我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系進展（安全）
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我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系進展（安全）
邵珊珊1 賈國棟2謝國山1 王輝1
（1．中國特種設(shè)備檢測研究院北京100029）（2．國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 北京 100088）
摘要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和市場需求的增大，承壓設(shè)備在各行業(yè)廣泛應用，其運行安全一直是人們關(guān)注的焦點。本文介紹了我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系的發(fā)展歷程和框架，以及近十年來在損傷模式、基于風險的檢驗、在線檢測、合于使用評價等方面取得的研究成果和國家標準的研制情況，并指出了在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系建設(shè)下一步的工作重點。
關(guān)鍵詞：在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系 中圖分類號：X924.1
文章編號：1673-257X(2016)06-0009-05 DOI: 10. 3969/j .issn.1673-257X.2016. 06. 002
承壓設(shè)備普遍應用于石油、化工、電力、能源、化肥、冶金、農(nóng)藥、食品、醫(yī)藥等在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重作用的行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，截至2015年底，全國登記在用鍋爐57.92萬臺，壓力容器340.66萬臺，氣瓶13698萬只，壓力管道43.63萬km。由于生產(chǎn)的特殊性，承壓設(shè)備普遍承受著高壓、高溫、低溫、疲勞載荷，盛裝易燃、易爆、有毒或腐蝕介質(zhì)。一旦發(fā)生爆炸或泄漏，往往并發(fā)火災、二次爆炸與中毒等災難性事故，造成嚴重的環(huán)境污染，給社會經(jīng)濟、生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失和危害。因此，建立并完善在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系，對保障承壓設(shè)備的安全運行、保持國民經(jīng)濟快速健康持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。1 在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系發(fā)展歷程
1)初創(chuàng)階段。為了保證承壓設(shè)備的使用安全，我國勞動部最早于1965年和1966年分別頒布了試行的《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》、《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》和《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》，提出應對在用鍋爐、壓力容器、氣瓶等進行定期檢驗和檢修。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和改革的深入，為適應科學技術(shù)進步和實際情況變化的需要，勞動部于1979～1981年期間發(fā)布了上述部門規(guī)章的修訂版。1982年，國務院發(fā)布了（（鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》（國發(fā)[1982] 22號），從行政法規(guī)的層面，明確了對在用鍋爐、壓力容器等實施定期檢驗的要求，為建立我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系奠定了良好的開端。
2)建立階段。針對我國壓力容器、管道普遍存在年久失修、制造質(zhì)量低劣、安全狀況不良等問題，1987年勞動人事部鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局提出了“在役壓力容器檢驗和缺陷處理若干問題的參考意見”，并于1990年頒布了技術(shù)法規(guī)《在用壓力容器檢驗規(guī)程》，初步確立了我國在役承壓設(shè)備定期檢驗的基本技術(shù)路線，即通過檢查和檢測發(fā)現(xiàn)缺陷，根據(jù)缺陷情況評定安全狀況等級，進而確定壓力容器、管道等的定期檢驗周期。此后，分別于2003年和2004年頒布的《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》（試行）、《壓力容器定期檢驗規(guī)則》均沿用了此技術(shù)路線。實踐證明，該技術(shù)路線的提出以及相應的技術(shù)規(guī)范和標準發(fā)布后，我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系已基本建立，該體系在解決我國在二十世紀80～90年代壓力容器、工業(yè)管道等所面臨的量大面廣、制造質(zhì)量不足等歷史遺留問題，保證特種設(shè)備的安全使用等方面發(fā)揮了極大作用。
3)創(chuàng)新發(fā)展階段。隨著制造技術(shù)的發(fā)展和社會需求的增加，承壓設(shè)備逐步向大型化、高參數(shù)化、輕量化等方向發(fā)展；由于石油資源枯竭和加工經(jīng)濟性考慮，我國煉油企業(yè)普遍采用高硫、高酸原油，承壓設(shè)備的運行風險和不可預見因素增加，檢驗難度越來越大，對承壓設(shè)備的安全管理提出了更高要求。與此同時，隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展趨勢，尤其是我國
加入WTO以后，我國石化企業(yè)直接面臨和國外大型石化公司的激烈競爭。為了提高生產(chǎn)效率、降低成本，歐美等發(fā)達國家的大型石化公司，如殼牌、�？松梨�、英國石油公司、雪佛龍等，檢修周期從以往的3年延長至5～8年，甚至更長，而我國普遍是“三年一修”，承壓設(shè)備的長周期運行勢在必行。
為了應對上述問題，本世紀初國內(nèi)有關(guān)高校和科研機構(gòu)將風險評估的理念引入國內(nèi)，在消化和吸收國外先進技術(shù)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上開展基于風險的檢驗( RBI)技術(shù)的國產(chǎn)化研究，取得了多項創(chuàng)新性研究成果。自2003年以來，中國特種設(shè)備檢測研究院、合肥通用機械研究院等科研機構(gòu)和高校在中石化、中石油、中海油、神華所屬企業(yè)的近千套各類煉油、化工、
煤化工裝置上實施了基于風險的檢驗。RBI技術(shù)的成功應用不僅提高了檢驗的針對性和有效性，在保證安全的同時，還能為科學合理的確定檢驗檢修周期提供技術(shù)支撐，保障了成套裝置承壓設(shè)備的長周期安全運行。相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范和強制性國家標準，如2009年頒布的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、2011年發(fā)布實施的GB 150《壓力容器》、2013年頒布的《壓力容器定期檢驗規(guī)則》等，均采納了RBI技術(shù)；與此同時，GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識別》、GB/T 26610（（承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風險的檢驗實施導則》等協(xié)調(diào)標準作為法規(guī)的技術(shù)支撐已逐步發(fā)布實施，我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系得到進一步完善。
2在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系進展
2008年底，國家標準化委員會批準成立了在役承壓設(shè)備標準化分技術(shù)委員會（以下簡稱在役分會），專門從事在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系的研究和重要標準的研制工作。針對我國原有承壓設(shè)備標準體系主要針對設(shè)計和制造階段，涉及在役承壓設(shè)備的使用、檢驗、安全評定、修理改造等環(huán)節(jié)的均是行政規(guī)范，缺少相應的技術(shù)標準予以支撐等情況，通過對
國外在役承壓設(shè)備法規(guī)標準體系的研究和國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范標準及其應用情況的調(diào)研和綜合分析，結(jié)合我國國情，在役分會提出了我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系框圖，如圖1所示。
該體系由兩個模塊組成，模塊一適用于一般性承壓設(shè)備，沿用原有定期檢驗的技術(shù)路線，以相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范和標準為技術(shù)支撐；模塊二適用于大型成套裝置、特殊承壓設(shè)備，涵蓋損傷模式／失效模式、風險評估(RBI)、檢驗檢測和維護、合于使用評價、綜合管理／完整性管理等五個方面的技術(shù)標準。模塊二的建立和重要標準的研制，實現(xiàn)了以風險評估和損傷模式識別為基礎(chǔ)，根據(jù)評估結(jié)果確定檢驗計劃，采用在線檢測和合于使用評價進行缺陷或損傷處理，根據(jù)剩余壽命確定檢驗周期，體現(xiàn)了我國傳統(tǒng)檢驗理念的幾個重大轉(zhuǎn)變，即從工藝無關(guān)到工藝相關(guān)、從單臺設(shè)備到成套裝置建立系統(tǒng)的檢驗策略、從解決先天不足到防患于未然，從檢測缺陷為先到風險和損傷模式識別為先，為保證在役承壓設(shè)備的安全運行，政府安全監(jiān)管改革，理順政府與市場邊界、法規(guī)與標準關(guān)系，強化企業(yè)主體責任等提供了技術(shù)標準支撐。
3相關(guān)科研工作及主要成果
自“七五”以來，在我國國民經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的同時，國家對科研的投入也逐漸增大。特種設(shè)備的科研工作也從“帶缺陷壓力容器安全性評定研究”一個點，逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的與特種設(shè)備事故預防與應急救援技術(shù)體系相關(guān)的診斷評價、檢測監(jiān)測、科學監(jiān)管、節(jié)能降耗、應急救援和法規(guī)標準支撐技術(shù)等6條主線。尤其是“十一五”和“十二五”期間，中國特種設(shè)備檢測研究院、合肥通用機械研究院等科研機構(gòu)、高校、監(jiān)察機構(gòu)、檢驗檢測機構(gòu)和承壓設(shè)備的使用單位等通過國家科技支撐計劃項目的支持，對成套裝置重要設(shè)備失效模式預測、預知檢測與監(jiān)測、損傷模式發(fā)展趨勢預測與缺陷評價、動態(tài)風險評價等關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)、
深入的研究，建立了以“預知檢測”和“動態(tài)風險管理”為技術(shù)核心的大型承壓類成套裝置安全保障技術(shù)方法體系。此外，通過國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）、國家重大科學儀器專項和質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項等項目的研究工作，在埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗及評價，
輸油和輸氣高強鋼管道內(nèi)腐蝕評價，電站鍋爐主要承壓部件風險管理和壽命評估，加氫反應器、醫(yī)用氧艙等典型特殊承壓設(shè)備檢測評價，基于損傷模式的承壓設(shè)備合于使用評價、大型常壓儲罐完整性管理等方面也取得了豐碩的研究成果。上述科研成果已在石油、化工、能源等行業(yè)的大型企業(yè)，如中石油、中石化、中海油、神華等，進行工程示范應用，在保證在役承壓設(shè)備的長周期安全運行的同時，也為完善在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系積累了大量的數(shù)據(jù)和工程實踐經(jīng)驗
4重要技術(shù)標準的研制
截止到2015年底，通過對相關(guān)科研成果的總結(jié)提煉并標準化，在役分會組織了承壓設(shè)備損傷模式識別、風險評估、檢測檢驗和維護、合于使用評價、綜合管理／完整性管理等方面近30項國家標準的制修訂（見表1），為法規(guī)中相應的基本安全要求提供了技術(shù)支撐。其中，核心技術(shù)標準《承壓設(shè)備損傷模式識別》、《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風險的檢驗實施導則》均已發(fā)布實施，《承壓設(shè)備合于使用評價》已完成送審稿。
4.1《承壓設(shè)備損傷模式識別》
該標準考慮承壓設(shè)備材料和服役環(huán)境的相互作用，將損傷模式分為腐蝕減薄、環(huán)境開裂、材質(zhì)劣化、機械損傷四大類，將服役過程中可能發(fā)生的73種損傷按照上述原則歸入相應損傷模式，給出每種損傷的描述及機理、損傷形態(tài)、受影響的材料、主要影響因素、易發(fā)生的裝置或設(shè)備、主要預防措施、檢測或監(jiān)測方法、相關(guān)或伴隨的其他損傷等。該標準在我國首次建立適用于在役承壓設(shè)備損傷模式的統(tǒng)一分類原則和框架，不僅為實施基于風險的檢驗提供了技術(shù)支撐，對承壓設(shè)備的設(shè)計、制造也具有重要的指導意義。
4.2《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風險的檢驗實施導則》
GB/T 26610（（承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風險的檢驗實施導則》系列標準采納了“十一五”和“十二五”國家科技支撐計劃的多項研究成果，如結(jié)合我國國情，對風險可接受準則和檢驗計劃的確定等進行了調(diào)整；在風險的定量分析方法中引入超標缺陷影響系數(shù)；減薄因子（局部減�。┓治霾糠植捎昧藰O限分析理論；建立了適合與我國企業(yè)管理模式相匹配的的管理系統(tǒng)評價方法；根據(jù)我國無損檢測技術(shù)的發(fā)展及應用情況，調(diào)整或增加了部分停機和在線檢測方法的檢驗有效性等。該標準的制定填補了我國在風險評估領(lǐng)域的標準空白，為基于風險的檢驗技術(shù)的應用和推廣提供了依據(jù)。
4.3《承壓設(shè)備合于使用評價》
《承壓設(shè)備合于使用評價》標準主要以服役過程中產(chǎn)生的缺陷或損傷為評價對象，給出了針對腐蝕減薄、臨氫損傷、機械損傷、火災損傷、蠕變損傷和脆性斷裂傾向性評價的技術(shù)路線，在避免不必要的維修帶來的不確定因素對設(shè)備安全運行的影響，減少不必要的更換、停車等造成的經(jīng)濟損失等方面具有重要的作用。該標準和GB/T 19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評定》基本覆蓋了《 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》中出現(xiàn)的缺陷或損傷類型，是為法規(guī)提供技術(shù)支撐的重要協(xié)調(diào)標準。
5在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系展望
經(jīng)歷半個多世紀的歷史進程，我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系已建立并逐步完善，承壓設(shè)備的萬臺事故率也逐年降低。但與工業(yè)發(fā)達國家相比，事故率仍然較高，重特大事故仍有發(fā)生，安全形勢依然嚴峻。因此，不斷完善在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系，對保障承壓設(shè)備的安全運行，實現(xiàn)科學監(jiān)管等具有重要的意義，具體發(fā)展思路如下：
1)進一步理順法規(guī)與標準的關(guān)系。由于法規(guī)的強制性，應只涉及在役承壓設(shè)備本質(zhì)安全的原則規(guī)定，具體技術(shù)細節(jié)均在協(xié)調(diào)標準中提出，這是國內(nèi)外在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系的發(fā)展趨勢。目前，我國已頒布實施的特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范有110余項，其中不乏對在役承壓設(shè)備使用、檢驗、維護等的具體技術(shù)要求。為了進一步完善我國在役承壓設(shè)備法規(guī)標準體系，理順法規(guī)標準的關(guān)系，國家質(zhì)檢總局特設(shè)局已逐步開展安全技術(shù)規(guī)范的修訂和整合優(yōu)化工作，如2016年完成修訂的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》就以理順法規(guī)與標準的關(guān)系為原則，在整合、凝練并進一步明確固定式壓力容器基本安全要求的同時，將介質(zhì)特性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、試驗方法等詳細的技術(shù)內(nèi)容放到相應的協(xié)調(diào)標準（產(chǎn)品標準）中。
2)鼓勵在役承壓設(shè)備檢測評價相關(guān)團體標準的制修訂。以美國為例，承壓設(shè)備相關(guān)技術(shù)標準均由ASME. API等社會組織制修訂，符合要求的標準可由ANSI批準發(fā)布為美國國家標準。由于具有行業(yè)影響力大、協(xié)調(diào)相對容易、與自主核心技術(shù)結(jié)合緊密、標準制定靈活且制修訂周期短等特點，由社會組織制定的團體標準具有較好的先進性、有效性和適用性，更能貼近在役承壓設(shè)備檢測評價的需求。尤其是國家標準不可能對各種類型承壓設(shè)備所有在用環(huán)節(jié)的技術(shù)要求給予詳細的規(guī)定，某些典型的特殊承壓設(shè)備，如超高壓水晶釜、焦炭塔、醫(yī)用氧艙、長管拖車等的檢測評價規(guī)則等更應以團體標準的形式予以體現(xiàn)。在役承壓設(shè)備相關(guān)團體標準的制定，是對國家和行業(yè)標準的有效補充，在有效規(guī)范市場行為的同時，可以提高標準化工作的效率，是進一步完善我國在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系的重要一環(huán)。
3)加快油氣輸送管道相關(guān)法規(guī)標準的制修訂。由于管道輸送油氣優(yōu)勢突出，自改革開放以來，我國不斷加強油氣管網(wǎng)建設(shè)。預計到2020年，全國油氣管網(wǎng)總里程將達到16萬km。目前，大規(guī)模、跨區(qū)域、跨國境的油氣干線管網(wǎng)已經(jīng)遍布全國，油氣輸送管道的安全問題得到越來越多的關(guān)注，但相關(guān)的標準仍十分缺乏。受“11·22”青島輸油管道爆炸事件的影響，我國已加速開展油氣輸送管道安全隱患的整改工作，國務院于2014年底發(fā)文要求盡快制定出臺《石油天然氣管道保護法》相配套的行政法規(guī)和部門規(guī)章，健全油氣管道勘察、設(shè)計、制造、施工、檢驗檢測和報廢等全過程的技術(shù)標準體系。國家標準委也對輸油管道標準體系梳理和急需制定的標準等問題提出了進一步的具體要求。因此，加快油氣輸送管道相關(guān)法規(guī)標準的制修訂是完善在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系的重要任務之一。
4)正確把握科技方向，加大科研工作的投入力度，為協(xié)調(diào)標準的制修訂提供技術(shù)支撐。“十一五”和“十二五”期間，承壓設(shè)備的研究重點為“風險管理”，實現(xiàn)了從“靜態(tài)”到“動態(tài)”的轉(zhuǎn)變。結(jié)合《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)》、 《中國制造2025》和國家重點研發(fā)計劃等規(guī)劃政策， “十三五”期間將圍繞承壓設(shè)備“風險防控”，著重研究嚴苛服役環(huán)境下的組合損傷機理，適用范圍更廣、檢測精度更高的在線監(jiān)檢測技術(shù)及裝備，承壓設(shè)備建造和服役階段的風險防控技術(shù)，超期服役設(shè)備的壽命預測和延壽技術(shù)，宏觀安全風險預警和事故應急處置技術(shù)等�？蒲惺羌夹g(shù)標準的基礎(chǔ)和支撐，只有持續(xù)增加對相關(guān)科研的經(jīng)費和人員投入，不斷提高科研人員的創(chuàng)新意識和能力，加快科研成果的試應用和產(chǎn)業(yè)化，才能為在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系的完善和重要標準的制修訂奠定堅實的基礎(chǔ)，在不斷提升我國相關(guān)技術(shù)標準的質(zhì)量和國際影響力的同時，實現(xiàn)在役承壓設(shè)備檢測評價法規(guī)標準體系建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。
