包亞西
(中國醫(yī)藥集團(tuán)重慶醫(yī)藥設(shè)計(jì)院,重慶 400016)
1999年頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱99版《容規(guī)》)已實(shí)施10年,對我國壓力容器的監(jiān)管發(fā)揮了重要作用。隨著新形勢的發(fā)展,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局(以下簡稱國家質(zhì)檢總局)以2009年第83號文形式發(fā)布了《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSGR0004-2009,以下簡稱新《容規(guī)》),于2009年12月1日起正式實(shí)施。在醫(yī)藥行業(yè),特別是制藥廠,有相當(dāng)數(shù)量的壓力容器均涉及到對其的設(shè)計(jì)及監(jiān)管。由于新《容規(guī)》剛開始實(shí)施,許多設(shè)計(jì)人員對其主要變化和新的要求認(rèn)識還比較模糊,為此,筆者通過學(xué)習(xí),對設(shè)計(jì)工作中可能遇到的新舊版《容規(guī)》的主要變化作一歸納和分析,僅供參考。
使用范圍:調(diào)整了總體使用范圍,與《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》(以下簡稱《條例》)保持一致,按條例規(guī)定定義壓力容器;明確部分使用、不使用的具體情況;去掉了移動(dòng)式壓力容器的有關(guān)規(guī)定,僅適用于固定式壓力容器并給予定義。新增加了《容規(guī)》適用范圍的特殊規(guī)定,將99版《容規(guī)》不適用的無殼體的套管熱交換器、釬焊板式熱交換器納入監(jiān)管范圍,但可拆卸墊片式板式熱交換器、空冷式交換器、冷卻排管仍不在《容規(guī)》監(jiān)管范圍。
壓力容器類別:根據(jù)99版《容規(guī)》中分類方法在實(shí)際使用中暴露出的問題,新《容規(guī)》的分類方法改由設(shè)計(jì)壓力、容積和介質(zhì)危害性3個(gè)因素來決定壓力容器類別,不再考慮容器在生產(chǎn)過程中的作用、材料強(qiáng)度等級、結(jié)構(gòu)形式等因素,從而簡化了分類方法。按危險(xiǎn)程度的不同仍然將容器分為3類(!類、"類、#類),利用PV值(壓力與容積的乘積)在不同介質(zhì)分組坐標(biāo)圖上查取相應(yīng)的類別,方法簡單易行、科學(xué)合理,結(jié)果準(zhǔn)確唯一。
不符合新《容規(guī)》時(shí)的特殊處理規(guī)定:采用新材料、新技術(shù)、新工藝以及有特殊使用要求的壓力容器,不符合新《容規(guī)》要求時(shí),相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)將有關(guān)設(shè)計(jì)、研究、試驗(yàn)等依據(jù)、數(shù)據(jù)、結(jié)果及其檢驗(yàn)檢測報(bào)告等技術(shù)資料報(bào)國家質(zhì)檢總局,由其委托有關(guān)的技術(shù)組織或技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)評審。技術(shù)評審的結(jié)果經(jīng)過國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)后,方可進(jìn)行試制、試用。
材料成分、力學(xué)性能:根據(jù)鋼材使用品種、抗拉強(qiáng)度、使用溫度等情況,新《容規(guī)》對鋼材的C、S、P有不同的要求,主要目的是要保證可焊性,防止材料出現(xiàn)冷裂和熱裂的不利影響。對于壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼鋼材,除化學(xué)成分外,還增加了材料的沖擊功、伸長率等基本要求。
鋼板超聲檢測:對于厚度大于或等于12mm的碳素鋼和低合金鋼鋼板,當(dāng)用于制造壓力容器殼體時(shí)應(yīng)逐張進(jìn)行超聲波檢查的規(guī)定中,新《容規(guī)》將99版《容規(guī)》中的“最高工作壓力大于或者等于10 MPa”修改為“設(shè)計(jì)壓力大于或者等于10MPa”。
壓力容器用鑄鐵、有色金屬、復(fù)合鋼板:根據(jù)目前實(shí)際應(yīng)用情況及技術(shù)發(fā)展前景,適當(dāng)調(diào)整了鑄鐵、有色金屬等的使用壓力、溫度限制范圍;增加了對鉭、鋯、鈮及其合金等材料的原則規(guī)定;增加了壓力容器用復(fù)合鋼板的基本要求。對復(fù)合鋼板復(fù)合界面的結(jié)合剪切強(qiáng)度、基層材料的使用狀態(tài)、沖擊功合格指標(biāo)等也進(jìn)行了規(guī)定。
境外牌號材料的使用:受壓元件采用國外牌號的材料時(shí),分兩種情況考慮;設(shè)計(jì)人員若選用境外牌號的材料,要求在設(shè)計(jì)文件中充分說明其必要性和經(jīng)濟(jì)性。
設(shè)計(jì)條件:壓力容器的設(shè)計(jì)委托方應(yīng)當(dāng)以正式書面形式向設(shè)計(jì)單位提出壓力容器設(shè)計(jì)條件,保障設(shè)計(jì)輸入條件的可靠性;明確提出設(shè)計(jì)條件至少應(yīng)包含的6個(gè)方面的內(nèi)容。
風(fēng)險(xiǎn)評估:新《容規(guī)》明確要求,對于第#類壓力容器,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)出具包括主要實(shí)效模式和風(fēng)險(xiǎn)控制等內(nèi)容的風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告。
安全系數(shù):通過專項(xiàng)研究,調(diào)整了鋼材的安全系數(shù)。對于鋼材的規(guī)則設(shè)計(jì),抗拉強(qiáng)度的安全系數(shù)由3.0調(diào)整為2.7,屈服強(qiáng)度的安全系數(shù)由1.6調(diào)整為1.5;對于分析設(shè)計(jì),抗拉強(qiáng)度的安全系數(shù)由2.6調(diào)整為2.4,屈服強(qiáng)度的安全系數(shù)1.5不變。同時(shí),對于鈦、鎳及其合金的規(guī)則設(shè)計(jì),抗拉強(qiáng)度的安全系數(shù)相應(yīng)地由3.0調(diào)整為2.7。其他有色金屬、螺栓、鑄鐵等尚未開展有關(guān)研究,安全系數(shù)暫不調(diào)整。
液化氣體壓力:對于盛裝液化氣體的固定式壓力容器,原來規(guī)定50℃飽和蒸氣壓為設(shè)計(jì)壓力,現(xiàn)修改為工作壓力。
焊接接頭系數(shù):對于焊接接頭系數(shù),只是提出要考慮對強(qiáng)度削弱的原則要求,具體取值按引用標(biāo)準(zhǔn)選取,不在法規(guī)中列出具體焊接接頭系數(shù);明確不允許降低焊接接頭系數(shù)而免除無損檢測。
檢查孔:對于不能或者確無必要開設(shè)檢查孔的壓力容器,設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)提出具體技術(shù)措施,例如增加制造時(shí)的檢查項(xiàng)目或者比例,并且對設(shè)備使用中定期檢驗(yàn)的重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目、方法提出要求。
快開門式壓力容器:新《容規(guī)》明確了快開門結(jié)構(gòu)的定義,明確用螺栓(如活節(jié)螺栓)連接的不屬于快開門式壓力容器,并要求在設(shè)計(jì)時(shí)考慮疲勞載荷因素的影響;強(qiáng)調(diào)快開門應(yīng)當(dāng)具有安全連鎖功能,不再強(qiáng)調(diào)安全連鎖裝置;同時(shí),去掉了“同步的報(bào)警功能”要求。
設(shè)計(jì)修改:制造單位對原設(shè)計(jì)文件的修改,應(yīng)當(dāng)取得原設(shè)計(jì)單位同意修改的書面證明文件,并且對改動(dòng)部位作詳細(xì)記載。
無損檢測:除對無損檢測的相關(guān)內(nèi)容作出要求外,根據(jù)無損檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,規(guī)定壓力容器的對接接頭應(yīng)當(dāng)采用射線檢測或者超聲檢測;當(dāng)采用不可記錄的脈沖反射法超聲檢測時(shí),應(yīng)采用射線檢測或衍射時(shí)差法超聲檢測作為附加局部檢測。
耐壓試驗(yàn):除液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)外,增加了氣液組合壓力試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定。取消了有關(guān)耐壓試驗(yàn)試驗(yàn)溫度、保壓時(shí)間等具體硬性規(guī)定,修改為給出確定這些試驗(yàn)參數(shù)的基本原則,根據(jù)容器的實(shí)際情況由制造單位控制。
泄漏試驗(yàn):除氣密性試驗(yàn)外,增加了氨檢漏試驗(yàn)、鹵素檢漏試驗(yàn)和氦檢漏試驗(yàn)等有關(guān)規(guī)定。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(shè)計(jì)時(shí)提出氣密性試驗(yàn)要求,則設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)給出該壓力容器的最高允許工作壓力,以便和氣密性試驗(yàn)安裝安全閥、爆破片等要求相協(xié)調(diào)。
新《容規(guī)》對設(shè)計(jì)工作要求的上述變化,是建立在廣泛調(diào)研和充分論證基礎(chǔ)上的,此次修訂充分考慮了我國壓力容器行業(yè)的現(xiàn)狀以及和國際接軌的要求,考慮了技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展趨勢,沿用了99版《容規(guī)》行之有效的安全監(jiān)察與管理模式,又對不適用部分進(jìn)行了合理調(diào)整。這些改變將進(jìn)一步加強(qiáng)對壓力容器的安全監(jiān)察與管理,突出企業(yè)安全主體責(zé)任,降低企業(yè)成本,提高國際競爭力,為我國壓力容器行業(yè)又好又快地發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。