(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院常州分院 常州 213016)
壓力管道是企業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分,面廣、量多、介質(zhì)多樣且布置復(fù)雜?!短胤N設(shè)備目錄》(2014版)中,壓力管道分為長輸管道、公用管道和工業(yè)管道;按照《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》的要求,壓力管道的安裝、改造、重大修理過程應(yīng)當(dāng)經(jīng)特種設(shè)備檢驗機構(gòu)按照安全技術(shù)規(guī)范的要求進行監(jiān)督檢驗;未經(jīng)監(jiān)督檢驗或者監(jiān)督檢驗不合格的,不得出廠或者交付使用[1]。對地市級的檢驗機構(gòu),工業(yè)管道是日常壓力管道檢驗面對的主要對象,本文討論的壓力管道主要為工業(yè)管道。工業(yè)管道的設(shè)計、制造和安裝是其生命周期的初始階段,從源頭把控,有助于新生工業(yè)管道的安全服役。工業(yè)管道的安裝監(jiān)督檢驗的依據(jù)為質(zhì)檢鍋[2002]83號文《壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗規(guī)則(2002版)》,我國工業(yè)管道的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 20801《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》、GB 50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》和GB 50316《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》。本文將結(jié)合安裝監(jiān)督流程中發(fā)現(xiàn)的問題,提出工業(yè)管道安裝監(jiān)督檢驗中需要重視的關(guān)鍵點。
在安裝單位簽訂監(jiān)督檢驗協(xié)議后審查如下資料:安裝告知書,設(shè)計單位資質(zhì)、設(shè)計圖紙和設(shè)計說明書,安裝單位資質(zhì)證書,施工方案,若有無損檢測要求,還需提供無損檢測資質(zhì)或無損分包單位的資質(zhì)和相關(guān)無損檢測人員資格證書。
1)安裝單位資質(zhì)的控制。安裝告知書一般是在監(jiān)察機構(gòu)辦理的,各地市場監(jiān)管機構(gòu)審核要求和辦事人員水平不一,這要求檢驗人員認(rèn)真審核或復(fù)核相關(guān)資料,筆者在檢驗中發(fā)現(xiàn)一例,提供的安裝告知書中安裝單位為“××安裝公司某地區(qū)分公司”,但其擁有的安裝單位資質(zhì)證明文件為“××安裝公司”,可見該安裝單位不具備安裝資質(zhì),是典型掛靠的安裝“游擊隊伍”,檢驗員隨即要求建設(shè)單位重新選擇具備資質(zhì)的安裝單位辦理安裝告知。
對安裝單位資質(zhì)文件的審核是第一步,更關(guān)鍵的是審核安裝單位的施工方案,相當(dāng)一部分安裝單位對施工方案不重視,生搬硬套,施工方案經(jīng)常出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)過期、材料不符、焊接方法不符,缺少編制、審核、批準(zhǔn)簽字等情況;施工方案應(yīng)該根據(jù)工程實際情況,設(shè)置材料驗收、焊接檢驗等流程的控制點。
2)設(shè)計資料的控制。設(shè)計圖紙需要及時審核。設(shè)計資料是管道安裝單位采購材料、安裝施工的依據(jù),切忌出現(xiàn)先安裝后補資料的情況。否則一旦出現(xiàn)安裝施工的管道不符合國家法規(guī)要求的情況,現(xiàn)場已經(jīng)施焊,只能重新割管替換,浪費人力和財力。因此檢驗人員需要嚴(yán)格審核設(shè)計資料,現(xiàn)場動焊前,務(wù)必要求安裝單位提供設(shè)計文件,內(nèi)含管道平面布置圖、管道特性表、管道材料等級表等資料。筆者現(xiàn)場監(jiān)檢過某管道工程,該項目已在市場監(jiān)管局辦理安裝告知,但彼時設(shè)計藍圖并未完成(有些區(qū)市場監(jiān)管局會要求提供設(shè)計圖紙,有些區(qū)局并不核查);設(shè)計院僅僅給建設(shè)單位提供了未蓋設(shè)計許可章的初稿,管道級別為GC2,建設(shè)單位招標(biāo)的安裝單位的資質(zhì)也是GC2,簽訂監(jiān)檢協(xié)議后,檢驗員第一時間到現(xiàn)場,審查其正式的設(shè)計藍圖,發(fā)現(xiàn)圖紙中管道介質(zhì)TDI按照HG/T 20660—2017《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類標(biāo)準(zhǔn)》定為極度危害,管道級別定為GC1,并不是之前安裝單位認(rèn)為的GC2,該建設(shè)單位招標(biāo)的安裝單位不具備安裝該管道工程的資質(zhì),建設(shè)單位需要重新招標(biāo)滿足要求的安裝單位。該案例充分說明了檢驗人員及時審核設(shè)計圖紙的重要性。
根據(jù)設(shè)計圖紙,明確是否需要進行射線等無損檢測,并審核無損檢測分包單位的資質(zhì)文件,確認(rèn)相關(guān)檢測人員是否具有資質(zhì)。
材料的控制是工業(yè)管道安裝工程的基石。材料控制要素主要有如下:
1)管子及管件需要和設(shè)計文件相匹配;
2)管道及相關(guān)元件需要有管子或壓力管道元件制造許可證;
3)焊接材料需要符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
在實際檢驗中發(fā)現(xiàn)存在如下案例:
1)管件不符合設(shè)計要求的情況,見圖1(a),應(yīng)采購標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 12459—2017《鋼制對焊管件 類型與參數(shù)》的管件,實際購買為過期標(biāo)準(zhǔn)的管道元件;這種情況較多發(fā)生在小型安裝單位。
2)圖1(b)應(yīng)采購符合GB/T 14976—2012《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的鋼管。新標(biāo)準(zhǔn)中,奧氏體不銹鋼S30408牌號06Cr19Ni10中Ni含量要求與舊標(biāo)準(zhǔn)中老牌號0Cr18Ni9不同,提高至18%~21%;光譜檢驗中Ni含量往往僅為17%,不符合設(shè)計要求。因此材料不符,不得入庫。
當(dāng)材料已購,檢驗人員本著為用戶著想的角度,基于風(fēng)險檢驗的思路,若介質(zhì)并非高腐蝕性物質(zhì),若設(shè)計同意出具材料變更申請書,那么監(jiān)督檢驗可以酌情予以確認(rèn),但若管道對防腐性能要求較高,設(shè)計不同意更改,那么監(jiān)督檢驗人員務(wù)必要求安裝單位按照管道材料等級表重新采購。
圖1 不合格管材
從表1可以看出各標(biāo)準(zhǔn)都要求對鉻鉬合金鋼、含鎳低溫鋼、含鉬奧氏體不銹鋼材料管道組成件進行光譜復(fù)驗;光譜分析十分有助于快速鑒別材質(zhì)是否達標(biāo),筆者在監(jiān)檢過程中多次發(fā)現(xiàn)304和316L的彎頭、三通等管道元件Cr、Ni含量不達標(biāo),將其判定為劣質(zhì)管道元件;另外值得注意的是,新版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13401—2017《鋼制對焊管件技術(shù)規(guī)范》中奧氏體不銹鋼布氏硬度HBW需要小于等于201;實際抽檢過程中,檢測發(fā)現(xiàn)有硬度超標(biāo)情況發(fā)生,這通常是熱處理工藝不當(dāng)引起的,值得檢驗人員注意。
表1 常用管道標(biāo)準(zhǔn)光譜檢驗范圍和要求對比
焊條、焊絲的采購需要符合設(shè)計說明和施工方案,且需符合NB/T 47018.1~7—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》。安裝監(jiān)督檢驗中,要求檢驗人員第一時間現(xiàn)場核查管子、管件實物,以免出現(xiàn)不符合要求的管材被施焊的情況。
工業(yè)管道的焊接是安裝過程的核心階段,也是監(jiān)督檢驗工作關(guān)注的重點。焊接過程的監(jiān)督檢驗可以遵循“人機料法環(huán)”的全面質(zhì)量管理理論。
1)人,審查焊接人員的資質(zhì),注意焊接人員焊接類別、焊接管徑和鋼材類別是否滿足安裝項目的要求;
2)機,重點關(guān)注焊接設(shè)備、裝置是否滿足要求。
3)料,制造產(chǎn)品所使用的原材料,在上文中已列明了對管材和焊材的控制。
4)法,焊接方法,即審查焊接工藝評定、焊接工藝卡及焊接作業(yè)指導(dǎo)書是否滿足安裝要求。不銹鋼的焊接、異種鋼的焊接需要有焊接工藝評定作為支撐,且必須是該安裝單位提供的文件,不得借用其他單位的。
5)環(huán),是焊接過程中周圍環(huán)境和管材及焊材的保存環(huán)境。焊接對風(fēng)速、雨雪等都較為敏感,需要保證在標(biāo)準(zhǔn)允許的環(huán)境下施焊。管道安裝工程具有臨時性特點,不像壓力容器、鍋爐制造單位具有完備的焊材保管條件,安裝單位需要建立臨時的焊材保管制度和專門的材料存放地,以防拿錯混用或焊材污染。
焊接過程需要按照管線號對焊口編號、焊工號、焊接日期、焊接方法等做好標(biāo)記,區(qū)分固定焊和預(yù)制焊,這也是無損檢測追蹤的依據(jù)之一。筆者在檢驗中發(fā)現(xiàn)某項工程,近二十條管線的焊接記錄和實際拍片的焊口標(biāo)注均未做到一一對應(yīng)。這要求安裝單位有較好的質(zhì)量流程控制,當(dāng)現(xiàn)場管線較多時,安裝單位可以采用項目管理軟件來輔助進行材料入庫、焊接記錄和試壓記錄的管理。
管道強度試驗是壓力管道整體安全性能的重要驗證手段,也是監(jiān)督檢驗人員務(wù)必到達現(xiàn)場見證的點。強度試驗有耐壓試驗和泄漏性試驗。耐壓試驗一般為液壓試驗,除GC3管道可以用初始運行壓力進行替代,其他情況下耐壓試驗的替代性試驗需要滿足標(biāo)準(zhǔn)[2]第九十二條提出的以下三項要求,包括無損檢測的合格、管道柔性分析和泄漏性試驗。耐壓試驗進行前檢驗人員按作業(yè)指導(dǎo)書要求抽查無損檢測報告,確認(rèn)其是否符合要求。筆者在試壓監(jiān)檢過程中遇到如下案例值得借鑒:
1)無損檢測的比例不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。GB/T 20801.5—2005中要求固定焊口檢測比例應(yīng)不少于40%;實際檢驗中有的無損檢測公司選擇了射線檢測較為簡單方便的位置,未關(guān)注固定口和預(yù)制口的差異性。
2)設(shè)計文件中對管道的檢查級別不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。檢驗中遇到一項案例,設(shè)計壓力為6.4MPa,管材為S30408的GC2空氣管道,設(shè)計出具的檢查等級為Ⅳ級,安裝單位按照5%的比例進行射線檢測,但是在資料審查中發(fā)現(xiàn)按照[2]6.1.3條應(yīng)為Ⅲ級檢驗要求,射線檢測比例需要達到10%,安裝單位隨后加拍了部分焊口。
3)系統(tǒng)中的壓力管道元件等級不符合要求。在耐壓試驗過程中,筆者發(fā)現(xiàn)連在主管上的DN15的小口徑管道上的法蘭的公稱壓力為PN16,最大允許工作壓力小于設(shè)計壓力5.0MPa,見圖2。雖然DN15小口徑管道及元件并不是特種設(shè)備目錄所列監(jiān)管范圍,但其與主管是有機整體,檢驗人員要求安裝單位更換符合壓力等級的法蘭。
圖2 壓力等級不夠的法蘭
一般輸送極度危害、高度危害流體以及可燃液體的管道應(yīng)當(dāng)進行泄漏性試驗。
工業(yè)管道的安裝監(jiān)檢需要遵循共性原則,也有一些特性要求需要滿足。例如,氧氣管道需要進行脫脂,壓力較高或輸送有毒有害介質(zhì)的工業(yè)管道一般不能用平焊法蘭,夾套管內(nèi)外管焊縫布置的特殊要求;部分管道需要滿足的靜電接地的要求等。
上文從檢驗角度分析了工業(yè)管道安裝監(jiān)督檢驗時發(fā)現(xiàn)的常見問題。很多檢驗人員在日常檢驗、安裝評審中也發(fā)現(xiàn)了很多共性的問題[3,4]。但從“大質(zhì)量”角度來看,壓力管道系統(tǒng)中的短板有時超出了檢驗檢測范圍??装辶髁坑嫷娜毕?、支吊架的安裝不正確[5]往往成為事故的誘因,而這些缺陷僅僅通過質(zhì)量證明文件或安裝記錄的查閱很難在檢驗檢測環(huán)節(jié)被識別。2016年8月11日湖北當(dāng)陽市馬店矸石發(fā)電有限責(zé)任公司熱電項目在建調(diào)試過程中,作為重要管道組成件的計量器具(管道流量計),因存在焊接質(zhì)量問題,發(fā)生高壓蒸汽管道爆炸事故,造成現(xiàn)場26名工人中,22人死亡,4人受傷[10]。該事故反映出管道安裝的監(jiān)管中存在空白,而這空白可能來自于標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)之間的不協(xié)調(diào)[6]、認(rèn)證認(rèn)可的缺失和檢驗檢測的技術(shù)短板。這也是國家質(zhì)量基礎(chǔ)(National Quality Infrastructure, NQI)[7]強調(diào)的重點,質(zhì)量基礎(chǔ)是國家質(zhì)量體制機制的統(tǒng)稱,涉及了計量、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證認(rèn)可和檢驗檢測四個方面。本文嘗試從這四個角度來尋找工業(yè)管道安裝中的監(jiān)管缺失。表2列出某些問題,并歸納至NQI具體某項要素,以便從“大質(zhì)量”角度來完善日常監(jiān)管,這需要從頂層設(shè)計出發(fā),進一步加強各要素之間的融合。
表2 基于NQI要素分析管道安裝過程中的問題
1)加強管道安裝階段的現(xiàn)場檢驗。安裝單位人員存在流動性,很多工程都是項目制,體系人員不健全,安裝單位雖然能提供相應(yīng)的資質(zhì),但是具體到某個工程,焊接人員臨時搭建團隊,工程現(xiàn)場并無專職檢驗人員,外觀檢驗人員有時由項目經(jīng)理、資料員來承擔(dān);監(jiān)督檢驗人員的職責(zé)是符合性檢驗,不是管道安裝工程的“保姆”,質(zhì)量檢驗需要由安裝單位來實施。
2)建設(shè)單位要起到管理者的作用。建設(shè)單位需要配備專職或者兼職的人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場的協(xié)調(diào)和見證工作。有些建設(shè)單位甚至還把監(jiān)督檢驗機構(gòu)當(dāng)作對立面,完全沒有意識到需要承擔(dān)特種設(shè)備使用的主體責(zé)任,建設(shè)單位務(wù)必認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家法律規(guī)程。
3)建議法規(guī)中增加審查安裝單位體系人員的社保文件的條款。安裝單位素質(zhì)良莠不齊,借鑒特種設(shè)備制造單位的體系管理年度評價的思路,為了確保工業(yè)管道安裝單位質(zhì)量體系得到有效管控,建議每個工程都需要審查項目中設(shè)置的體系人員的社保文件,從而保證管道安裝中設(shè)計、焊接、無損、檢驗各個環(huán)節(jié)有專人到崗,能有效履職。
4)為避免機械執(zhí)行法律法規(guī),需要加強對壓力管道安裝過程監(jiān)督管理的頂層設(shè)計,協(xié)調(diào)國家質(zhì)量基礎(chǔ)涉及的計量、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證認(rèn)可和檢驗檢測四個要素,使得工業(yè)管道及其他壓力管道的質(zhì)量管理基礎(chǔ)更為完善和堅實。
5)在關(guān)注管道設(shè)備本質(zhì)安全之外,建議增加在線監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控等儀器儀表的投入和使用,能實時、準(zhǔn)確地實現(xiàn)對管道運行狀態(tài)的監(jiān)測,特別是輸送有毒有害、存在火災(zāi)危險性介質(zhì)的工業(yè)管道。