孫國寶,丁 群,廖志雄,,何凱龍,
(1 廣東省特種設(shè)備檢測研究院云浮檢測院,廣東 云浮 527300;2 廣東省特種設(shè)備檢測研究院云浮檢測院,廣東 云浮 527300)
液化石油氣裝卸軟管是液化石油化工企業(yè)最常見的輔助生產(chǎn)系統(tǒng),由于工作介質(zhì)的危險性、企業(yè)管理存在問題、人員操作不規(guī)范等因素,其充裝作業(yè)過程安全風(fēng)險大,屬于企業(yè)生產(chǎn)運行的高風(fēng)險環(huán)節(jié)[1]。同時,裝卸軟管失效是引起液化石油氣罐車泄漏的重要因素[2],因此,裝卸軟管的檢驗檢測工作對石化企業(yè)安全生產(chǎn)具有重大意義。TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中要求石化企業(yè)充裝單位或者使用單位必須每年對裝卸軟管進行1次耐壓試驗,以確保裝卸軟管的使用安全[3]。然而,各個安全技術(shù)規(guī)范以及相關(guān)標準對裝卸軟管試驗的要求不一,必須針對裝卸軟管的具體材質(zhì)、工作介質(zhì)以及使用條件進行區(qū)別,制定有效的試驗方案,確保裝卸軟管試驗工作的有效進行?,F(xiàn)將相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及標準對裝卸軟管試驗要求進行協(xié)調(diào)性分析。
特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范中對裝卸軟管提出試壓相關(guān)要求的有TSG 21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[3]以及TSG R0005-2011《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[4],相關(guān)內(nèi)容如表1所示。
表1 特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范對軟管試驗的要求
TSG 21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》7.1.19(4)對裝卸軟管的耐壓試驗做出了以下要求:充裝單位或者使用單位對裝卸軟管必須每年進行1次耐壓試驗,試驗壓力為1.5倍的公稱壓力,無滲漏無異常變形為合格,試驗結(jié)果要有記錄和試驗人員的簽字。
TSG R0005-2011《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》9.12(4)對裝卸軟管的試驗有以下要求:裝卸軟管和快裝接頭組裝完成后應(yīng)當(dāng)逐根進行耐壓試驗和氣密性試驗,耐壓試驗壓力為裝卸軟管公稱壓力的1.5倍,氣密性試驗壓力為裝卸軟管公稱壓力的1.0倍。
《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中只對裝卸軟管的耐壓試驗做出要求,規(guī)定了試驗壓力取值;《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對裝卸軟管的耐壓試驗和氣密性試驗做出要求,分別對耐壓試壓以及氣密性試驗的試驗壓力做出規(guī)定。兩者均未對耐壓試驗的過程控制、升壓速率以及保壓時間做具體規(guī)定;同時,規(guī)程中未明確各種材質(zhì)、工作介質(zhì)以及工作條件的裝卸軟管試驗工作的相關(guān)要求。與《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》不同的是,《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對裝卸軟管的氣密性試驗做出要求,確保裝卸軟管的氣密性能。
GB/T 3683-2011《橡膠軟管及軟管組合件 油基或水基流體適用的鋼絲編織增強液壓型規(guī)范》[5]、GB/T 10544-2013《橡膠軟管及軟管組合件 油基或水基流體適用的鋼絲纏繞增強外覆橡膠液壓型 規(guī)范》[6]、GB/T 10546-2013《在2.5 MPa及以下壓力下輸送液態(tài)或氣態(tài)液化石油氣(LPG)和天然氣的橡膠軟管及軟管組合件 規(guī)范》[7]等各類型的橡膠軟管以及軟管組合件產(chǎn)品標準中均對軟管產(chǎn)品的耐壓試壓做出相關(guān)要求,如表2所示。
表2 產(chǎn)品標準中關(guān)于耐壓試驗的要求比對
根據(jù)軟管及組合件的產(chǎn)品質(zhì)量需要,各產(chǎn)品標準中對軟管的試驗多為型式試驗,需對產(chǎn)品試樣抽樣進行破壞性試驗以保證產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在GB/T 3683-2011《橡膠軟管及軟管組合件 油基或水基流體適用的鋼絲編織增強液壓型規(guī)范》、GB/T 10544-2013《橡膠軟管及軟管組合件 油基或水基流體適用的鋼絲纏繞增強外覆橡膠液壓型 規(guī)范》、GB/T 10546-2013在2.5 MPa及以下壓力下輸送液態(tài)或氣態(tài)液化石油氣(LPG)和天然氣的橡膠軟管及軟管組合件 規(guī)范》等產(chǎn)品標準中,軟管的試驗壓力多為最大工作壓力的2.0倍(或規(guī)定固定值)。
相比裝卸軟管的產(chǎn)品標準,安全技術(shù)規(guī)范中的技術(shù)要求主要是針對在用的裝卸軟管,耐壓試驗時為了驗證軟管是否能繼續(xù)在工作條件下運行,因此試驗壓力要求相對產(chǎn)品標準稍低,確定為1.5倍。而產(chǎn)品標準中引用了GB/T 5563-2013、ISO 1402、ISO 6605等標準中的試驗方法,對在用裝卸軟管耐壓試驗工作開展具有指導(dǎo)作用。
裝卸軟管的試驗方法標準主要有GB/T 5563-2013《橡膠和塑料軟管及軟管組合件 靜液壓試驗方法》以及GB/T 19905-2017《液化氣體汽車罐車》,如表3所示。
GB/T 5563-2013《橡膠和塑料軟管及軟管組合件 靜液壓試驗方法》的5.1、5.2、6.2、7.1和7.2中提到了軟管試驗的相關(guān)要求:
(1)壓力泵出力能達到相應(yīng)的速率升高壓力,直至達到所需要的試驗壓力。
(2)對于每個試驗的施壓壓力值應(yīng)選擇在壓力表最大量程的15%~85%。為保證精確度,壓力表或帶有數(shù)字顯示器的壓力轉(zhuǎn)換器應(yīng)經(jīng)常校對,建議安裝節(jié)流閥以使震動損壞減至最小。
(3)應(yīng)使用水或其他適合于軟管的液體作為試驗介質(zhì)。
(4)先將試樣充滿試驗用的液體,排除所有空氣,然后連接到試驗裝置上。關(guān)閉閥門以均勻的升壓速率施加靜液壓力。用校準壓力表或帶數(shù)字顯示器的壓力轉(zhuǎn)換器測量壓力。
(5)升壓速度應(yīng)是恒定的,對公稱內(nèi)徑小于或等于50 mm的軟管應(yīng)在30~60s之間達到最終壓力。對于公稱內(nèi)徑大于250 mm的軟管,達到最終壓力所需的時間應(yīng)有制造廠和使用者決定。
GB/T 5563-2013提出了軟管試驗的升壓速度要求,對軟管耐壓試驗工作開展具有指導(dǎo)行作用。然而標準中并未提出實現(xiàn)該要求的具體方法,該要求在試驗實施過程中具有一定的難度。
表3 裝卸軟管試驗方法標準要求
GB/T 19905-2017《液化氣體汽車罐車》標準中主要是罐體耐壓試驗以及氣密性試驗的相關(guān)要求,但標準中涉及了罐體附件裝卸軟管的相關(guān)試驗要求,對裝卸軟管的試驗工作開展具有一定的參考意義。
GB/T 19905-2017《液化氣體汽車罐車》的9.1.3.5提出液壓試驗步驟如下:
(1)試驗時罐體頂部應(yīng)設(shè)排氣口,充液時應(yīng)將罐內(nèi)的空氣排凈。試驗過程中,應(yīng)保持罐體表面干燥。
(2)當(dāng)罐體壁溫與液體溫度接近時,才能緩慢升壓至設(shè)計壓力,確認無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定的試驗壓力,保壓時間一般不少于30 min。然后將壓力降至設(shè)計壓力,保壓足夠長的時間以對所有焊接接頭和連接部位進行檢查。
(3)液壓試驗完畢后,應(yīng)及時進行罐體內(nèi)部的干燥處理。
液壓試驗過程中,罐體無滲漏、無可見的變形和異常的響聲為合格。
GB/T 19905-2017的9. 1. 4. 4、9.1.4.5對氣壓試驗要求如下:
(1)試驗時應(yīng)先緩慢升壓至規(guī)定試驗壓力的10%,保壓5~10 min,并對所有焊接接頭和連接部位進行初次檢查;確認無泄漏后,再繼續(xù)升壓到規(guī)定試驗壓力的50%;如無異?,F(xiàn)象,然后按規(guī)定試驗壓力的10%逐級升壓,直到試驗壓力,保壓10 min;然后降到設(shè)計壓力,保壓足夠時間進行檢查,檢查期間壓力應(yīng)保持不變。
(2)氣壓試驗過程中,罐體無異常響聲,經(jīng)肥皂液或其他可靠的檢漏方法檢查無漏氣,無可見的變形為合格。
GB/T 19905-2017《液化氣體汽車罐車》中的試驗方法對裝卸軟管試驗工作具有一定的指導(dǎo)意義,但其方法的保壓時間與GB/T 5563-2013《橡膠和塑料軟管及軟管組合件 靜液壓試驗方法》相沖突,應(yīng)用在軟管試驗中具有其局限性。
表4 某承壓橡膠軟管和軟管組合件檢驗工藝的具體分析
表4為某檢驗機構(gòu)的某承壓橡膠軟管和軟管組合件檢驗工藝。該檢驗工藝列出了裝卸軟管的耐壓試驗、屈撓性測量、強度試驗、密封性試驗等檢測項目及其實施要求。在對比了該工藝和相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范的內(nèi)容后發(fā)現(xiàn),工藝中所用的耐壓試驗壓力與規(guī)范中的要求不統(tǒng)一,而某些檢測項目并非為規(guī)范中要求的項目;同時,工藝采用的耐壓試驗方法為罐體適用,是否適用于裝卸軟管還有待驗證。
檢驗工藝考慮了裝卸軟管使用中可能出現(xiàn)失效的各個方面,所列出的檢測項目對軟管的安全性能評價具有一定的參考意義,然而工藝中所引用的方法標準之間存在不協(xié)調(diào)的地方,且未列出針對各種類型軟管的專項檢驗檢測方案。因此,該檢驗工藝還需按照安全技術(shù)規(guī)范以及相關(guān)標準的相關(guān)內(nèi)容進行協(xié)調(diào)并修改,以符合裝卸軟管檢驗工作的實際需求。
目前的特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范以及相關(guān)標準對軟管的試驗要求并未完全覆蓋軟管檢驗檢測應(yīng)注意的問題,未明確針對不同類型的裝卸軟管如何實施相關(guān)試驗。而在具體的軟管和軟管組合件檢驗工藝在技術(shù)要求與相關(guān)技術(shù)規(guī)范及方法標準尚存在不協(xié)調(diào)的地方,需要進一步修改完善相關(guān)體系來滿足裝卸軟管試驗的檢驗檢測要求。