陳煒生 寧夏回族自治區(qū)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所
堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展 全面提升檢驗(yàn)質(zhì)量—承壓類特種設(shè)備安裝監(jiān)督檢驗(yàn)體會(huì)
陳煒生 寧夏回族自治區(qū)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所
隨著石油價(jià)格的上漲和我國(guó)石油對(duì)外依存度的不斷提高,催生了煤化工廣闊的前景。目前正在進(jìn)行煤制油試點(diǎn)的項(xiàng)目主要有神華集團(tuán)在內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、寧夏寧東項(xiàng)目等。神華集團(tuán)包頭和寧夏煤制烯烴項(xiàng)目已進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。預(yù)計(jì)到“十二五”末,我國(guó)煤制油項(xiàng)目總規(guī)模要到4000萬t,煤制烯烴總產(chǎn)能達(dá)2000萬t,煤制天然氣達(dá)到250億m3,這些項(xiàng)目的總投資超過1萬億元,其中50%將投入到裝備上。
寧夏寧東能源化工基地是世界上第一個(gè)以煤為原料生產(chǎn)聚丙烯的大型煤化工項(xiàng)目。神華寧煤集團(tuán)煤基烯烴正在寧東加緊建設(shè),一期項(xiàng)目已于2010年10月投料生產(chǎn)。該項(xiàng)目年產(chǎn)中間產(chǎn)品甲醇167萬t,最終產(chǎn)品聚丙烯50萬t,此外還有汽油18.48萬t、4.12萬t液態(tài)燃料、1.38萬t硫磺等副產(chǎn)品。與此同時(shí)建設(shè)的83萬t/a二甲醚和6萬t/a聚甲醛項(xiàng)目也已投入運(yùn)行。正在建設(shè)總規(guī)模800萬t/a的煤炭間接液化和又一個(gè)50萬t/a甲醇制烯烴項(xiàng)目部分設(shè)備已進(jìn)入安裝階段。神華寧煤集團(tuán)開始建設(shè)煤基烯烴二期項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)規(guī)模將是一期的4倍,120萬t/a煤基二甲醚和400萬t煤基甲醇烯烴聚合物等煤化工項(xiàng)目。寧東煤化工基地,正在建設(shè)的還有國(guó)電英力特寧東煤基多聯(lián)產(chǎn)化工園,一期將投資148億元,主要產(chǎn)出化工產(chǎn)品為11.8萬t醋酸乙烯、10萬t聚乙烯醇、10萬t1,4-丁二醇、4.6萬t四氫呋喃及1.5萬t的γ-丁內(nèi)酯,計(jì)劃將于2012年底之前完成,二期還將投資約450億元以及四川化工與40萬t/a合成氨相匹配的甲醇項(xiàng)目和寧夏寶豐能源180萬t/a甲醇制烯烴項(xiàng)目等。這些項(xiàng)目中涉及壓力容器數(shù)量5、6千臺(tái),壓力管道3000km以上,熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐10000t/h以上。因此,一期工程安裝監(jiān)督檢驗(yàn),對(duì)今后工作具有示范效應(yīng)。
神華寧煤烯烴項(xiàng)目壓力容器種類繁多,涵括各式儲(chǔ)存、反應(yīng)、換熱、分離容器。從重量上看有堪稱亞洲之最的“C3分離塔”,直徑8000mm,壁厚75~85mm,高度103m。從先進(jìn)程度上看有世界上首次干煤粉進(jìn)料、水冷壁結(jié)構(gòu)、水激冷流程GSP技術(shù)應(yīng)用的“氣化爐”,內(nèi)徑3.3m,高17.2m,以及國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用雙相鋼制造的“文丘里洗滌器”和采用進(jìn)口CF62鋼制造的10臺(tái)球罐。裝置中進(jìn)口壓力容器200多臺(tái),國(guó)產(chǎn)設(shè)備類似C3分離塔的超限壓力容器近百臺(tái)。裝置區(qū)進(jìn)行制造、安裝、檢測(cè)單位及監(jiān)理、管理公司近百家,搞好這個(gè)項(xiàng)目的檢驗(yàn)是一個(gè)新課題。作為寧東能源化工基地的一支特種設(shè)備檢驗(yàn)隊(duì)伍,一定要肩負(fù)起設(shè)備安全的政治責(zé)任。在壯大檢驗(yàn)隊(duì)伍,提升自我發(fā)展能力的基礎(chǔ)上結(jié)合自身發(fā)展實(shí)際情況,制定總體檢驗(yàn)路線,科學(xué)落實(shí)各個(gè)檢驗(yàn)環(huán)節(jié),通過努力,已完成了這套裝置檢驗(yàn)工作。
依據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》等法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施特種設(shè)備依法檢驗(yàn)。強(qiáng)化科學(xué)管理,統(tǒng)一質(zhì)量管理、業(yè)務(wù)管理,形成職責(zé)清晰、管理科學(xué)、保障有力的工作體系。檢驗(yàn)根據(jù)自治區(qū)質(zhì)監(jiān)局“自治區(qū)一號(hào)工程”建立的綠色檢驗(yàn)通道,靠前服務(wù),特事特辦。檢驗(yàn)人員充分發(fā)揮質(zhì)監(jiān)部門特種設(shè)備專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì),勇于科學(xué)實(shí)踐,敢于承擔(dān)責(zé)任,開拓創(chuàng)新使得工作取得突破。發(fā)現(xiàn)問題本著具體問題具體分析的原則,以科學(xué)為依據(jù),靈活運(yùn)用法律法規(guī),制定具體解決辦法。
2.1 了解工藝過程
煤化工是以煤為原料,經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程。主要包括煤的氣化、液化、干餾以及焦油加工和電石乙炔化工等。煤的氣化在煤化工中占有重要地位,氣化生產(chǎn)的合成氣是合成中間產(chǎn)品甲醇、二甲醚的原料。甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴除反應(yīng)段的熱傳遞方向不同之外,其它都與目前煉油過程中成熟的催化裂化工藝過程非常類似。輕烯烴回收單元與傳統(tǒng)的石腦油裂解制烯烴工藝中的裂解氣分離單元基本相同。檢驗(yàn)的煤基烯烴項(xiàng)目主要有氣化裝置、四合一裝置、MTP裝置、聚丙烯裝置、動(dòng)力站裝置、空分裝置和公用工程七大裝置組成。其中,氣化裝置采用德國(guó)西門子公司(GSP)氣化技術(shù),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為52萬m3/h粗煤氣。四合一裝置采用德國(guó)魯奇公司變換、低溫甲醇洗、硫回收、大甲醇合成技術(shù),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為中間產(chǎn)品甲醇167萬t/a。MTP裝置采用德國(guó)魯奇公司MTP技術(shù),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2萬t/a乙烯、47.4萬t/a丙烯。聚丙烯裝置采用德國(guó)ABB公司氣相法聚丙烯技術(shù),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為52萬t/a聚丙烯??辗盅b置采用法液空的空分技術(shù),生產(chǎn)能力為1.9×105/h(O2/N2)。其他如動(dòng)力站150MW發(fā)電配6臺(tái)460t/h熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐。
2.2 捋順工程施工管理相關(guān)關(guān)系
神化寧夏煤基烯烴項(xiàng)目主要工藝技術(shù)采用德國(guó)西門子和魯奇工藝,國(guó)內(nèi)幾家知名的化工設(shè)計(jì)單位如北京寰球公司(設(shè)計(jì)院)、天津天辰公司(設(shè)計(jì)院)和太原二化院等也都參加了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。整個(gè)項(xiàng)目由業(yè)主協(xié)調(diào),英國(guó)阿美科工程咨詢(上海)有限公司管理?,F(xiàn)場(chǎng)超限壓力容器制造與安裝單位有中石油第一建設(shè)公司、蘇州海陸重工股份公司等國(guó)內(nèi)九家大型制造安裝單位,加上監(jiān)理公司,參與施工管理、檢驗(yàn)、檢測(cè)大的公司二十多家?,F(xiàn)場(chǎng)工期很緊,有時(shí)一份技術(shù)文件流轉(zhuǎn)完已經(jīng)失去了時(shí)效性。為此,工作協(xié)調(diào)是關(guān)鍵,檢驗(yàn)工作首先要得到質(zhì)監(jiān)行政部門支持,要得到投資方業(yè)主的認(rèn)可。檢驗(yàn)過程每個(gè)裝置區(qū)都要由檢驗(yàn)所牽頭進(jìn)行設(shè)備安裝技術(shù)交底,明確項(xiàng)目中各單位工作目的、職責(zé)、工作側(cè)重,確立聯(lián)系人及資料專遞順序,發(fā)現(xiàn)問題由業(yè)主召集會(huì)議解決,達(dá)成協(xié)議后出會(huì)議紀(jì)要并按其執(zhí)行。
同時(shí)統(tǒng)籌兼顧,積極推進(jìn)檢驗(yàn)科技創(chuàng)新,構(gòu)建技術(shù)支撐體系。統(tǒng)籌進(jìn)口設(shè)備、超限設(shè)備、一般設(shè)備及壓力管道檢驗(yàn)。進(jìn)口和超限大型壓力容器設(shè)備,檢驗(yàn)技術(shù)要求高,從而對(duì)檢驗(yàn)人員資質(zhì)的要求也高,動(dòng)用全所資源甚至社會(huì)資源,實(shí)行專業(yè)化、規(guī)?;瘷z驗(yàn)。兼顧每個(gè)檢驗(yàn)人員的檢驗(yàn)?zāi)芰?,起到檢驗(yàn)及學(xué)習(xí)的效果。一般設(shè)備的安裝監(jiān)督檢驗(yàn),制定監(jiān)檢大綱及實(shí)施細(xì)則,根據(jù)設(shè)備數(shù)量、類別,分派檢驗(yàn)員按照檢驗(yàn)大綱及細(xì)則進(jìn)行,合理利用檢驗(yàn)資源。壓力管道安裝監(jiān)督檢驗(yàn),抓重點(diǎn)、抓關(guān)鍵點(diǎn)。一套裝置,幾百公里管道,化成管段幾萬條,每天要檢驗(yàn)百十條管線,現(xiàn)有的檢驗(yàn)資源根本做不到一條條檢驗(yàn)。所以,通過控制施工單位質(zhì)量保證體系,控制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),如材料、焊接工藝、無損檢測(cè)、壓力試驗(yàn)。檢驗(yàn)工作可以按一個(gè)工藝包或者一個(gè)子單元進(jìn)行,簡(jiǎn)化程序,提高效率。由于工程進(jìn)度快,業(yè)主訂貨的一些設(shè)備已到現(xiàn)場(chǎng),但隨機(jī)資料未到,不能辦理告知手續(xù),通過與質(zhì)監(jiān)行政主管部門溝通協(xié)調(diào),與制造方所在特檢部門落實(shí)監(jiān)檢情況后,現(xiàn)場(chǎng)工作先正常進(jìn)行,相關(guān)手續(xù)后補(bǔ)辦。烯烴建設(shè)項(xiàng)目的許多大型壓力容器設(shè)備重量在1000t以上,現(xiàn)場(chǎng)要采用1600t履帶吊車為主吊,750t履帶吊抬尾聯(lián)合起吊就位。設(shè)備落地翻身來回租用吊車,費(fèi)用不菲不說,由于這種大型起重設(shè)備奇缺,排班作業(yè)。為了節(jié)約時(shí)間、費(fèi)用,在最短時(shí)間,有時(shí)甚至在板車就進(jìn)行了檢驗(yàn)。圍繞寧東能源化工基地做足檢驗(yàn)技術(shù)服務(wù)文章,贏得了項(xiàng)目建設(shè)方的好評(píng)。
建立高效管理運(yùn)行機(jī)制,充分發(fā)揮檢驗(yàn)人員主觀能動(dòng)性。大型裝置監(jiān)督檢驗(yàn)工作是考驗(yàn)綜合能力的工作,檢驗(yàn)技能、檢驗(yàn)效率、檢驗(yàn)服務(wù)、檢驗(yàn)費(fèi)用,每項(xiàng)工作環(huán)環(huán)相扣,那項(xiàng)工作不到位都影響其它工作。如檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)技能雖高,檢驗(yàn)效率、檢驗(yàn)服務(wù)跟不上,體現(xiàn)不出其工作重要性。反之,檢驗(yàn)水平上不去,檢驗(yàn)不出問題或發(fā)現(xiàn)問題不能解決,使得問題擱置,影響工期就會(huì)與投資方業(yè)主發(fā)生矛盾,最終導(dǎo)致檢驗(yàn)收費(fèi)困難等。因此,全面提升檢驗(yàn)檢測(cè)能力是關(guān)鍵所在。
1)進(jìn)口壓力容器安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)所依據(jù)的依然是《進(jìn)口鍋爐壓力容器質(zhì)量許可制度實(shí)施辦法》和原勞動(dòng)部1985年頒布的《進(jìn)出口鍋爐壓力容器監(jiān)督管理辦法》,均沒有明確怎么檢驗(yàn),需不需要進(jìn)行無損檢測(cè)。進(jìn)口設(shè)備外觀十分漂亮,有些是烤漆,如果將其破壞,恢復(fù)較困難。檢驗(yàn)應(yīng)以宏觀為主,發(fā)現(xiàn)問題以后要進(jìn)行確認(rèn),必須進(jìn)行打磨上一定的無損檢測(cè)手段。檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)就凸顯,既要對(duì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)熟悉,又要了解制造相關(guān)工藝,哪些部位易產(chǎn)生缺陷,能發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。一般一批設(shè)備中發(fā)現(xiàn)一臺(tái)存在問題,可以讓這批設(shè)備按5%左右比例對(duì)產(chǎn)生缺陷部位進(jìn)行無損檢測(cè)抽查,視檢驗(yàn)出缺陷情況增加檢測(cè)比例。
2)超限壓力容器現(xiàn)場(chǎng)制造及分段、分片到貨現(xiàn)場(chǎng)組裝有別于制造廠的硬軟件設(shè)施,處理起來很棘手。低溫設(shè)備材料的熱成型和焊接等大量技術(shù)難關(guān);高于40m的大塔分段組對(duì)不直度測(cè)量(因受溫度、風(fēng)的影響擾度大只能選擇在早晨9點(diǎn)之前或下午6點(diǎn)之后);厚壁容器局部熱處理測(cè)溫點(diǎn)及熱處理曲線;水壓試驗(yàn)及基礎(chǔ)沉降測(cè)量等均難以實(shí)施。因此,許多工作要提前籌劃,在施工單位的施工方案中要有具體數(shù)據(jù),不能籠統(tǒng)的照搬標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語,不然到現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)確認(rèn)時(shí)總是缺項(xiàng),會(huì)引起糾紛。發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷,現(xiàn)場(chǎng)處理困難或不能及時(shí)處理,要正確引導(dǎo)各方加以解決。
3)壓力管道安裝監(jiān)督檢驗(yàn),遠(yuǎn)不像過去一些人想象的那樣簡(jiǎn)單,較壓力容器安裝監(jiān)檢更為復(fù)雜。首先質(zhì)監(jiān)管理強(qiáng)制性規(guī)范不明確,各施工單位對(duì)監(jiān)督檢驗(yàn)工作程序不熟悉,施工驗(yàn)收規(guī)范各行業(yè)有差異。以烯烴為例,統(tǒng)一的交工技術(shù)文件中沒有與質(zhì)監(jiān)監(jiān)管特種設(shè)備相關(guān)內(nèi)容,設(shè)計(jì)單位將相同類型區(qū)域打包,而監(jiān)檢要按管段進(jìn)行就要拆包,造成施工方不情愿,甚至抵觸。其次試壓包含項(xiàng)目較多,不同壓力等級(jí)都在一塊,試壓包壓力管道按什么壓力進(jìn)行壓力試驗(yàn),各標(biāo)準(zhǔn)在這個(gè)環(huán)節(jié)沒有明確規(guī)定,故引起的爭(zhēng)議也很大。再者,有些設(shè)備中間管道無法加盲板不能試壓,用100%無損檢測(cè)代替。應(yīng)首先保證安裝程序合法化,溝通業(yè)主管理部門,對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行督促,強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目建設(shè)過程壓力管道進(jìn)行檢驗(yàn)的重要性,捋順壓力管道安裝告知、監(jiān)檢的有關(guān)程序,使其工作得以順利進(jìn)行。檢驗(yàn)工作從管子、管件材料開始,焊接工藝評(píng)定對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作的覆蓋,焊接工藝規(guī)程、焊接操作人員資質(zhì)和技能,焊接材料二級(jí)庫(kù)等環(huán)節(jié)加以監(jiān)管來補(bǔ)充以上差異的不足。施工區(qū)域跨度大,一個(gè)方向好幾千米,要干的工作必須分組、分隊(duì)組織好,不然一天干不了多少工作。并且業(yè)主、施工隊(duì)伍人員流動(dòng)較快,與配合的相關(guān)人員也在不停的流動(dòng)中,許多工作沒有交接手續(xù)。通過規(guī)范檢驗(yàn)行為,檢驗(yàn)人員相對(duì)固定,使檢驗(yàn)工作連續(xù),注重檢驗(yàn)出的問題的時(shí)效性。理順業(yè)主-監(jiān)理-施工單位與檢驗(yàn)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)問題積極主動(dòng)幫助協(xié)調(diào)解決,不能放置等待解決。新材料、新的檢測(cè)手段要及時(shí)掌握。每項(xiàng)檢驗(yàn)都要做好準(zhǔn)備,檢驗(yàn)過程重在溝通、協(xié)調(diào)、疏導(dǎo),不能簡(jiǎn)單照搬規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)。
1)寧煤烯烴215臺(tái)進(jìn)口壓力容器共檢驗(yàn)出存在超標(biāo)缺陷容器19臺(tái),主要是裂紋性缺陷。MTP裝置3臺(tái)煙道余熱爐和1臺(tái)甲醇蒸發(fā)罐由BIH公司從同一制造廠購(gòu)得,分段交貨,封頭母材存在大量裂紋,分段筒體存在焊接件清理形成的焊疤、裂紋等。發(fā)現(xiàn)缺陷后第一時(shí)間通知業(yè)主,業(yè)主考慮工期要求BIH公司到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理,但封頭母材大量裂紋缺陷經(jīng)過多次處理,復(fù)檢確認(rèn)裂紋不能完全消除,對(duì)其判為不合格品。更換國(guó)內(nèi)制造封頭又有一定難度,業(yè)主征求檢方意見,要求該公司提供這些設(shè)備制造工藝流程資料,經(jīng)分析認(rèn)為封頭產(chǎn)生裂紋是加工成型硬化所致。最后決定讓步接收,要求對(duì)封頭進(jìn)行整體熱處理后內(nèi)外表面進(jìn)行100%表面無損檢測(cè),對(duì)檢測(cè)出的裂紋進(jìn)行打磨,深度小于4mm可不處理,大于4mm的部位制定相應(yīng)工藝進(jìn)行堆焊后打磨至與母材平齊。兩年內(nèi)每半年對(duì)這四臺(tái)容器檢驗(yàn)一次,未產(chǎn)生新生缺陷,按正常檢驗(yàn)周期使用,再發(fā)現(xiàn)新生缺陷對(duì)其進(jìn)行更換。
2)空分兩套生產(chǎn)能力為95000m3/h(O2、N2)裝置,裝置中的中壓塔規(guī)格Di4650×16(成型后最小厚度)×22812mm,主體材料SA-240-304,1號(hào)中壓塔(K01)分段到貨組裝,現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)環(huán)焊縫B4棱角度超標(biāo),最大處9.5~10mm,大大超過標(biāo)準(zhǔn)GB150-1998中規(guī)定值。為此監(jiān)檢判為不合格,出具了要求對(duì)缺陷處理“檢驗(yàn)意見通知書”。由于塔內(nèi)有內(nèi)件及現(xiàn)場(chǎng)條件所限,進(jìn)行返修不能保證將此缺陷修復(fù)。制造廠提供類似設(shè)備在其它裝置也曾存在類似缺陷,經(jīng)計(jì)算和使用安全的資料,認(rèn)為新制造安裝產(chǎn)生的超標(biāo)缺陷,不進(jìn)行處理使用,雖然能夠滿足使用條件,但必須按相應(yīng)法規(guī)程序辦理手續(xù),經(jīng)過多次協(xié)調(diào),由“全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”委托“固定式壓力容器分技術(shù)委員會(huì)”派專家到銀川對(duì)此缺陷進(jìn)行評(píng)定。與會(huì)專家經(jīng)過認(rèn)真分析,認(rèn)為由于中壓塔不承受疲勞載荷、無損檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合、未焊透等危險(xiǎn)性缺陷,表面硬度未發(fā)現(xiàn)異常,由棱角度引起的附加應(yīng)力偏保守按1.5倍設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定仍為合格,得出結(jié)論:中壓塔(121-K01)B4環(huán)焊縫棱角度超標(biāo)不影響該塔在正常操作條件下的使用安全。
3)吸收塔φ1200mm吊耳錯(cuò)開孔。吸收塔規(guī)格φ4400、材質(zhì)09MnNiDR、壁厚62/66mm,現(xiàn)場(chǎng)工人將吊耳位置錯(cuò)看成開孔位置并進(jìn)行了開孔。由于現(xiàn)場(chǎng)制造單位沒有該規(guī)格板材,廠內(nèi)也只有85mm厚鋼板,業(yè)主為更換開孔部位鋼板多次召開會(huì)議,決定將85mm厚板雙面刨削加工成62mm,沿開孔所在筒節(jié)環(huán)焊縫及孔邊緣400mm挖去,然后補(bǔ)板,板面積約1800×1700mm。筆者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)開孔割下的鋼板進(jìn)行檢查,確認(rèn)完整無損,認(rèn)為既然補(bǔ)救方案不更換筒節(jié),進(jìn)行挖補(bǔ),方孔效果不如圓孔,后加工板的曲率吻合不如原板好,故力主將原板補(bǔ)回去,增加檢測(cè)項(xiàng)目熱處理等工藝確保合格,將吊耳位置掉向,最后采納了該方案,處理后各方都很滿意。
大型煤化工裝置中承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)是系統(tǒng)工程,局部具體檢驗(yàn)與其它裝置檢驗(yàn)沒有兩樣,主要是檢驗(yàn)管理與檢驗(yàn)協(xié)調(diào),尤其涉及外國(guó)管理公司,筆者要提升檢驗(yàn)檢測(cè)能力,科學(xué)檢驗(yàn)落實(shí)在行動(dòng),正確運(yùn)用法律、法規(guī),盡力避免使用嚴(yán)厲、嚴(yán)格等詞匯,每項(xiàng)檢驗(yàn)都要做好準(zhǔn)備,檢驗(yàn)過程重在溝通、協(xié)調(diào)、疏導(dǎo),不能簡(jiǎn)單照搬規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)。
2013-09-23)