壓力容器設計的質量控制

壓力容器設計的質量控制

在中國，壓力容器的設計和制造具有相互獨立的管理模式。壓力容器的制造單位不一定有設計資格,對設計方面知識掌握不足,對設計意圖把握不清;而壓力容器的設計單位對制造單位的資源條件和制造工藝也不是十分清楚;有些同時持有設計和制造資格的單位,在設計過程中又往往出于控制成本的原因或者過分遷就于客戶要求,往往設計方面存在很多問題。壓力容器的監(jiān)督檢驗單位的工作對象是制造單位,在監(jiān)檢過程中發(fā)現(xiàn)設計問題時,一般需要通過制造單位進行溝通解決,有時還需要客戶幫忙協(xié)調,處理效果也不是很好。下面列舉了監(jiān)檢過程中常見的一些設計問題,希望設計人員能夠關注。1設計許可印文的不成立設計資格印章是否失效是制造單位與監(jiān)檢人員經(jīng)常發(fā)生爭執(zhí)的問題。TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《固容規(guī)》)3.2條規(guī)定“設計許可印章失效的設計圖樣和已加蓋竣工圖章的圖樣不得用于制造壓力容器”。這里的印章失效其實質是圖章與設計簽審的一致性問題。例如設計印章6月份到期,那么7月簽審的圖紙應當認為設計許可印章失效,而5月份簽審的圖紙即使在6月以后用于制造仍不應認為設計許可印章失效。當制造單位提出設計印章失效后,有些單位在設計圖紙又加蓋了新設計印章,這也是不當?shù)淖龇ā?設計時,對標準進行的轉換設計圖紙上選用的法規(guī)和標準應當是現(xiàn)行有效的法規(guī)和標準。有些設計單位在《固容規(guī)》過渡期已過了很長一段時間仍然選用1999版的《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》進行設計,有些制造單位在新的GB150-2011《壓力容器》(以下簡稱GB150)實施半年后仍不愿意對原有舊標準設計圖紙要求設計單位重新進行貫標設計。有些單位設計圖紙時直接采用境外標準,沒有對其進行轉化,也沒有向國家質檢總局辦理相關手續(xù)。有些單位設計時沒有選用國家標準或其他行業(yè)標準,而是直接采用未經(jīng)備案的企業(yè)標準。根據(jù)《中華人民共和國標準化法》第六條規(guī)定“企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品沒有國家標準和行業(yè)標準的,應當制定企業(yè)標準,作為組織生產(chǎn)的依據(jù)。企業(yè)的產(chǎn)品標準須報當?shù)卣畼藴驶姓鞴懿块T和有關行政主管部門備案。已有國家標準或者行業(yè)標準的,國家鼓勵企業(yè)制定嚴于國家標準或者行業(yè)標準的企業(yè)標準,在企業(yè)內(nèi)部適用?！庇行╇m然采用國家標準,但是是以參照的方式選用的,當標準要求較高時就不再按照該標準執(zhí)行?；蚴沁x擇兩套標準,哪個要求低就按照哪個執(zhí)行,而不是按照同一個標準體系進行設計。例如對簡單壓力容器中的空氣壓縮機儲罐進行設計時,有些設計單位選擇圖紙上設計制造標準選用GB150和JB/T6539-1992《微型空氣壓縮機用鋼制壓力容器》兩個標準、實際設計時選用技術要求較低的那一個。3代用行為不當沒有嚴格按照《固容規(guī)》的2.9條的要求進行選用,尤其是有設計資格的制造單位更是按照自己或客戶的意愿進行任意代用,導致該條文在實施過程中的作用大打折扣。而且在代用時也未清楚注明所代用材料的標準號,例如“允許受壓元件用316L代替S31603”,而對于規(guī)程要求說明的必要性的原因一般為客戶要求,經(jīng)濟性原因為境內(nèi)材料不好采購或價格較高。4部件圖與總圖不一致有些單位提供的設計圖紙無法直接用于生產(chǎn),或者提供的部件圖與總圖存在多處不一致的問題。從監(jiān)檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題來看,設計人員由于粗心造成的情況較多,改動比較頻繁。5焊接工藝與制造單位的溝通當前大多數(shù)設計單位在圖紙上給出了焊接節(jié)點圖和焊材選用表。但是由于設計人員不熟悉焊接工藝,不了解制造單位的焊接資源條件,也未與制造單位進行溝通,導致圖紙給出的焊接節(jié)點圖和焊接材料不能滿足生產(chǎn)需要。而制造單位一般也沒經(jīng)設計單位的書面同意就擅自改變焊接節(jié)點圖和焊接材料進行施焊,一旦發(fā)生事故就會導致責任不清,互相扯皮的現(xiàn)象。6沖擊的要求沖擊溫度和沖擊功指標的選取常常是焊接人員和監(jiān)檢人員爭論的問題。沖擊溫度和沖擊功的選取通常根據(jù)以下幾個方面:(1)設計文件給出的沖擊要求;(2)母材在材料標準中的沖擊要求;(3)《固容規(guī)》和引用標準如GB150按材料等級給出的最低沖擊要求。由于理解的不同和沒有清晰明確的解釋,當設計文件沒有規(guī)定時,按(2)還是(3)確定沖擊溫度和沖擊功指標就常常引起爭論。為避免發(fā)生以上情況,設計人員宜在設計文件中給出母材和焊接接頭的沖擊驗收指標。7法蘭最大允許工作壓力有不少以定型產(chǎn)品為主的制造單位在取得壓力容器設計資格后,設計人員沒有對標準進行系統(tǒng)化的學習。在選用法蘭時僅注意法蘭規(guī)格中的公稱壓力,而沒有考慮法蘭的最大允許工作壓力,導致實際使用的法蘭的最大允許工作壓力低于設計壓力,甚至低于壓力容器的工作壓力的情況。不少設計單位沒有按照《固容規(guī)》3.17的要求對液氨介質選用HG/T20592~HG/T20635系列標準中高頸對焊法蘭、帶加強環(huán)的金屬纏繞墊片和專用級高強度螺栓組合。8安全閥的密封《固容規(guī)》執(zhí)行雖有相當一段時間,但是仍有少數(shù)設計人員會將最高允許工作壓力和工作壓力相混淆。按照《固容規(guī)》第3.24的要求,對于帶有安全閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器,如果設計時提出氣密性實驗要求,則設計者應當給出該壓力容器的最高允許工作壓力。此時耐壓實驗壓力也應以最高允許工作壓力為基準進行計算,同時應把此最高允許工作壓力打在設備銘牌上。但是有不少單位忽視了這個問題,制造單位由于在工廠進行氣密性試驗時大多數(shù)也沒有按要求安裝安全閥、爆破片等超壓泄放裝置,故沒有注意到該細節(jié)。如果在安全閥與容器間裝設截止閥,起不到對安全閥接口密封面和密封性能測試的效果。如果人為臨時調節(jié)安全閥,則可能影響安全閥的密封效果。正確的做法是按照《固容規(guī)》3.24的要求設置最高允許工作壓力。9導致出誤或引發(fā)爭議有不少設計圖紙引用了不規(guī)范的術語,致使引起誤會或引發(fā)爭議。例如“設計使用年限”有些圖紙標注為“設計壽命”,將“最小成形厚度”標注為“最小厚度”等。10計算強度和安全披露的問題雖然《固容規(guī)》對于強度計算書提出了明確的要求,但是不少單位仍不愿意主動提供強度計算書,尤其是安全泄放量的計算。11對管道具有以厚代薄有些設計單位為了經(jīng)濟利益,放棄基本的原則。收費前什么都不能改,收費后什么都能改。諸如圖紙經(jīng)常出現(xiàn)“所有接管允許以厚代薄”,“所有接管的位置可以由制造單位根據(jù)實際情況確定”,“316L、S31603、00Cr17Ni14Mo2之間可以自由替代”,有些設計單位還允許用S30408材料代替S31603材料等。12材料統(tǒng)一使用號有些單位為了圖紙上書寫方便,牌號沒有嚴格使用標準中的牌號,例如對于奧氏體不銹鋼材料,統(tǒng)一用GB24511中的代號進行表示。雖然方便,但是鋼管標準中沒有使用代號,嚴格來說,GB24511中的代號不能用來表示鋼管標準中的牌號。13介質屬性劃分錯誤對介質的屬性劃分不清導致劃類錯誤。例如對于液氧、R22、液氨等介質的屬性劃分錯誤等。對于染整行業(yè)設備明知使用單位有可能使用氯離子嚴重超標的染液,而選用的奧氏體不銹鋼材料對介質中氯離子比較敏感,在介質中也不對氯離子含量進行