坚持科学发展 全面提升检验质量—承压类特种设备安装监督检验体会

陈炜生 宁夏回族自治区锅炉压力容器检验所

坚持科学发展 全面提升检验质量—承压类特种设备安装监督检验体会

陈炜生 宁夏回族自治区锅炉压力容器检验所

随着石油价格的上涨和我国石油对外依存度的不断提高，催生了煤化工广阔的前景。目前正在进行煤制油试点的项目主要有神华集团在内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东项目等。神华集团包头和宁夏煤制烯烃项目已进入商业化运营。预计到“十二五”末，我国煤制油项目总规模要到4000万t，煤制烯烃总产能达2000万t，煤制天然气达到250亿m3，这些项目的总投资超过1万亿元，其中50%将投入到装备上。

宁夏宁东能源化工基地是世界上第一个以煤为原料生产聚丙烯的大型煤化工项目。神华宁煤集团煤基烯烃正在宁东加紧建设，一期项目已于2010年10月投料生产。该项目年产中间产品甲醇167万t，最终产品聚丙烯50万t，此外还有汽油18.48万t、4.12万t液态燃料、1.38万t硫磺等副产品。与此同时建设的83万t/a二甲醚和6万t/a聚甲醛项目也已投入运行。正在建设总规模800万t/a的煤炭间接液化和又一个50万t/a甲醇制烯烃项目部分设备已进入安装阶段。神华宁煤集团开始建设煤基烯烃二期项目规划建设规模将是一期的4倍，120万t/a煤基二甲醚和400万t煤基甲醇烯烃聚合物等煤化工项目。宁东煤化工基地，正在建设的还有国电英力特宁东煤基多联产化工园，一期将投资148亿元，主要产出化工产品为11.8万t醋酸乙烯、10万t聚乙烯醇、10万t1,4-丁二醇、4.6万t四氢呋喃及1.5万t的γ-丁内酯，计划将于2012年底之前完成，二期还将投资约450亿元以及四川化工与40万t/a合成氨相匹配的甲醇项目和宁夏宝丰能源180万t/a甲醇制烯烃项目等。这些项目中涉及压力容器数量5、6千台，压力管道3000km以上，热电联产锅炉10000t/h以上。因此，一期工程安装监督检验，对今后工作具有示范效应。

1 检验指导思想

神华宁煤烯烃项目压力容器种类繁多，涵括各式储存、反应、换热、分离容器。从重量上看有堪称亚洲之最的“C3分离塔”，直径8000mm,壁厚75～85mm,高度103m。从先进程度上看有世界上首次干煤粉进料、水冷壁结构、水激冷流程GSP技术应用的“气化炉”，内径3.3m，高17.2m，以及国内首次应用双相钢制造的“文丘里洗涤器”和采用进口CF62钢制造的10台球罐。装置中进口压力容器200多台，国产设备类似C3分离塔的超限压力容器近百台。装置区进行制造、安装、检测单位及监理、管理公司近百家，搞好这个项目的检验是一个新课题。作为宁东能源化工基地的一支特种设备检验队伍，一定要肩负起设备安全的政治责任。在壮大检验队伍，提升自我发展能力的基础上结合自身发展实际情况，制定总体检验路线，科学落实各个检验环节，通过努力，已完成了这套装置检验工作。

2 检验思路

依据《特种设备安全监察条例》等法规、标准，实施特种设备依法检验。强化科学管理，统一质量管理、业务管理，形成职责清晰、管理科学、保障有力的工作体系。检验根据自治区质监局“自治区一号工程”建立的绿色检验通道，靠前服务，特事特办。检验人员充分发挥质监部门特种设备专业技术优势，勇于科学实践，敢于承担责任，开拓创新使得工作取得突破。发现问题本着具体问题具体分析的原则，以科学为依据，灵活运用法律法规，制定具体解决办法。

2.1 了解工艺过程

煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤的气化在煤化工中占有重要地位，气化生产的合成气是合成中间产品甲醇、二甲醚的原料。甲醇转化制烯烃除反应段的热传递方向不同之外，其它都与目前炼油过程中成熟的催化裂化工艺过程非常类似。轻烯烃回收单元与传统的石脑油裂解制烯烃工艺中的裂解气分离单元基本相同。检验的煤基烯烃项目主要有气化装置、四合一装置、MTP装置、聚丙烯装置、动力站装置、空分装置和公用工程七大装置组成。其中，气化装置采用德国西门子公司(GSP)气化技术，设计生产能力为52万m3/h粗煤气。四合一装置采用德国鲁奇公司变换、低温甲醇洗、硫回收、大甲醇合成技术，设计生产能力为中间产品甲醇167万t/a。MTP装置采用德国鲁奇公司MTP技术，设计生产能力为2万t/a乙烯、47.4万t/a丙烯。聚丙烯装置采用德国ABB公司气相法聚丙烯技术，设计生产能力为52万t/a聚丙烯。空分装置采用法液空的空分技术，生产能力为1.9×105/h(O2/N2)。其他如动力站150MW发电配6台460t/h热电联产锅炉。

2.2 捋顺工程施工管理相关关系

神化宁夏煤基烯烃项目主要工艺技术采用德国西门子和鲁奇工艺，国内几家知名的化工设计单位如北京寰球公司(设计院)、天津天辰公司(设计院)和太原二化院等也都参加了项目的设计。整个项目由业主协调，英国阿美科工程咨询(上海)有限公司管理。现场超限压力容器制造与安装单位有中石油第一建设公司、苏州海陆重工股份公司等国内九家大型制造安装单位，加上监理公司，参与施工管理、检验、检测大的公司二十多家。现场工期很紧，有时一份技术文件流转完已经失去了时效性。为此，工作协调是关键，检验工作首先要得到质监行政部门支持，要得到投资方业主的认可。检验过程每个装置区都要由检验所牵头进行设备安装技术交底，明确项目中各单位工作目的、职责、工作侧重，确立联系人及资料专递顺序，发现问题由业主召集会议解决，达成协议后出会议纪要并按其执行。

同时统筹兼顾，积极推进检验科技创新，构建技术支撑体系。统筹进口设备、超限设备、一般设备及压力管道检验。进口和超限大型压力容器设备，检验技术要求高，从而对检验人员资质的要求也高，动用全所资源甚至社会资源，实行专业化、规模化检验。兼顾每个检验人员的检验能力，起到检验及学习的效果。一般设备的安装监督检验，制定监检大纲及实施细则，根据设备数量、类别，分派检验员按照检验大纲及细则进行，合理利用检验资源。压力管道安装监督检验，抓重点、抓关键点。一套装置，几百公里管道，化成管段几万条，每天要检验百十条管线，现有的检验资源根本做不到一条条检验。所以，通过控制施工单位质量保证体系，控制关键节点，如材料、焊接工艺、无损检测、压力试验。检验工作可以按一个工艺包或者一个子单元进行，简化程序，提高效率。由于工程进度快，业主订货的一些设备已到现场，但随机资料未到，不能办理告知手续，通过与质监行政主管部门沟通协调，与制造方所在特检部门落实监检情况后，现场工作先正常进行，相关手续后补办。烯烃建设项目的许多大型压力容器设备重量在1000t以上，现场要采用1600t履带吊车为主吊，750t履带吊抬尾联合起吊就位。设备落地翻身来回租用吊车，费用不菲不说，由于这种大型起重设备奇缺，排班作业。为了节约时间、费用，在最短时间，有时甚至在板车就进行了检验。围绕宁东能源化工基地做足检验技术服务文章，赢得了项目建设方的好评。

3 开展科技兴检全面提升检验检测能力

建立高效管理运行机制，充分发挥检验人员主观能动性。大型装置监督检验工作是考验综合能力的工作，检验技能、检验效率、检验服务、检验费用，每项工作环环相扣，那项工作不到位都影响其它工作。如检验单位检验技能虽高，检验效率、检验服务跟不上，体现不出其工作重要性。反之，检验水平上不去，检验不出问题或发现问题不能解决，使得问题搁置，影响工期就会与投资方业主发生矛盾，最终导致检验收费困难等。因此，全面提升检验检测能力是关键所在。

1）进口压力容器安全性能监督检验所依据的依然是《进口锅炉压力容器质量许可制度实施办法》和原劳动部1985年颁布的《进出口锅炉压力容器监督管理办法》，均没有明确怎么检验，需不需要进行无损检测。进口设备外观十分漂亮，有些是烤漆，如果将其破坏，恢复较困难。检验应以宏观为主，发现问题以后要进行确认，必须进行打磨上一定的无损检测手段。检验经验就凸显，既要对规范标准熟悉，又要了解制造相关工艺，哪些部位易产生缺陷，能发现超标缺陷。一般一批设备中发现一台存在问题，可以让这批设备按5%左右比例对产生缺陷部位进行无损检测抽查，视检验出缺陷情况增加检测比例。

2）超限压力容器现场制造及分段、分片到货现场组装有别于制造厂的硬软件设施，处理起来很棘手。低温设备材料的热成型和焊接等大量技术难关；高于40m的大塔分段组对不直度测量(因受温度、风的影响扰度大只能选择在早晨9点之前或下午6点之后)；厚壁容器局部热处理测温点及热处理曲线；水压试验及基础沉降测量等均难以实施。因此，许多工作要提前筹划，在施工单位的施工方案中要有具体数据，不能笼统的照搬标准术语，不然到现场检验确认时总是缺项，会引起纠纷。发现超标缺陷，现场处理困难或不能及时处理，要正确引导各方加以解决。

3）压力管道安装监督检验,远不像过去一些人想象的那样简单，较压力容器安装监检更为复杂。首先质监管理强制性规范不明确，各施工单位对监督检验工作程序不熟悉，施工验收规范各行业有差异。以烯烃为例，统一的交工技术文件中没有与质监监管特种设备相关内容，设计单位将相同类型区域打包，而监检要按管段进行就要拆包，造成施工方不情愿，甚至抵触。其次试压包含项目较多，不同压力等级都在一块，试压包压力管道按什么压力进行压力试验，各标准在这个环节没有明确规定，故引起的争议也很大。再者，有些设备中间管道无法加盲板不能试压，用100%无损检测代替。应首先保证安装程序合法化，沟通业主管理部门，对施工质量进行督促，强调项目建设过程压力管道进行检验的重要性，捋顺压力管道安装告知、监检的有关程序，使其工作得以顺利进行。检验工作从管子、管件材料开始，焊接工艺评定对现场工作的覆盖，焊接工艺规程、焊接操作人员资质和技能，焊接材料二级库等环节加以监管来补充以上差异的不足。施工区域跨度大，一个方向好几千米，要干的工作必须分组、分队组织好，不然一天干不了多少工作。并且业主、施工队伍人员流动较快，与配合的相关人员也在不停的流动中，许多工作没有交接手续。通过规范检验行为，检验人员相对固定，使检验工作连续，注重检验出的问题的时效性。理顺业主-监理-施工单位与检验的关系，发现问题积极主动帮助协调解决，不能放置等待解决。新材料、新的检测手段要及时掌握。每项检验都要做好准备，检验过程重在沟通、协调、疏导，不能简单照搬规程、标准。

4 典型问题处理

1）宁煤烯烃215台进口压力容器共检验出存在超标缺陷容器19台，主要是裂纹性缺陷。MTP装置3台烟道余热炉和1台甲醇蒸发罐由BIH公司从同一制造厂购得，分段交货，封头母材存在大量裂纹，分段筒体存在焊接件清理形成的焊疤、裂纹等。发现缺陷后第一时间通知业主，业主考虑工期要求BIH公司到现场进行处理，但封头母材大量裂纹缺陷经过多次处理，复检确认裂纹不能完全消除，对其判为不合格品。更换国内制造封头又有一定难度，业主征求检方意见，要求该公司提供这些设备制造工艺流程资料，经分析认为封头产生裂纹是加工成型硬化所致。最后决定让步接收，要求对封头进行整体热处理后内外表面进行100%表面无损检测，对检测出的裂纹进行打磨，深度小于4mm可不处理，大于4mm的部位制定相应工艺进行堆焊后打磨至与母材平齐。两年内每半年对这四台容器检验一次，未产生新生缺陷，按正常检验周期使用，再发现新生缺陷对其进行更换。

2）空分两套生产能力为95000m3/h（O2、N2）装置，装置中的中压塔规格Di4650×16（成型后最小厚度)×22812mm,主体材料SA-240－304，1号中压塔（K01）分段到货组装，现场组对环焊缝B4棱角度超标，最大处9.5～10mm，大大超过标准GB150-1998中规定值。为此监检判为不合格，出具了要求对缺陷处理“检验意见通知书”。由于塔内有内件及现场条件所限，进行返修不能保证将此缺陷修复。制造厂提供类似设备在其它装置也曾存在类似缺陷，经计算和使用安全的资料，认为新制造安装产生的超标缺陷，不进行处理使用，虽然能够满足使用条件，但必须按相应法规程序办理手续，经过多次协调，由“全国锅炉压力容器标准化技术委员会”委托“固定式压力容器分技术委员会”派专家到银川对此缺陷进行评定。与会专家经过认真分析，认为由于中压塔不承受疲劳载荷、无损检测未发现裂纹、未熔合、未焊透等危险性缺陷，表面硬度未发现异常，由棱角度引起的附加应力偏保守按1.5倍设计应力强度评定仍为合格，得出结论：中压塔（121-K01）B4环焊缝棱角度超标不影响该塔在正常操作条件下的使用安全。

3）吸收塔φ1200mm吊耳错开孔。吸收塔规格φ4400、材质09MnNiDR、壁厚62/66mm，现场工人将吊耳位置错看成开孔位置并进行了开孔。由于现场制造单位没有该规格板材，厂内也只有85mm厚钢板，业主为更换开孔部位钢板多次召开会议，决定将85mm厚板双面刨削加工成62mm，沿开孔所在筒节环焊缝及孔边缘400mm挖去，然后补板，板面积约1800×1700mm。笔者对现场错开孔割下的钢板进行检查，确认完整无损，认为既然补救方案不更换筒节，进行挖补，方孔效果不如圆孔，后加工板的曲率吻合不如原板好，故力主将原板补回去，增加检测项目热处理等工艺确保合格，将吊耳位置掉向，最后采纳了该方案，处理后各方都很满意。

5 结束语

大型煤化工装置中承压类特种设备检验是系统工程，局部具体检验与其它装置检验没有两样，主要是检验管理与检验协调，尤其涉及外国管理公司，笔者要提升检验检测能力，科学检验落实在行动，正确运用法律、法规，尽力避免使用严厉、严格等词汇，每项检验都要做好准备，检验过程重在沟通、协调、疏导，不能简单照搬规程、标准。

2013－09－23）