推進(jìn)承壓設(shè)備焊后熱處理安全注冊的研究

尹 明，鄭霞財(cái)，赫天君

（浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司，杭州310012）

1 承壓設(shè)備焊后熱處理的特點(diǎn)

1.1 焊后熱處理的方式

（1）整體焊后熱處理可在爐內(nèi)進(jìn)行，也可以把焊接結(jié)構(gòu)本身當(dāng)作熱處理爐，在焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行。（2）分段焊后熱處理的方法是將焊接結(jié)構(gòu)分段焊后加熱，加熱的焊接結(jié)構(gòu)重疊部分≥1 500 mm。非加熱部分的焊接結(jié)構(gòu)還需要及時(shí)采取安全隔熱措施，防止焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的溫度梯度。（3）確定焊接結(jié)構(gòu)的局部焊后熱處理時(shí)均溫范圍、加熱范圍、隔熱范圍參考GB/T30583中相關(guān)要求，必要時(shí)在背面也要進(jìn)行加熱和隔熱[1]。

1.2 焊后熱處理的特性

（1）整體焊后熱處理是焊后熱處理標(biāo)準(zhǔn)中推薦的焊后熱處理方式，整體焊后熱處理節(jié)約時(shí)間、節(jié)約能源，還可以避免產(chǎn)品進(jìn)行二次加熱，減少了二次加熱帶來的殘余應(yīng)力和受熱變形，但設(shè)備的質(zhì)量具有整體性，也就是說好則全好，壞則全壞，操作難度系數(shù)較高。（2）焊后熱處理與其他工藝不盡相同，焊后熱處理需要一次連續(xù)完成，焊后熱處理工序結(jié)束，質(zhì)量則也隨之確定。（3）焊后熱處理在承壓設(shè)備完全成型后進(jìn)行，如果焊后熱處理質(zhì)量出現(xiàn)問題，使得產(chǎn)品需要報(bào)廢，造成的經(jīng)濟(jì)損失比較嚴(yán)重。

1.3 焊后熱處理數(shù)值的檢測

焊后熱處理過程需要控制的指標(biāo)包括焊件的升溫、降溫速度，保溫期間焊件各部位的溫差，保溫的溫度，保溫的時(shí)間等[2]。在進(jìn)行相應(yīng)指標(biāo)測量中，保證焊后熱處理溫度的均勻性及測量的準(zhǔn)確性尤為重要。焊后熱處理的質(zhì)量控制則包括焊件是否出現(xiàn)明顯變形，是否產(chǎn)生裂紋，焊件的殘余應(yīng)力情況，焊件的硬度值，焊件的金相組織情況，焊件的力學(xué)性能等。焊件的變形和裂紋可以通過目視或放大設(shè)備進(jìn)行直接觀察，但焊件的殘余應(yīng)力、硬度值、金相組織、力學(xué)性能等其他值則需依據(jù)其他設(shè)備通過預(yù)先設(shè)定的試樣進(jìn)行測量，試樣與本體的測量結(jié)果相對來說誤差較大，未能完全代表整個焊件的數(shù)值指標(biāo)，存在一定的局限性。

2 焊后熱處理存在的不足

目前，焊后熱處理的實(shí)施工藝規(guī)范文件較少，加熱區(qū)、隔熱區(qū)范圍，測溫點(diǎn)的數(shù)量及布置，絕熱材料的選用及鋪設(shè)厚度，變形量的控制等關(guān)鍵工藝，大多數(shù)企業(yè)依靠的是操作人員的作業(yè)水平、工作經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)豐富的高水平工人進(jìn)行的焊后熱處理質(zhì)量較好，經(jīng)驗(yàn)欠缺的普通操作人員進(jìn)行的焊后熱處理質(zhì)量難以保證。由于一些企業(yè)焊后熱處理方面的知識儲備嚴(yán)重不足，在進(jìn)行焊后熱處理質(zhì)量驗(yàn)收方面無法正確評定產(chǎn)品質(zhì)量，在不清楚殘余應(yīng)力消除程度的情況下，盲目進(jìn)行驗(yàn)收，會給產(chǎn)品質(zhì)量埋下了較大的安全隱患。

2.1 焊后熱處理管理薄弱

承壓設(shè)備在進(jìn)行生產(chǎn)制造過程中，通常有第三方監(jiān)理進(jìn)行駐廠監(jiān)督檢查，由于焊后熱處理涉及的方面較多，需要監(jiān)造人員熟練掌握熱處理工藝、熱處理報(bào)告要求、熱處理過程中控溫、測溫、保溫設(shè)備和材料的相關(guān)知識，對監(jiān)造人員知識儲備要求較高。目前焊后熱處理仍在發(fā)展階段，監(jiān)造人員水平良莠不齊，多數(shù)監(jiān)造人員未能在焊后熱處理過程中給出指導(dǎo)性意見，造成焊后熱處理過程中監(jiān)控力度不夠。承壓設(shè)備往往需要進(jìn)行焊后熱處理，并需出具相應(yīng)的焊后熱處理曲線，作為合格依據(jù)，存檔備查，但設(shè)備監(jiān)造人員、業(yè)主人員對該方面知識欠缺，無法有效評定產(chǎn)品的質(zhì)量，造成焊后熱處理管理薄弱。

某廠生產(chǎn)的管道焊后熱處理裝置，可以保證焊后熱處理的成品率達(dá)到100%，不區(qū)分使用單位，也不區(qū)分作業(yè)人員，是否存在如此高效的加工設(shè)備呢？謎底是制造商在銷售加熱裝置產(chǎn)品同時(shí)，也配套供應(yīng)各種常用材料焊后熱處理曲線圖，由于產(chǎn)品監(jiān)造工程師相關(guān)知識缺失，產(chǎn)品監(jiān)管不到位，使得該款設(shè)備處理的產(chǎn)品十分“高效”，給以后的產(chǎn)品使用留下了極大的安全隱患。必須加強(qiáng)企業(yè)和作業(yè)人員的監(jiān)管力度，減少給社會帶來不必要的安全隱患和財(cái)產(chǎn)損失。

2.2 焊后熱處理資質(zhì)要求缺失

承壓設(shè)備的制造、安裝均需經(jīng)行政許可，獲得相應(yīng)的資質(zhì)認(rèn)證，制造過程中的焊接、無損檢測、防腐等也都需要滿足相應(yīng)的資質(zhì)條件，但焊后熱處理相較而言發(fā)展較晚，對企業(yè)的資質(zhì)要求還不明確，也無限制，對焊后熱處理作業(yè)人員的資質(zhì)、級別也無具體要求。就商務(wù)方面而言，承包合同中也很少對焊后熱處理提出相關(guān)要求，反映建設(shè)單位對該方面要求的缺失。由于對焊后熱處理重視度不足，使得該領(lǐng)域發(fā)展緩慢，相關(guān)的科研、從事人員數(shù)量難以形成規(guī)模。

如某公司用于盛裝液化石油氣的球罐，在使用一年后進(jìn)行開罐檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)球罐內(nèi)部出現(xiàn)大量表面微小裂紋，即使設(shè)計(jì)規(guī)定液化石油氣中硫化氫含量小于10ppm，裂紋依然出現(xiàn)。專家們進(jìn)行討論研究后發(fā)現(xiàn)，病因是承壓球罐焊后熱處理不到位，殘余應(yīng)力消除不徹底。由此可見焊后熱處理人員的專業(yè)程度與產(chǎn)品質(zhì)量是密不可分的，專業(yè)的制造單位與作業(yè)人員尤為重要。

2.3 焊后熱處理設(shè)備不夠規(guī)范

焊后熱處理方式不同，需要的設(shè)備也不同，以整體熱處理為例，常用的設(shè)備為熱處理爐，熱處理爐的相關(guān)參數(shù)將直接影響到產(chǎn)品的焊后熱處理效果。目前，我國還沒有發(fā)行關(guān)于焊后熱處理爐的專用標(biāo)準(zhǔn)，一些企業(yè)在進(jìn)行熱處理工藝時(shí)，直接將普通的加熱爐當(dāng)作焊后熱處理爐使用，還有一些有相關(guān)加熱爐制造經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)使用自制的加熱爐或組裝爐。這些加熱爐雖然也可以進(jìn)行相應(yīng)的熱處理工作，但設(shè)備參數(shù)指標(biāo)難以達(dá)到承壓設(shè)備熱處理相關(guān)要求，熱處理過程中的各項(xiàng)數(shù)值要求也難以保證，焊后熱處理效果較差。

爐外焊后熱處理常用的加熱設(shè)備為燃燒器，由于我國缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制約，大多數(shù)熱處理企業(yè)將承壓設(shè)備焊后熱處理用燃燒器與普通燃燒器通用，由于未進(jìn)行相關(guān)的專項(xiàng)研究，裝置是否可以通用，通用后的裝置能否滿足承壓設(shè)備焊后熱處理的質(zhì)量要求，這些都是難以確定的，需要盡早進(jìn)行相關(guān)規(guī)范。

2.4 焊后熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)未能滿足需求

在承壓設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系中，關(guān)于焊后熱處理的專用標(biāo)準(zhǔn)很少，只有在承壓設(shè)備焊后熱處理規(guī)程中列有相關(guān)內(nèi)容。規(guī)程中介紹了焊后熱處理的方式，規(guī)定了焊后熱處理的條件，焊后熱處理的設(shè)備、材料要求，推薦了熱處理的溫度范圍和保溫時(shí)間，提供了承壓設(shè)備爐外整體焊后熱處理的記錄表范本等，但這些對于當(dāng)下飛速發(fā)展的焊接結(jié)構(gòu)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，仍舊不能滿足一些缺乏焊后熱處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)的工藝指導(dǎo)需求。在焊后熱處理實(shí)踐中，企業(yè)依舊面臨的問題有：（1）整體焊后熱處理（爐內(nèi)加熱、爐外加熱）、分段焊后熱處理、局部焊后熱處理的適用范圍不清晰。（2）焊后熱處理過程中什么規(guī)格型號的加熱、控溫、測溫設(shè)備可以滿足承壓設(shè)備的需求不明確。（3）焊后熱處理工藝文件中所必須包含的內(nèi)容未要求。（4）焊后熱處理產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不夠詳盡等。

圖1為某廠焊后熱處理報(bào)告，該份熱處理報(bào)告中未體現(xiàn)焊后熱處理工藝規(guī)程編號；未明確焊后熱處理具體的加熱方式及輔助裝置；未明確焊后熱處理爐名稱、控溫儀表和測溫儀表（含熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線）名稱及型號；未體現(xiàn)測溫點(diǎn)數(shù)量及布置；未體現(xiàn)焊后熱處理作業(yè)時(shí)間、地點(diǎn)及氣象環(huán)境；未體現(xiàn)熱處理責(zé)任工程師簽字等。國內(nèi)多數(shù)廠家的焊后熱處理報(bào)告與此格式大致相同，由于目前國內(nèi)承壓設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系中相關(guān)要求還不夠詳盡，各制造廠家也無明確格式，只能廠家間相互參考，無規(guī)范性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件作為參考依據(jù)，需要盡快補(bǔ)充、完善焊后熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)范管理。

圖1 某公司焊后熱處理報(bào)告

3 推行承壓設(shè)備焊后熱處理企業(yè)安全注冊的優(yōu)點(diǎn)

3.1 有利于科學(xué)配置相關(guān)資質(zhì)的人員

承壓設(shè)備焊后熱處理企業(yè)安全注冊要求從事承壓設(shè)備焊后熱處理的企業(yè)必須配置以下人員：（1）經(jīng)綜合技術(shù)考核合格的焊后熱處理質(zhì)量保證工程師；（2）經(jīng)加熱設(shè)備操作考核合格的控溫控制系統(tǒng)責(zé)任人員；（3）經(jīng)現(xiàn)場熱電偶布置及確定試驗(yàn)考核合格的測溫控制系統(tǒng)責(zé)任人員；（4）經(jīng)現(xiàn)場熱電偶焊接操作考核合格的電容儲能熱電偶焊接人員；（5）經(jīng)市級以上有關(guān)部門培訓(xùn)考核合格的溫度測量儀表及熱電偶校準(zhǔn)工人。

通過配置以上作業(yè)人員，有利于保證承壓設(shè)備焊后熱處理工藝的順利實(shí)施，提高工藝完成質(zhì)量，有效避免了之前由于人員作業(yè)水平不足、專業(yè)知識缺失導(dǎo)致的類似球罐產(chǎn)品殘余應(yīng)力消除不徹底等相關(guān)質(zhì)量問題。

3.2 有利于規(guī)范本行業(yè)企業(yè)資質(zhì)

從事承壓設(shè)備焊后熱處理的企業(yè)需滿足以下內(nèi)容：（1）具有企業(yè)法人資格，已在當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門注冊登記。（2）具有相應(yīng)的規(guī)模、場地（場所）和組織機(jī)構(gòu)。（3）具有相應(yīng)的焊后熱處理技術(shù)人員、管理人員和操作人員。（4）建立質(zhì)量保證體系，并持續(xù)有效運(yùn)行。（5）具備進(jìn)行焊后熱處理所需的加熱設(shè)施、輔助裝備、檢測溫度系統(tǒng)和自動記錄與調(diào)控系統(tǒng)。（6）具有相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以及相應(yīng)的技術(shù)文件。（7）具有承壓設(shè)備焊后熱處理業(yè)績以及相應(yīng)的檔案資料。

通過對生產(chǎn)企業(yè)相關(guān)資質(zhì)的要求，有利于優(yōu)化企業(yè)的內(nèi)部管理體系，提高企業(yè)人才培養(yǎng)力度和設(shè)備投入力度，避免了一些企業(yè)沿用無資質(zhì)、低水平的作業(yè)人員，也避免了多數(shù)企業(yè)為了節(jié)約成本使用像上述案例中的不正規(guī)的生產(chǎn)設(shè)備以提高生產(chǎn)效率的情況發(fā)生。

3.3 有利于明確資質(zhì)適用范圍

企業(yè)安全注冊適用于如下企業(yè)：（1）專業(yè)從事承壓設(shè)備焊后熱處理的企業(yè)。（2）持有鍋爐、壓力容器和壓力管道制造、安裝、改造、維修許可證的企業(yè)。

資質(zhì)適用范圍的確定方便投資方直觀區(qū)分企業(yè)的生產(chǎn)制造資質(zhì)，有利于杜絕企業(yè)資質(zhì)亂用情況的出現(xiàn)，對從事本行業(yè)的企業(yè)進(jìn)行有效篩選。

3.4 有利于對企業(yè)進(jìn)行有效監(jiān)管

對持有承壓設(shè)備焊后熱處理安全注冊的企業(yè)不定時(shí)進(jìn)行抽查，考察企業(yè)的承壓設(shè)備焊后熱處理質(zhì)量、企業(yè)的質(zhì)量管理體系運(yùn)行情況、人員和設(shè)備的配置情況等，被抽查企業(yè)存在的問題需立即進(jìn)行整改，存在嚴(yán)重質(zhì)量安全隱患的企業(yè)將暫停其資質(zhì)證書使用。若持證企業(yè)由于承壓設(shè)備焊后熱處理發(fā)生了重大質(zhì)量安全事故，將證書私下轉(zhuǎn)讓給其他無證企業(yè)，或企業(yè)在承壓設(shè)備焊后熱處理方面弄虛作假的將進(jìn)行證書注銷等相關(guān)處理。對企業(yè)的抽查有利于不斷完善制造企業(yè)的質(zhì)量體系，例如可以幫助企業(yè)優(yōu)化工藝文件、熱處理報(bào)告文件等，也有利于標(biāo)準(zhǔn)化行業(yè)文件，形成承壓設(shè)備焊后熱處理行業(yè)自身的范本。

4 結(jié)語

承壓設(shè)備焊后熱處理工藝對焊接接頭影響非常大，是整個制造過程中非常重要的環(huán)節(jié)。企業(yè)承壓設(shè)備焊后熱處理安全注冊的實(shí)施，在完善相關(guān)工作的同時(shí)，減少了焊后熱處理實(shí)施中的諸多不足，有利于促進(jìn)國內(nèi)承壓設(shè)備焊后熱處理技術(shù)早日從“感性”層面上升到“理性”層面，使得我國裝備制造業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展又向前邁出了重要一步[3]。