超高压人造水晶釜定期检验规程修订说明.doc

超高压人造水晶釜定期检验规程修订说明1、修订工作简况： 由陕西省锅炉压力容器检验所（现陕西省特种设备检验检测研究院）起草的DB 61/497-2010在役人造水晶釜检验规程（以下简称原标准）已使用近7年，为我省水晶釜的安全运行起到了很好地技术把关作用。同时几年来，与之相关的标准已更新和检测技术的进步，需要对该标准进行修订，使水晶釜定期检验工作符合现行规范的要求。2017年4月17日, 陕西省质量技术监督局下达了2017年第一批地方标准制修订项目计划(陕质监办发2017132号)，批准了由陕西省锅炉压力容器检验所（现陕西省特种设备检验检测研究院）提出的对原标准的修订立项申请，项目名称为超高压人造水晶釜检验规程（项目编号：SDBXM 140-2017）。2017年5月，我院组织由原主要起草人员为主组成修订工作组，并且进行了具体修订分工。2017年12月，工作组对修订内容进行汇总和讨论，2018年5月，对标准草案集中讨论，形成征求意见稿。2018年6月25日开始征求意见，起草组向包括检验机构、使用单位、大专院校等10家单位征求意见，回函单位8家，回函并有建议或意见的单位3家，提出建议或意见17条。2018年10月26日，起草组对征求到的建议或意见进行汇总、分析讨论，对征求意见稿进行修改，并按照GB 20001.6-2017 标准编写规则 第6部分：规程编写的要求对章节和条款进行了调整，形成送审稿。2、修订的主要原则和主要依据1）本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写以及GB 20001.6-2017 标准编写规则 第6部分：规程编写的要求进行修订。2）与现行TSG 21-2016固定式压力容器安全技术监察规程（以下简称固容规）和NB/T 47013承压设备无损检测、DB61/T 450-2017在役人造水晶釜超声波检测规程等规范标准的规定协调一致。3）按照固容规规定，压力容器年度检查属于使用单位自行检查的范畴，因此，删除原标准中全部关于年度检查的内容，包括原标准第1章范围，第4章年度检查以及第3章一般规定中3.1条、3.2条和第9章检验报告中9.1条和9.3条部分内容。4）参照固容规第8章定期检验的结构对本规程进行描述，并以固容规和原标准为基础，进行增减和逻辑关系上的理顺，进一步明确定期检验要求。5）为应用涡流检测、声发射检测等无损检测技术留有通道。6）条文说明标准名称依据固容规规定，将原定期检验中的年度检查取消，且水压试验不作为原定期检验的一个类别，现在规定的定期检验实质上指的是原来的全面检验（水压试验仅作为定期检验的必要时进行的一个项目）。为了避免理解上的出现歧义，并突出水晶釜超高压特点，将标准名称由原来的“在役人造水晶釜检验规程”改为“超高压人造水晶釜定期检验规程”。第1章 范围依据固容规规定，压力容器年度检查属于使用单位自行检查的范畴，且水晶釜上设置的压力表、测温仪表的检查不属于定期检验的内容，因此将上述内容删除，将安全附件明确为爆破片。将耐压试验作为定期检验的一个项目而不是检验类型。第2章 规范性引用文件由于TSG 21-2016固定式压力容器安全技术监察规程替代了TSG R0002-2005超高压容器安全技术监察规程、TSG R7001-2004压力容器定期检验规则， NBT 47013.4-2015 承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测，NBT 47013.5-2015承压设备无损检测 第5部分:渗透检测，分别替代了JB/T4730.4-2005承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测和JB/T4730.5-2005承压设备无损检测 第5部分:渗透检测，DB61/T450-2017 在役人造水晶釜超声波检测规程替代了DB61/T450-2008在役人造水晶釜超声波检测规程，这些均采用现行版本规范标准。为了规范无损检测的基本准则，增加了NBT 47013.1-2015 承压设备无损检测 第1部分:通用要求，为了新技术应用，引入了NB/T47013.9-2012承压设备无损检测 第9部分：声发射检测、DB61/T450-2017在役人造水晶釜超声波检测规程以及已报批的DB61/T1163-2018在役人造水晶釜涡流检测规程等无损检测标准。其中引用的NB/T47013系列标准不注日期，其余规范标准均注日期。第3章 术语和定义为便于使用单位、监督管理部门理解本标准中的有关术语，按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写以及GB 20001.6-2017标准编写规则 第6部分：规程编写的要求增加了本章内容。第4章 一般要求本章依据固容规第8章的有关规定，修改了原标准3.3条、5.2条、5.3条和第7章的内容，并按照检验机构、检验人员、使用单位、检验现场进行分类整合。为了加强检验安全管理，增加了检验人员安全教育并且做好记录的要求 。4.1 检验机构依据固容规8.1.3条、8.1.4条、8.2.1条、8.2.5条规定，对检验机构资质、报检受理、检验方案制定、检验仪器设备等提出要求。强调了要根据水晶釜的使用情况、损伤模式、失效模式等要求制定检验方案。4.2 检验人员依据固容规8.1.3条、8.2.2条、8.2.7条规定，结合水晶釜检验的实际情况，对检验检测人员资质、检验依据、技术资料审查、现场条件确认、安全防护与管理、检验发现缺陷处理提出了要求。要求资料审查按照TSG 21-2016第8.1.7.1条的规定执行。明确了无损检测设备和器材要求符合NB/T47013.1的规定。要求现场检验人员应在确认现场条件符合条件后方可进行检验，并且执行使用单位有关动火、用电、安全防护、安全监护等规定。4.3 使用单位依据固容规8.1.4条规定，增加了使用单位申报定期检验的规定。依据固容规8.2.7条规定，根据水晶釜检验现场仍有水晶釜运行的特殊情况，增加了使用单位安全管理人员和操作人员现场监护配合的要求。4.4检验现场依据固容规8.2.3条对原标准5.2.4条修改的条款。根据水晶釜结构特点，明确了定期检验室“堵底螺栓可以不打开”，为确保检验安全，规定了“在检验时，为了防止转动，水晶釜必须固定牢靠。”第5章 检验项目与检验程序5.1 检验项目依据固容规8.3.1条规定对原标准5.1.2条修改的条款。将原标准5.1.2条中的“材质劣化检查”修改为 “硬度检测”，将原标准5.1.2条规定的项目作为必检项目，并增加了“必要时增加金相检测、液压试验、涡流检测、声发射检测”的规定，同时，还提出“设计文件对水晶釜定期检验、方法和要求有专门规定的，还应当从其规定。”5.2 检验程序依据固容规8.1.2条、GB 20001.6-2017的规定新增加的条款。并将检验程序以框图的形式规定。第6章 检验实施6.1 宏观检验结合固容规8.3.2条对金属压力容器宏观检验的通用要求，以及水晶釜结构及运行的实际情况，对原标准5.4条进行修改，突出了水晶釜结构以及运行可能产生的缺陷检查。6.2 外径测量与原标准5.3.1条对应。对原标准中“每个横截面从0、180、90和270均布四点”测量，修改为“每个横截面从0180、90270分别测量直径”更为确切，并明确了0部位确定的原则。6.3 厚度测定依据固容规8.3.8条规定，对原标准5.6条修改的条款。其中第5.4.1条为厚度测定的原则性条款。6.4 硬度检测依据固容规8.3.8条规定，对原标准5.7.1条修改的条款，要求更加具体明确。为了与后续的安全状况等级评定项目协调，将原条目名称“材质劣化检查”修改为 “硬度检测”。6.5 金相检测与原标准5.7.2条对应，没有实质性变化。6.6 表面缺陷检测与原标准5.9条对应。根据NB/T47013系列标准，对检测灵敏度试片（试块）的要求进行修改。鉴于我省目前使用的水晶釜大多超过20年，将釜体外表面磁粉检测比例从30%调整到100%。由于间歇操作每次密封釜口前，需要对釜口粘附的晶膜采取火焰加热清除，可能损伤釜口密封面，本次修订增加了对釜口密封面进行磁粉检测的要求。对主要受压元件的螺纹部位的表面缺陷检测，修改为宏观检查怀疑时进行。表面裂纹是对釜体安全使用危害最大的表面缺陷，本次修订以检测裂纹为主，因此，增加了“检测中发现裂纹时，应当扩大检测比例或者区域”的规定，以便发现更大区域范围可能存在的裂纹。6.7 超声检测与原标准5.8条对应。删除了“TSG R0002-2005”，修改引用标准“DB61/T450-2008”为“DB61/T450-2017”。6.8 涡流检测本条为新增条款。提出了“检验人员怀疑釜体内表面存在开口型缺陷时，可采用内表面涡流检测对该部位进行检测。”我院承担并完成了国家质检总局科技计划项目“水晶釜涡流检测技术研究”（项目编号2013QK108），研发了在役水晶釜涡流检测装置及系统，项目成果实现了水晶釜釜体内壁裂纹缺陷涡流检测自动化，提高了内表面开口缺陷检测的准确性和可靠性，项目研究结果填补了国内水晶釜涡流检测的空白，达到了国内领先水平。根据此项成果，我院负责起草了陕西省地方标准DB61/T1163-2018在役人造水晶釜涡流检测规程，该标准已于2018年8月27日发布，2018年9月27日实施。该标准为涡流检测技术应用于水晶釜检测提供了依据。本次修订引入此项检测技术。6.9 安全附件检验依据固容规8.3.12条对原标准5.10条修改的条款。只对爆破片装置进行检查，检查爆破片是否按期更换。压力表和测温装置术语使用单位年度检查的内容，本次修订时取消。6.10 液压试验依据固容规8.3.13条对原标准第6章修改。只有当使用单位或者检验机构对水晶釜的安全状况有怀疑时，才对水晶釜进行液压试验。其中液压试验的试验压力按照固容规3.2.14.6条执行，试验准备、安全防护、试验介质、试验过程、合格要求等按照固容规4.1.9及设计文件的规定执行。考虑到水晶釜釜体材料为屈强比高的高合金高强钢，保留了TSG R0002-2005超高压容器安全技术监察规程中规定的液压试验后测量容器筒体残余变形以及对筒体进行超声检测和磁粉检测抽查的要求。6.11 声发射检测本条为新增加的条款。使用单位或者检验机构对压力容器的安全状况有怀疑时，应当在液压试验过程中同时进行声发射检测。 影响水晶釜安全状况等级的主要缺陷之一是发生扩展的埋藏缺陷，活性缺陷是水晶釜最危险缺陷，声发射检测适用于水晶釜活性缺陷的检测和监测；对于达到设计使用年限使用的水晶釜的检验需要进行合于使用评价时，声发射检测报告是评价报告的重要依据。声发射检测按照NB/T47014.9的规定执行。第7章 追溯方法7.1 检验记录根据依据固容规8.7.2条规定增加对检验记录的要求。检验记录是检验结果追溯的重要依据，是进行安全状况等级评定、确定检验结论、出具检验报告的重要凭证，因此检验时必须做好检验记录。7.2 安全状况等级评定依据固容规8.5条规定，结合水晶釜材料、结构、损伤机理和时效模式增加的条款。7.2.1 评定原则 引用执行TSG 21-2016第8.5.1的规定的压力容器安全状况等级评定原则。7.2.2 资料缺陷 目前国内水晶釜大多数运行时间在20年左右，且多为移装，设计制造资料普遍不全，且部分仅有最近几次的定期检验报告，有必要根据资料情况确定安全状况等级。本标准规定的设计资料或者制造资料不全的，可以定为2级或者3级；检验资料不全的，可以定为2级；如果检验资料不全影响对其他检验项目安全状况等级评定时，定位3级，切合实际情况。7.2.3 材质劣化水晶釜在异常高温下使用，对材料硬度的影响主要表现为硬度值下降。目前常见的水晶釜材料通常为PCrNi3MoVA，常温下材料抗拉强度约为1200MPa，材料硬度值在360HB左右，新出厂水晶釜硬度值通常在360HB380HB之间。当硬度值在300HB以下，换算出大致的抗拉强度在985HB左右，材料力学性能下降18%，考虑到底部台阶部位应力集中的影响，就很容易达到材料屈服极限造成鼓胀的塑性变形。因此，根据多年检验经验，本标准规定釜体硬度值大于320HB，定为2级或者3级；硬度值大于300HB小于或者等于320HB，定为4级。工业生产上采用晶粒度等级来表示金属晶粒大小。标准金属晶粒度共分8级，14级为粗晶粒，58级为细晶粒。TSG R0002-2005超高压容器安全技术监察规程规定，超高压容器主要受压元件锻件晶粒度应当为5级或5级以上。按照合于使用原则，本标准规定釜体材料金相晶粒度大于或者等于5级的，不影响定级；晶粒度处于4级与5级之间的，安全状况等级定为3级或者4级。晶粒度变化可能引起组织的变化。有资料记载对一台PCrNi3MoVA制造的水晶釜严重变形部位金相检查发现，虽然纤维组织为回火索氏体，但变形部位比远离变形部位的晶粒粗大1级（即晶粒度降低1级）以上，珠光体中度球化，可见其组织已发生变化。因此本标准规定，若珠光体轻度球化，安全状况等级定为4级。7.2.4 表面裂纹及凹坑 水晶釜釜体外表面发现裂纹，不允许补焊，应当打磨消除（内部表面无法打磨消除的应予报废）。 由于水晶釜超高压容器，与一般压力容器不同，采用爆破失效的设计准则，因此，打磨后对于超出允许深度的凹坑应采取有限元等方法进行应力分析，应力分析结果表明不影响安全使用的，可以安全状况等级定为2级或者3级。7.2.5 变形、机械接触损伤水晶釜釜体底部时超温最严重的部位也是应力集中最大的部位，所以变形通常都发生在距底部端面600mm的范围内。有关资料表明，变形在0.25mm以下（直径增大0.5mm），材料力学性能没有明显变化，硬度值变化不明显，金相组织没有变化；变形在0.251.0mm之间，硬度会有比较明显的下降，一般在2040HB，但底部最低硬度值一般均在300HB以上；变形在1.0mm以上，通常由长时间的过热情况出现，塑性变形大，材料性能严重退化，并且底部硬度都在280HB以下。因此，本标准规定釜体变形小于或者等于0.25mm（即直径增大0.5mm，下同），定为3级；变形大于0.25mm小于或者等于1.0mm，定为4级。对机械接触损伤缺陷，打磨后按照第7.2.4条的规定定级。7.2.6 腐蚀根据多年检验经验，釜体内壁由于附着一层致密的晶膜，未发现腐蚀现象，而釜体外壁也未发现均匀腐蚀或者局部腐蚀，但不排除局部腐蚀的可能。一旦发现局部腐蚀，当腐蚀深度超过壁厚余量的，应当确定腐蚀坑形状和尺寸，并且充分考虑检验周期内腐蚀坑尺寸的变化，可以按照第7.2.4条的规定定级。7.2.7 埋藏缺陷根据合乎使用的原则，发现的埋藏缺陷，虽然缺陷按照DB61/T 450-2017判定不合格但是未扩展，可以按照缺陷的位置、尺寸，定为3级或者4级，判定为合格的缺陷不影响定级。7.2.8 安全状况定为5级的条件依据固容规8.5.15条规定对原标准8.3条修改的条款。基本内容没有变化。7.3 结果汇总与报告7.3.1提出了水晶釜定期检验最终安全状况评定等级评定的原则，即汇总检验结果后，以其中项目等级最低者作为评定等级。7.3.2依据固容规8.7.1.1条规定对原标准8.1条修改的条款。按照固容规8.7.1.1条规定，评定安全状况等级为1级至3级的水晶釜，检验结论为符合要求，可以继续使用；安全状况等级为4级的，检验结论为基本符合，有条件的监控使用；安全状况等级为5级的，检验结论为不符合要求，不得继续使用。结论确定与固容规8.7.1.1条规定协调一致。7.3.3 依据固容规8.1.6.1条、8.1.7.1条规定对原标准5.1.1条修改的条款。缩短定期检验周期结合使用年限执行。7.3.4 取消了原标准9.2条关于检验报告内容的规定。按照固容规8.7.2条的精神，这里只做原则性规定。具体格式由检验机构根据固容规和本标准要求自行编制，并在机构质量保证体系文件中规定。3、试验验证我院应用本标准的基本内容编制检验作业指导书，并已应用于50余台水晶釜的定期检验，取得了预期结果。4、知识产权说明本标准除直接引用或借鉴公开发布的规程、规范、标准外，无特殊知识产权说明。5、采标情况目前，国内仍然未出台有关超高压人造水晶釜定期检验的国家标准或行业标准。本次修订后的DB61/450超高压水晶釜定期检验规程，是对固容规在水晶釜定期检验要求上的补充和细化，并于固容规定期检验的规定协调，所引用的标准均现行有效。6、重大意见和分歧的处理起草阶段无重大意见和分歧。7、标准性质建议及说明本标准建议作为我省超高压水晶釜定期检验的推荐性性标准。8、其他事项无。标准起草工作组2018年10月31日8