guī)定使用單位應(yīng)按照安全技術(shù)規(guī)范的要求進行檢驗，預(yù)防和減少事故，保護人民生命和財產(chǎn)安全，促進經(jīng)濟社會發(fā)展。目前，承壓類特種設(shè)備現(xiàn)場檢驗面臨的問題：（1）在用承壓類特種設(shè)備具有總量大的特點，而且隨著經(jīng)濟的發(fā)展，總量在穩(wěn)步提升，存在人機匹配不足的問題；（2）檢驗工作涉及較多的標(biāo)準(zhǔn)，檢驗人員在現(xiàn)場檢驗發(fā)現(xiàn)問題需要及時查閱標(biāo)準(zhǔn)作出判斷，必要時，還需要進行計算；人工查閱及計算存在費時費力、較高的出錯率等問題。因此，開發(fā)一款承壓類特種設(shè)備現(xiàn)場檢驗輔助工具軟件并實現(xiàn)推廣應(yīng)用，對當(dāng)前檢驗工作的高效開展具有積極意義。

1.2 軟件開發(fā)的現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)對在承壓類設(shè)備現(xiàn)場檢驗工作中涉及計算和查詢功能的輔助軟件開發(fā)研究較少，本軟件擬構(gòu)架的功能模塊的現(xiàn)狀如下：

（1）以壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類標(biāo)準(zhǔn)建立數(shù)據(jù)庫及查詢功能模塊，該功能較為簡單，目前，以檢驗人員查詢電子版為主，費時費力。

（2）以壓力管道定期檢驗規(guī)則編寫管子壁厚局部減薄評級功能模塊，該規(guī)則于2018年5月1日實施，屬于較新的規(guī)則，目前，在壓力管道定期檢驗中，經(jīng)常需要管子壁厚局部減薄評級，因此這個功能的開發(fā)可以大大提升檢驗人員現(xiàn)場檢驗的效率。

（3）國內(nèi)應(yīng)用于設(shè)備設(shè)計的強度校核軟件已比較成熟且功能強大，這些軟件需要收費，而我們現(xiàn)場檢驗僅僅需要對腐蝕超過腐蝕裕量、名義厚度不明或者對強度有懷疑的壓力容器進行強度校核。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，檢驗檢測流程的電子化，結(jié)合承壓類設(shè)備現(xiàn)場檢驗的要求，開發(fā)一款具有計算和查詢功能的輔助工具軟件，不但能夠解決人工計算查閱費時費力、誤差率較高的問題，還能節(jié)省辦公成本，有利于檢驗人員在現(xiàn)場檢驗時快速準(zhǔn)確地作出檢驗結(jié)論，實現(xiàn)高效、高質(zhì)的現(xiàn)場辦公。

2 軟件開發(fā)的內(nèi)容

2.1 軟件構(gòu)架

根據(jù)實際檢驗的常用需求，本軟件擬構(gòu)架四個功能模塊：

（1）依據(jù)HG/T 20660-2017壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類標(biāo)準(zhǔn)建立數(shù)據(jù)庫及危險介質(zhì)查詢功能模塊。

（2）依據(jù)TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程編寫壓力容器凹坑評定功能模塊。

（3）依據(jù)TSG 21-2016 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和GB/T 150-2011壓力容器編寫壓力容器強度校核（內(nèi)壓）功能模塊。

（4）依據(jù)TSG D7005-2018壓力管道定期檢驗規(guī)則編寫壓力管道壁厚局部減薄（未焊透）評級功能模塊。

2.2 平臺選擇

市場研究機構(gòu)IDC發(fā)布了智能手機市場最新報告，2019年，運行Android系統(tǒng)的智能手機市場份額達到了87%，這充分說明了Android系統(tǒng)的實用性和廣泛性；相較其他系統(tǒng)（如ISO），Android系統(tǒng)具有的優(yōu)勢是開放性，有利于軟件的開發(fā)和更新。綜上，本軟件選擇以Android作為軟件開發(fā)的系統(tǒng)。

2.3 軟件功能

（1）危險介質(zhì)查詢。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 20660-2017壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類建立危險介質(zhì)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括介質(zhì)名稱、介質(zhì)別名、介質(zhì)英文名稱、介質(zhì)特性（毒性危害程度、易燃易爆）。此項功能實現(xiàn)要求檢驗人員輸入介質(zhì)的名稱、別名、英文名稱其中一個，能輸出信息包括介質(zhì)名稱、介質(zhì)別名、介質(zhì)英文名稱、介質(zhì)特性，從而有利于檢驗人員及時知曉該介質(zhì)的特性。

（2）容器凹坑評定。此功能根據(jù)TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中凹坑評定的相關(guān)內(nèi)容，以凹坑評定需滿足的八個條件為框架來實現(xiàn)。通過文字描述、計算的方式讓檢驗人員免于查閱標(biāo)準(zhǔn)，直接勾選是否滿足條件，最終自動計算Go并判斷該凹坑是否允許存在。

（3）容器強度校核。此功能為壓力容器強度校核（內(nèi)壓），引用規(guī)范TSG 21-2016及標(biāo)準(zhǔn)GB/T 150-2011。強度校核前輸入壓力容器在用參數(shù)及其他參數(shù)，其中，鋼材許用應(yīng)力值以GB/T 150.2-2011中相關(guān)內(nèi)容建立數(shù)據(jù)庫，當(dāng)輸入鋼號、材料厚度、溫度三項內(nèi)容后自動輸出該鋼材許用應(yīng)力數(shù)值。強度校核時，先對當(dāng)前實測壁厚進行校核，當(dāng)不滿足要求則結(jié)束該次校核，當(dāng)滿足要求則輸入上個檢驗周期來計算允許使用年限，最后，通過輸入檢驗人員根據(jù)實際情況確定的使用年限生成校核報告。

（4）管道減薄評級。此功能依據(jù)TSG D7005-2018 壓力管道定期檢驗規(guī)則中局部減薄和未焊透評級相關(guān)內(nèi)容，僅考慮常用情況即管道最大工作壓力＜0.3管道極限內(nèi)壓的局部減薄評級，管道材質(zhì)為20鋼、Q345、奧氏體不銹鋼的未焊透評級。通過輸入相關(guān)參數(shù)，最終給出管道安全狀況等級。

2.4 軟件應(yīng)用

結(jié)合現(xiàn)場檢驗工作，利用我院承壓類檢驗人員在實際中碰到的案例，通過軟件進行查詢和計算，同時，邀請相應(yīng)項目的檢驗師進行人工方式驗證。比對兩方的結(jié)果，確定軟件的有效及實用性。在這基礎(chǔ)上，在實際檢驗工作中推廣該軟件，提升檢驗人員的檢驗效率及結(jié)論正確率。

3 結(jié)語

本次設(shè)計開發(fā)的軟件，主要功能為危險介質(zhì)查詢、壓力容器凹坑評定、壓力容器強度校核、管道局部減薄評級，依靠相關(guān)規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和軟件開發(fā)的知識進行設(shè)計。同時，分析國內(nèi)類似軟件的研究現(xiàn)狀、了解現(xiàn)場檢驗中的切實需求，將理論知識和實際需求兩者相結(jié)合，解決目前承壓類特種設(shè)備檢驗工作中所面臨的問題，最終完成軟件的開發(fā)。

本軟件已經(jīng)可以完成四個功能的要求，但在實際檢驗工作中，還存在其他非常規(guī)問題及一些特殊案例，由于個人能力與時間上的不足，軟件仍然有許多可以改進的地方，功能的全面化亟待完善。