真空绝热深冷压力容器监督检验的重点与常见问题

侯 静，张红军

(1.新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011；2.乌鲁木齐市隆盛达环保科技有限公司，新疆 乌鲁木齐 830032)

0 引 言

真空绝热深冷压力容器主要用于储运液氧、液氮、液氩、液化天然气等低温深冷液化气体，因其温度低、压力高、助燃易燃等特殊性，对其储运设备的制造质量及使用安全性要求更高于传统容器。近几年，由于压力容器设计制造的相关法规标准的更新，不同视角对新法规标准的理解不同，这给真空绝热深冷压力容器的质量控制和监督检验带来一定难度。本文作者通过对其新法规、标准的理解，结合多年监督检验的经验，阐述该类容器制造过程中质量控制及监督检验的重点与常见问题。

1 主要项目的监检方面

1.1 图样文件的审查

1）压力容器设计资格印章与所设计产品项目类别是否相符;印章中的设计单位名称与所加盖的设计图样上的设计单位名称是否一致；设计印章是否在有效期内。2）已加盖竣工图章的图样，不得用于压力容器制造。3）图样中所选用的检验标准是否为现行有效的标准。由于最近几年标准法规更新频繁，故对标准的选用更应重视。4）第Ⅲ类压力容器(如30 m3以上的液态CO2储罐)应有设计单位技术总负责人或其授权人的批准签字，并应出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告[1]。5）设计图样至少应包括总图、随罐配管流程图。有些单位的设计图样缺少随罐配管流程图，而配管流程图对于真空绝热深冷压力容器的制造单位和使用单位至关重要。6）设计图样上应注明介质毒性和爆炸危害程度（由于真空绝热深冷压力容器的设计多基于储运液氮、液氩等无毒无爆炸危害的介质，因而很多设计单位对于储运液化天然气、液氧等介质的储运设备的设计图样也不标注介质毒性和爆炸危害程度，故应引起足够重视）；压力容器的使用年限(疲劳容器标明循环次数，对于真空绝热深冷压力容器应标明真空寿命);容器的绝热方式;真空度及静态蒸发率;额定充满率(装量系数)，这些对于真空绝热深冷压力容器的安全使用来说相当重要;压力试验及泄露试验的方法、介质等。7）设计计算书至少应包括容积计算、受压元件承载能力计算、绝热性能计算、支撑结构承载能力计算、安全泄放装置的泄放能力计算等；但大部分设计单位尤其是具有设计资格的制造单位的设计计算书中未提供绝热性能计算、支撑结构承载能力计算、安全泄放装置泄放能力计算，这些也应重点关注。8）除以上重点项目外，对图样的审查还应注意设计变更手续、容器的结构、选用的材料、无损检测的方法、比例和级别、热处理与否等产品质量安全性能的项目是否符合有关法规和技术标准的要求。

1.2 材料使用的审查

1）所用材料是否符合国家标准或行业标准、产品所用设计规范与设计图样的要求[2]。对于真空绝热深冷压力容器所用管件、阀门等元件，其制造单位许可资格应当符合《压力管道元件制造许可规则》的要求与规定[3]。2）对使用的压力容器专用钢板，从材料制造厂家购进的，应有材料制造厂家提供的质量证明书原件；从材料经销商处进货的，经销商应提供盖有经销商单位质量检验公章和经办人章的有效质量证明书复印件。目前，部分厂家的质量证明书复印件上，有经销单位质检章却没有经办人签章的情况。3）主要受压元件材料质量证明书上所列项目、数据是否符合法规及相应材料标准要求，特别是硫、磷含量。目前有些厂家碳素钢板和低合金钢板，存在抗拉强度超过标准上限的现象，应予重视，必要时要求厂家复验。大部分厂家使用不锈钢卷板开平板制作真空绝热深冷压力容器的内容器，按照GB 150—2011的要求，应进行复验，这一点不容忽视[4]。4）对于有供货状态、超声要求、冲击要求的碳素钢和低合金钢材料，要检查质量证明书中的相关项目及数据是否符合相关法规及标准的要求[4]。（5）焊接材料质量证明书中所列项目、数据是否符合相关法规及材料标准的要求.特别是焊接低温压力容器用钢(如液态CO2储罐内容器的16MnDR材料)的焊条(J507RH)，应进行扩散氢含量或含水率的复验，很多生产厂家经常忽略这点。

1.3 焊接控制的检查

1）焊接是压力容器制造中的主要工艺，焊接质量在很大程度上决定着压力容器的制造质量。因此焊接工艺评定的制作是否符合相关法规、标准、产品制造的要求，焊工的持证施焊情况及焊接工艺执行情况，焊缝返修过程及产品焊接试件的检验等，均为监检的重要项目。2）监检人员应对焊接工艺评定的过程进行全程监督，特别是材料的使用与焊工的资质。3）对于焊接工艺规程(焊接工艺卡)中的焊接工艺，应检查是否有焊接工艺评定支持，评定能否有效覆盖[5]。4）应检查焊工是否持证上岗，有无超项次施焊，焊工证是否在有效期内。5）应检查焊工执行工艺纪律的情况。真空绝热深冷压力容器内筒所存储的介质为低温液化气体，因而对焊缝焊接工艺的执行要求严格；如果焊工不严格执行焊接工艺，会使焊缝留下安全隐患。6）焊缝返修应严格按照相关法规、标准要求执行，检查返修方案和返修工艺及返修焊接记录，超过两次的返修是否经过技术总负责人的批准，返修部位是否按原要求检测合格。7）需要制备产品焊接试件的真空绝热深冷压力容器（如低温压力容器用材料制造的液态CO2储罐内容器、低温液体运输罐车罐体内容器等）是否按规定要求制备了产品焊接试件，试件试验报告的内容及数据是否符合相关法规、标准及图样技术要求的规定。8）按B类项目监检的产品焊接试件，应检查试件与筒体纵焊缝的焊接底片；否则为不合格试件[6]。

1.4 外观和几何尺寸检查

1）对接焊缝的余高及角焊缝的焊脚高是否符合相关法规、标准及工艺技术要求；焊缝表面质量特别是咬边应严格控制，因为焊缝咬边处应力集中，当罐体进出液时，巨大的温差变化，会造成咬边处开裂；因此，真空绝热深冷压力容器内筒焊缝绝不允许有咬边。2）筒体纵、环缝和封头拼接焊缝的棱角度、对口错边量是否符合相关法规、标准及工艺技术要求。3）严格控制筒体直线度、椭圆度、内外筒的同轴度。由于真空绝热深冷压力容器的结构特点，如果筒体直线度、椭圆度、内外筒同轴度超标，会造成套合困难，甚至发生内外筒搭接，造成热桥产生，会对产品造成严重安全隐患。4）对于真空绝热深冷压力容器的内外筒表面，不锈钢制造的应酸洗钝化除污除油，低合金钢制造的应内、外表面喷砂除锈除油；这是因为：内筒外表面有油、锈、污渍等，对夹层真空有很大的影响；内表面有油污，对液氧等禁油的介质是决不允许的[4]。5）筒体及封头布置是否符合相关法规、标准、技术文件的要求。6）凸型封头的内表面形状公差、碟形封头的过渡段转角半径是否符合标准要求。7）不等厚对接的过渡尺寸是否符合相关法规、标准、工艺技术文件要求。

1.5 无损检测控制的检查

1）无损检测方法及比例的选择是否符合相关法规、标准、工艺技术文件的规定。特别是外容器合拢环焊缝的无损检测方法是否合理可行。2）无损检测人员资格证书的单位名称是否变更为所在单位，证书是否在有效期内。3）无损检测的工艺及原始记录是否齐全，报告是否完整准确，特别是表面无损检测。4）对于外容器开孔及垫板覆盖处等是否按相关法规、标准的要求进行了无损检测。5）无损检测底片是否符合相关法规、标准、工艺技术文件要求的规定，是否有超标准评定。

1.6 耐压试验及泄漏试验的检查

1）试验设备、介质、试验环境是否符合相关法规、标准的要求，报告是否完整正确。2）内容器及夹层的氦质谱检漏试验是否符合相关法规、标准、工艺技术文件的要求，报告是否完整正确。3）管路气密试验时，对安全附件的处理是否符合相关法规、标准的要求。

1.7 其他项目的检查

1）夹层绝热材料是否符合相关法规、标准、工艺技术文件的要求，质量证明材料中的项目、数据是否完整正确。2）封口真空度是否符合相关法规、标准、设计图样的要求，报告是否完整正确。3）安全附件是否齐全，质量证明文件是否符合相关法规、标准、工艺技术文件的要求。

1.8 出厂资料的审查

1）审查竣工图上是否盖有设计单位许可印章，竣工图章上是否标注制造单位名称、制造许可证编号、审核人签字、“竣工图”字样。2）是否有产品数据表、产品合格证、质量证明文件。资料证明文件中是否包括主要受压元件材质证明书、材料清单、质量计划、检验计划、焊接记录等。3）压力容器设计文件是否齐全，至少包括主要受压元件强度计算、安全阀或爆破片泄放面积计算、第Ⅲ类压力容器产品风险评估报告等。

2 监检中的常见问题

2.1 质量保证体系及基本条件

1）质保体系责任人员变动后未及时办理相关手续，也未及时通知监检单位。2）焊工、无损检测人员的数量和持证项目级别达不到规定要求。3）质保体系文件不完善，记录表卡与体系文件不一致。4）无不锈钢材料存放、生产场地、专用设备，不锈钢与碳钢混放，设备混用。

2.2 材料和焊材管理

1）材料码放不符合要求，受压元件材料与非受压元件材料混放，存放场地未进行分区管理和未进行标识。2）材料标记不清晰，下料后标记移植不及时，材料追踪困难。3）焊材库条件及焊材管理不规范。一级库内焊材未分类、按批号码放，二级库内焊材没有挂标识牌。

2.3 制造方面

1）主要受压元件材料未经监检员确认就动工，开工前图样未经监检员签名确认。2）存在焊工证过期、无证上岗或超项次焊接。3）焊工未严格执行焊接工艺纪律，例如施焊现场不使用焊条保温桶，焊接完后不及时打上焊工钢印或记录焊工钢印代号。4）常见母材表面出现凹坑、划伤以及组对卡具疤痕，焊缝与母材未圆滑过渡，对接焊缝余高过高、咬边及角焊缝焊脚高不够等外观缺陷。

2.4 出厂资料审查

1）出厂资料不全，内容填写不完整，日期前后不一致等。2）存在记录填写内容与标准要求、质保体系文件不一致的情况。

3 结束语

随着真空绝热深冷压力容器的广泛应用，导致泄漏等安全事故时有发生，例如2012年上半年，乌鲁木齐市国际机场就有一台液氮储罐因操作不当发生泄漏造成人员伤亡的安全事故。由此，对于真空绝热深冷压力容器产品的安全监督检验提出了新的更高要求。本文仅以作者多年对于真空绝热深冷压力容器监检的经验，结合对新法规标准的理解，对该类压力容器制造中监检的重要内容及常见问题进行归纳总结和细致论述，以期在监检中引起重视、确保该类压力容器产品的质量安全。

[1] 国家质量监督检验检疫总局.TSGR 0004—2009固定式压力容器安全技术监察规程[S].北京：新华出版社，2010.

[2] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 18442—2011固定式真空绝热深冷压力容器[S].北京：中国标准出版社，2011.

[3] 国家质量监督检验检疫总局.TSGR 0005—2011移动式压力容器安全技术监察规程[S].北京：新华出版社，2011.

[4] 国家质量监督检验检疫总局.GB 150—2011压力容器[S].北京：中国标准出版社，2012.

[5] 国家质量监督检验检疫总局.NB/T 47014—2011承压设备焊接工艺评定[S].北京：新华出版社，2011.

[6] 国家质检总局，第22号令.锅炉压力容器制造监督管理办法[S].2002-09-10.