大型压力容器现场组焊监检施工方案

大型压力容器现场组焊监检施工方案

压力检测和产品质量监测（以下简称监测）的实质是对受试产品的质量管理体系的正常运行和受试产品的安全性能进行有效监控和管理。以乍得恩贾梅纳炼油厂压力容器现场组焊监检为例,结合多年的工作经验,谈谈施工方案审查对提高监检工作质量,保证压力容器产品安全性能的重要性。1组焊、焊接、冷却技术乍得恩贾梅纳炼油厂是中国石油建设工程公司承建的海外炼油项目,项目主要含炼油,规模为100×104t/a,由工艺装置、公用工程、储运系统和辅助生产设施等组成,需要现场组焊安装的球罐、塔器、反应器等压力容器近百台;60MW自备电厂。为提高项目可执行效能,加快施工进度,本项目的设计、采购、施工全部采用中国的技术标准和规范。由于运输条件的限制,球罐、塔器、反应器等大型超限设备(尺寸、重量超过运输限制)采用分片、分段发货,到现场进行组焊安装、热处理、耐压试验的方式制造。与厂内制造相比,现场组焊大型压力容器,特别是海外项目,施工条件较差,如工装机具少,固定焊位置多,焊接要求严格,机加依托缺乏,检查检测等人员数量偏少等,增加了施工技术难度,增添了质量控制困难。为保证项目中锅炉压力容器的产品质量和安全运行,受中国石油工程建设公司的邀请,由河南省质量技术监督局下属的河南省化工压力容器检测中心站对本项目涉及的锅炉压力容器产品现场组焊质量进行监督检验。2施工方案的概念《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》规定,受检企业应当向监检单位提供与监检工作有关的锅炉压力容器的设计资料,工艺文件和检验资料,以及焊接工艺评定一览表等。施工方案是工艺文件的核心,是指导现场作业的主要文件。施工方案不仅要具有指令性、基础性、可操作性、企业形象性的特点,而且要更加侧重实施,才能保证设备规范施工、安全施工要求。施工方案的优劣,不仅反映了一个施工单位的技术素质、经验水平,而且对产品质量有着直接的、决定性的影响。监检人员在监检准备阶段,认真审查施工方案,及时发现和纠正施工方案中存在的问题,对确保监检工作质量十分重要。3通过审查计划发现的问题3.1施工方案缺乏新标准施工方案的编制依据主要有:安全技术规范、施工验收规范,国家标准,施工图纸,施工组织设计,质量管理手册、程序文件等等。而且所有的依据必须是现行的、有效的、最新的。有些企业不注重标准的更新,在编制施工方案时,采用已经废止的标准为依据,不能规范的指导施工作业。如某公司编制103单元塔器组对安装施工方案时,没有采用现行的标准GB50461—2008《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》、JB/T4710-2005《钢制塔式设备》,而是采用已废止的标准HGJ211-85《化工塔类设备施工及验收规范》、JB4710-1992《钢制塔式设备》。3.2基础沉降观测施工方案是施工的指导性文件,内容要完整,工序要齐全,检验要求更不能比标准少。如GB50461—2008《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》规定:对在基础上作液压试验且容积大于100m3的设备,液压试验的同时,在充液前、充液1/3、充液2/3、充满液后24h时、放液后,应作基础沉降观测。基础沉降应均匀,不均匀沉降量应符合设计文件的规定。而施工单位编制的103单元塔器(容积213m3,整体吊装就位后做耐压试验)组对安装施工方案中缺少基础沉降观测项目,质量验收要求中也没有设计单位给出的不均匀沉降量指标,耐压试验工艺比标准还简单,没有观测时机及工作步骤的内容,不能指导塔器的耐压试验作业。3.3球罐及球罐焊缝定位焊施工程序体现了施工单位的施工经验和技术水平。合理的施工程序对保证质量,缩短工期,提高经济效益意义很大。如307单元球罐采用无中心柱安装工艺,其程序不合理,结果在第一台2000m3球罐组对完成后,对定位焊焊道进行了PT检测抽查,结果在定位焊焊道上发现整焊道长度的裂纹。分析事件原因:1)施工方案违背了《球形储罐施工及验收规范》“定位焊宜在初焊层的背面”规定的要求。施工单位为了赶工期,在下极中板组对后没安排搭设内部脚手架,进行内部定位焊,而是直接在球罐外侧大焊道上进行定位焊。2)施工单位仅考虑外部定位焊的方便,没有计算清除定位焊的工作量。2000m3球罐主焊缝长度约460m,按照《球形储罐施工及验收规范》的规定:定位焊长度应大于50mm,焊层高度为5～8mm,间距宜为250～300mm的要求,一个球罐至少需要定位焊1800处,定位焊总长度达90m。这么长的定位焊焊道,让焊工在焊接外侧大焊道的同时用砂轮机磨掉是不现实的。《球形储罐施工及验收规范》要求焊缝清根时应清除定位焊的焊缝金属,清根后的坡口形状应一致的要求。为了消除带裂纹的定位焊对焊接质量的不利影响,施工单位又补充制定了两个应急措施并要求严格执行:一是在背面清根时,加大清根深度,达到8mm以上;二是在外部焊道边标出定位焊位置,为焊工焊接时打磨及后续TOFD、UT检测标示重点部位。最终的检测结果虽得到了保证,但仅此一项就造成了近半吨E5515焊条的浪费,也耽误了100多个工时。3.4球罐产品试板制备方案在乍得第一台球罐施工中,施工单位在未报检的情况下,自己把3块球罐试板焊接完毕,致使试板材质、焊材、焊接人员、焊接工艺、施焊过程控制等得不到监检,严重违背《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》的规定。对此,检验单位立即下发了《特种设备监督检验工作意见通知书》,明确表示对该球罐的试板制备不予认可,要求相关程序立即停止。施工单位对质量管理体系在产品试板制备环节严重失控事件非常重视,立即组织召开质量专题会,分析查找问题原因,制定整改措施。拿出了内容详尽、要求明确,节点清晰,可操作性很强的球罐产品试板制备方案。对比原球罐安装施工方案中只有33个字的“球罐产品焊接试板由参焊焊工焊接,是在相同的焊接工艺和相同条件下进行”产品试板制备要求,也就不难理解施工中出现质量失控的原因了。因为施工单位在施工方案中对产品试板制备的质量控制要求比法规、标准还简单,根本没有指导现场施工的可操作性,既使得以控制也是靠个别人的个人素质,不是靠制度管理、靠方案指导来完成的。3.5测量和测量水平度的方法还可能在研发过程中出现误差按《球形储罐施工及验收规范》的规定,球罐赤道带板组装完毕后应对赤道板的赤道线水平度和赤道线最大直径与最小直径之差进行一次检查测量,来控制球罐组装初期的水平度和直径差。在2000m3球罐施工方案中,施工单位没有选择赤道板的赤道线作为水平度测量基准,而以赤道板上边缘外坡口边为基准进行水平度测量。他们认为赤道板上边缘与赤道线距离较小(为860mm),测上边缘结果是一样的,而且测量赤道板上边缘比较方便。据此,现场对2000m3球罐进行检测,经抽测个别赤道板水平误差超标(标准≤2mm),相邻两块板之间的水平误差超标也较多(标准≤3mm)。仔细检查发现个别球壳板上边缘两端和相邻板坡口大小不均匀,造成坡口外边的高度不一。根据图纸,在不考虑机加工误差的情况下,仅按设计外坡口角度允差±5°来计算,20块赤道板之间坡口角度最大允差可达10°,极限坡口边高度差(忽略弧度影响)可达3.2mm。而标准误差值只允许2mm、3mm,所以水平误差超标是制造因素造成的还是组对因素导致的,将难以判断。因此,这种测量方法的有效性较差。提出应按标准规定在每块板上划出赤道线,重新测量水平度,这样测量不但方法合理,而且可以尽量避开因制造因素带来的影响。施工单位修改施工方案按照标准要求划线再次测量水平度,误差超标数比测板的边缘少多了。对个别超标赤道板进行调整和板边修磨,满足了规范要求。4施工方案质量控制综上所述,在压力容器制造监检工作中加强对施工方案的审查,即是安全技术规范的要求,也是