我国在役承压设备检测评价法规标准体系进展

邵珊珊贾国栋谢国山王 辉

（1.中国特种设备检测研究院 北京 100029）（2. 国家质量监督检验检疫总局 北京 100088）



我国在役承压设备检测评价法规标准体系进展

邵珊珊1贾国栋2谢国山1王 辉1

（1.中国特种设备检测研究院 北京 100029）
（2. 国家质量监督检验检疫总局 北京 100088）

摘 要：随着国民经济的快速发展和市场需求的增大，承压设备在各行业广泛应用，其运行安全一直是人们关注的焦点。本文介绍了我国在役承压设备检测评价法规标准体系的发展历程和框架，以及近十年来在损伤模式、基于风险的检验、在线检测、合于使用评价等方面取得的研究成果和国家标准的研制情况，并指出了在役承压设备检测评价法规标准体系建设下一步的工作重点。

关键词：在役承压设备 检测评价 法规标准体系

承压设备普遍应用于石油、化工、电力、能源、化肥、冶金、农药、食品、医药等在国民经济发展中起着举足轻重作用的行业。据统计，截至2015年底，全国登记在用锅炉57.92万台，压力容器340.66万台，气瓶13698万只，压力管道43.63万km［1］。由于生产的特殊性，承压设备普遍承受着高压、高温、低温、疲劳载荷，盛装易燃、易爆、有毒或腐蚀介质。一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、二次爆炸与中毒等灾难性事故，造成严重的环境污染，给社会经济、生产和人民生命财产带来巨大损失和危害。因此，建立并完善在役承压设备检测评价法规标准体系，对保障承压设备的安全运行、保持国民经济快速健康持续发展具有重要的意义。

1 在役承压设备检测评价法规标准体系发展历程

1）初创阶段。为了保证承压设备的使用安全，我国劳动部最早于1965年和1966年分别颁布了试行的《蒸汽锅炉安全监察规程》、《气瓶安全监察规程》和《压力容器安全监察规程》，提出应对在用锅炉、压力容器、气瓶等进行定期检验和检修。随着国民经济的发展和改革的深入，为适应科学技术进步和实际情况变化的需要，劳动部于1979～1981年期间发布了上述部门规章的修订版。1982年，国务院发布了《锅炉压力容器安全监察暂行条例》（国发〔1982〕22号），从行政法规的层面，明确了对在用锅炉、压力容器等实施定期检验的要求，为建立我国在役承压设备检测评价法规标准体系奠定了良好的开端。

2）建立阶段。针对我国压力容器、管道普遍存在年久失修、制造质量低劣、安全状况不良等问题，1987年劳动人事部锅炉压力容器安全监察局提出了“在役压力容器检验和缺陷处理若干问题的参考意见”，并于1990年颁布了技术法规《在用压力容器检验规程》，初步确立了我国在役承压设备定期检验的基本技术路线，即通过检查和检测发现缺陷，根据缺陷情况评定安全状况等级，进而确定压力容器、管道等的定期检验周期。此后，分别于2003年和2004年颁布的《在用工业管道定期检验规程》（试行）、《压力容器定期检验规则》均沿用了此技术路线。实践证明，该技术路线的提出以及相应的技术规范和标准发布后，我国在役承压设备检测评价法规标准体系已基本建立，该体系在解决我国在二十世纪80～90年代压力容器、工业管道等所面临的量大面广、制造质量不足等历史遗留问题，保证特种设备的安全使用等方面发挥了极大作用［2］。

3）创新发展阶段。随着制造技术的发展和社会需求的增加，承压设备逐步向大型化、高参数化、轻量化等方向发展；由于石油资源枯竭和加工经济性考虑，我国炼油企业普遍采用高硫、高酸原油，承压设备的运行风险和不可预见因素增加，检验难度越来越大，对承压设备的安全管理提出了更高要求［2，3］。与此同时，随着全球经济一体化的发展趋势，尤其是我国加入WTO以后，我国石化企业直接面临和国外大型石化公司的激烈竞争。为了提高生产效率、降低成本，欧美等发达国家的大型石化公司，如壳牌、埃克森美孚、英国石油公司、雪佛龙等，检修周期从以往的3年延长至5～8 年，甚至更长，而我国普遍是“三年一修”，承压设备的长周期运行势在必行［4］。

为了应对上述问题，本世纪初国内有关高校和科研机构将风险评估的理念引入国内，在消化和吸收国外先进技术和经验的基础上开展基于风险的检验（RBI）技术的国产化研究，取得了多项创新性研究成果。自2003年以来，中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院等科研机构和高校在中石化、中石油、中海油、神华所属企业的近千套各类炼油、化工、煤化工装置上实施了基于风险的检验。RBI技术的成功应用不仅提高了检验的针对性和有效性，在保证安全的同时，还能为科学合理的确定检验检修周期提供技术支撑，保障了成套装置承压设备的长周期安全运行。相关安全技术规范和强制性国家标准，如2009年颁布的《固定式压力容器安全技术监察规程》［5］、2011年发布实施的GB 150《压力容器》［6］、2013 年颁布的《压力容器定期检验规则》［7］等，均采纳了RBI技术；与此同时，GB/T 30579—2014 《承压设备损伤模式识别》［8］、GB/T 26610《承压设备系统基于风险的检验实施导则》［9］等协调标准作为法规的技术支撑已逐步发布实施，我国在役承压设备检测评价法规标准体系得到进一步完善。

2 在役承压设备检测评价法规标准体系进展

2008年底，国家标准化委员会批准成立了在役承压设备标准化分技术委员会（以下简称在役分会），专门从事在役承压设备检测评价法规标准体系的研究和重要标准的研制工作。针对我国原有承压设备标准体系主要针对设计和制造阶段，涉及在役承压设备的使用、检验、安全评定、修理改造等环节的均是行政规范，缺少相应的技术标准予以支撑等情况，通过对国外在役承压设备法规标准体系的研究和国内外相关规范标准及其应用情况的调研和综合分析，结合我国国情，在役分会提出了我国在役承压设备检测评价法规标准体系框图［2］，如图1所示。

该体系由两个模块组成，模块一适用于一般性承压设备，沿用原有定期检验的技术路线，以相关安全技术规范和标准为技术支撑；模块二适用于大型成套装置、特殊承压设备，涵盖损伤模式/失效模式、风险评估（RBI）、检验检测和维护、合于使用评价、综合管理/完整性管理等五个方面的技术标准。模块二的建立和重要标准的研制，实现了以风险评估和损伤模式识别为基础，根据评估结果确定检验计划，采用在线检测和合于使用评价进行缺陷或损伤处理，根据剩余寿命确定检验周期，体现了我国传统检验理念的几个重大转变，即从工艺无关到工艺相关、从单台设备到成套装置建立系统的检验策略、从解决先天不足到防患于未然，从检测缺陷为先到风险和损伤模式识别为先，为保证在役承压设备的安全运行，政府安全监管改革，理顺政府与市场边界、法规与标准关系，强化企业主体责任等提供了技术标准支撑。

图1 在役承压设备检测评价法规标准体系框图

3 相关科研工作及主要成果

自“七五”以来，在我国国民经济稳步发展的同时，国家对科研的投入也逐渐增大。特种设备的科研工作也从“带缺陷压力容器安全性评定研究”一个点，逐渐发展到现在的与特种设备事故预防与应急救援技术体系相关的诊断评价、检测监测、科学监管、节能降耗、应急救援和法规标准支撑技术等6条主线［10］。尤其是“十一五”和“十二五”期间，中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院等科研机构、高校、监察机构、检验检测机构和承压设备的使用单位等通过国家科技支撑计划项目的支持，对成套装置重要设备失效模式预测、预知检测与监测、损伤模式发展趋势预测与缺陷评价、动态风险评价等关键技术进行了系统、深入的研究，建立了以“预知检测”和“动态风险管理”为技术核心的大型承压类成套装置安全保障技术方法体系。此外，通过国家高技术研究发展计划（863计划）、国家重大科学仪器专项和质检公益性行业科研专项等项目的研究工作，在埋地钢质管道外损伤检验及评价，输油和输气高强钢管道内腐蚀评价，电站锅炉主要承压部件风险管理和寿命评估，加氢反应器、医用氧舱等典型特殊承压设备检测评价，基于损伤模式的承压设备合于使用评价、大型常压储罐完整性管理等方面也取得了丰硕的研究成果。上述科研成果已在石油、化工、能源等行业的大型企业，如中石油、中石化、中海油、神华等，进行工程示范应用，在保证在役承压设备的长周期安全运行的同时，也为完善在役承压设备检测评价法规标准体系积累了大量的数据和工程实践经验［11，12］。

4 重要技术标准的研制

截止到2015年底，通过对相关科研成果的总结提炼并标准化，在役分会组织了承压设备损伤模式识别、风险评估、检测检验和维护、合于使用评价、综合管理/完整性管理等方面近30项国家标准的制修订（见表1），为法规中相应的基本安全要求提供了技术支撑。其中，核心技术标准《承压设备损伤模式识别》、《承压设备系统基于风险的检验实施导则》均已发布实施，《承压设备合于使用评价》已完成送审稿。

表1 在役分会制修订国家标准

（续表）

4.1 《承压设备损伤模式识别》

该标准考虑承压设备材料和服役环境的相互作用，将损伤模式分为腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤四大类，将服役过程中可能发生的73种损伤按照上述原则归入相应损伤模式，给出每种损伤的描述及机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素、易发生的装置或设备、主要预防措施、检测或监测方法、相关或伴随的其他损伤等。该标准在我国首次建立适用于在役承压设备损伤模式的统一分类原则和框架，不仅为实施基于风险的检验提供了技术支撑，对承压设备的设计、制造也具有重要的指导意义。

4.2 《承压设备系统基于风险的检验实施导则》

GB/T 26610《承压设备系统基于风险的检验实施导则》系列标准采纳了“十一五”和“十二五”国家科技支撑计划的多项研究成果，如结合我国国情，对风险可接受准则和检验计划的确定等进行了调整；在风险的定量分析方法中引入超标缺陷影响系数；减薄因子（局部减薄）分析部分采用了极限分析理论；建立了适合与我国企业管理模式相匹配的的管理系统评价方法；根据我国无损检测技术的发展及应用情况，调整或增加了部分停机和在线检测方法的检验有效性等。该标准的制定填补了我国在风险评估领域的标准空白，为基于风险的检验技术的应用和推广提供了依据。

4.3 《承压设备合于使用评价》

《承压设备合于使用评价》标准主要以服役过程中产生的缺陷或损伤为评价对象，给出了针对腐蚀减薄、临氢损伤、机械损伤、火灾损伤、蠕变损伤和脆性断裂倾向性评价的技术路线，在避免不必要的维修带来的不确定因素对设备安全运行的影响，减少不必要的更换、停车等造成的经济损失等方面具有重要的作用。该标准和GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》基本覆盖了《固定式压力容器安全技术监察规程》和《在用工业管道定期检验规程》中出现的缺陷或损伤类型，是为法规提供技术支撑的重要协调标准。

5 在役承压设备检测评价法规标准体系展望

经历半个多世纪的历史进程，我国在役承压设备检测评价法规标准体系已建立并逐步完善，承压设备的万台事故率也逐年降低［1］。但与工业发达国家相比，事故率仍然较高，重特大事故仍有发生，安全形势依然严峻。因此，不断完善在役承压设备检测评价法规标准体系，对保障承压设备的安全运行，实现科学监管等具有重要的意义，具体发展思路如下：

1）进一步理顺法规与标准的关系。由于法规的强制性，应只涉及在役承压设备本质安全的原则规定，具体技术细节均在协调标准中提出，这是国内外在役承压设备检测评价法规标准体系的发展趋势。目前，我国已颁布实施的特种设备安全技术规范有110余项，其中不乏对在役承压设备使用、检验、维护等的具体技术要求。为了进一步完善我国在役承压设备法规标准体系，理顺法规标准的关系，国家质检总局特设局已逐步开展安全技术规范的修订和整合优化工作，如2016年完成修订的《固定式压力容器安全技术监察规程》［13］就以理顺法规与标准的关系为原则，在整合、凝练并进一步明确固定式压力容器基本安全要求的同时，将介质特性、产品结构、试验方法等详细的技术内容放到相应的协调标准（产品标准）中。

2）鼓励在役承压设备检测评价相关团体标准的制修订。以美国为例，承压设备相关技术标准均由ASME、API等社会组织制修订，符合要求的标准可由ANSI批准发布为美国国家标准。由于具有行业影响力大、协调相对容易、与自主核心技术结合紧密、标准制定灵活且制修订周期短等特点，由社会组织制定的团体标准具有较好的先进性、有效性和适用性［14］，更能贴近在役承压设备检测评价的需求。尤其是国家标准不可能对各种类型承压设备所有在用环节的技术要求给予详细的规定，某些典型的特殊承压设备，如超高压水晶釜、焦炭塔、医用氧舱、长管拖车等的检测评价规则等更应以团体标准的形式予以体现。在役承压设备相关团体标准的制定，是对国家和行业标准的有效补充，在有效规范市场行为的同时，可以提高标准化工作的效率，是进一步完善我国在役承压设备检测评价法规标准体系的重要一环。

3）加快油气输送管道相关法规标准的制修订。由于管道输送油气优势突出，自改革开放以来，我国不断加强油气管网建设。预计到2020年，全国油气管网总里程将达到16万km。目前，大规模、跨区域、跨国境的油气干线管网已经遍布全国，油气输送管道的安全问题得到越来越多的关注，但相关的标准仍十分缺乏。受“11·22”青岛输油管道爆炸事件的影响，我国已加速开展油气输送管道安全隐患的整改工作，国务院于2014年底发文要求尽快制定出台《石油天然气管道保护法》相配套的行政法规和部门规章，健全油气管道勘察、设计、制造、施工、检验检测和报废等全过程的技术标准体系［15］。国家标准委也对输油管道标准体系梳理和急需制定的标准等问题提出了进一步的具体要求。因此，加快油气输送管道相关法规标准的制修订是完善在役承压设备检测评价法规标准体系的重要任务之一。

4）正确把握科技方向，加大科研工作的投入力度，为协调标准的制修订提供技术支撑。“十一五”和“十二五”期间，承压设备的研究重点为“风险管理”，实现了从“静态”到“动态”的转变。结合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》、《中国制造2025》和国家重点研发计划等规划政策，“十三五”期间将围绕承压设备“风险防控”，着重研究严苛服役环境下的组合损伤机理，适用范围更广、检测精度更高的在线监检测技术及装备，承压设备建造和服役阶段的风险防控技术，超期服役设备的寿命预测和延寿技术，宏观安全风险预警和事故应急处置技术等。科研是技术标准的基础和支撑，只有持续增加对相关科研的经费和人员投入，不断提高科研人员的创新意识和能力，加快科研成果的试应用和产业化，才能为在役承压设备检测评价法规标准体系的完善和重要标准的制修订奠定坚实的基础，在不断提升我国相关技术标准的质量和国际影响力的同时，实现在役承压设备检测评价法规标准体系建设的可持续发展。

参考文献

［1］ 质检总局关于2015年全国特种设备安全状况情况的通报［Z］.

［2］ 陈钢，贾国栋，谢铁军，等.关于完善我国压力容器压力管道定期检验规范体系的思考［J］.压力容器，2006，23（8）：40-45.

［3］ 陈学东，范志超，崔军，等.极端条件重大承压设备的设计、制造与维护［J］.机械工程学报，2013，49（11）：66-75.

［4］ 陈炜，吕运容，程四祥，等.基于风险的石化装置长周期运行检验优化技术［J］.压力容器，2015，32 （2）：69-53.

［5］ TSG R0004—2009 固定式压力容器安全技术监察规程［S］.

［6］ GB 150—2011 压力容器［S］.

［7］ TSG R7001—2013 压力容器定期检验规则［S］.

［8］ GB/T 30579-2014 承压设备损伤模式识别［S］.

［9］ GB/T 26610.1-5 承压设备系统基于风险的检验实施导则［S］.

［10］ 陶雪荣，沈功田，俞跃，等.特种设备安全科技发展回望［J］.中国特种设备安全，2015，31（6）：22-32.

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［12］ 马磊，贾国栋，王辉.成套装置承压设备完整性管理［J］.中国特种设备安全，2014，30（10）：1-3+37.

［13］ TSG 21—2016 固定式压力容器安全技术监察规程［S］.

［14］ 国务院关于印发深化标准化工作改革方案的通知（国发〔2015〕13号）［Z］.国务院， 2015.

［15］ 关于清理油气管道相关法律法规标准规范的函（油气办函［2014］2号）［Z］.国务院油气输送管道安全隐患的整改工作领导小组办公室，2014.

Development of the Regulations and Standards System on Inspection and Assessment of In-service Pressurized Equipment

Shao Shanshan1Jia Guodong2Xie Guoshan1Wang Hui1
（1. China Special Equipment Inspection and Research Institute Beijing 100029）
（2. General Administration of Quality Supervision， Inspection and Quarantine of the People's Republic of China Beijing 100088）

AbstractWith the rapid development of national economy and increasing market demand， pressure equipment are widely used in various industries. The operational safety of pressure equipment has always been the focus of attention. This article describes the history and framework of regulations and standards system on inspection and assessment of in-service pressure equipment， as well as the research findings on damage mode， risk-based inspection， online inspection， fitness for service and their standardization. The focus of future work is proposed on the development of regulations and standards system on inspection and assessment of in-service pressure equipment.

KeywordsIn-service pressurized equipment Inspection and assessment Regulations and standards system

作者简介：邵珊珊（1983～），女，博士，高级工程师，从事承压设备合于使用评价工作。

收稿日期：（2015-10-15）

中图分类号：X924.1

文献标识码：B

文章编号：1673-257X（2016）06-0009-05

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.06.002