二00二年一月二十四日我国颁布了HG2432-2001((搪玻璃设备技术条件》,新标准的颁布对搪玻璃设备生产提出了新的要求。为了更好地贯彻新标准,使搪玻璃设备生产更加规范,本文从监督检验的角度(以搪玻璃反应罐为例,见下图),在设计、焊接、外协外购件、搪玻璃层方面提出以下问题及解决办法。
1设计图样中主要受压元件的厚度要求
搪玻璃反应罐的罐体部分(内筒体、封头)及上、下接环在制造过程中经磨光、搪烧、压制成形,存在一定的厚度损失,但其加工后的厚度合格标准在设计图样和HG2432-2001《搪玻璃设备技术条件》中并不明确。若按照GB150-1998《钢制压力容器》的规定,封头和简体成形后的厚度不得小于该部件的名义厚度减去钢板的负偏差,则很难符合要求,而且也不合理。
上、下接环经两面烧损、压制成形,厚度减薄较多,特别是个别产品上接环过渡圆弧处的厚度低于设计厚度。
对上述主要受压元件的厚度应如何要求和控制?
设计单位应在图纸上标注罐体封头、内筒体、上、下接环的较小厚度或在设计图样中注明上述元件的磨损及烧损裕量(注意上、下接环为两面烧损)。这样,主要受压元件的厚度合格标准应为图样所标注的较小厚度或名义厚度减去钢板的负偏差再减去磨损及烧损裕量。
对于内筒体,搪烧后应进行测厚抽查,对上、下接环、罐体封头,应在搪烧后增加逐台测厚检查的要求。
为保证上、下接环的厚度符合要求,可在工艺上将上、下接环的厚度加厚2mm或在上、下接环的外表面搪一薄层瓷釉,以减少上、下接环搪烧过程的厚度损失。
2上接环与夹套简体间环向焊接接头的质量控制
《压力容器安全技术监察规程》和HG2432-2001((搪玻璃设备技术条件》均规定搪玻璃设备上接环与夹套简体间环向焊接接头可免做无损检测,但该接头组对难度大,组装质量差,往往存在着未焊透缺陷。在搪玻璃反应罐的定期检验中,我们对该接头的外表面进行了磁粉探伤检查,结果多次发现裂纹缺陷,裂纹源均为根部的未焊透。
这说明上接环与夹套筒体间环向焊接接头是搪玻璃反应罐的一个薄弱点,特别对于服役时间长的设备更是如此。因此应在规程、标准的范围内想办法提高该接头的焊接质量,具体采取以下措施
(1)为保证焊透,采用不留钝边的坡口型式(见下图)。
(2)采取措施尽可能地减少搪烧次数、降低搪烧温度,以减小上接环的变形,焊前对装配及坡口准备情况进行严格检查。
对上接环与罐体间的角接接头,应尽可能采用较小直径的焊条、较小的焊接线能量进行施焊,以减小焊接和搪烧后上接环的变形,提高上接环与夹套简体间的组对质量。
罐体搬运时应小心防护,避免上接环因挤压、磕碰而变形。
(3)采用氩弧焊打底,焊条电弧焊或埋弧自动焊盖面。焊接规范见下表(母材厚度以8mm为例)。
(4)选派优秀焊工施焊。
(5)焊接时检查人员在场,对焊接工艺参数严格控制。
(6)对该焊缝进行射线探伤抽查。
(7)制定相应的奖罚措施。
我们按上述工艺做了试验,并进行了无损探伤检查,证明只要过程控制严格,措施得当,是能够保证上接环和夹套筒体间焊接接头质量的。
3上,下接环与简体间角接接头的焊接工艺评定方法
HG2432-2001《搪玻璃设备技术条件》6.1.3条规定“上、下接环与简体的焊接接头形式必须按6.1.1及6.1.2进行焊接工艺评定”,过去的做法是仿照上、下接环与简体的焊接接头做一角焊缝试件,然后模拟搪烧过程做相应的热处理,而后剖开试件做宏观金相观察焊缝的焊透情况。由于搪烧过程不会影响焊缝的焊透,所以这种做法并不适宜。
对上、下接环与简体间角接接头的焊接工艺可如下评定:
(1)焊接一对接焊缝试件(I类材料,厚度的适用范围应能覆盖上、下接环及简体的厚度),模拟搪烧过程做相应的热处理,然后,按JB4708-2000《《钢制压力容器焊接工艺评定》的要求进行相应的力学性能检验。
(2)采用上述对接焊缝的焊接工艺施焊一板——板的型式试验件(该试件的坡口形式应与上、下接环与简体间的坡口相同或相似),按JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》的要求做宏观金相,看焊缝根部的焊透情况。
取(1)、(2)两份评定中重要因素、补加因素的相同部分,来编制上、下接环与筒体间角接接头的焊接工艺。
4外协外购件(主要包括人孔、人孔盖.上接环,下接环,高颈法兰,封头,活套法兰,罐卡子等)的质量控制
目前,外协外购件供应单位的生产条件和质量水平参差不齐,有些外协外购件存在一定的质量问题,如外协外购件无产品质量证明书和合格证。有些外购件的拼接焊缝存在无证施焊和不探伤的情况外协外购件的材料无法追踪等,外协外购件的质量问题已经成为提高搪玻璃产品质量的瓶颈。因此,有必要通过压力容器制造单位采取一定的措施,加强外协外购件的质量控制,具体如下:
(l)制造单位应定期对供货单位的质量管理体系、制造条件、焊接及探伤人员的资格等进行评审,合格后才将其列入供方名单。
(2)对于外购件(高颈法兰等),供货单位应提供材料证明书、产品合格证和质量证明书,其内容应符合《压力容器安全技术监察规程))的要求。若外购件存在对接焊缝(如人孔、上接环等),供货单位除应提供材质证明书、产品合格证和质量证明书外,还应提供探伤报告(必要时提供探伤底片)及焊接人员、探伤人员的资格证明。对于外协件,外协单位应提供合格证和质量证明书。
(3)制造单位应做好外协外购件的进厂检验工作。
5加强搪玻璃层的监督检验
过去对搪玻璃设备的监检存在一个误区:搪玻璃压力容器的监检对象不包括搪玻璃层。实际上搪玻璃层是一个影响搪玻璃产品安全质量的关键因素,搪玻璃设备的寿命往往取决于搪玻璃层的质量,所以应加强对搪玻璃层的监督检验。
具体按HG2432-2001((搪玻璃设备技术条件》检查以下内容:
(l)检查搪玻璃釉的质量证明书、使用说明书及定期复验记录。
(2)检查搪烧过程是否符合搪烧工艺规程的要求,是否有相应的见证。
(3)按HG2432-2001《搪玻璃设备技术条件》7.1条的规定检查搪玻璃层的外观质量。按HG/T2637((搪玻璃件几何尺寸检测方法》检测搪玻璃设备的形位公差。并查看制造单位的相关报告。
(4)检查搪玻璃层的物理机械性能及有关记录。
综上所述,只有保证搪玻璃设备生产的每一个环节,尤其是薄弱环节得到有效控制,才能提高其整体制造水平,确保产品质量。