压力容器设计及工艺控制.ppt

压力容器质量保证体系要素 设计及工艺控制撰稿人 online 山东省特种设备检测研究院培训中心2010年3月 目录 一压力容器设计制造基本管理知识1压力容器设计制造与管理2压力容器设计 制造许可证 市场准入证 制度3压力容器质量保证体系的建立4压力容器制造质资证的认证方法5压力容器制造质量体系的基本要素 二设计控制 一 专业设计单位 或既有压力容器设计又有制造的企业 1压力容器设计系统的控制系统的建立2设计单位条件3压力容器设计控制环节及其要点 二 压力容器制造企业1外来文件的种类2设计控制环节 三 压力容器设计体系应注意的问题1质量保证体系文件的制 修订及新颁布法规标准的实施2高度重视设计条件图 四 材料代用问题1设计者应注意的问题2材料代用程序 五 水压试验的免除问题 三 作业 工艺 控制 一 工艺责任工程师1工艺责任工程师职责2工艺责任工程师应具备的基本素质 二 工艺质量系统的建立与运行1工艺质量系统的建立2工艺质量控制系统正常运行的标志 三 工艺质量控制系统的质量控制1职责范围2工艺控制的主要环节及其控制点3工艺准备质量控制环节 控制点的控制内容4工装设计制造质量控制环节控制点的控制内容 四 工艺质量控制系统程序文件以及质量记录1工艺质量控制系统程序文件2工艺质量控制系统程序质量记录表格 五 相关专业知识1备料2组对3压力试验 六 工艺质量控制案例 一压力容器设计 制造基本知识1压力容器的设计制造与管理1 1受控压力容器1 1 1取得相应受控压力容器设计 制造的企业 方可设计 制造相应资质的受控压力容器 1 1 2容器的设计除符合GB150 1998 钢制压力容器 而外 还应符合 压力容器安全技术监察规程 1 1 3容器的制造 检验和验收除按照GB150 1998 钢制压力容器 而外 还应接受 压力安全技术监察规程 的监督 1 1 4受控压力容器的控制范围 1 1 4 1压力容器本体1 1 4 2除本体而外的其他零部件 1 压力容器与外部管道 或装置 连接焊接连接的第一道环向焊缝的焊接坡口 螺丝连接的第一个螺丝接头 法兰连接的第一个法兰密封面 专用连接件 或管件连接的第一个密封面 2 压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件 3 非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头 4 直接连接在容器上的安全泄放装置 连接在容器上的仪表等附件 1 2非受控容器a 不需要取得压力容器的设计 制造资格即可设计制造 b 容器的设计符合GB150 1998 钢制压力容器 即可 C 容器的制造 检验和验收除符合GB150 1998 钢制压力容器 即可 1 3一般所说的压力容器指受控压力容器2压力容器设计 制造许可证 市场准入证 制度2 1严格贯彻压力容器制造许可证制度中华人民共和国国务院令 第373号 特种设备安全监察条例 第11条 第14条要求 压力容器设计单位 制造单位应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可 方可从事压力容器设计制造活动 制造厂必须建立健全压力容器制造质量保证体系并健康运行 取得相应级别的压力容器制造许可证 按批准的范围生产压力容器 只有首先取得压力容器制造许可证 才能使其生产 管理等各项工作走上正轨置身于相应机构的安全监察下 认真贯彻执行压力容器制造许可证制是从管理体系上规范了容器制造企业的行为 这是确保压力容器制造的根本前提 也是对压力容器制造的最基本的要求 2 2严格执行和遵守各项法规和标准 特种设备安全监察条例 压力容安全技术监察规程 TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 是压力容器制造必须遵循的根本大法 GB150 钢制压力容器 以及以它们为核心又制定了一系列标准 如 GB151 管壳式还热器 GB12337 钢制球形储罐 气瓶安全监察规程 锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 锅炉压力容器压力无损检测人员资格鉴定考核规则 JB4708 钢制压力容器焊接工艺评定 JB4730 钢制压力容器无损检测 JB4744 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验 等 这些法规 标准的严格执行是是防止粗制滥造 确保压力容器制造质量的关键 3压力容器质量保证体系的建立3 1压力容器质量保证体系的建立的依据 3 2 压力容器安全技术监察规程 3 3国质检锅 2003 194号文件 3 4国家质检总局第22号令 3 5TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 在中华人民共和国境内制造 使用的锅炉压力容器 国家实行制造许可制度和产品安全性能强制监督检验制度 在 锅炉压力容器制造许可条件 中明确规定 企业必须建立与锅炉压力容器产品相适应的质量管理体系并保证连续有效运转 TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 也提出了相应的要求 可见 锅炉压力容器制造企业制造资格的取证工作 是执行强制行政许可制度 4压力容器设计制造资质证的认证方法4 1方法国际上有八种质量认证方法 其中最复杂 要求最严的是第五种认证方法 制造许可证 市场准入证 和强制的产品质量监督检验制度 我国正是采用了这一方法 4 1 1许可证 市场准入证 制造 安装企业必须持证 4 1 2产品质量监督检验 监督检验机构的驻厂监检 4 1 3质保体系进行评审 安全监察机构每4年一次的对质保体系评审以及非定期检查是保证持久稳定产品质量的手段4 2评审内容 TSGZ0005 2007 特种设备制造 安装 改造 维修许可鉴定评审细则 5压力容器制造质量体系的基本要素TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 以法规形式明确规定了18项质量保证体系的基本要素 1 管理职责 2 质量保证体系文件 3 文件和记录控制 4 合同控制 5 设计控制 6 材料 零部件控制 7 作业 工艺 控制 8 焊接控制 9 热处理控制 10 无损检测控制 11 理化检验控制 12 检验与试验控制 13 设备和检验与试验装置控制 14 不合格品 项 控制 15 质量改进与服务 16 人员培训 考核及其管理 17 其他过程控制 18 执行特种设备许可制度本人讲课内容 设计控制 以及 作业 工艺 控制 二设计控制 质量的第一步始于设计 设计质量是压力容器制造体系中的重要组成部分 加强设计质量控制与管理 确保设计质量是保证压力容器产品质量的先决条件 设计质量既直接关系到产品生产全过程各质量控制系统的正常运转 也对压力容器产品安全运行带来不可估量的影响 一 专业设计单位 或既有压力容器设计又有制造的企业 1压力容器设计系统的控制系统的建立1 1依据 1 1 1 压力容器安全技术监察规程 1 1 2国质检锅 2003 194号文件 1 1 3TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 1 1 4TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 在 压力容器安全技术监察规程 第28条明确规定 压力容器设计单位资质 设计类别和品种范围的划分 应符合 压力容器设计单位资格管理与监督规则 国家质量监督检验检疫总局2008年1月8日颁布的TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 已替代了 压力管道设计单位资格管理与监督规则 更 压力管道设计单位资格管理与监督规则 在这个管理规则中 明确地规定了 设计单位条件 设计单位资格许可程序以及设计管理与监督等内容 是设计单位建立质量保证体系以及质量保证体系健康运行的纲领性文件 建立质量保证体系必须遵循TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 结合国质检锅 2003 194号文件以及TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 1 2明确设计组织机构有专门的设计机构和场所1 3具备各级设计人员有符合要求的各级设计人员 1 3 1设计单位技术总负责人 1 3 2设计审批 或审定 人员 设计单位设计技术负责人 应具有设计审批人员资格证 1 3 3设计审核人员应具有设计审批人员资格证 1 3 4校核人员1 3 5设计人员1 4设计单位人员数量的要求1 4 1对设计A级 C级 压力容器设计单位 专职设计人员总数一般不得少于10名 其中 A级或C级压力容器审批人员不少于2人 A4级压力容器设计单位 根据其实际工作量 专职设计人员数量可适当降低 1 4 2D级压力容器设计单位专职设计人员总数一般不得少于5名 其中 审批人员不得少于2人 1 4 3SAD级压力容器设计单位专职设计人员除满足A级 C级或D级设计单位的人员要求而外 专职分析设计人员一般不少与3名 专职SAD级压力容器设计审批人员不少于2名 1 5各级设计人员的基本条件详见TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 1 6设计质量保证体系文件的要求1 6 1质量手册 或程序文件 1 6 1 1专业设计单位可按TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 规定的格式编写 压力容器设计质量保证手册 但其中的质量方针 管理体系 管理职能等不能与 压力容器制造质量保证手册 相矛盾 也可将 设计控制 作为整个压力容器制造过程的一个控制要素以程序文件的形式编写 1 6 1 2对于既有压力容器设计又有制造的企业可按TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 规定的格式编写 压力容器设计质量保证手册 分手册 但其中的质量方针 管理体系 管理职能等不能与 压力容器制造质量保证手册 相矛盾 也可完全按照TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 将 设计控制 作为整个压力容器制造过程的一个控制要素以程序文件的形式编写 1 6 1 3无论是专业设计单位还是既有压力容器设计又有制造的企业虽然质量手册的形式不同 但内容必须符合TSGR1001 2008 压力容器压力管道设计许可规则 1 6 2程序性文件 管理制度 1 6 3对于专业设计单位或既有压力容器设计又有制造的单位 程序性文件 管理制度 都应包含下列内容 2设计单位条件2 1设计单位必须具备的基本条件2 1 1有企业法人营业执照或事业单位法人证书 2 1 2由中华人民共和国组织机构代码 2 1 3有与设计范围相适应的设计 审批人员 2 1 3有健全的质量保证体系和程序文件 管理制度 及设计技术规定 2 1 4有与设计范围相适应的安全技术规范 标准 至少有1套正是版本 2 1 5有专门的设计机构和场所 2 1 6有必要的设计装备和设计手段 具有利用计算机进行设计 计算 绘图的能力 利用计算机辅助设计和计算机出图率应到到100 具有在互联网上传递图样和文字所需要的软件和硬件 2 1 7具有一定的设计经验和独立承担设计的能力 3压力容器设计控制环节及其要点3 1设计输入3 1 1审查设计项目是否与压力容器设计许可证批准的项目相符 3 1 2根据本单位产品开发计划或用户设计委托书及设计条件图由有关部门下达设计任务书 新开发的产品任务书须经技术总负责人批准 3 1 3设计技术负责人接受任务书后 应对设计条件进行审查 3 1 4专业负责人应根据工程的特点编制工程设计统一规定 明确工程所在地区的自然条件 非规定性的设计计算方法 设计中使用的原始数据 材料选择的细则 零部件选择的原则 图样中应该统一的表示方法和技术要求的统一规定等等 经设计技术负责人批准后执行 3 2设计过程3 2 1设计人员根据设计条件的要求补充调查 收集有关资料 3 2 2方案设计3 2 2 1设计人员经调查研究 根据设计条件进行方案设计 其内容为设计总图草图 主要材料品种及规格 主要结构的确定 强度计算 产品的制造 检验 验收和试验要求等 3 2 2 2重要产品方案设计须由本单位技术总负责人组织审查 3 2 2 3方案审查方案设计审查应有 可行 局部修改 不可行 等结论性意见 对于须修改的方案设计要提出具体的修改意见 由原设计人员负责修改完善 3 2 3施工图设计1 图样设计方案设计审查通过后 由原设计人员进行施工图设计 且必须采用计算机绘图 并打印出校审的白纸图 2 设计文件编制设计人员编制相应的设计计算书 设计说明书 产品使用说明书和产品技术条件等设计文件 3 校审校 审人员按岗位责任制规定 对设计图样和设计文件进行校审 并做好校审记录 把好质量关 4 标准化审查设计图样和设计文件校核后应经标准化人员按 压力容器设计标准化审查 要求进行审查 5 校审人员认真填写 校审记录 和 设计质量评定卡 对于设计中由争议的问题 可提交上一级设计人员裁决 对已决定的意见 各级设计人员应严格执行 允许在校审记录上说明个人意见 6 各级设计人员在 交审的白纸图 上签字齐全后 由设计人根据该白纸图上标明的需修改处 在计算机上进行修改后 方可打印出硫酸纸图 经各级设计人员复审并按规定签署 3 3设计输出3 3 1按 压力容器设计文件的管理 的规定 将设计图样 含交审的白图纸 和设计文件归档 3 3 2压力容器总图的蓝图应盖有压力容器设计资格印章 3 4设计验证通过出厂测试和样机运行进行设计验证 编制测试报告和运行报告3 5设计文件的修改3 5 1设计文件归档后 未按规定办理批准手续 任何人都无权修改 3 5 2如发现错误而确需修改时 一般应由原设计人员填写 设计更改通知单 并附上修改后的设计文件 需要时 经原校核或审核人员审核 技术负责人批准后发送至有关部门 3 5 3设计文件的修改3 5 3 1当修改内容能够用文字 局部视图在 设计更改通知单 中表达清楚时 可不修改原设计文件 3 5 3 2需要修改设计文件时 按 设备设计文件编制规定 中规定的方法进行 如需修改的设计文件未发送或发送的设计文件已收回时 经批准 可更换原设计文件 同时销毁原设计文件 3 5 4若设计文件修改后 会引起其它专业相应修改时 设备专业负责人应及时通知项目负责人并向有关专业提出 设计文件的更改方法详见 设计文件编制规定 设计文件的修改 3 5 5材料代用1 对制造单位提出的材料代用申请 一般应征得用户的同意后方可处理 2 对制造单位和用户提出的一般材料代用申请 原则上由原设计人员签署意见 经设计室门技术负责人批准 3 对制造单位和用户提出的重要材料代用申请 原则上由原设计人员签署意见 经原校核或审核人员审核 设计室门技术负责人批准 4 设计文件变更修改通知单 的分发应符合要求3 6设计许可 设计文件鉴定 产品型式试验应执行相应的法规 安全技术规范 二 压力容器制造企业必须按照TSGZ0004 2007 特种设备制造 安装 改造 维修质量保证体系基本要求 的内容 编写设计控制程序文件 其内容主要为对外来设计文件的控制等内容 设计文件必须保证正确性和完整性 符合有关法规 规章和标准的规定 保证外来设计文件的有效管理 避免不符合的设计文件投入使用 1外来文件的种类压力容器施工图的来源有两种形式 一种为委托设计 另一种是用户提供的设计 统称外来设计 2设计控制环节2 1设计委托规定2 2外来设计文件审查2 3设计变更 2 4设计文件的管理 3工作程序3 1设计委托规定3 1 1依据与用户签订的合同或技术要求 了解 掌握用户的意图 对设备的要求 工作原理 工作参数 工作环境等 3 1 2画出容器设计条件图并得到用户的确认 3 1 3设计责任师负责选择具有设计资格 设计水平高 社会信誉良好的设单位进行设计 由质保工程师审批后签署设计合同 3 2外来设计文件的审查设计责任工程师负责对外来设计文件进行合法有效性 符合性 完整性的审查 3 2 1合法有效性审查3 2 1 1压力容器的设计单位资质是否具备相应的设计资格 有无压力容器设计资格印章以及设计资格印章是否在有效期之内 3 2 2 2图样所标注的压力容器类别 级别及品种是否符合设计单位的设计许可范围以及是否超越本公司压力容器制造许可的范围 3 2 2 3审查压力容器的类别 级别和品种划分是否符合规定 设计文件所采用的法规 标准是否为现行有效的版本 3 2 2 4对于公司委托的设计 还应审查是否符合设计意图 设计条件图 3 2 2 5设计文件内容及签署是否齐全 3 2 2 6符合性审查 是否符合有关安全技术规范和标准的规定以及设计条件图的要求 1 总图各项参数 2 材料选用和代用 3 设计结构和强度计算 4 技术要求 5 安全附件 3 2 2 7完整性审查总图内容是否完整 零部件图是否齐全 计算书和说明书是否齐全 3 2 2 8图面审查 总图 零部件图各部位尺寸是否一致 视图表达是否清楚 是否符合技术法规 标准 材料表 标准件是否准确 3 2 2 9在图样上对主要 一般受压元件作出明显的标记 3 2 2 10图样审查后要做好图样审查记录 对图样审查中发现的问题要与原计单位联系 3 3设计变更 包括材料代用 3 3 1设计审查和工艺性审图中与焊接和热处理有关的问题还应得到焊接责任工程师 热处理责任工程师的确认 3 3 2对设计文件审查中存在的问题包括工艺性审图发现的问题以及材料代用等由设计责任工程师负责及时与原设计单位联系 由设计单位直接更改或者由设计单位出设计变更单由设计责任工程师依据变更单更改 3 3 3对因本公司或顾客原因造成的设计变更 由设计责任工程师填写 工程联络单 申请变更 经质保工程师审核后 与原设计单位联系 取得原设计单位的设计变更单后按其变更 3 4设计文件管理外来设计文件审查合格后应加盖 审查专用章 以及相关人员签名后下发相关单位使用 存档 三 压力容器设计体系应注意的问题1质量保证体系文件的制 修订及新颁布法规标准的实施 1 1当压力容器法规 标准发生变化 单位组织机构或名称发生变化或法人代表调整后 应考虑质量保证体系文件进行相应章节或换版的制修订 1 2每当新版法规 标准颁 发 布后 首先应及时订购 收集 第二步是组织学习 宣贯 第三步是发布实施文件并适时地对质量体系文件进行制 修订 1 3设计质控系统如何与质保体系溶为一体 1 3 1一个单位只有一个压力容器质保体系 已取得设计资格或申请设计资格许可的压力容器制造单位应建立设计质控系统 与质保体系溶为一体 统一建立质量保证体系文件 也可以压力容器设计质量手册 分册 的形式 1 3 2没有设计资格的压力容器制造单位也要编制压力容器 设计控制 不能以 本单位没有设计资格 为由 省略 1 3 3认真填写各种质量记录如 校审记录 设计质量评定卡标准化审查记录等 1 3 4认真做好一年一度的各级设计人员业务考核 2高度重视设计条件图 设计条件图是设计工作的依据 也是法律仲裁的证据 2 1设计条件的编制设计条件图的来源 一种是由用户直接提供 一种是由设计人员根据技术协议 用户提供的技术信息编制或委托编制 无论哪一种情况 都必须有用户法人或法人代理人的签字以及单位的盖章 2 2认真审查设计条件 内容的完整性 图样与结构尺寸 设计参数是否清楚 准确 齐全 能否满足要求 2 3设计条件的修改与签署委托单位 设计单位均无权单方面修改设计条件 若需要 必须经过双方同意后按照 压力容器设计条件修改书 修改 经双方签字盖章 公章 后生效 2 4设计条件的保存完成设计任务后 设计条件及修改依据应整理归档 保存时间同设计图样 3特别重视设计许可印章的使用与管理 3 1有效设计资格印章所加盖的设计图样适用于全国境内 为确保压力容器安全性能和严格执行设计许可制度的规定 具备设计资格的压力容器制造单位应将设计资格印章与单位法人印章置于同等重要地位 按照用印管理制度 管好印 用好印 3 2凡用于生产 存档 竣工的设计图样应按程序文件 管理制度 的规定 履行用印审批手续 加盖设计资格印章 四 材料代用问题1设计者应注意的问题要详细地论证材料代用的可行性 慎重决定 在已经采用了 以优代劣 原则的情况下 还应考虑如下因素 1 1代用材料的强度级别是否影响到容器类别的划分 1 2代用材料对工作介质的相容性 如应力腐蚀 晶间腐蚀等 1 3代用材料的设计温度下的许用应力是否达到原设计的要求 1 4代用材料是否会产生如改变焊接材料 焊接工艺等 1 5代用材料是否会产生诸如改变热处理状态 无损检测及焊接试板等要求 1 6国外材料的使用选用国外压力容器规范允许使用且国外已有使用实例的材料 其使用范围应符合材料生产国相应规范和标准的规定 具有该材料的质量证明书 2材料代用程序2 1当采购不到与图纸要求相同的材料时 要办理材料代用手续 2 2受压元件材料由材料责任工程师签写 材料代用单 提出申请 工艺责任工程师焊接责任工程师审核后 报原设计单位审批 2 3非受压元件材料代用由供应人员签写 材料代用单 经材料责任工程师 或材料质控负责人 审核 质保工程师批准后生效 2 4材料代用后 还应经工艺 焊接 热处理人员会签 必要时还要对原来的工艺作相应的变更 2 5材料代用后 应使原文件的持有者得到最新版本的材料代用单 及盖章 2 6对于代用的国外材料 企业首次使用时 应先做焊接试验 必要时 进行焊接工艺评定和焊工考试 并对化学成份 力学性能进行复验 满足使用要求后 才能投料制造 技术要求不得低于国内相应材料的技术指标 五 水压试验的免除问题GB150 1998第3 9条规定 对不能按3 8的规定作压力试验的容器 设计单位应提出确保容器安全运行的措施 并在图样上注明 对此条的理解问题集中在两点 什么情况下压力试验可以免除 需要采取哪些措施 1这里所指的是新造容器的耐压试验 包括液压试验和气压试验 压力试验免除事实上仅仅针对那些不可能进行压力试验的现场组焊的大型压力容器 如 催化裂化装置中的有隔热层的大型反应器和再生器 基础不能承受液压试验时水的重量的压力容器等 不能作为一般在制造厂内生产的压力容器不进行压力试验的依据 2压力试验免除相当于减少了压力容器制造过程中的一个检验环节 当然应当采取相应的措施以保证压力容器的安全质量 所采取的措施取决于使用者和设计者对容器的要求一般性的措施如下 1 提高对压力容器材料的要求 化学成分 力学性能和检验要求 2 提高结构设计要求 尽量采用全焊透接头 避免严重的几何不连续 3 提高无损检测的比例和级别 4 提高容器的超压泄放的能力 压力试验是设计中需要重点考虑的问题 是否可以免除以及如何免除也应作为设计工作中的重点问题予以考虑 不应该在设计阶段忽略了应该采取的措施 而在制造完成后免除压力试验 压力容器安全技术监察规程 第30条规定 对不能进行耐压试验和气密试验性试验的 应注明计算厚度 和制造及使用的特殊要求 并应与使用单位协商提出推荐的使用年限和保证安全的措施 因此 在GB150的标准提案中已经明确规定 是否应免除压力试验 应由设计单位技术负责人批准 三 作业 工艺 控制作业 工艺 质量控制是压力容器制造质量保证体系中十分重要的组成部分 要保证压力容器的制造质量就必须建立一个运行合理 控制严格的工艺质量控制体系 通过工艺质量控制体系的正常运转 使压力容器产品的工艺文件得到贯彻执行 同样 需要称职的工艺责任工程师 一 工艺责任工程师1工艺责任工程师职责1 1在质保工程师的领导下 负责工艺质量控制系统的建立和运行 定期向质保工程师汇报工作 1 2参与压力容器制造 质量手册 质量控制程序 作业指导书 等文件的编制和修订工作 1 3负责压力容器制造的工艺性审图 工艺文件的编制 技术交底 制作工艺等质量控制和新工艺应用推广工作 1 4负责审核主要受压零 部件的相关工艺文件 1 5负责对压力容器制造过程中工艺纪律执行情况进行检查 及时处理工艺系统内的技术问题 有权对影响压力容器制造质量的责任人员下达停工令 限期整改 1 6负责组织工艺纪律的检查 考核和评定工作 确保工艺纪律的贯彻实施 1 7参与不合格品的评审 负责组织制订本专业的不合格品的处置方案和纠正 预防措施 并组织实施验证工作 1 8负责对工艺系统人员的业务进行指导 并有权向质保工程师提出培训 调整 奖惩的建议 2工艺责任工程师应具备的基本素质2 1能熟练掌握 正确运用压力容器相关法规 安全技术规范及标准的能力 2 2具有一定的质量体系管理水 平管理经验 还要有压力容器设计 制造 包括焊 热处理质量检验等 方面的专业知识 2 3具有一定的文字写作能够 语言表达能力以及一定的组织协调能力 2 4能正确处理生产中的较大的技术问题 2 5具有一定的事业心和较强的责任心 2 5具备公正 廉洁 科学 严谨的工作作风 二 工艺质量系统的建立与运行1工艺质量系统的建立1 1压力容器制造单位应设置工艺质量管理机构及其职能 1 2任命具备任职条件的工艺责任工程师 明确其职责和权限 1 3明确各级工艺人员的岗位职责 1 4制定工艺质量控制程序 管理制度 明确工艺质量控制系统的质量控制环节 控制点 1 5制定工艺质量控制系统自我完善机制 程序和要求 2工艺质量控制系统正常运行的标志2 1企业的质量方针和目标已被各级工艺人员所熟知 理解 并落实于工艺质量控制系统的系统目标中 2 2制定有完善有效的工艺质量控制系统的质量控制文件 2 2 1所制定的工艺控制程序文件 制度 已包括了工艺文件的编制 发放 更改 审批等内容 2 2 2制定了与本企业生产的压力容器项适应的工艺规程及工艺守则 2 2 3编制了主要受压元件的工艺流程卡和指导作业人员的工艺文件 作业指导书 2 2 4有明确的工艺责任工程师的职责 权限以及各级工艺人员的岗位职责 2 2 5制定了工装设计 制造 管理的有关制度 2 3质量保证手册和工艺管理制度得到了贯彻执行 各项质量控制活动记录齐全 完整 具有可追溯性 2 4进行了工艺质量分析 系统内部质量审核 并有记录 2 5工艺纪律已经严格执行 2 6没有发生因工艺失控而引起的产品质量事故 三 工艺质量控制系统的质量控制对工艺文件的编制 实施 管理以及工艺纪律进行有效的控制 确保压力容器制造质量符合设计文件以及相应技术标准的规定 1职责范围1 1工艺责任工程师负责组织工艺性审图 工艺文件编制的组织 协调工作 对材料代用进行会审 对工艺纪律的执行情况实施监控 1 2车间负责贯彻执行按设计文件 工艺文件 作业指导书及相关标准 1 3质检部负责监督检查车间设计文件 工艺文件 作业指导书及相关标准的执行情况 2工艺控制的主要环节及其控制点 3工艺准备质量控制环节 控制点的控制内容3 1施工图样的工艺性审图内容3 1 1零部件的可加工性 装配尺寸 公差精度的正确 合规性 技术要求的完整 合理 正确性等内容 3 1 2工艺性审图后应在图样上做出标识 a在图样上对主要受压元件 一般受压元件做出明显的标识 其方法为 主要受压元件用 表示 一般受压元件用 表示 标注在图样材料表中相应件号的左边 b图样审核结束后 应在图样上加盖 审图专用章 并由审图人员签名 3 1 3做好图样会审记录 对发现的问题汇总至设计责任师处及时与原设计单位联系解决 3 2工艺方案的编制对于结构复杂制造难度大 采用新技术 新工艺的压力容器以及新产品试制的压力容器应编制工艺方案 其内容如下 3 2 1产品试制 加工要求达到的设计指标以及检测要求 3 2 2生产组织形式 工序和工艺路线安排原则 3 2 3制造工艺规程编制原则及要求 3 2 4质量控制点的设置及其要求 3 2 5必须设计制造或外购的工艺装备 3 2 6关键工艺的解决方案及工艺试验要求 3 2 7主要工艺协作件的要求 3 2 8工艺方案的技术工艺分析 3 2 9工艺准备工作的计划安排 3 2 10工艺方案编制由工艺技术人员编制 工艺责任工程师审核 总工程师批准 3 3工艺文件的编审3 3 1工艺文件的种类产品材料汇总表 材料定额表 工艺方案 工艺流程图 工艺过程卡 通用工艺及守则 工艺卡 排版图 油漆包装卡等 3 3 2工艺文件的编制依据 设计图样 技术协议 图样3 3 3工艺文件编制要求 1 工艺文件必须符合法规 标准 设计文件和需方合同的要求 符合 质量手册 以及工艺管理制度的要求 2 编制工艺文件应结合设计文件及本公司的工序能力的实际情况 3 工艺文件的内容必须完整 可操作性强 4 在工艺文件中应有明确的质量控制和检验要求 合格标准等 3 3 4工艺文件的作用1 材料汇总表 材料定额表 可以了解容器所有零部件的材料 规格 数量和定额 作为领 发料的依据 防止材料误用 2 工艺过程卡 可采用三卡合一 即工艺卡 工艺规程卡 记录卡 汇集了主要受压元件的全部制造工序和检验 验证的程序 记录 提出了各工序操作和检验的要求或所依据的文件编号 按工序随工件流转 是产品制造全过程的履历及质量责任追溯的重要依据 对于主要受压元件 包括高压容器的一般受压元件 要做到 一件一卡 3 3 5工艺文件的编制 审批 发放 修改 回收 作废按 文件控制程序 执行 3 4通用工艺规程 守则 编审3 4 1名词解释1 工艺规程将制造产品或零部件工艺过程和操作方法 通过文件或附图的形式具体地表现出来 他不仅是指导现场操作的重要技术文件 而且也是生产组织等活动的技术依据 2 工艺守则将压力容器带有共性的制造工艺通过剪辑优化组合 形成各自的带有普遍指导意义的通用工艺规则及守则 3 4 2通用工艺规程及工艺守则基本内容 适用范围 材料要求 所需设备及工装 工艺路线 操作方法 质量检验标准以及检验方法 技术安全及注意事项 3 4 3工艺规程及工艺守则编写要完整 统一 清晰以及可操作性强 3 4 4常用的工艺守则 筒体工艺制造守则 封头工艺制造守则 下料 滚圆 焊接 机加工 热处理 组装 压力试验等 3 5材料工艺定额编审3 5 1材料工艺定额的作用在保证产品质量的前提下 尽可能地降低材料消耗 提高材料利用率 同时避免材料混用 误用 3 5 2材料定额的计算1 钢板 钢管材料消耗工艺定额 零部件净重 材料的工艺损耗2 法兰 弯头等管件以及阀门 人孔 手孔 安全阀液位计 螺丝 螺帽等的材料定额按图样中的实际数量计算 3 焊材的消耗定额按实际填充金属除以焊材的利用率 其中 埋弧自动焊焊丝 CO2实心焊丝 氩弧焊实心焊丝为95 CO2空心焊丝 氩弧焊空心焊丝80 手工电弧焊条为55 4 特别注意焊缝返修以后的焊材定额需要增补 4工艺实施质量控制环节控制点的控制内容4 1工序控制4 1 1对于新材料 结构复杂 技术要求高的产品 开工前由工艺工程师负责对操作者进行详细的技术交底 4 2 2操作者熟知工艺文件内容后方可进行作业 在完成本工序作业 自检合格后 在工艺过程卡上签字 由专检员签字后工艺过程卡随实物一起转入下道工序 4 2 3下道工序的操作人员应首先核实上道工序的制造质量和工艺过程卡上检验状态 检验结论 人员的签名 日期等 认可后方可进行本工序的操作 4 2 4严格执行工序监控和测量 4 2工艺纪律及监督4 2 1工艺纪律包括如下内容 1 技术文件的质量产品图样 技术标准 工艺文件等必须准确 完整 齐全统一 对于受压元件 或重要的非受压元件 在工艺文件中应有明确的质量控制和检验要求 合格标准等 2 设备和工艺装备的技术状况应保持符合要求的精度和良好 量具 检具和仪表应在周检期之内 且保持量值统一 精度合格 3 材料 在制品符合工艺要求材料从入库到出库整个过程都要受到控制 当材料需代用时 需办理代用手续 半成品 成品按要求存放 4 操作人员的资质情况操作者应熟悉图样 工艺文件内容 掌握工艺要求 操作要点 检验方法 合格标准 4 2 2工艺纪律监督由工艺人员会同质检人员对工艺纪律的执行情况进行监督检查 其要求如下 1 正确性做到不错检 漏检 2 及时性实行自检 互检和专检 定期组织工艺纪律检查 及时纠正违纪行为 4 3工艺更改4 3 1在生产过程中 若确实需要工艺修改时 应根据 质量手册 和相关规定更改 并履行原来的审批程序 形成新的工艺文件并及时发送的原发送部门执行4 3 2在生产过程中若发生报废质量事故时 应重新按原程序补发工艺过程卡 4 3 3焊接接头返工必须按相关规定制定返工工艺4 3 4材料代用或图样修改应经工艺人员 焊接人员会签 5工装设计制造质量控制环节控制点的控制内容 5 1工装设计任务书按照生产需要及其生产特点编制设计任务书 内容包括 工装应达到的功能 结构要求 选材要求 性能要求 制造 检验标准以及其它技术要求 5 2施工图设计按照设计任务书的要求进行设计 其要求如下 5 2 1必须达到产品制造质量要求的工序能力 5 2 2必须体现先进 合理 实用的原则 5 2 3制造能力和精度必须满足设计要求 5 2 4工装施工图的审批按相关规定执行5 3工装验证工艺装备制造完毕 或外购 后由工艺责任工程师组织工艺技术员 质检人员和设备责任工程师检查验证并作好检查验收记录 合格后方可使用 5 4工装管理5 5工装的控制压力容器制造过程中工装由设计责任工程师负责设计 质保工程师审批 生产部负责安排车间或外协厂家进行制作 工装制作完毕由设计责任工程师负责组织有关人员进行检查验收 必要时要经过计量检定 合格后方可投入使用 并且工装图和相关资料需存档 工装的标识检修和报废由由设备部负责管理5 5 1经检查合格的工装按设备进行管理 设备管理员统一建档管理 5 5 2在用的工艺装备应定期进行检修 检修后 应重新进行检定验证 对于测检修后仍不能满足工艺要求 不能保证产品质量要求的工装应报废更新 四 工艺质量控制系统程序文件以及质量记录1工艺质量控制系统程序文件1 1工艺管理制度1 2生产 工序 管理制度 工艺过程卡的流转 实施 反馈 标识 记录报告等工艺控制 1 3通用工艺规程 守则 1 4工艺纪律管理规定 1 5工装 模具管理规定2工艺质量控制系统程序质量记录表格2 1工艺审图记录2 2零件明细表2 3工艺过程卡2 4工序流转卡2 5排版图2 6其他工艺卡 五 相关专业知识1备料1 1排版图根据容器施工图样 技术标准的要求以及材料规格尺寸而绘制的指导下料组装的图样 是重要的技术文件 1 1 1排版图的内容 1 每张板的下料尺寸以及焊缝的坡口形式 2 筒节板片数量 分布及相邻焊缝间隔距离及接管的开口位置及尺寸 3 各零部件 包括板片 的编号 4 焊缝代号凡是在图中出现的焊缝均应给出代号 作为焊接以及无损检测的标识依据 5 排版图应有标题栏以及材料明细表 其内容应完整 a标题栏内容包括 产品名称 产品图号 产品编号 中性轴展开长度及依据 b材料明细表内容包括 每张钢板的编号 材质及规格6 其他必需说明的技术要求及附注 1 1 2复合钢板展开长度的计算对于复合钢板 按实际中性面计算展开长度 由于复合钢板由基层与复层两种不同力学性能的材料组成 物理性能 导热率和线膨胀系数 不同 结合面存在中间层 它的性质与基层 复层都不一样 因此筒节展开长度计算与均质板不同 复合板在纯弯曲时 中性面是移向靠近强度较高金属的一侧 不锈钢复合钢板卷圆时 中性面向靠近不锈钢复层方向移动 设内壁至中性面的距离为YOYO s1 s2 2 2 ko 22 2Ro ko 2 Ro 2 s1 s2 s1 s2 基层 复层材料的屈服极限 2 复层厚度mm Ro 中性面曲率半径mm Ro D 2 YO 计算时 可近似Ro D 2 ko 复层强化系数一般取210复合钢板筒节理论展开长度 L复 2YO 1 1 3排版图焊缝布置要求1 对压力容器对接焊缝位置的要求a筒节最短一节长度不小于300mm b同一筒节A类焊缝应相互平行 相邻焊缝间的弧长距离 碳素钢 低合金钢不小于500mm 不锈钢不小于300mm c相邻筒节的A类焊缝中心线间外圆弧长以及封头A类接头焊缝中心线与相邻筒节A类接头焊缝中心线间外圆弧长应大于3 s s 钢材厚度 且不小于100mm d容器内件和壳体焊接的焊缝应尽量避开筒节相焊及圆筒与封头相焊接的焊缝 d卧式容器A类焊缝不能位于壳体底部140 角度内 B类焊缝位于支座之外 且支座垫板焊缝与壳体B类焊缝距离应大于50mm 1 1 4容易忽视的问题a当封头上有焊缝时 要特别注意与筒体焊缝的相对位置 距离 在排版时要充分地考虑到 两焊接接头之间的距离应大于3 s s 钢材厚度 且不小于100mm b筒体展开长度计算时 一般情况下应以封头的实际外周长为依据 但要特别注意封头直边增厚 比冲压前增厚 对展开长度的影响 c筒体展开长度应尽量保证封头与筒体的里面平齐 理论上错边量为零 d塔式容器的裙座的展开尺寸及其长度尺寸应以封头的实际尺寸 包括封头的实际厚度 计算 不能按照施工图样尺寸计算e焊缝布置图焊缝编号以及无损检测用的布片图上的焊缝编号应与排版图上的焊缝编号具有同一性 1 2切割1 2 1剪板机注意复合钢板剪切时应将复合层置于上面 1 2 2火焰切割对于Cr Mo钢在火焰切割需要在切割部位进行一些预热 经火焰切割的坡口表面用机械方法去除表面淬硬层 还应进行磁粉或渗透检测 1 3筒体成形对于单层卷焊结构的筒节 一般采用卷制 其优点是连续成型 操作方便 质量易得到保证 按照钢板强度 几何尺寸的以及变形量的不同 可分为冷卷 热卷和温卷1 3 1冷卷a加工硬化金属材料在再结晶温度以下塑性变形时会出现强度和硬度升高 而塑性和韧性降低的现象 叫加工硬化 又称冷作硬化 产生原因是 金属在塑性变形时 晶格发生滑移 出现位错的缠结 使晶粒拉长 破碎和纤维化 金属内部产生了残余应力 加工硬化不仅给后续加工造成困难 更主要的是由于金属材料塑性与韧性的降低会影响产品质量与运行的安全 b冷卷钢板厚度或卷制变形量在卷板机允许的工作范围之内 可直接进行卷板 其优点 形状准确 易于操作 加工减薄量以及伸长量较小 可忽略不计 但是易产生冷作硬化现象 GB150 1998第10 4 2 1条规定 冷成形或中温成形的受压元件 圆筒钢材厚度 s符合下列条件者 应于成形后进行热处理 碳素钢 16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3 其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径Di的2 5 1 3 2温卷钢板厚度或卷制变形量超出了卷板机允许的工作范围之内 可将筒节加热到500 600 然后再进行卷板 也易产生冷做硬化现象 1 3 3热卷钢板厚度或卷制变形量超出了卷板机允许的工作范围之内 可将筒节加热到锻造温度 1000 左右 然后再进行卷板 优点 易于卷制成形 但成本高 不易操作 有一定的减薄量 还应考虑工艺减薄问题 a对于热卷筒节而言 还应注意热成形 加热过程中 是否会引起筒节材料热处理状态的改变 使钢材性能劣化 GB150 199810 4 4规定 当材料供货与使用的热处理状态一致时 则在整个热处理过程中不得破坏供货时的热处理状态 否则应重新进行热处理 恢复性能热处理 b 10 5 4 规定 凡需经热处理达到材料力学性能要求的容器 每台均应做母材热处理试板 以上均属此范围 1 3 4筒节组对注意避免强力组对 以减少拘束力对悍接过程的影响 从而避免焊接时热裂纹的产生 2组对2 1环缝组对2 1 1控制错边量 棱角度的目的无论是错边量还是棱角度的存在 客观上都形成了结构的不连续性 都会形成二次应力以及峰值应力以和附加的弯矩应力 必须严格控制在图样或标准范围之内 尽量减少二次应力 峰值应力 2 1 2控制两焊接接头之间距离的目的GB150 1998种规定 筒体长度应不小于300mm 相邻两筒节A类焊接接头中心线之间的外圆弧长应大于钢板厚度的3倍且不小于100mm 减小应力集中的叠加 2 1 3圆筒与球壳的连接结构正确理解GB150 199810 2 4 3内容 B类焊接接头以及圆筒与球形封头相连的A类焊接接头 当两侧钢板厚度不等时 若薄板厚度不大于10mm 两板厚度差超过3mm 若薄板厚度大于10mm 两板厚度差大于薄板厚度的30 或超过5mm时 均应按图10 8的要求单面或双面削薄边缘 或按同样要求采用堆焊方法将薄板边缘焊成斜面 1 削薄的目的使圆筒与球壳壁厚过渡趋于缓和 以减少两者变形协调引起的二次应力 2 采用任何方式的过渡都必须建立在保证强度或其他性能满足要求的基础之上 筒体或封头任意削薄处 厚度必须满足所在筒体或封头的设计厚度 3 如果将球形封头与圆筒的连接按图2 2 3 1削边是错误的 圆筒承受内压的计算厚度是球形封头计算厚度的一倍 采用削薄的方法虽然能使圆筒与球壳壁厚过渡趋于缓和 减少了两者变形协调引起的二次应力 但削薄部位不能满足圆筒计算厚度的要求 4 因此 对于球壳与圆筒的连接部位 不能简单地采用削薄圆筒的做法 而应局部加厚球壳以达到平缓过渡的要求 具体结构详见下图图2 2 3 2 图2 2 3 3或GB150 1998附录J 2 2 4壳体圆度的控制1 筒节圆度与壳体圆度圆筒形容器的计算是基于壳体的横截面是圆形基础之上的 在制造过程中 不可避免地存在一定的误差 其截面不可能是一个几何圆 而是有一定的不圆度 壳体上的不圆度越大 承压后壳体上实际的应力水平与状态与理论的差异就越大 以往有的标准要求检查筒节的的圆度 筒节的圆度与壳体的圆度是两个不同的概念 二者的作用不同 检查时机亦不同 筒节圆度检查的目的是为了减少错边量 它是在焊完筒节A类焊接接头并校圆后测量 属制造工艺的中间控制环节 控制壳体圆度的目的 是使壳体实际的应力水平与状态和理论计算结果尽量吻合 它应于容器组装完成后测量 属最终产品的质量控制 我国标准正逐步向国外先进标准靠拢 重点关注产品的最终质量 对中间工艺环节不宜多加限制 也即在保证产品质量的前提下 给制造方更多的创新余地 GB150上要求的就是壳体的圆度 2 检查方法及合格指标壳体的圆度 因容器承压方式 内压 外压及真空 的不同 检测方法与合格指标亦不同 a内压容器内压容器主要破坏形式是强度失效 在工作状态时随着内压的逐步升高 壳体会从 不圆 向 圆 的方向调整 圆度偏差对容器应力分布的影响主要表现在升压的初始阶段 当压力接近工作压力时 容器器壁中的应力状态与理论计算值基本一致 也就是说圆度偏差对内压容器危害是不大的 内压容器壳体圆度的合格指标由下述两方面共同控制 一是容器内径的百分比 二是数值 即 壳体同一截面上最大内径与最小内径之差不大于该截面内径的1 且不大于25mm 详见GB150 10 2 4 10 条款 b外压容器外压及真空容器的破坏形式是失稳 在工作状态下 随着外压的升高 壳体不仅不会从 不圆 向 圆 的方向调整 而只会愈加 不圆 直至在外压作用下突然失去原有形状的稳定性 因此 壳体圆度偏差对外压真空容器的危害将大于内压容器 也就是说对外压及真空容器壳体圆度应有更为严格的要求 在GB150问世前 我国压力容器设计标准与制造标准是分开的 当时的主要制造标准 JB741 对外压及真空容器圆度偏差的要求 0 5 Di 比内压容器 1 Di 提高了1倍 GB150在外压与真空容器进行稳定性校核时将长圆筒与短圆筒分开考虑 这时 不管长圆筒还是短圆筒均用同一个指标 0 5 Di 去要求壳体的圆度就不够合理了 GB150规定用样板及查图表的方式检查外压真空容器壳体的圆度 详见GB150 10 2 4 11 条款 2 2 5直线度的控制目的1 减小偏心载荷引起的拉 压 应力以及弯曲应力 2 保证内件安装质量 保证设备的工艺性能 3 检测方法 分别沿壳体圆周0 90 180 270 部位拉 0 5mm细钢丝测量 测量位置距A类接头焊缝中心线的距离不小于100mm 2 2 6组装基准线的确定方法1 方位基准线的确定以筒体底部基准线或分段处端面为基准 将筒体内