丁有龍，高利慧

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津 300192）

壓力容器作為特種設(shè)備之一，生產(chǎn)生活中占有十分重要的地位。壓力容器是具有爆炸危險(xiǎn)性的承壓類特種設(shè)備，使用條件苛刻，一旦發(fā)生事故，給社會經(jīng)濟(jì)、企業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來損失和危害。其中，選材不當(dāng)、材料用錯(cuò)、材料缺陷等材料原因是造成壓力容器設(shè)備事故的主要原因之一。加強(qiáng)制造過程中對材料的質(zhì)量控制與監(jiān)督檢驗(yàn)，確保材料選用得當(dāng)、材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，是保證壓力容器安全可靠長周期運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文以鋼制固定式壓力容器為例，結(jié)合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，就壓力容器制造過程中材料監(jiān)督檢驗(yàn)淺談幾點(diǎn)看法。

1 質(zhì)量證明文件有效性審查

監(jiān)檢員在材料驗(yàn)收監(jiān)檢時(shí)，需要審查主要受壓元件材料質(zhì)量證明書、材料驗(yàn)收見證資料、復(fù)驗(yàn)報(bào)告等文件，一般認(rèn)為以下文件是有效的：第一，材料制造單位提供的質(zhì)量證明書原件；第二，材料質(zhì)量證明為復(fù)印件，其上加蓋了材料經(jīng)營單位公章和經(jīng)辦負(fù)責(zé)人簽字（章）；第三，材料驗(yàn)收見證資料（如材料驗(yàn)收入庫通知單、材料驗(yàn)收記錄等）符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定，各項(xiàng)目填寫規(guī)范，簽字手續(xù)齊全；第四，材料需要復(fù)驗(yàn)、無損檢測時(shí)，復(fù)驗(yàn)報(bào)告、無損檢測報(bào)告批準(zhǔn)手續(xù)符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定，簽字（蓋章）手續(xù)齊全。

2 質(zhì)量證明文件完整性審查

板材、管材、鍛件、封頭、焊材等受壓元件質(zhì)量證明書包含的項(xiàng)目既有相似點(diǎn)也有不同點(diǎn)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)均作了詳細(xì)規(guī)定，監(jiān)檢員審查時(shí)應(yīng)注意是否有缺項(xiàng)漏項(xiàng)。

表1 承壓設(shè)備用焊接材料的檢驗(yàn)項(xiàng)目

（1）板材。質(zhì)量證明書上應(yīng)注明供方名稱、需方名稱、合同號、品種名稱、標(biāo)準(zhǔn)號、規(guī)格、級別（如有必要）、牌號及能夠追蹤從鋼材到冶煉的識別號碼、交貨狀態(tài)（如有必要）、重量、件數(shù)、規(guī)定的各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果、供方有關(guān)部門的印記或有關(guān)部門簽字、發(fā)貨日期或生產(chǎn)日期、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的認(rèn)證標(biāo)記（如有必要）。

（2）管材。質(zhì)量證明書應(yīng)包括以下內(nèi)容：制造廠名稱、需方名稱、合同號、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號、鋼的牌號、爐號、批號、交貨狀態(tài)、重量、根數(shù)（或件數(shù)）、品種名稱、規(guī)格及質(zhì)量等級、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果（包括參考性指標(biāo)）、技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門標(biāo)記、質(zhì)量證明書簽發(fā)日期或發(fā)貨日期。

（3）鍛件。質(zhì)量證明書內(nèi)容齊全，包括鍛件制造廠名，訂貨合同號，標(biāo)準(zhǔn)編號、鋼號、鍛件級別、批號、鍛件數(shù)量，各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果，檢驗(yàn)單位和檢驗(yàn)人員簽章，熱處理曲線圖（復(fù)印件），合同規(guī)定的特殊要求的檢驗(yàn)結(jié)果。

（4）外購封頭。應(yīng)有產(chǎn)品合格證及封頭部件數(shù)據(jù)報(bào)告，如果封頭有焊縫，還應(yīng)有《特種設(shè)備制造監(jiān)督檢驗(yàn)證書》。

（5）焊材。生產(chǎn)商在產(chǎn)品質(zhì)量證明書中檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)不少于表1的規(guī)定，并填寫實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果，其余項(xiàng)目應(yīng)保證合格。

3 質(zhì)量證明文件內(nèi)容符合性（正確性）審查

監(jiān)檢員在審查材料質(zhì)量證明書時(shí)，除了要審查其與安全技術(shù)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的符合性，還要特別關(guān)注設(shè)計(jì)文件對鋼材的特殊技術(shù)要求，比如限定的熱處理狀態(tài)、嚴(yán)格的化學(xué)成分、較高的沖擊功指標(biāo)、附加保證高溫屈服強(qiáng)度、增加晶間腐蝕試驗(yàn)等。

（1）關(guān)于熱處理狀態(tài)。熱處理狀態(tài)不同，材料的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能會有差別，考慮到運(yùn)行工況、介質(zhì)等因素，設(shè)計(jì)者會對材料的熱處理狀態(tài)提出要求。例如，標(biāo)準(zhǔn)要求Q345R的熱處理狀態(tài)為熱軋、控軋或正火，而有的設(shè)計(jì)文件限定為正火。

（2）關(guān)于化學(xué)成分。硫和磷在鋼中是有害元素，硫?qū)︿摰牧W(xué)性能、焊接性能、耐腐蝕性均有不利影響。磷使鋼的塑性和韌性大大降低，尤其在低溫時(shí)，韌性降低特別厲害。有的設(shè)備設(shè)計(jì)文件會對有害元素硫、磷含量提出更加嚴(yán)格的要求。例如，某臺低溫設(shè)備的設(shè)計(jì)文件要求35CrMoA螺柱及30CrMoA螺母用材料除符合GB/T3077的規(guī)定（其中要求S≤0.025%，P≤0.025%）外，硫、磷化學(xué)成分（熔煉分析）還應(yīng)滿足S≤0.010%，P≤0.020%。

（3）關(guān)于低倍組織、晶粒度、非金屬夾雜物等金相檢驗(yàn)：GB/T713-2014標(biāo)準(zhǔn)對低倍組織、非金屬夾雜物、晶粒度未作規(guī)定，有的設(shè)計(jì)文件會對上述內(nèi)容均作出明確的規(guī)定，例如某設(shè)計(jì)文件要求Q345R鋼板應(yīng)按GB/T6394-2002《金屬平均晶粒度測定方法》規(guī)定，其結(jié)果應(yīng)是6級或6級以上的晶粒度。

（4）較高的沖擊功指標(biāo)和附加保證高溫屈服強(qiáng)度：ASMESA387對沖擊試驗(yàn)和高溫屈服強(qiáng)度未作強(qiáng)制規(guī)定，但有的設(shè)計(jì)文件會做出要求，例如某臺設(shè)備的SA387Gr11CL2鋼板要求進(jìn)行525℃拉伸試驗(yàn)，屈服強(qiáng)度Rt0.2數(shù)值為198MPa，還需進(jìn)行-18℃沖擊試驗(yàn)，三個(gè)試樣平均值≥54J，其中一個(gè)試樣最低值≥41J。

（5）增加晶間腐蝕試驗(yàn)：GB24511-2017對晶間腐蝕試驗(yàn)無強(qiáng)制性要求：“經(jīng)需方要求，奧氏體不銹鋼應(yīng)進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)方法和評定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在合同中注明?！崩缒撑_設(shè)備的設(shè)計(jì)文件規(guī)定了S31603鋼板需按照GB/T4334-2008E法進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果根據(jù)8.4條評定。

4 材料復(fù)驗(yàn)

對法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)文件要求復(fù)驗(yàn)的項(xiàng)目，均應(yīng)及時(shí)復(fù)驗(yàn)。如果設(shè)計(jì)文件未作規(guī)定，通常所說的復(fù)驗(yàn)，是指按爐號復(fù)驗(yàn)化學(xué)成分，按批號復(fù)驗(yàn)力學(xué)性能、冷彎性能。根據(jù)《大容規(guī)》和GB150.4-2011，應(yīng)進(jìn)行材料復(fù)驗(yàn)的情況有以下幾種：

（1）對于外購的第Ⅲ類壓力容器用Ⅳ級鍛件。Ⅳ級鍛件的力學(xué)性能復(fù)驗(yàn)應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行，其力學(xué)性能試樣不允許在同批號單獨(dú)鍛成的檢驗(yàn)鍛坯上制取。

（2）不能確定質(zhì)量證明書真實(shí)性或者對性能和化學(xué)成分有懷疑的主要受壓元件材料。

（3）用于制造主要受壓元件的境外材料。

（4）用與制造主要受壓元件的奧氏體型不銹鋼開平板應(yīng)按批號復(fù)驗(yàn)力學(xué)性能。（整卷使用，頭、中、尾各取一組式樣；非整卷使用，在端部截取一組。）

（5）低溫容器焊條應(yīng)按批進(jìn)行藥皮含水量或熔敷金屬擴(kuò)散氫含量的復(fù)驗(yàn)。

（6）設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)的材料。除按爐號復(fù)驗(yàn)化學(xué)成分，按批號復(fù)驗(yàn)力學(xué)性能外，還應(yīng)注意設(shè)計(jì)文件的要求。例如對抗氫鋼進(jìn)行抗氫誘導(dǎo)裂紋復(fù)驗(yàn)、低溫鋼復(fù)驗(yàn)低溫沖擊功指標(biāo)、CrMo鋼復(fù)驗(yàn)高溫屈服強(qiáng)度指標(biāo)等，有的設(shè)計(jì)文件也會對取樣數(shù)量、位置、模擬焊后熱處理等作詳細(xì)的規(guī)定。

5 材料代用

制造單位對受壓元件的材料代用，應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位的書面批準(zhǔn)。監(jiān)檢員應(yīng)注意以下常見問題：

（1）所有受壓元件的材料代用，應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位的書面批準(zhǔn)，而不僅僅是主要受壓元件。有設(shè)計(jì)資質(zhì)的制造廠出具的材料代用單也是不行的，必須要原設(shè)計(jì)單位書面批準(zhǔn)才有效。

（2）關(guān)于代用材料的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。有的制造廠為了節(jié)省時(shí)間僅列出了材料代用牌號，未寫明其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，避免在代用執(zhí)行過程中出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的問題，形成安全隱患。例如10#鋼管，GB150.2-2011中有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)涉及該牌號——GB/T8163、GB9948、GB6479，區(qū)別如表2，可見同一牌號不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同，鋼管的質(zhì)量和使用工況不同，審查材料代用文件時(shí)，需要明確代用材料的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和特殊要求。

（3）原技術(shù)文件的要求仍要執(zhí)行。所代用的材料相關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)據(jù)仍要符合原設(shè)計(jì)文件要求，比如沖擊試驗(yàn)的溫度和沖擊功數(shù)值，無損檢測項(xiàng)目和合格指標(biāo)等。

表2 10#鋼管在不同標(biāo)準(zhǔn)里的不同規(guī)定

6 材料標(biāo)志移植

除了審查質(zhì)量證明文件外，監(jiān)檢員還需現(xiàn)場核對主要受壓元件的標(biāo)記移植情況，《大容規(guī)》作了如下要求。

（1）主要受壓元件材料標(biāo)志移植監(jiān)檢，監(jiān)檢員根據(jù)受檢單位質(zhì)量保證體系實(shí)施狀況和壓力容器的材料種類，確定主要受壓元件材料標(biāo)志移植的現(xiàn)場抽查數(shù)量。

（2）當(dāng)主要受壓元件用材料為特殊材料時(shí)，現(xiàn)場抽查材料標(biāo)志移植情況。

需要注意的是，有耐腐蝕要求的不銹鋼以及復(fù)合鋼板，不得在耐腐蝕面采用硬印標(biāo)記；低溫容器受壓元件不得采用硬印標(biāo)記。

7 結(jié)語

材料是壓力容器制造質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，監(jiān)檢員應(yīng)足夠重視，對相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及所監(jiān)檢設(shè)備的技術(shù)文件要熟悉，對特殊材料的特殊指標(biāo)要有一定的敏感度，在材料監(jiān)檢中保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，保證壓力容器材料的符合性，從源頭上消除事故隱患。