承壓設(shè)備接管鍛件圓鋼無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題研究

袁承春

（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046 ）

眾所周知，鍋爐、壓力容器、壓力管道、核電設(shè)備等承壓設(shè)備接管或管接頭、管件（簡(jiǎn)稱接管）除采用各種規(guī)格和材質(zhì)的無(wú)縫鋼管加工外，經(jīng)常采用鍛件或圓鋼材料加工。其制造質(zhì)量對(duì)承壓設(shè)備長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定地使用具有重要意義。由于承壓設(shè)備設(shè)計(jì)和制造企業(yè)對(duì)相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)條件的學(xué)習(xí)、理解和掌握程度不同，存在著不同的甚至截然相反的意見(jiàn)和認(rèn)識(shí)，影響著承壓設(shè)備的制造質(zhì)量、安全、可靠性。本文通過(guò)對(duì)某承壓設(shè)備制造企業(yè)（簡(jiǎn)稱某企業(yè)）考察和調(diào)研，對(duì)承壓設(shè)備接管設(shè)計(jì)、制造和無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中存在的疑難問(wèn)題進(jìn)行了深入分析、研究和探討，提出合理、可行的改進(jìn)建議。

1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

某企業(yè)設(shè)計(jì)和制造的國(guó)內(nèi)承壓設(shè)備接管常見(jiàn)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 承壓設(shè)備接管最大外徑Do=60 mm、內(nèi)徑Di=20 mm、長(zhǎng)度L=100 mm，根據(jù)產(chǎn)品、原材料、技術(shù)條件要求，設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)方法習(xí)慣等不同，接管可大致分為A、B、C、D、E 五種類型，見(jiàn)表1；《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》是某企業(yè)編制的常用技術(shù)條件，見(jiàn)表2。

2 制造工藝

2.1 接管 A

鍋爐接管鍛件規(guī)格、質(zhì)量、材質(zhì)、形式、種類是多種多樣的。接管A 為15CrMo Ⅲ級(jí)鍛件，按預(yù)留二次加工余量的鍛件采購(gòu)時(shí)，接管A 主要工藝流程：鍛件毛坯復(fù)驗(yàn)合格→粗車(chē)鍛件外圓→UT →車(chē)成→待裝焊。

圖1 承壓設(shè)備接管結(jié)構(gòu)Fig.1 Nozzle form in pressure equipments

表1 承壓設(shè)備接管類型Table 1 Nozzle tapes in pressure equipments

接管A 在二次機(jī)加后沒(méi)有進(jìn)行表面MT。有意見(jiàn)認(rèn)為《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》以及表2 第4 條“交貨狀態(tài)鍛件的外表面及可觸及的內(nèi)表面應(yīng)逐件MT”是鍛件制造廠應(yīng)遵守的采購(gòu)規(guī)程，與某企業(yè)二次加工無(wú)關(guān)；甚至有意見(jiàn)認(rèn)為鍛件在某企業(yè)二次加工后不做表面MT 有利于降低生產(chǎn)成本；也有意見(jiàn)認(rèn)為在帶有二次加工余量的鍛件表面做MT 沒(méi)有意義，應(yīng)當(dāng)在鍛件最終表面做MT。

表2 《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》摘要整理Table 2 Abstract of Technical purchasing regulation for forging

2.2 接管 B

小規(guī)格的接管B 設(shè)計(jì)15CrMo Ⅲ級(jí)鍛件，制造采用15CrMo 圓鋼制造時(shí)，圓鋼毛坯取直徑70 mm、長(zhǎng)度105 mm。接管B 主要工藝流程：圓鋼毛坯復(fù)驗(yàn)合格→鋸切圓鋼→車(chē)成→MT →待裝焊。

接管B 在機(jī)加后沒(méi)有進(jìn)行UT。有意見(jiàn)認(rèn)為符合TSG 0001—2016[2-3]管件經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格要求：只要管件MT 合格就代表管件無(wú)損檢測(cè)合格，無(wú)需再UT。

2.3 接管 C

小規(guī)格的鍋爐接管較少采用圓鋼材料設(shè)計(jì)，接管C 設(shè)計(jì)采用15CrMo 圓鋼時(shí)，圓鋼毛坯取直徑70 mm、長(zhǎng)度105 mm，接管C 主要工藝流程：圓鋼毛坯復(fù)驗(yàn)合格→鋸切圓鋼→車(chē)成→MT →待裝焊。

接管C 在機(jī)加后也沒(méi)有進(jìn)行UT，與接管B 一樣。

2.4 接管 D

壓力容器接管鍛件規(guī)格、質(zhì)量、材質(zhì)、形式、種類是多種多樣的。GB/T 150—2011《壓力容器》是壓力容器設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)的最基本、最低原則要求。除有個(gè)別設(shè)計(jì)圖紙要求鍛件加工后可觸及表面要MT 外，無(wú)論壓力容器設(shè)計(jì)是否還要求按照HG/T 20584—2011《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》，大都規(guī)定鍛件應(yīng)符合NB/T 47008—2017《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》[1]（低溫壓力容器除外）。它規(guī)定了承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法及檢驗(yàn)規(guī)則等。接管D 設(shè)計(jì)采用15CrMo Ⅱ鍛件，當(dāng)按預(yù)留二次加工余量的鍛件采購(gòu)時(shí)，接管D 主要工藝流程：鍛件毛坯復(fù)驗(yàn)合格→車(chē)成→待裝焊。

接管D 在二次加工后沒(méi)有做UT 和MT，有意見(jiàn)認(rèn)為符合《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)鍛件應(yīng)逐件UT。

2.5 接管 E

壓力容器接管E 設(shè)計(jì)采用20 鋼圓鋼材料，無(wú)技術(shù)條件要求。圓鋼毛坯取直徑70 mm、長(zhǎng)度105 mm，接管E 主要工藝流程：圓鋼復(fù)驗(yàn)合格→鋸切圓鋼→車(chē)成→待裝焊。接管E 在機(jī)加后沒(méi)有做UT 和MT。

3 主要問(wèn)題

細(xì)節(jié)決定成敗，本著質(zhì)疑和精益求精、實(shí)事求是的精神，對(duì)承壓設(shè)備接管鍛件或圓鋼在技術(shù)條件、設(shè)計(jì)、制造、無(wú)損檢測(cè)中存在的各種疑難問(wèn)題做深入的分析、研究和探討。

3.1 接管 A

在鍛件制造廠已做MT 的接管A 鍛件，在某企業(yè)二次加工后還應(yīng)做MT，否則在鍛件制造廠要求MT 就沒(méi)有意義?！跺懠少?gòu)技術(shù)條件》是僅適用于鍛件制造廠的鍛件采購(gòu)規(guī)程的說(shuō)法值得商榷。通常鍛件交貨狀態(tài)有兩種：留二次加工余量且需要后續(xù)再加工的、沒(méi)有二次加工余量且需要直接使用的。二次加工后不做MT 會(huì)導(dǎo)致提供給用戶的承壓設(shè)備多個(gè)鍛件表面MT 不一致的狀況。

3.2 接管 B

在一定規(guī)格和條件下，采用圓鋼加工管件可以解決鍛件和無(wú)縫鋼管制造和采購(gòu)難題，方便承壓設(shè)備接管設(shè)計(jì)制造。在學(xué)習(xí)和應(yīng)用《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

（1）鍛件可直接采用圓鋼加工制造，不符合材料代用原則。

（2）不符合《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第2.3.9條碳素鋼空心圓筒形管件外徑不大于160 mm、合金鋼空心圓筒形管件或者管帽類管件外徑不大于114 mm，加工后的管件滿足無(wú)損檢測(cè)合格等條件可以采用軋制或者鍛制圓鋼加工的規(guī)定[2]。

（3）《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》適用于鍋爐高壓加熱器、除氧器（高壓加熱器、除氧器作為電站汽輪機(jī)輔機(jī)，按GB/T 150—2011《壓力容器》設(shè)計(jì)制造）規(guī)定，與部分條款來(lái)源于《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》相矛盾。

（4）按《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》外徑不大于114 mm 合金鋼管件鍛件，滿足無(wú)損檢測(cè)等要求，可直接采用圓鋼加工。而某企業(yè)不具備UT 檢驗(yàn)直徑＜97.5 mm 圓鋼或管件的能力，因此《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》條款難以落實(shí)或符合。

《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程釋義》解釋第2.3.9 條：空心圓筒形管件或者管帽類管件一般也應(yīng)該直接鍛制成型，以保證管件的性能，對(duì)于小規(guī)格的空心圓筒形管件或者管帽類管件，可以在有限制條件的情況下，使用軋制或鍛制圓鋼加工[3]。

實(shí)際制造中可以對(duì)圓鋼加工后的空心圓筒形管件進(jìn)行UT，而不僅局限于對(duì)實(shí)心圓鋼進(jìn)行UT，也同樣可以滿足加工后的管件無(wú)損檢測(cè)合格要求。

UT 是檢驗(yàn)接管內(nèi)部缺陷，MT 是檢驗(yàn)接管表面缺陷，接管只有經(jīng)過(guò)UT 和MT 合格才能表示接管無(wú)損檢測(cè)合格。以一種無(wú)損檢測(cè)合格代表管件無(wú)損檢測(cè)合格，顯然是犯了“以偏概全”的錯(cuò)誤。

其實(shí)，承壓設(shè)備用無(wú)縫鋼管有很多國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除力學(xué)性能和化學(xué)成分等嚴(yán)格檢驗(yàn)外，無(wú)縫鋼管均要求逐根進(jìn)行UT、渦流、漏磁檢測(cè)、液壓試驗(yàn)[4-7]。見(jiàn)表3。采用圓鋼加工管件不做UT，其質(zhì)量和安全可靠性無(wú)法保證。

表3 常用無(wú)縫鋼管?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)例舉Table 3 Standards for seamless steel pipe in common use

3.3 接管 C

接管C 設(shè)計(jì)采用15CrMo 圓鋼材料，雖然避免了“圓鋼直接代替鍛件加工管件”的錯(cuò)誤，然而由于設(shè)計(jì)和制造人員對(duì)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》有關(guān)條款沒(méi)有準(zhǔn)確理解和掌握，以至于接管C 設(shè)計(jì)沒(méi)有技術(shù)條件要求，加工后接管沒(méi)有UT 或MT。在不知道接管C 材料內(nèi)部或表面是否存在裂紋等缺陷的情況下應(yīng)用于鍋爐產(chǎn)品，無(wú)法保證其質(zhì)量和安全可靠性。

3.4 接管 D

接管D 不僅要符合《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》（低溫壓力容器除外）第5.7.1 條：鍛件經(jīng)外觀檢查，應(yīng)無(wú)肉眼可見(jiàn)的裂紋、夾層、折疊、夾渣等有害缺陷[1]。還要參考《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》，見(jiàn)表4[8]。

表4《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》摘要Table 4 Abstract of technical requirements of fabrication for steel chemical vessels

可見(jiàn)，按《壓力容器》設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品，當(dāng)沒(méi)有提及《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》時(shí)，也應(yīng)參考《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》制造。

而且《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》對(duì)壓力容器鍛件有更嚴(yán)、更具體、更全面的技術(shù)要求。接管D 應(yīng)按《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》要求在鍛件粗加工后進(jìn)行UT、精加工后MT。其無(wú)損檢測(cè)的方法、比例、技術(shù)要求等由設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)文件中予以規(guī)定[9]；某企業(yè)在壓力容器制造過(guò)程中應(yīng)當(dāng)有風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和控制意識(shí)和措施，合理地確定制造和檢驗(yàn)工藝[10]。

3.5 接管 E

《壓力容器》對(duì)20 鋼圓鋼制作管件有明確的規(guī)定：《壓力容器第2 部分：材料》第5.1.8 條允許選用直徑不大于50 mm 的10 鋼和20 鋼鋼棒制造接管，接管厚度不大于8 mm，接管無(wú)損檢測(cè)要求在設(shè)計(jì)文件中規(guī)定[11]。除一定規(guī)格和材質(zhì)的不銹鋼管件外，《壓力容器》不允許任何合金鋼圓鋼加工管件。

接管E 設(shè)計(jì)和制造使用的20 鋼圓鋼直徑大于50 mm 且接管厚度大于8 mm，不符合《壓力容器第2 部分：材料》要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

為提高我國(guó)承壓設(shè)備制造質(zhì)量、安全可靠性，對(duì)承壓設(shè)備接管采用鍛件或圓鋼材料設(shè)計(jì)、制造、無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中存在的常見(jiàn)疑難和關(guān)鍵問(wèn)題提出合理、可行的改進(jìn)建議，供國(guó)內(nèi)外同行參考和借鑒。

（1）壓力容器鍛件接管設(shè)計(jì)制造應(yīng)參考《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》要求。

（2）圓鋼接管設(shè)計(jì)制造應(yīng)滿足《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》或《壓力容器》要求。

（3）某企業(yè)應(yīng)全面修改完善《鍛件采購(gòu)技術(shù)條件》，提高對(duì)圓鋼加工后的空心圓筒形管件UT 能力。

（4）國(guó)家有關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)承壓設(shè)備制造監(jiān)管，對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范修改和完善和統(tǒng)一。