俞 揚(yáng)

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院(宜興分院))

TSG 21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[1](以下簡(jiǎn)稱《大容規(guī)》)于2016年2月22日經(jīng)國家質(zhì)檢總局2016年第16號(hào)公告批準(zhǔn)頒布，于2016年10月1日起施行。TSG 21-2016整合了原有的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG R0004-2009)、《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG R0001-2004)、《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG R0002-2005)、《簡(jiǎn)單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG R0003-2007)、《壓力容器使用管理規(guī)則》(TSG R5002-2013)、《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》(TSG R7001-2013)和《壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》(TSG R7004-2013)7個(gè)安全技術(shù)規(guī)范，統(tǒng)一并且進(jìn)一步明確基本安全要求，形成關(guān)于固定式壓力容器的綜合規(guī)范(大規(guī)范)。

筆者主要介紹了《大容規(guī)》部分修訂內(nèi)容。不包括有色金屬容器、超高壓容器(設(shè)計(jì)、制造、使用管理和檢驗(yàn)環(huán)節(jié))和非金屬容器的相關(guān)內(nèi)容。

《大容規(guī)》的具體解釋權(quán)屬于國家質(zhì)檢總局，本文內(nèi)容僅供參考。

1 《大容規(guī)》制定的原則和主要變化內(nèi)容簡(jiǎn)介

《大容規(guī)》制定的原則和主要變化內(nèi)容簡(jiǎn)介見表1。

表1 《大容規(guī)》制定的原則和主要變化內(nèi)容簡(jiǎn)介

(續(xù)表1)

2 各章節(jié)內(nèi)容變化情況

2.1 總則的變化內(nèi)容

2.1.1余熱鍋爐范圍的界定得以明確

GB/T 151-2014《熱交換器》標(biāo)準(zhǔn)[3](以下簡(jiǎn)稱GB/T 151標(biāo)準(zhǔn))于2015年5月1日實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)在附錄中納入了拉撐管板和撓性管板設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。對(duì)拉撐管板和撓性管板的適用范圍、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、管板厚度、換熱管與管板連接接頭的拉脫力校核及換熱管軸向穩(wěn)定許用壓應(yīng)力校核等內(nèi)容做了具體規(guī)定。拉撐管板和撓性管板大多應(yīng)用于常壓氣體在管程的管殼式余熱鍋爐(以下簡(jiǎn)稱“常壓管殼式余熱鍋爐”)。在GB/T 151標(biāo)準(zhǔn)未修訂前，一般參照鍋爐標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。GB/T 151標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，常壓管殼式余熱鍋爐可以按照固定式壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造[4]。另外，《大容規(guī)》適用的余熱鍋爐范圍界定為：“過程裝置中作為工藝設(shè)備的余熱鍋爐”，與TSG G0001-2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[5]適用的“以余(廢)熱利用為主要目的的余熱鍋爐”相區(qū)別。

2.1.2固定式壓力容器的適用范圍的調(diào)整

固定式壓力容器的適用范圍按照國家質(zhì)檢總局2014年第114號(hào)公告《質(zhì)檢總局關(guān)于修訂<特種設(shè)備目錄>的公告》的附件(以下簡(jiǎn)稱《目錄》)進(jìn)行調(diào)整。

2.1.3“1.4條”內(nèi)容的變化

《大容規(guī)》將“1.4條”(特殊規(guī)定)內(nèi)容分為兩大類。將原《固容規(guī)》“1.4.1條”中一些使用條件較為特殊的容器(如低溫深冷容器、盛裝第2組介質(zhì)的無殼體的套管熱交換器等)單獨(dú)列出，并強(qiáng)調(diào)需符合《大容規(guī)》“材料”章節(jié)內(nèi)容要求的規(guī)定。

超高壓管式反應(yīng)器常用于聚乙烯生產(chǎn)等用途，一般內(nèi)直徑為25～80mm左右，按新調(diào)整的壓力容器范圍界定，只能按其外套管劃分為低類別容器，但其承受超高壓的腔體內(nèi)管部分具有更大危險(xiǎn)性；超高壓管式反應(yīng)器本體材料選用高強(qiáng)鋼。制造反應(yīng)器時(shí)，通常進(jìn)行自增強(qiáng)處理。由于管式反應(yīng)器需長周期連續(xù)高壓運(yùn)行，所以自增強(qiáng)殘余應(yīng)力由于多種原因會(huì)逐步衰減[6]。選用管材的性能對(duì)超高壓管式反應(yīng)器的安全運(yùn)行來說，是十分重要的因素，因此，超高壓管式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、選材、制造必須滿足《大容規(guī)》的相關(guān)要求。

《固容規(guī)》將符合“1.4條”條件的壓力容器統(tǒng)一劃分為Ⅰ類，《大容規(guī)》未作此項(xiàng)規(guī)定?！洞笕菀?guī)》實(shí)施后，“1.4條”范圍的壓力容器應(yīng)按照附錄A進(jìn)行劃分類別。

2.1.4調(diào)整了不適用《大容規(guī)》的壓力容器范圍

由于《特種設(shè)備安全法》(以下簡(jiǎn)稱《安全法》)的實(shí)施和《目錄》的調(diào)整，《大容規(guī)》對(duì)“不適用的壓力容器”的范圍做了相應(yīng)的調(diào)整(如軍事裝備、氧艙等)；鑒于容器危險(xiǎn)性較小，事故較少，可不需要監(jiān)管，將原屬《固容規(guī)》范圍的螺旋板式熱交換器、電力行業(yè)專用的全封閉式組合電器(如電容壓力容器)、橡膠行業(yè)使用的輪胎硫化機(jī)、承壓的橡膠模具及造紙軋輥等設(shè)備排除在《大容規(guī)》范圍之外，但使用單位仍需進(jìn)行安全管理。

2.1.5調(diào)整“安全附件”界定范圍

《大容規(guī)》安全附件的種類包括了《目錄》范圍的安全閥、爆破片裝置和緊急切斷裝置(目前需要制造許可)；同時(shí)，也納入了不在《目錄》范圍內(nèi)的易熔塞(如非焊接瓶式容器用)和安全聯(lián)鎖裝置(如快開門式壓力容器用)。

將“儀表”從原《固容規(guī)》“安全附件”分離，單獨(dú)列出，進(jìn)一步理清壓力容器使用、檢驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)“安全附件”和“儀表”管理的責(zé)任和內(nèi)容。

2.2 材料章節(jié)變化的主要內(nèi)容

2.2.1對(duì)基本要求作了適當(dāng)調(diào)整

壓力容器用材料未列入經(jīng)修訂后的《目錄》，但壓力容器用材料仍然是監(jiān)管的對(duì)象，所以，《大容規(guī)》在材料章節(jié)“基本要求”中作了如下調(diào)整：

a. 由于《目錄》調(diào)整，壓力容器用鋼板(帶)制造許可也隨之取消?！洞笕菀?guī)》取消了對(duì)壓力容器鋼板(帶)許可的相關(guān)要求。

b. 強(qiáng)調(diào)壓力容器用材料的可追溯性。對(duì)壓力容器材料的控制，是容器建造質(zhì)量管理十分重要的環(huán)節(jié)。材料控制的目的有兩個(gè)方面：一是，依據(jù)設(shè)計(jì)選材的要求準(zhǔn)確使用材料，不出現(xiàn)錯(cuò)發(fā)、混料現(xiàn)象，即稱之為材料控制的“正向追溯”[7]；二是，從建成的產(chǎn)品或半成品上能反向追溯到材料的原始狀況(如爐、批號(hào)及所經(jīng)歷的性能試驗(yàn)等)，即稱之為“反向追溯”?！罢蜃匪荨焙汀胺聪蜃匪荨钡慕Y(jié)果應(yīng)該保持一致，如不一致，則存在材料管理失控現(xiàn)象。無論是“正向追溯”，還是“反向追溯”，壓力容器用材料的“可追溯性”始終是材料管理的核心內(nèi)容。在取消壓力容器鋼板(帶)制造許可后，《大容規(guī)》增加并強(qiáng)調(diào)了材料的“可追溯性”內(nèi)容，是十分有意義的。

c. 在“基本要求”中，將原《固容規(guī)》材料的“化學(xué)性能”改為“與介質(zhì)的相容性”，更符合選材原則，避免歧義。GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別》標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱GB/T 30579)業(yè)已頒布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，為壓力容器選材帶來技術(shù)參考。

2.2.2境外牌號(hào)材料的使用

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化和中國制造的國際化擴(kuò)展，承壓設(shè)備材料國際化趨勢(shì)日顯。近來，我國與國外材料標(biāo)準(zhǔn)的互認(rèn)工作取得了長足的進(jìn)展。2013版ASME BPV SectionII規(guī)范的第A部分(PartA)中，列出SA/GB 713“SPECIFICATION FORSTEEL PLATES FOR BOILERS AND RESSURE VESSELS”，表明ASME認(rèn)可中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 713。同時(shí)，GB 150.2-2011《壓力容器》“第2部分：材料”第1號(hào)修改單中，將SA 516 Gr70、SA 537 Cl1和SA 387 Cr12 Cl2共3個(gè)在國內(nèi)使用較多，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)較全的ASME鍋爐壓力容器用鋼號(hào)放入該標(biāo)準(zhǔn)中。鑒于這種發(fā)展?fàn)顩r，《大容規(guī)》修訂了境外牌號(hào)材料選用的相關(guān)原則規(guī)定，取消了原《固容規(guī)》中“應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)文件中充分說明其必要性和經(jīng)濟(jì)性”的規(guī)定。同時(shí)規(guī)定：“在選用境外牌號(hào)材料時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中注明滿足《大容規(guī)》的各項(xiàng)要求?！边@也強(qiáng)化了設(shè)計(jì)單位的主體責(zé)任。

2.2.3增加了高強(qiáng)鋼力學(xué)性能相關(guān)要求

《大容規(guī)》關(guān)于碳素鋼和低合金鋼(鋼板、鋼管和鋼鍛件)的沖擊吸收能量要求和鋼板斷后伸長率指標(biāo)，較原《固容規(guī)》均增加了一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。這是鑒于在《大容規(guī)》中增加了超高壓容器、非焊接瓶式容器和儲(chǔ)氣井用鋼等高強(qiáng)鋼的相關(guān)要求。

高強(qiáng)鋼材料(即抗拉強(qiáng)度下限值大于630MPa的鋼材)的沖擊吸收能量指標(biāo)較高，其中材料斷裂前彈性變形功所占比例較大，為保證防止裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的塑性變形功和撕裂功有足夠值，隨抗拉強(qiáng)度增加，應(yīng)不斷提高沖擊吸收能量指標(biāo)；而材料的側(cè)向膨脹量值能很好地反映出材料在沖擊試驗(yàn)時(shí)消耗于塑性變形的能力[8]，從嚴(yán)格意義上講，側(cè)向膨脹量比沖擊吸收能量更能代表高強(qiáng)鋼材料的韌性。《大容規(guī)》參照ASME規(guī)范UG-84(c)(4)(-b)、UHT-6(a)(3)及UHT-6(a)(4)等條款和圖UHT-6[9]制定了高強(qiáng)鋼最小側(cè)向膨脹量值要求。

2.2.4增加鑄鐵材料的牌號(hào)

2009年9月1日，GB/T 1348-2009《球墨鑄鐵件》標(biāo)準(zhǔn)[10]實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)替代了原GB/T 1348-1988標(biāo)準(zhǔn)。在新標(biāo)準(zhǔn)中，增加了3個(gè)350MPa強(qiáng)度級(jí)的牌號(hào)，其斷后伸長率均規(guī)定不低于22%，其韌性優(yōu)于400MPa強(qiáng)度級(jí)的牌號(hào)；該標(biāo)準(zhǔn)對(duì) QT350-22R、QT350-22L兩個(gè)牌號(hào)分別規(guī)定了室溫和低溫下的沖擊功值?！洞笕菀?guī)》增加了QT350-22R和QT350-22L這兩個(gè)牌號(hào)的鑄鐵材料，并相應(yīng)提出了其設(shè)計(jì)壓力和溫度限制。另外，鑄鐵含碳量較高，所以在規(guī)范中明確規(guī)定不允許拼接、焊補(bǔ)。

2.2.5增加了鑄鋼容器技術(shù)要求

1999版《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》有關(guān)于鑄鋼材料的規(guī)定，《固容規(guī)》頒布后將鑄鋼材料的相關(guān)規(guī)定予以取消。主要考慮到我國無壓力容器用鑄鋼材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且材料質(zhì)量難以保證[11]。但是，鑄鋼實(shí)際常用于制造一些形狀復(fù)雜、難以進(jìn)行鍛造或者切削加工的壓力容器部件(如異形殼體、快開門容器前端法蘭及法蘭蓋等)。鑄鋼的力學(xué)性能與鍛件相比，塑性、韌性和承受沖擊的能力都比鍛件低。ASME鍋爐壓力容器規(guī)范對(duì)鑄鋼有比較詳細(xì)的要求。如在確定許用應(yīng)力時(shí)，應(yīng)乘以“鑄造質(zhì)量系數(shù)”等。鑒于這種情況，《大容規(guī)》增加了鑄鋼材料的相關(guān)內(nèi)容，規(guī)定了用于壓力容器制造的鑄鋼材料的冶煉和化學(xué)成分；明確了鑄鋼材料的主要力學(xué)性能指標(biāo)(抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率及設(shè)計(jì)溫度下的沖擊功值等)；給出了鑄鋼容器設(shè)計(jì)壓力和溫度限制。另外，在規(guī)范設(shè)計(jì)章節(jié)部分，增加了鑄鋼室溫下抗拉強(qiáng)度最小安全系數(shù)。這些新增的內(nèi)容，給鑄鋼容器的建造留了技術(shù)上的出路。但是，我國尚無壓力容器用鑄鋼材料標(biāo)準(zhǔn)和鑄鋼容器的建造規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，鑄鋼容器相關(guān)技術(shù)規(guī)定亟待解決。

2.2.6新增非焊接瓶式容器用鋼和儲(chǔ)氣井用鋼專項(xiàng)要求

非焊接瓶式容器、儲(chǔ)氣井同屬CNG等加氣站的固定儲(chǔ)氣設(shè)施，均選用高強(qiáng)鋼制造而成，制造時(shí)均不采用焊接工藝。非焊接瓶式容器采用無縫鋼管旋壓而成；儲(chǔ)氣井井管采用螺紋連接而成。非焊接瓶式容器和儲(chǔ)氣井結(jié)構(gòu)如圖1、2所示。

圖1 非焊接瓶式容器瓶體示意圖

圖2 儲(chǔ)氣井結(jié)構(gòu)示意圖

以上兩種設(shè)備內(nèi)部儲(chǔ)存介質(zhì)基本相同，大都為天然氣、甲烷及氫氣等壓縮氣體。由于介質(zhì)中可能含有硫化氫和水，所以，這兩種設(shè)備的主要損傷模式為濕硫化氫破壞(氫致開裂)[12]。相關(guān)事故案例也證明了這點(diǎn)[13]。高強(qiáng)鋼濕硫化氫破壞的特征是：對(duì)材料的硫磷等雜質(zhì)敏感；對(duì)容器內(nèi)表面缺口、裂紋敏感；應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展速率隨材料強(qiáng)度水平的升高而增大等[14]。為規(guī)范這兩種設(shè)備的安全管理，防止事故發(fā)生，國家質(zhì)檢總局分別下發(fā)《關(guān)于承壓設(shè)備安全監(jiān)察有關(guān)問題的通知》(質(zhì)檢特函〔2012〕32號(hào))文件和《質(zhì)檢總局關(guān)于地下儲(chǔ)氣井安全監(jiān)察有關(guān)事項(xiàng)的公告》(2014年4月10日)，規(guī)范其安全技術(shù)要求。《大容規(guī)》吸收完善以上文件的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)這兩種設(shè)備用鋼提出了專項(xiàng)技術(shù)要求。

2.2.6.1非焊接瓶式容器用鋼專項(xiàng)要求

《大容規(guī)》對(duì)瓶體用鋼的專項(xiàng)要求主要包括：冶煉和熱處理(冶煉方式、熱處理、金相組織)、化學(xué)成分和力學(xué)性能(對(duì)存在濕硫化氫破壞環(huán)境的瓶體材料提出了相對(duì)較高的要求。如鋼材的純凈化程度、鋼材的抗拉強(qiáng)度上限、鋼材的屈強(qiáng)比、斷后延伸率指標(biāo)、鋼材的沖擊功及側(cè)向膨脹量等指標(biāo))、超聲檢測(cè)合格指標(biāo)。

非焊接瓶式容器的端塞一般應(yīng)當(dāng)采用與瓶體材料相匹配的鋼鍛件(如鉻鉬鋼等材料)，如使用溫度達(dá)不到要求，則應(yīng)選用相應(yīng)低溫鍛件或不銹鋼和耐熱鋼鍛件，相關(guān)指標(biāo)應(yīng)符合承壓設(shè)備用鍛件標(biāo)準(zhǔn)要求；同時(shí)規(guī)范對(duì)大公稱直徑的端塞鍛件作了較嚴(yán)格的規(guī)定[15]。

2.2.6.2儲(chǔ)氣井用鋼專項(xiàng)要求

《大容規(guī)》對(duì)儲(chǔ)氣井用鋼的專項(xiàng)要求基本吸收了《質(zhì)檢總局關(guān)于地下儲(chǔ)氣井安全監(jiān)察有關(guān)事項(xiàng)的公告》的相關(guān)內(nèi)容，并補(bǔ)充井管和接箍用鋼管材料的側(cè)向膨脹量最小值要求、增加井口裝置與井底裝置選材等要求。

目前，非焊接瓶式容器和儲(chǔ)氣井在我國已得到了較為廣泛的應(yīng)用。這兩種容器在設(shè)計(jì)、選材及制造等環(huán)節(jié)有其特殊性，如：容器均承受交變壓力的作用。因此，在設(shè)計(jì)中均應(yīng)考慮疲勞載荷、特殊結(jié)構(gòu)等因素[16]；我國尚無這兩種設(shè)備的專用鋼標(biāo)準(zhǔn)，選材存在爭(zhēng)議等[17]。因此，宜盡快制定出臺(tái)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)以上容器設(shè)計(jì)、選材、制造及檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)作進(jìn)一步規(guī)范。

2.2.7關(guān)于焊接材料規(guī)定內(nèi)容的變化

《固容規(guī)》對(duì)焊接材料的選用原則為：“用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料，應(yīng)當(dāng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或者等于母材規(guī)定的限值?！焙缚p金屬的力學(xué)性能包括：拉伸性能、沖擊韌性等指標(biāo)。而規(guī)定“焊縫金屬?zèng)_擊韌性指標(biāo)應(yīng)高于或者等于母材規(guī)定的限值”，這是不符合工程實(shí)際的。

對(duì)焊縫金屬?zèng)_擊韌性的要求，應(yīng)考慮承壓設(shè)備從原材料到服役的全過程的冷、熱加工和焊后熱處理及使用條件下的工作狀況等因素。特別應(yīng)考慮鋼材焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性。所有鋼材焊接后都存在熱影響區(qū)，其中過熱區(qū)(又稱粗晶區(qū))材料有所弱化、脆化，晶粒粗化，其沖擊韌性較母材大大降低。為此，我國壓力容器用鋼板等材料標(biāo)準(zhǔn)，特別是低溫鋼材料標(biāo)準(zhǔn)將材料的沖擊吸收能量指標(biāo)大幅度提高，目的是為焊接接頭特別是熱影響區(qū)的沖擊韌性指標(biāo)留有余量，符合設(shè)計(jì)要求。所以應(yīng)對(duì)《固容規(guī)》規(guī)定的焊接材料選用原則進(jìn)行修訂。但是，到目前為止，我國承壓設(shè)備行業(yè)還沒有鋼材熱影響區(qū)沖擊韌性的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，任何鋼材生產(chǎn)廠都沒有保證鋼材焊接熱影響區(qū)的沖擊吸收能量值。因此，《大容規(guī)》將焊接材料沖擊吸收能量指標(biāo)修訂為：滿足相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的鋼材的沖擊吸收能量最低值規(guī)定(即滿足表2-1規(guī)定)。這樣規(guī)定符合工程實(shí)際，同時(shí)又具有可操作性。這與GB 150.2-2011《壓力容器 第2部分：材料》[18]對(duì)焊接接頭沖擊吸收能量指標(biāo)的規(guī)定相一致。新修訂的NB/T 47018-2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)焊接材料的沖擊韌性合格指標(biāo)的制定，也同樣考慮了以上的相關(guān)因素[19]。

2.3 設(shè)計(jì)、制造章節(jié)內(nèi)容的變化

2.3.1明確設(shè)計(jì)單位的主體責(zé)任，調(diào)整規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容

由于行政許可等因素，我國設(shè)計(jì)和制造單位現(xiàn)階段需分別取得許可證。設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)之間的接口經(jīng)常出現(xiàn)“真空”現(xiàn)象，設(shè)計(jì)單位與制造單位的主體責(zé)任不明。

為解決我國現(xiàn)階段壓力容器設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)之間的接口銜接問題，《大容規(guī)》明確了設(shè)計(jì)單位和制造單位的主體責(zé)任，調(diào)整設(shè)計(jì)、制造章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。將原來《固容規(guī)》制造章節(jié)中的無損檢測(cè)、耐壓試驗(yàn)、泄漏試驗(yàn)、試件(板)與試樣及焊后熱處理等相關(guān)內(nèi)容移至設(shè)計(jì)章節(jié)中，并明確規(guī)定這些環(huán)節(jié)的相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)由設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)文件中提出。

壓力容器由制造廠進(jìn)行設(shè)計(jì)，在國外先進(jìn)國家是比較常見的做法。其目的主要是便于使壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更適合制造廠的工藝特點(diǎn)，有利于加快交貨進(jìn)度、確保產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，壓力容器的設(shè)計(jì)，需要從制造角度考慮相關(guān)問題，如：選材、制造工藝、檢驗(yàn)和試驗(yàn)、運(yùn)輸、制造技術(shù)及工藝裝備發(fā)展情況等因素[20]。

2.3.2推廣壓力容器設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告

《固容規(guī)》頒布實(shí)施后，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告在第Ⅲ類壓力容器中得以應(yīng)用。GB 150.3附錄F給出了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的編制原則和至少應(yīng)具有的內(nèi)容；GB/T 30579標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一種損傷模式提出具體的技術(shù)內(nèi)容。這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和應(yīng)用，為《大容規(guī)》推廣壓力容器設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告(不限于第Ⅲ類壓力容器，需要時(shí)使用)提供了技術(shù)上的保障。

2.3.3修訂需制備產(chǎn)品焊接試件的壓力容器的適用范圍

制備產(chǎn)品焊接試件的目的是為了驗(yàn)證和檢驗(yàn)與壓力容器本質(zhì)安全相關(guān)的焊接接頭主要性能是否達(dá)能到實(shí)際要求。需經(jīng)熱處理改善或者恢復(fù)材料力學(xué)性能的壓力容器主要需考量其熱處理對(duì)于壓力容器(包括材料和焊接接頭)性能的影響?！洞笕菀?guī)》在4.2.2.1中提出了制備母材熱處理試件的相關(guān)技術(shù)要求。

“經(jīng)熱處理改善或者恢復(fù)材料力學(xué)性能”的制造工藝包括：因加工硬化引起的材料性能改變，需通過熱處理恢復(fù)其性能。如：先拼接后冷成型的封頭，其纖維伸長變形率超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，需通過熱處理恢復(fù)材料力學(xué)性能。此時(shí)，如需制作焊接試件，應(yīng)在縱向焊縫延長部位焊接產(chǎn)品試板。此時(shí)，試板需經(jīng)與封頭相同曲率的形變過程，熱處理后再進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，才具代表性。而在實(shí)際生產(chǎn)中，制備的焊接試板應(yīng)如何形變，可操作性不強(qiáng)。這個(gè)問題曾引起相關(guān)爭(zhēng)議。《大容規(guī)》刪去此項(xiàng)規(guī)定，保留需制備產(chǎn)品焊接試件的壓力容器的原則性規(guī)定，并明確規(guī)定，何時(shí)制作產(chǎn)品焊接試件(板)，由設(shè)計(jì)者提出。

近年來，應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)越來越多地應(yīng)用在真空深冷壓力容器建造上。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了壓力容器輕量化建造技術(shù)。現(xiàn)階段，進(jìn)行應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)需進(jìn)行技術(shù)評(píng)審，因?yàn)閲鴥?nèi)尚無相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。考慮到應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)運(yùn)用的廣泛性和其制造的特殊性(容器和產(chǎn)品焊接試板需進(jìn)行預(yù)拉伸)，《大容規(guī)》對(duì)應(yīng)變強(qiáng)化壓力容器產(chǎn)品焊接試板作了相關(guān)規(guī)定。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)《固定式真空絕熱深冷壓力容器 第7部分：內(nèi)容器應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)規(guī)定》正在制定中，其關(guān)于產(chǎn)品焊接試件的相關(guān)規(guī)定與《大容規(guī)》一致。

2.3.4對(duì)大型壓力容器的對(duì)接接頭采用γ射線全景曝光檢測(cè)作了相關(guān)技術(shù)限制

GB 12337-2014《鋼制球形儲(chǔ)罐》和NB/T 47013-2015《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)業(yè)已頒布實(shí)施。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)大型容器采用γ射線全景曝光檢測(cè)作了限制規(guī)定。

γ射線檢測(cè)的像質(zhì)計(jì)(線性)靈敏度與實(shí)際檢測(cè)靈敏度差距較大，而γ射線檢測(cè)的對(duì)象往往是厚壁容器，檢測(cè)的材料又往往裂紋敏感性較強(qiáng)。γ射線檢測(cè)拍攝的底片評(píng)定又較困難，細(xì)小裂紋檢出率比較低[21]。鑒于以上情況，《大容規(guī)》采納了以上標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，在規(guī)范中對(duì)大型容器的γ射線全景曝光檢測(cè)作了相關(guān)技術(shù)限制。

2.3.5增加了快開門式壓力容器設(shè)計(jì)專項(xiàng)要求

快開門壓力容器的安全聯(lián)鎖裝置是快開門容器最重要的安全附件之一。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，近年來，由于快開門安全聯(lián)鎖裝置產(chǎn)生的問題而發(fā)生的壓力容器事故時(shí)有發(fā)生[22]?！顿|(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于加強(qiáng)小型鍋爐、快開門式壓力容器和烘缸(筒)安全監(jiān)察工作的通知》(質(zhì)檢辦特〔2013〕338號(hào))對(duì)快開門式壓力容器的使用，安全聯(lián)鎖裝置的制造、監(jiān)督檢驗(yàn)提出了具體要求。

快開門安全聯(lián)鎖裝置的種類較多，大致可分為：直接作用式、間接作用式和組合式安全聯(lián)鎖裝置?！豆倘菀?guī)》未明確提出須設(shè)置安全聯(lián)鎖裝置，考慮到有些快開門結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖功能[11]。其實(shí)，這類快開門結(jié)構(gòu)本體中的相關(guān)部件同樣屬于安全聯(lián)鎖裝置。如：按照SY/T 0556-2010《快速開關(guān)盲板技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的快開盲板(圖3)[23]，其安全聯(lián)鎖功能是靠啟閉安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)中的排氣螺栓，來實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能的。這種安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)屬于快開盲板本體中的一個(gè)部件，這個(gè)部件就可視為安全聯(lián)鎖裝置。

快開門結(jié)構(gòu)和安全聯(lián)鎖裝置種類較多，快開門結(jié)構(gòu)的選用、安全聯(lián)鎖裝置的使用環(huán)境、校驗(yàn)周期及校驗(yàn)方法等技術(shù)要求理應(yīng)由壓力容器設(shè)計(jì)者提出，較為合理。為此，《大容規(guī)》對(duì)安全聯(lián)鎖裝置的設(shè)計(jì)提出了補(bǔ)充要求。壓力容器制造、使用單位和檢驗(yàn)單位則應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求進(jìn)行制造、使用安全管理和定期檢驗(yàn)。

2.4 安裝、改造與修理章節(jié)主要內(nèi)容的變化

《大容規(guī)》在制造章節(jié)中已明確，固定式壓力容器的現(xiàn)場(chǎng)制造、現(xiàn)場(chǎng)組焊等過程屬于制造環(huán)節(jié)，不屬于安裝環(huán)節(jié)；而改造、修理相當(dāng)于制造的一種特定形式，改造、修理的許可本身就是制造許可的一種特殊形態(tài)[24]。

2.5 監(jiān)督檢驗(yàn)有關(guān)內(nèi)容的變化

《壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》(TSG R7004-2013，以下簡(jiǎn)稱《監(jiān)檢規(guī)》)頒布實(shí)施已有兩年多時(shí)間，本次《大容規(guī)》修訂，根據(jù)規(guī)范制定的原則，對(duì)《監(jiān)檢規(guī)》進(jìn)行了部分修訂。如縮小了監(jiān)檢的范圍，注重焊接要求；刪去原《監(jiān)檢規(guī)》中一些細(xì)節(jié)規(guī)定，由監(jiān)檢機(jī)構(gòu)作具體規(guī)定；修訂監(jiān)檢工作見證和監(jiān)檢機(jī)構(gòu)存檔資料的內(nèi)容等。

2.6 使用管理章節(jié)相關(guān)內(nèi)容的變化

《大容規(guī)》根據(jù)《安全法》、《固容規(guī)》和TSG R5002-2013相關(guān)內(nèi)容，對(duì)使用管理章節(jié)進(jìn)行了修改。在涉及使用單位義務(wù)、壓力容器使用登記和變更的具體程序內(nèi)容方面，應(yīng)遵守新頒布實(shí)施的《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》(TSG 08-2017)的相關(guān)規(guī)定。

簡(jiǎn)單壓力容器和《大容規(guī)》1.4條范圍內(nèi)壓力容器都不需要辦理使用登記手續(xù)，且在設(shè)計(jì)年限內(nèi)不需要定期檢驗(yàn)。原安全技術(shù)規(guī)范并未對(duì)以上壓力容器的使用管理規(guī)定作明確規(guī)定。以上壓力容器雖然不需要注冊(cè)登記和定期檢驗(yàn)，但使用單位必須負(fù)責(zé)其使用安全管理?！洞笕菀?guī)》對(duì)以上壓力容器列出了3款使用管理原則要求。涉及建立檔案、日常維護(hù)保養(yǎng)、定期檢查、特殊情況的檢驗(yàn)及事故處理等方面。

2.7 定期檢驗(yàn)章節(jié)的變化內(nèi)容

《大容規(guī)》有關(guān)定期檢驗(yàn)章節(jié)的內(nèi)容，主要根據(jù)《固容規(guī)》第7章、TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》等規(guī)范進(jìn)行修訂。修訂內(nèi)容主要涉及：推廣并進(jìn)一步規(guī)范RBI檢驗(yàn)工作、調(diào)整安全附件定期檢驗(yàn)等內(nèi)容。

2.7.1推廣并進(jìn)一步規(guī)范RBI檢驗(yàn)工作

2000年以來，我國RBI技術(shù)的研究和應(yīng)用，經(jīng)歷了技術(shù)積累、工程試用、法規(guī)引用、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化、全面開展和總結(jié)提升6個(gè)階段[25]。通過RBI技術(shù)的實(shí)施，可以有效地節(jié)約檢驗(yàn)、檢修成本，降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，為生產(chǎn)裝置長周期安全運(yùn)行提供可靠的技術(shù)保障。GB/T 30579、GB/T 26610.1～GB/T 26610.5《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》等系列標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，為RBI檢驗(yàn)的實(shí)施提供了依據(jù)。

實(shí)施RBI檢驗(yàn)，需要壓力容器使用單位有完善的管理體系和較高的管理水平。為規(guī)范RBI檢驗(yàn)工作程序，國家質(zhì)檢總局下發(fā)《質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范承壓設(shè)備基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)(RBI)工作的通知》(質(zhì)檢特函〔2014〕52號(hào))，對(duì)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)的條件和承擔(dān)單位、基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)實(shí)施程序和工作要求、對(duì)應(yīng)用基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)相關(guān)單位的監(jiān)督管理等內(nèi)容作了較為詳細(xì)的規(guī)定。《大容規(guī)》基本采納了以上文件相關(guān)內(nèi)容。

2.7.2調(diào)整安全附件定期檢驗(yàn)的內(nèi)容

《大容規(guī)》將原來“安全附件”內(nèi)容分為“安全附件”和“儀表”，明確了“安全聯(lián)鎖裝置”屬于“安全附件”。將“儀表”檢查的內(nèi)容從定期檢驗(yàn)項(xiàng)目中略去，進(jìn)一步簡(jiǎn)化定期檢驗(yàn)中安全附件檢驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)增加了對(duì)快開門壓力容器聯(lián)鎖裝置的檢驗(yàn)要求。

安全附件和儀表的檢查應(yīng)當(dāng)是在壓力容器運(yùn)行期間進(jìn)行的經(jīng)常性項(xiàng)目，僅在停機(jī)定期檢驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，許多項(xiàng)目也難以進(jìn)行。所以，在壓力容器經(jīng)常性維護(hù)保養(yǎng)和年度檢查中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)安全附件和儀表的檢查，這樣更具操作性。

2.8 安全附件和儀表章節(jié)內(nèi)容的變化

壓力容器的超壓泄放裝置是壓力容器十分重要的安全附件。其技術(shù)要求應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確。使用單位應(yīng)當(dāng)保證壓力容器使用前按照設(shè)計(jì)要求裝設(shè)了超壓泄放裝置。《大容規(guī)》在9.1.2(5)條款中增加了使用單位對(duì)于裝設(shè)壓力容器超壓泄放裝置的相關(guān)責(zé)任。

2.9 簡(jiǎn)單壓力容器安全管理問題的探討

簡(jiǎn)單壓力容器的安全管理方式(不需要注冊(cè)登記和定期檢驗(yàn))在我國已施行了多年。TSG R0003-2007《簡(jiǎn)單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)單容規(guī)》)的實(shí)施，給簡(jiǎn)單容器的制造單位和使用單位帶來了便利，但在實(shí)踐中，簡(jiǎn)單容器的安全管理也存在一些問題和漏洞。

《大容規(guī)》附件A2.3規(guī)定了簡(jiǎn)單壓力容器的適用條件，與《簡(jiǎn)單容規(guī)》相比，范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。如：材料擴(kuò)大至Q345R、介質(zhì)范圍擴(kuò)大、單臺(tái)不進(jìn)行型式試驗(yàn)且按照GB 150設(shè)計(jì)制造的容器也屬于簡(jiǎn)單壓力容器等?！洞笕菀?guī)》實(shí)施后，簡(jiǎn)單容器的數(shù)量將明顯增加。筆者認(rèn)為，對(duì)簡(jiǎn)單容器的安全管理，除須滿足《大容規(guī)》相關(guān)要求外，為了避免出現(xiàn)安全管理的漏洞，還應(yīng)加強(qiáng)以下工作：

a. 使用單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)簡(jiǎn)單容器出廠資料和容器焊接接頭質(zhì)量的驗(yàn)收和辨認(rèn)；

b. 簡(jiǎn)單容器制造單位應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)和誠信意識(shí)，切實(shí)按照《大容規(guī)》、NB/T 47052-2016《簡(jiǎn)單壓力容器》[26]標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件的要求進(jìn)行制造。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格在《型式試驗(yàn)證書》覆蓋范圍內(nèi)進(jìn)行制造。

c. 檢驗(yàn)單位應(yīng)規(guī)范制造監(jiān)檢質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行《大容規(guī)》對(duì)簡(jiǎn)單容器制造監(jiān)檢的專項(xiàng)要求。特別應(yīng)對(duì)產(chǎn)品組批、抽查產(chǎn)品和項(xiàng)目及不合格處理等環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制和把關(guān)。

3 相關(guān)問題的討論

《大容規(guī)》是固定式壓力容器的綜合規(guī)范。綜合規(guī)范只提基本安全要求，因此，其協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)制定出臺(tái)，對(duì)詳細(xì)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，如鑄鋼容器、非焊接瓶式容器等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；綜合規(guī)范的組成部分較多，因此，對(duì)綜合規(guī)范的修訂時(shí)機(jī)、修訂方式及增補(bǔ)內(nèi)容方式等機(jī)制應(yīng)盡快明確，并規(guī)范實(shí)施?！洞笕菀?guī)》規(guī)定的一些內(nèi)容(如：材料的可追溯信息化標(biāo)識(shí)等)，其可操作方式，尚需在工程實(shí)踐中加以完善。

4 結(jié)束語

《大容規(guī)》是我國固定式壓力容器的一部綜合性安全技術(shù)規(guī)范，內(nèi)容包含了壓力容器的材料、設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理、檢驗(yàn)及使用等環(huán)節(jié)，對(duì)各環(huán)節(jié)都提出了安全技術(shù)基本要求。規(guī)范明確了相關(guān)單位的主體責(zé)任，為《特種設(shè)備安全法》的實(shí)施提供了技術(shù)支持。

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