袁奕雯 符明海 楊宇清

(上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院)

對TSGD7002中壓力管道管件型式試驗檢驗項目的幾點討論①

袁奕雯 符明海 楊宇清

(上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院)

就TSG D7002-2006中對壓力管道管件所規(guī)定的型式試驗檢驗與試驗項目進行了討論，認(rèn)為其中的部分檢驗項目具體內(nèi)容描述過于籠統(tǒng)，只有項目羅列，沒有具體內(nèi)容說明或釋義，會造成一些檢驗與試驗項目理解上產(chǎn)生分歧，在型式試驗過程中會產(chǎn)生爭議。筆者根據(jù)實際工作經(jīng)驗，提出了修改建議和具體檢驗方法，對規(guī)范壓力管道管件的型式試驗檢驗與試驗項目進行了有益的探討。

TSG D7002-2006 壓力管道管件 型式試驗

壓力管道管件(以下簡稱管件)是壓力管道的重要配件，屬于特種設(shè)備壓力管道元件類別之一，在管道系統(tǒng)中多用于連接、轉(zhuǎn)折、分支、變徑或封堵，常見的管件包括彎頭、 三通、 四通、異徑管接頭及管帽等[1]。

《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》和《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定[2，3]：境內(nèi)、外管件制造單位必須按照 TSG D2001-2006《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中的要求，取得“特種設(shè)備(管件)制造許可證”后方能從事生產(chǎn)銷售。境內(nèi)壓力管道管件制造單位首次申請“特種設(shè)備(管件)制造許可證”時，應(yīng)先約請型式試驗機構(gòu)對其產(chǎn)品進行型式試驗。型式試驗合格后，方可進入下一步現(xiàn)場鑒定評審環(huán)節(jié)。獲得特種設(shè)備制造許可證的管件制造單位，有效期滿后需要繼續(xù)從事制造工作的，應(yīng)當(dāng)在有效期滿前6個月內(nèi)，向負(fù)責(zé)受理的機關(guān)提出換證申請。按照安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定，需要重新進行型式試驗的，型式試驗應(yīng)當(dāng)在提出換證申請前完成。逾期未換證的，原許可證自動失效。

上述規(guī)定充分彰顯了型式試驗在管件制造過程中證前監(jiān)管的重要意義。然而，由于TSG D7002-2006對管件型式試驗的描述過于籠統(tǒng)，特別是“型式試驗項目及其內(nèi)容”中的“檢驗與試驗”只有項目名稱羅列，沒有具體內(nèi)容說明或釋義，由此對一些檢驗與試驗項目理解上會產(chǎn)生分歧，在型式試驗過程中會產(chǎn)生爭議。筆者就管件型式試驗項目的操作困境進行具體探討。

1 壓力管道管件型式試驗項目及內(nèi)容

根據(jù) TSG D7002-2006附件 B 的規(guī)定[4]：鋼制無縫管件和鋼制有縫管件的彎頭、三通和四通必須進行型式試驗。型式試驗的項目及其內(nèi)容分為設(shè)計審查、檢驗與試驗兩部分。

設(shè)計審查主要是對產(chǎn)品工序的制造工藝和要求、熱處理工藝方法和要求、無損檢測方法和比例、焊接工藝及評定、檢驗與試驗要求等進行資料審查。

檢驗與試驗主要是對產(chǎn)品的外觀、幾何尺寸、原材料化學(xué)成分和力學(xué)性能、焊接質(zhì)量(適用于焊接)、熱處理、無損檢測、硬度、爆破強度、晶粒度(當(dāng)需要時)、金相組織(當(dāng)需要時)、 低溫沖擊性能(當(dāng)需要時)進行檢驗與試驗，以驗證產(chǎn)品安全性能是否滿足技術(shù)要求。

2 難以操作的具體問題

根據(jù)2014年10月國家質(zhì)檢總局公布的新 《特種設(shè)備目錄》[5](下稱《目錄》)及2015 年國家質(zhì)檢總局辦公廳發(fā)布的質(zhì)檢辦特[2015]675號“關(guān)于壓力管道氣瓶安全監(jiān)察工作有關(guān)問題的通知”[6]，對部分原TSG D2001-2006《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中壓力管道元件的品種和級別進行了調(diào)整。按照新《目錄》，壓力管道元件被分為非焊接管件(無縫管件)、焊接管件(有縫管件)、鍛制管件、復(fù)合管件及非金屬管件等品種。筆者討論的主要為非焊接管件(無縫管件)和焊接管件(有縫管件)的型式試驗檢驗與試驗項目。

為了更有針對性地進行型式試驗，除TSG D7002-2006外，還應(yīng)參考GB/T 12459-2017[7]和GB/T 13401-2005《鋼板制對焊管件》。在管件型式試驗過程中，根據(jù)實際工作經(jīng)驗，型式試驗人員對 “檢驗與試驗”這部分內(nèi)容中“原材料化學(xué)成分和力學(xué)性能”、“熱處理”、“晶粒度”及“金相組織”等幾個方面存在較多疑問。

2.1原材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能，硬度，低溫沖擊性能——建議明確檢驗對象，合并同類項

TSG D2001-2006中“原材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能”的表述不夠明確，需要檢驗的究竟是“原材料的化學(xué)成分”和“原材料的力學(xué)性能”，還是需要檢驗“原材料的化學(xué)成分”和“加工成形管件的力學(xué)性能”？從一名型式試驗人員對產(chǎn)品安全性能的認(rèn)識角度而言，筆者傾向于對后者的驗證，理由如下：

a. 目前生產(chǎn)的鋼制無縫管件(包括工廠預(yù)制彎管、有縫管坯制管件)和鋼制有縫管件(鋼板制對焊管件)均為金屬制造，無縫管件一般采用彎管、擴孔等機加工工藝，有縫管件采用卷板、焊接等加工工藝，后期則按照不同需求進行熱處理，原材料與成品的化學(xué)成分并不會因為熱處理而發(fā)生較大變化，故檢驗原材料的化學(xué)成分和檢驗成品的化學(xué)成分并無本質(zhì)區(qū)別。

b. 檢驗“原材料的力學(xué)性能”和“檢驗成形管件的力學(xué)性能”則有很大差別。以“鋼制對焊無縫管件”為例，不同材料的熱處理多達7種(表1)，不同熱處理后，其力學(xué)性能與原材料力學(xué)性能自然而然地發(fā)生了變化，而對于成形管件的承壓要求而言，檢驗原材料力學(xué)性能并不能確保它加工成形后的安全性能。此外，“硬度、低溫沖擊性能”表述上也存在類似問題。材料的力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境(溫度、介質(zhì)、濕度)下，承受各種外加載荷(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊及交變應(yīng)力等)時所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。一般來說金屬的力學(xué)性能分為10種，即脆性、強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度、彈性、延展性、剛性、屈服點或屈服應(yīng)力。為了測定這些力學(xué)性能，在實驗室里，通常會采用不同的檢測方法，比如采用拉伸試驗測定金屬的強度、屈服點、屈服應(yīng)力、延展性；采用低溫沖擊試驗來測定金屬的沖擊韌性。不難看出，硬度、低溫沖擊性能其實都是屬于對材料力學(xué)性能的測定。因此，筆者認(rèn)為硬度、低溫沖擊是包含在產(chǎn)品材料力學(xué)性能測試之中的，不宜單獨提出。

表1 鋼制對焊無縫管件材料熱處理方式[7]

c. 對于制造廠家而言，由于加工工藝和產(chǎn)品要求各不相同，所謂“力學(xué)性能”的要求，無論是在規(guī)范還是在標(biāo)準(zhǔn)中均未給出具體的規(guī)定，在實際操作中，一般來說，制造廠家只給出材料抗拉強度、屈服強度和斷后伸長率的制造保證值，這里僅進行了拉伸試驗，并不涵蓋其他力學(xué)性能測定項目。因此，筆者認(rèn)為此項目應(yīng)理解為檢驗“原材料化學(xué)成分”和“成品管件力學(xué)性能試驗 [包括拉伸試驗、硬度試驗、 低溫沖擊試驗(必要時)]”較為合理。

2.2“晶粒度”、“金相組織”——建議采用規(guī)范項目名稱

TSG D2001-2006所表述的“晶粒度”和“金相組織”用語不夠規(guī)范，不易操作。

金相組織是指金屬組織中化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能相同的組成，其中包括固溶體、金屬化合物及純物質(zhì)。晶粒度所表示的物理意義是晶粒大小的尺度。

通常，人們在口語中所表達的“金相組織”，其實是指“顯微組織”檢查。而真正的金相檢查是指采用金相顯微鏡對金屬或合金的宏觀組織和顯微組織進行分析測定，以得到各種組織的尺寸、數(shù)量、形狀及分布特征的方法。金相檢查既包括了“晶粒度”檢查，又包括了“顯微組織”檢查，筆者認(rèn)為將此項目合并修改為“金相檢查(當(dāng)需要時應(yīng)檢查晶粒度和顯微組織)”更便于實際操作。

2.3熱處理——可操作性較差

TSG D2001-2006中“檢驗與試驗”項目中“熱處理”的表述在實際型式試驗過程中難以操作。熱處理的含義太過于寬泛，型式試驗人員在具體檢驗時無法讀取其中的信息，從而開展具體工作。

熱處理是管件制造中的重要環(huán)節(jié)之一，但是型式試驗是否應(yīng)進行此項測試，又應(yīng)測試什么內(nèi)容，值得商榷。由于在設(shè)計審查中，已經(jīng)對產(chǎn)品的“熱處理工藝方法和要求”進行了審查，因此此處“熱處理”大多數(shù)型式試驗人員理解為“檢驗與試驗項目”。

然而，從實際操作中講，型式試驗機構(gòu)并無義務(wù)代替廠家對產(chǎn)品進行熱處理，也無熱處理設(shè)備，無法對此項進行“檢驗與試驗”。那么型式試驗人員究竟是應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場見證產(chǎn)品的熱處理，還是只需要審查制造廠家提供的包括熱處理記錄(如圓盤紙等)在內(nèi)的熱處理報告？如果是后者，此項僅為“見證或?qū)彶椤?，并非“檢驗與試驗”，因此，僅用“熱處理”三字概括型式試驗的檢驗與試驗，使得型式試驗人員難以操作。

筆者認(rèn)為，熱處理的主要作用是改善產(chǎn)品力學(xué)性能，消除加工應(yīng)力，如果熱處理后產(chǎn)品的力學(xué)性能能夠滿足需求，在設(shè)計審查時已經(jīng)審核過廠家“熱處理工藝方法和要求”，則無需對此項目再次進行“檢驗與試驗”。

3 建議

綜上所述，建議壓力管道管件型式試驗中“檢驗與試驗”整合為以下7個項目，以便于型式試驗人員操作：外觀、幾何尺寸檢查；原材料化學(xué)成分分析；成品管件力學(xué)性能試驗(應(yīng)包括拉伸試驗、硬度試驗、低溫沖擊試驗(必要時))；焊接質(zhì)量檢查(適用于焊接)；無損檢測；爆破試驗(測定爆破壓力)；金相檢查(當(dāng)需要時檢查晶粒度和顯微組織)。

[1] 符明海，王振棒.新《特種設(shè)備目錄》對金屬管件取證和型式試驗帶來的變化[J].化工裝備技術(shù)，2017，38(1)：27～30.

[2] 全國人民代表大會常務(wù)委員會.中華人民共和國特種設(shè)備安全法[M].北京：法律出版社，2013.

[3] 中華人民共和國國務(wù)院.中華人民共和國特種設(shè)備安全監(jiān)察條例[M].北京:中國法制出版社,2009.

[4] TSG D7002-2006，壓力管道元件型式試驗規(guī)則[S].北京：中國計量出版社，2006.

[5] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.關(guān)于修訂《特種設(shè)備目錄》的公告[R].2014 年第 114 號.

[6] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局辦公廳.質(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于壓力管道氣瓶安全監(jiān)察工作有關(guān)問題的通知[R].質(zhì)檢辦特(2015)675號.

[7] GB/T 12459-2017，鋼制對焊管件類型與參數(shù)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

2017-04-17)

(Continued on Page 527)

DiscussionabouttheTypeTestandInspectionItemsofPressurePipesandFittingsStipulatedinTSGD7002Specification

YUAN Yi-wen,FU Ming-hai, YANG Yu-qing

(ShanghaiInstituteofSpecialEquipmentInspectionandTechnologyResearch)

袁奕雯(1982-)，高級工程師，從事壓力管道元件、氣瓶、瓶閥等特種設(shè)備的設(shè)計文件鑒定、型式試驗及其研究工作,13524647423@139.com。

TQ055.8+1

A

0254-6094(2017)05-0474-04