化工设备的监造实践与思考

化工设备在制造时通常采用焊接方法，容易隐藏缺陷。化工设备通常会在设备本体上开孔或接管，即使采用应力分析也不容易做得精确。化工设备使用时不仅承受压力，有的要长期处于高温及腐蚀环境下，还容易因操作失误或反应异常造成超温、超压，最终会导致设备破坏。
为了使化工设备制造单位保证设备制造质量，严把质量关，努力消灭常见性、多发性、重复性质量问题，使产品可能存在的缺陷在制造单位出厂以前得到处理和控制，在重点项目中对关键化工设备派遣代表驻厂监造的方式，对其在制造和生产过程中的工艺流程、制造质量及设备制造单位的质量管理体系进行监督，并督促供方按合同要求交货。

本文根据最近几年某单位已用化工设备质量和监造情况，以压力容器为例就化工设备监造问题浅谈几点看法，希望对以后行业内的化工设备监造工作有所帮助。
1 要把握好化工设备监造的主要依据和标准
   化工设备监造的主要依据和标准应包括设计图样和适用于该设备的国家法规和相关标准（如：TSG 21《压力容器安全技术监察规程》、GB/T150《钢制压力容器》、GB151《管壳式换热器》、JB4710《钢制塔式容器》、JB4730《压力容器无损检测》、各种化工设备用材料、零部件标准等），以及供需双方签订的商务合同、技术附件，供方编制的《质量管理手册》、质量控制程序文件、设备制造工艺文件等。
2 监造大纲和质量关键点的控制
   不同的化工设备有不同的要求，应针对特定的化工设备事先制定监造大纲，对监造频次、进厂时机和监造用技术文件、测量器具进行准备，对监造中的质量关键点和监造要点进行策划。

3 化工设备监造中的质量关键点一般可分为：
a) 审阅点:只需由监造人员查阅供方的检验记录和报告等文件进行事后确认即能满足要求；
b) 检查点:监造人员一般应到场抽查，如焊条烘干、坡口准备、施焊过程及焊后外观检查等工序；
c) 停止点:一般将材料验收、组装成型、压力试验等过程设为停止点，监造人员必须到场验证。
4 工艺文件审查
   监造中应对供方技术人员针对我方设备编制的工艺文件的完整性、合理性进行审查，研究供方的制造工艺及质量保证措施、检测方法和检测时机能否保证产品设计技术要求。
   比如：某公司制造的管壳式换热器，换热管与管板的联接型式要求为“强度焊＋贴胀”，监造人员审查其工艺文件时发现，其中对“胀接”的规定很简单，工艺卡上只有“贴胀”两个字一带而过：既没有对管子、管板硬度差的要求，也没有试胀的要求，更没有胀接操作的具体要求和贴胀的合格标准，距离要求相差甚远。进一步查阅该公司的通用工艺守则，也没有对胀接工艺的更详细规定。后来要求检查换热管和管板的硬度情况，结果换热管硬度比管板硬度还要高，胀管器也不合适，根本胀不上，工人具体进行胀接操作时也只是用胀管器走一遍，这样的工艺文件将无法有效地指导生产，从而不能保证达到设备的设计与使用要求。
   某化工设备厂工艺人员出的压力容器焊接工艺卡上对焊工资格没有要求，具体需要什么水平的人去焊容器的某道焊缝临时由生产班长指定，这样在实际操作中可能会出问题，实际检查时就发现进行管板、接管等处堆焊的焊工没有相应资格。
5 材料质量控制
   要特别注意图纸或技术附件上规定的对某些材料化学成分、力学性能等的复验要求，制造单位是否真正地做到了。

例如，与某厂签订的设备技术附件上要求，对设备筒体用进口材料SA387Gr11Cl2复验时，必须化验Sb（锑）、Sn（锡）、As（砷）元素的含量，监造人员到该厂监造时设备壳体已经组焊完毕，但经审阅有关资料发现Sb、Sn、As元素的成份化验还没有进行，不得不要求其补做。另外，对查出的压力容器受压元件用材料质量证明书上的缺项以及怀疑的地方均应要求制造单位进行补项检验或复验，必要时，可要求对材料的表面质量进行磁粉或渗透检测，对材料的内部质量进行超声检测。
   例如：某厂制造的一批换热器，压力试验老试不住，不锈钢换热管有问题，陪同其采购人员到钢管厂追踪调查时发现，这家钢管厂根本没有《GB13296锅炉热交换器用不锈钢管》标准规定的逐支涡流探伤和超声探伤用的专门设备；没有按批进行化学成份分析、力学性能试验和扩口、压扁等工艺性能试验以及晶粒度检查；热处理装置上没有温控仪表，热处理温度由操作工凭经验掌握。设备制造单位为了降低成本，往往采购一些质低价次的材料，由于好多材料的内在质量单靠肉眼是看不出来的，加之好多材料供方也经常利用买方和卖方之间的“信息不对称”而欺骗用户，在化工设备监造过程中，抽查我们“供方的供方”的质量管理与控制状况很有必要。
6 焊接与热处理控制
   化工设备监造时在焊接与热处理方面需要做的工作应包括：按有关标准规定对制造单位焊接工艺评定的情况进行审查和追踪；经常性地在现场抽查焊材的烘干、保温和发放情况、焊缝坡口和焊缝外观质量、焊工持证情况；特别注意不合格焊缝的返修过程；对热处理时机、热处理温控范围、热处理温控仪表校准情况、热处理曲线进行检查和审阅；对热处理后产品焊接试板的力学性能报告与热处理前后的无损检测、硬度进行抽查。
   例如：在对某厂进行一批换热设备监造时，向其提出抽查几个已经用于我们设备上的焊接工艺评定报告及相关可追踪性资料时，该厂说工艺评定已做但报告等资料还没有完成；同日提出抽查几台将完工设备的产品焊接试板报告及相关可追踪性资料时，对方说试板的力学、工艺性能试验还没有做完，这种单位的质量管理情况非常令人担忧。
   例如：某单位给做的中压蒸汽发生器，设备锥体对接环缝焊后发现有严重超标的错边，经指出后该单位拟只简单地采取局部修磨、补焊处理，经监造人员进一步交涉，该单位最终同意焊补部位补焊后磁粉探伤（MT）检测，然后进行热处理。 
   例如：某单位做的冷交换器，设备热处理后发现支座垫板与筒体的角焊缝有几处裂纹，设备整体热处理后壳程打压时又发现有38根换热管漏，对这些待返修焊缝的热处理应该提请制造单位做出适当的安排。
7 无损检测
   对于化工设备用材料、设备上焊接接头的无损检测，除了按有关标准对其无损检测方法、检测设备、X胶片等进行常规检查外，应把设备图样或技术附件上规定的100％射线检测后附加一定比例的超声检测、针对于容易出现再热裂纹倾向材料的热处理后无损检测以及可能会出现延迟裂纹的焊接接头的无损检测作为监造的重点，对返修和扩探部位以及可能影响制造进度的无损检测应特别注意，除了审阅无损检测报告外，更有必要做的是要检查无损检测人员出的原始记录、X射线底片。
   例如：某厂制造了的设备，监造人员检查时发现，其中一台设备的对接焊缝坡口要求探伤，该厂由于怕麻烦，未经设计同意欲用PT代替原定的MT，PT只能检测出表面张口缺陷，而MT则可检测出表面及近表层的张口与未张口缺陷，在监造人员的坚持下，该厂不得不按原设计的无损检测要求进行了焊缝坡口探伤。监造人员审阅一台设备的管板堆焊层渗透检测原始记录时发现，记有“渗透II不合格18/2-04”和“已成形无法做 04.4.3”字样，但渗透检测报告上却为“JB4730 I级合格2014年2月18日”，当监造人员向其质疑时，他们只好承认从中作了假。
8 压力试验
   监造人员应对压力试验的试验压力、试验温度、保压时间、试验程序、试验用压力表进行现场检查和确认，并对试验结果进行评价。对主体材料抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的压力容器，液压或气压试验后，表面应经无损检测抽查无裂纹才可判定为合格。带有膨胀节的压力容器，应注意压力试验前后对膨胀节紧固螺栓的要求与实际处理。
   对于需做气密性试验的压力容器，应按设计图样的规定对设备主体、接合面或补强圈的气密性试验结果进行现场检查认可。规定用氨进行检漏时，应符合HG20584《钢制化工容器制造技术要求》、HG/T 3176《尿素高压设备制造检验方法 尿素高压设备氨渗漏试验方法》等相应标准的规定。
9 检验控制
   应按有关法规、标准和设计图样、工艺文件、和设备监造大纲等的要求对化工设备制造的检验内容、检验方法、检验用计量器具进行抽查，对设备冷热加工成型后的整体结构、几何尺寸、接管位置、安装尺寸、零部件和安全附件以及内外防腐等外观质量进行全面检查。某厂制造的水冷器设备为U型管式换热器，管束中间有旁路挡板需事先焊好后才可穿换热管，该厂操作人员穿换热管时没注意到还有旁路挡板就穿换热管了，幸亏监造人员发现得及时，否则将会造成返工并严重影响设备制造工期；锅炉给水预热器设备筒体与管束装配前检查时发现，用不锈钢复合钢板制作的筒体内壁有多处锈蚀（特别是焊缝处），酸洗钝化效果较差，不得不要求其重新对筒体内壁进行酸洗钝化。
   因为化工设备上各处结构多数为铆焊成形而非机加工成形，误差比较大，对于需要待设备安装好后方可组装内件的化工设备，在严格控制内件与设备上相应装配尺寸的基础上，很有必要将内件与设备在设备制造单位进行预、试组装――这一点应事先在合同技术附件中写明并由驻厂监造人员具体落实，某公司在大氮肥工程上有过这方面的教训：氨合成塔内件、变换炉栅板、净化吸收塔塔盘等到现场正式装配时因装不下去而必须临时修整，耽搁了一定的工期。
10 出厂文件
   对于将来要提交给用户的化工设备出厂文件，应按TSG 21《压力容器安全技术监察规程》、GB/T150《钢制压力容器》、JB4710《钢制塔式容器》等标准以及设计图样、合同技术附件的规定进行审查，重点审查其完整性及与实际的一致性，对发现的遗漏的地方应请供方补充完善，对发现的错误的地方应督促供方改正。好多单位出的化工设备竣工图，只有装配图，没有零部件图，这样非常不利于公司将来的设备管理，这同样需在合同技术附件中提出要求然后由监造人员按要求对其审查。
11 相关思考
   化工设备监造除了应从以上几方面着手外，还应注意以下几点：
a)监造人员不应由采购部门派出，不应仅仅代表采购部门去催进度，应由公司综合技术管理部门派出并代表公司的总体利益去工作。
b)设备监造人员除了要有一定的设备基础，要好学、能学、认真、自重外，最好有化工设备制造技术、质量管理经历。
c)应规定监造人员的职责和权限，哪些情况有权自主处理，哪些情况必须上报、上报给谁，是否需要中间或阶段报告。