压力容器制造过程中质量保证体系运行

压力容器制造过程中质量保证体系运行

【摘要】压力容器是几乎所有工业生产、科学研究和人民生活中广泛使用的一种承压设备。这些设备的使用条件相当复杂,如高温、低温、高压等；介质特殊,如易燃、有毒、腐蚀等；有爆炸危险。一旦发生事故,破坏性非常大,会给国家、企业和人民生命财产带来巨大的损失。压力容器的质量包括设计质量、制造质量、安装质量，其中制造质量的好坏起着关键的作用。压力容器的制造单位为了使本企业的质量管理更科学和系统化，使压力容器的制造过程处于管理状态和控制状态之下，从而制造出达到国家标准、规程和设计要求的产品，而建立了适合本单位的一套完整的压力容器制造质量保证体系。并且在质量体系的运转过程中，必须对影响压力容器制造质量的关键环节进行严格控制，才能确保压力容器的制造质量。

【关键词】压力容器;质量保证体系; 运行

【 abstract 】 pressure vessel is almost all the industrial production, scientific research and people’s life is widely used in a confined equipment. The use of equipment conditions is very complex, such as high temperature, low temperature, high pressure, etc.; Special medium, such as flammable, poisonous, corrosive, etc.; Explosion. Once the accident, destructive is very large, and will give the state, enterprises and people’s life and property to bring the huge losses. The quality of the pressure vessel design, manufacturing, and quality including quality, installation quality, of which the quality of the manufacturing quality plays a key role. Pressure vessel manufacturing units in order to make the enterprise quality management more scientific and systematic, and make the manufacturing process of pressure vessel in a management state and control state under, and create up to national standards, procedures and the requirement of design of products, and established the suitable for this unit of a complete set of pressure vessel manufacture quality guarantee system. And in quality system operation process, must to influence the quality of the pressure vessel manufacture key link strict control, to ensure that the pressure vessel manufacture quality.

【 keywords 】 pressure vessels; quality guarantee system; operation

整个压力容器质保体系的关键控制点主要是材料控制、工艺控制、焊接控制、无损检测控制、热处理控制。各个关键控制点没有主次之分，任何一个控制点失控都将影响压力容器产品质量，甚至是发生事故。下面我就压力容器质保体系运行中经常出现的问题浅谈一下我的观点。

材料的控制

由于压力容器广泛地应用于各行各业．所处的工况既复杂又恶劣，如高温、低温、高压 、疲劳载荷、介质危害程度、易燃、易爆、腐蚀性强，这就决定了压力容器所用的原材料种类繁多，质量要求高。针对压力容器用材的特点，从原材料人厂到产品合格出厂，必须自始 自终坚持主要受压元件材料的可靠性和可追踪性。

(1)原材料进厂检验

原材料入厂后，材料检验人员检验核对材质证明文件的有效性、原材料的几何尺寸、原材料的供货状态等经材料责任师批准后方可办理入库，有特殊检验项目的提出检验委托单，所有检验工序都应当有相应的见证资料并存档；然后编制材料标识，逐件打钢印，为防止钢印锈蚀．打钢印后立即涂上防锈涂料，分类(按板材、管材、锻件 、焊材)整齐摆放。

(2)原材料发放

材料发放的依据是施工预算，采用先入先发的原则，禁止挪用和私自进行原材料代用。材料发放时应注意材料标识的移植，及发放记录的及时填写，做到帐物相符。

(3)主要受压元件材料的选用和代用手续应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》(下简称 《固容规》)、GB150等有关规程和标准的要求材料的选用和代用必须按审批手续进行。由于我国多数情况下都是由工程公司或设计位进行压力容器的结构设计和强度计算，制造厂据图纸加以制造．设计部门在设计时并未考虑到造厂的材料库存情况以及制造过程中可能采用的接工艺、板厚 、制造质量及检验手段等因素，而制厂往往从经济效益角度出发，根据工厂材料的库情况或市场上的供货情况投料 ，就可能碰到材料代用问题。有些特殊情况，制造者并不是十分清楚力容器所处的工况，在工艺流程中的作用以及设计者的意图，因此材料的代用，除以薄代厚、以劣代优、以低代高必须经原设计部门同意外，下面一些特殊情况的材料代用也应征得原设计部门的同意，例如石油、天然气行业使用的压力容器 Q345R、Q245R、Q235系列：及碳钢、低合金钢在热处理临界厚度时以厚代薄等情况。

2 工艺的控制

与普通的机械产品加工相比，压力容器制造具有多品种的特点。因此制造厂对每一台压力容器都要编制一套完整的工艺文件。这些工艺文件具有指导生产、保证质量、提高效率的作用。制定了正确、合理的工艺后，关键就是在施工过程中严格执行已定的工艺，遵守工艺纪律的问题。每道工序完成后，操作者和工厂检验员都要在工艺流程卡上签字认可，做到制品随工艺流程卡一同进人下道工序。我们在压力容器制造工作中，发现以下一些工艺控制方面的问题．值得注意：

(1)组对时不按容器主焊缝布置图来组装筒节对接焊缝的位置．造成不必要的焊缝上开孔。

(2)鞍座垫板未钻φl0的排气孔，垫扳与容器的角焊缝两侧未间断焊。采用全封闭式焊接结构。

(3)耐压试验时安全意识差，在试压时发现渗漏 ，不按规定卸压后再补焊或紧固螺栓，而是带压补焊或带压紧固螺栓，甚至在带压设备上作无关试压的作业。耐压试验时只设置一块压力表，压力表为进行定期检验等。

(4)压力试验的顺序问题：

a．容器内部的盘管和有对接接头的换热管(特别是 U型换热管)，必须是压力试验合格后，才能与壳体组装；

b．浮头式换热器第一步：用试验压环和浮头专用试压工具进行管头试压，第二步：管程试压，第三步：壳程试压；e．夹套容器，必须是内筒液压试验合格后 ，才能组焊夹套然后再对夹套试压。

3 焊接质量的控制

一般来讲，焊接质量在很大程度上，决定着压力容器的安全与寿命，因此控制焊接质量成为压力容器制造质量保证的关键。

(1)焊接材料的管理

必须建立严格的焊接材料的验收、保管、烘干、发放和回收制度。购进的焊材须有质量证明书和产品合格证，标记清晰、牢固。经检查、验收合格后，方能按要求登记人库。设立焊材一级库、二级库。一级 库应具有保温、去湿的必要条件。人库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备。设备上的各种仪表应在周检期内使用。详细记录由一级库领出焊材的规格、型号、编号、数量及领取日期。应详细记录烘干的温度和时间。一般酸性焊条150 200~C，1—2h，碱性焊条烘干 380—420~C，2h。注意焊丝在使用前应除锈、去油。根据领料单发放焊材，并记录所发放焊材的日期、规格、型号、批号、材料标识、数量及所焊产品或部件编号。

(2 )焊工资格与管理

从事压力容器生产的焊工必须持证上岗。焊工必须通过《锅炉压力容器焊工考试规则》规定的相应考试项目，取得焊工合格证 ，并在有效期内承担合格规定范围内的焊接工作。焊工应在焊缝的相应位置上打钢印，并记录在产品档案资料中。建立焊工焊绩档案 ，作为今后办理免考延期的依据。

(3)焊接工艺评定

受压元件之间的焊缝，受压元件与受压元件之间的焊缝及其上述定位焊缝和受压元件母材表面堆焊、补焊均应按 JB4708—2000(钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行评定。有色金属的焊接工艺评定须按有关标准进行评定。

(4)焊接工艺根据图样的技术要求、焊接规程及焊接工艺评定，制订焊接工艺。焊接工艺还应对焊接工作环境提出要求。对超次返修的焊缝 ，还应制定返修工艺措施，并应得到焊接责任师或质保工程师的批准。

(5) 焊缝质量的检验

焊缝质量的全面检验包括焊缝的外观检查：化学成分和金相组织检验 ；硬度、拉力、抗弯和冲击试验；以及对焊缝区的无损检测。在特殊环境下使用的压力容器，还应包括疲劳、蠕变和抗应力腐蚀性能的检验。在压力容器产品上，通常只能做焊缝的外观检查以及焊缝表面和内部缺陷的无损检测．对于焊缝质量的破坏性检验就只能在产品试板上进行。有产品焊接试板要求的产品 ，产品焊接试板是在产品 A类焊接接头的延长部位与产品一同施焊，目的在于用其代表和检验产品焊接接头的力学性能，因此，它是控制产品焊接接头质量的重要手段之一。当焊接试板各项检验均合格后，产品才能转入下道工序：当产品要求焊后热处理时，试板随产品同炉热处理。并严格执行工艺；当热处理后性能试验不合格时，应重新热处理。在压力容器产品试板、试样的制备和检验过程中应注意下述问题：

1)当一台压力容器产品筒体纵、环焊缝焊接工艺不相同。而这些焊接工艺不能用同一焊接工艺评定覆盖时，试板数量应与工艺相同；

2)有不同焊后热处理要求的压力容器，应分别制备试板：

3)热套压力容器内、外筒材料不一致时。应各作—块试板，材料相同，又是同一厚度范围，作一块试板；

4)产品焊接试板经外观检查和射线探伤，如不合格，允许返修。如不返修，截取试样应避开缺陷部位。

5)产品试板焊接接头的冲击试验除《容规》第72条已规定的几种情况需做以外。凡设计选用的壳体材料，若该材料相应的技术标准有冲击试验要求的，需做冲击试验；若无冲击试验要求的。则不需做冲击试验。后一种情况在制造中壳体材料即使发生了代用，其产品试板焊接接头仍可不做冲击试验；

6)对于钢制管壳式换热器管箱部分是否另作产品焊接试板，由设计单位确定 ；

7)对于焊缝接头系数设计取为 l的焊缝，不管是氩弧焊打底的单面焊，还是

单面焊双面成型的手工电弧焊，均属全焊透的对接焊缝，按 GB150附录G作试样冷弯试验时，应与双面焊同等对待，否则达不到设计取焊缝接头系数为 l的要求。

4 无损检测的控制

压力容器从原材料人厂、零部件加工直至产品组装完工都涉及到无损检测的工作，无损检测工作的好坏直接影响着出厂产品的质量。无损检测涉及到检测方法、评定标准、检测比例、合格级别的确定 ，这是一项十分重要的工作，既需了解产品的设计和使用条件，也要了解产品生产工艺条件和采用无损检测方法的可靠性，过高的要求会造成生产过程中的大量返修；过低的要求可能导致遗留的缺陷在使用过程中诱发事故隐患。

(1)检测方法、检测标准和合格级别

1)检测方法的选择按《固容规》、GB150执行。

2)无损检测标准执行 JB4730。

3)合格级别。

100％射线检测的A、B类焊接接头，Ⅱ级为合格；局部射线检测的 A、B类焊接接头，Ⅲ级为合格；超生波、磁粉和渗透检测，I级为合格。

(2)检测比例

压力容器无损检测的比例按图样和《固容规》及GB150等相关规定执行。

(3)无损检测应注意的问题

1)以开孔中心为圆心 ，1．5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊缝 ．应进行 100％无损检测：

2)凡被补强圈、支座 、垫板 、内件等所覆盖的焊缝．以及先拼焊后成形的封头上的所有拼接焊缝应100％无损检测：

3)管板、法兰拼接焊缝，膨胀节的对接焊缝应100％无损检测：

4)Cr—Mo低合金钢制乙型法兰的法兰盘与补短节连接的焊缝表面应进行 100％无损检测；

5)换热管的对接接头应进行射线检测 ，抽查数量应不少于接头总数的 10％，且不少于一条；

6)作气压试验的压力容器，A、B类对接接头必须 100％无损检测：

7)公称直径>250mm接管的A、B类对接接头应100％无损检测：

8)无损检测工作必须取得相应资格的人员承担，严格执行初评和复审制度。确保底片和评片质量，记录和报告完整、准确，并收存于产品质量档案。

5 焊后热处理的控制

在压力容器制造中．热处理一般分为两大类：一类为焊后热处理：另一类为改善力学性能热处理。焊后热处理的目的可概括为如下几方面：

(1)消除和降低焊接应力；

(2)避免焊接结构产生裂纹(如热裂纹、冷裂纹等)；

(3)改善焊接接头区的塑性和韧性；

(4)恢复因冷作和时效而损失的机械性能。

基于上述情况．GB150规定了哪些情况下要进行焊后热处理以及热处理的方法。为了保证达到预期的热处理效果，必须正确编制热处理工艺 ，对热处理全过程的各个关键工艺参数如进炉温度、升温速度、升温过程中工件各部位的温差、炉内气温、保温时间、保温过程中工件各部位的温差、降温速度、出炉温度等)都要作出明确而严格的。严格执行热处理工艺规范所定的要求，做好实测的热处理温度时间等记录凭证，签字齐全，并收存于产品质量档案中。值得注意的是下述情况下也应进行焊后热处理：

(1)用板材或型材制造的法兰环的对接接头，应经焊后热处理。

(2)法兰断面厚度大于 76ram的碳素钢或低合金钢制法兰；焊制整体法兰；锻制法兰应经正火或完全退火热处理 。

(3)当有耐应力腐蚀要求时，碳钢低合金钢换热管的冷弯管段及至少包括 150mm的直管段应进行消除应力热处理。

(4)除不绣钢外，拼接管板应作消除应力热处理。

(5)碳钢 、低合金钢制的，焊有分程隔板的管箱和浮头以及管箱的侧向开孔超过 1／3圆筒内径的管箱，应在施焊后作消除应力的热处理，设备法兰密封面应在热处理后加工。

总之，建立压力容器制造质量保证体系，就是实行由过去管结果变为管过程，从对产品质量把关为主转入到以预防产生不合格产品的全面控制为主。只有我们

长期不懈的抓好压力容器制造过程中各个关键点的控制，严格执行工艺纪律和相关法律法规标准，才能确保压力容器的制造质量。