承压类特种设备现场检验辅助工具软件的开发与应用

宋剑华

（绍兴市特种设备检测院，浙江 绍兴 312071）

1 背景与现状

1.1 软件开发的背景

承压类特种设备广泛应用于化工、石油、机械、动力、冶金、核能等部门。它是生产过程中必不可少的核心设备，是一个国家装备制造水平的重要标志。各个行业大量使用压力容器和压力管道，由于使用介质的多样性、使用环境的苛刻性、使用条件的复杂性及人为因素等，总会出现各种程度的故障及损坏，造成不必要的生产停止和事故。因此，《中华人民共和国特种设备安全法》明确规定使用单位应按照安全技术规范的要求进行检验，预防和减少事故，保护人民生命和财产安全，促进经济社会发展。目前，承压类特种设备现场检验面临的问题：（1）在用承压类特种设备具有总量大的特点，而且随着经济的发展，总量在稳步提升，存在人机匹配不足的问题；（2）检验工作涉及较多的标准，检验人员在现场检验发现问题需要及时查阅标准作出判断，必要时，还需要进行计算；人工查阅及计算存在费时费力、较高的出错率等问题。因此，开发一款承压类特种设备现场检验辅助工具软件并实现推广应用，对当前检验工作的高效开展具有积极意义。

1.2 软件开发的现状

目前，国内对在承压类设备现场检验工作中涉及计算和查询功能的辅助软件开发研究较少，本软件拟构架的功能模块的现状如下：

（1）以压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准建立数据库及查询功能模块，该功能较为简单，目前，以检验人员查询电子版为主，费时费力。

（2）以压力管道定期检验规则编写管子壁厚局部减薄评级功能模块，该规则于2018年5月1日实施，属于较新的规则，目前，在压力管道定期检验中，经常需要管子壁厚局部减薄评级，因此这个功能的开发可以大大提升检验人员现场检验的效率。

（3）国内应用于设备设计的强度校核软件已比较成熟且功能强大，这些软件需要收费，而我们现场检验仅仅需要对腐蚀超过腐蚀裕量、名义厚度不明或者对强度有怀疑的压力容器进行强度校核。随着经济的发展，计算机技术的不断发展，检验检测流程的电子化，结合承压类设备现场检验的要求，开发一款具有计算和查询功能的辅助工具软件，不但能够解决人工计算查阅费时费力、误差率较高的问题，还能节省办公成本，有利于检验人员在现场检验时快速准确地作出检验结论，实现高效、高质的现场办公。

2 软件开发的内容

2.1 软件构架

根据实际检验的常用需求，本软件拟构架四个功能模块：

（1）依据HG/T 20660-2017压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准建立数据库及危险介质查询功能模块。

（2）依据TSG 21-2016固定式压力容器安全技术监察规程编写压力容器凹坑评定功能模块。

（3）依据TSG 21-2016 固定式压力容器安全技术监察规程和GB/T 150-2011压力容器编写压力容器强度校核（内压）功能模块。

（4）依据TSG D7005-2018压力管道定期检验规则编写压力管道壁厚局部减薄（未焊透）评级功能模块。

2.2 平台选择

市场研究机构IDC发布了智能手机市场最新报告，2019年，运行Android系统的智能手机市场份额达到了87%，这充分说明了Android系统的实用性和广泛性；相较其他系统（如ISO），Android系统具有的优势是开放性，有利于软件的开发和更新。综上，本软件选择以Android作为软件开发的系统。

2.3 软件功能

（1）危险介质查询。依据标准HG/T 20660-2017压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类建立危险介质数据库，数据库内容包括介质名称、介质别名、介质英文名称、介质特性（毒性危害程度、易燃易爆）。此项功能实现要求检验人员输入介质的名称、别名、英文名称其中一个，能输出信息包括介质名称、介质别名、介质英文名称、介质特性，从而有利于检验人员及时知晓该介质的特性。

（2）容器凹坑评定。此功能根据TSG 21-2016固定式压力容器安全技术监察规程中凹坑评定的相关内容，以凹坑评定需满足的八个条件为框架来实现。通过文字描述、计算的方式让检验人员免于查阅标准，直接勾选是否满足条件，最终自动计算Go并判断该凹坑是否允许存在。

（3）容器强度校核。此功能为压力容器强度校核（内压），引用规范TSG 21-2016及标准GB/T 150-2011。强度校核前输入压力容器在用参数及其他参数，其中，钢材许用应力值以GB/T 150.2-2011中相关内容建立数据库，当输入钢号、材料厚度、温度三项内容后自动输出该钢材许用应力数值。强度校核时，先对当前实测壁厚进行校核，当不满足要求则结束该次校核，当满足要求则输入上个检验周期来计算允许使用年限，最后，通过输入检验人员根据实际情况确定的使用年限生成校核报告。

（4）管道减薄评级。此功能依据TSG D7005-2018 压力管道定期检验规则中局部减薄和未焊透评级相关内容，仅考虑常用情况即管道最大工作压力＜0.3管道极限内压的局部减薄评级，管道材质为20钢、Q345、奥氏体不锈钢的未焊透评级。通过输入相关参数，最终给出管道安全状况等级。

2.4 软件应用

结合现场检验工作，利用我院承压类检验人员在实际中碰到的案例，通过软件进行查询和计算，同时，邀请相应项目的检验师进行人工方式验证。比对两方的结果，确定软件的有效及实用性。在这基础上，在实际检验工作中推广该软件，提升检验人员的检验效率及结论正确率。

3 结语

本次设计开发的软件，主要功能为危险介质查询、压力容器凹坑评定、压力容器强度校核、管道局部减薄评级，依靠相关规则、标准和软件开发的知识进行设计。同时，分析国内类似软件的研究现状、了解现场检验中的切实需求，将理论知识和实际需求两者相结合，解决目前承压类特种设备检验工作中所面临的问题，最终完成软件的开发。

本软件已经可以完成四个功能的要求，但在实际检验工作中，还存在其他非常规问题及一些特殊案例，由于个人能力与时间上的不足，软件仍然有许多可以改进的地方，功能的全面化亟待完善。