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液化石油气钢瓶制造质量控制与监督检验

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高以及民用燃料结构的变化,现在,液化石油气体作为高效清洁的燃料连同盛装气体的钢瓶已进入千家万户。液化石油气又是一种易燃易爆的压缩气体,盛装气体的钢瓶则是一种移动式的压力容器,其安全问题是非常重要的,而保证钢瓶的制造质量是确保钢瓶安全使用的重要前提。
2000年3月国家质量技术监督局发出“质技监局锅发【2000】41号”文件,要求各液化石油气钢瓶制造厂要确保产品质量,要以铁腕抓质量,加强钢瓶产品质量的监督抽查,对钢瓶的重要质量特性项目进行追踪检查,文件同时要求锅炉压力容器检验机构加强对钢瓶制造质量的监督检验。
现根据国家质量技术监督局41号文件的精神,就加强液化石油气钢瓶质量控制和监督检验问题谈些体会。
二.质量控制与产品监督检验
1.质量特性
根据ISO9000《质量管理和质量保证》系列标准,“质量”的定义为“反映实体满足明确和隐含需要的能力的特性总和。”“质量”定义中的“实体”包括产品,同时还泛指实现产品质量的活动和过程及组织。产品质量需要通常可用质量特性来表述或描述,质量特性表现为产品的符合性、适用性、适合性、安全性等。例如,钢瓶的质量可以用GB5842-1996《液化石油气钢瓶》标准中规定的容积、直径、壁厚、主体材料的元素成份和机械性能等参数来描述,或用水压试验、气密试验、爆破试验、焊缝无损探伤等安全性能参数来表述,或用充装介质重量、充装压力、环境温度等适用性参数来表述。产品质量特性有些是明显的,例如钢瓶充装介质的允许重量、钢瓶容积、母材厚度等参数;而有些质量参数具有一定条件才显现出来,例如爆破压力、爆破后的变形膨胀率等质量特性则是隐含的,也就是说只有做了爆破试验后才能测出爆破压力和变形膨胀率,这些参数对钢瓶安全性能有很大的影响,但又不能每只钢瓶都进行爆破试验,只能按1/500的比例进行抽查。
2.质量控制
质量控制是为了达到质量要求而采取的作业技术和活动,质量控制着重于监控质量形成的过程,并排除质量形成各阶段中导致不合格的某些因素。简单地说质量控制就是通过某些工艺方法或手段使质量特性处于受控状态,或者通过控制有关的因素来达到控制质量特性的目的。这些质量因素是人员、机器、材料、工艺方法、作业环境。需要控制的质量特性可能较多,但是控制的重点是关键质量特性或关键工序。例如,钢瓶制造质量关键质量特性有钢瓶主体材料、钢瓶容积、钢瓶热处理、钢瓶主焊缝探伤等。
3.产品质量监督检验
质量监督是由授权的质量监督检验机构,按照有关法规、技术标准,对企业的产品质量按规定的项目进行监督性检验,使产品质量达到标准规定的要求,并促进企业加强质量管理,要求企业严格执行质量标准,保证产品质量,以维持使用者和消费者的权益。从广义上讲,质量监督,不仅要监督产品质量形成的过程,而且还要对企业的质量保证能力和质量保证体系进行监督。从某种意义讲,产品监督检验具有一定的强制性。
液化石油气钢瓶是一种压力容器,根据国务院颁布的《锅炉压力容器安全监察暂行条例》规定,由各级劳动部门(现为质量技术监督部门)的锅炉压力容器安全监察机构对本辖区内的液化石油气瓶制造企业依法实行严格的质量监督和安全监察,授权所在地的锅炉压力容器检验所对钢瓶制造质量按《气瓶安全技术监察规程》、GB5842-1996《液化石油气钢瓶》标准以及《气瓶检验规则》进行监督检验。
三.钢瓶主体材料的质量控制
1.钢瓶主体材料应符合GB5842-1996和GB6653-94标准的要求。
由于钢瓶是一种受压容器,对钢材的机械性能和化学成份有较高的要求,钢瓶制造过程中上、下封头要进行冲压成型,上、下封头之间用焊接方式进行连接,因此,对于钢瓶主体(指筒体、封头等受压元件)材料,必须采用平炉、电炉或吹氧转炉冶炼的镇静钢,要求具有良好的冲压和焊接性能,主体材料应符合GB6653-94《焊接气瓶用钢板》的规定,同时,还要符合GB5842-1996《液化石油气钢瓶》对主体材料化学成份的规定:
碳 0.13~0.19%;硫 不大于0.02%;磷 不大于0.025%;硅 不大于0.10%;锰 0.70~1.60%
主体钢材的名义厚度应符合GB5842-1996标准计算壁厚,并应考虑钢材的负偏差和工艺减薄量。
2.钢瓶主体材料进厂后应堆放于钢瓶板专用仓,其他材料不得堆放在钢瓶板专用仓内,防止混料。
3.钢瓶板进厂后应及时进行理化试验,试验报告经材料责任人签名后交质保工程师审批。
4.钢瓶板进厂后,供应部门应及时提交材质证明书给材料责任人。材料检验后,材料责任人应及时通知锅检所驻厂监检人员确认。
5.钢瓶板的发料、领料、开料要严格按流程卡实行跟踪检验、记录。材料责任人应随时抽查检验结果和所有记录,并报锅检所确认。
6.在钢材冲压过程中,应随时抽查钢瓶主体材料的厚度、宽度及表面质量,如发现材料夹层、尺寸超标、冲压爆裂等质量问题,应将质量问题反馈给钢材供应单位或钢厂,要求钢材供应单位或钢厂处理;当钢材质量损失较大时,应向钢材供应单位或钢厂提出索赔。
四.钢瓶容积质量控制
钢瓶容积对钢瓶的安全使用有重要作用。钢瓶内充装介质时,在工作压力下是液态/气态共存。当环境温度升高,瓶内液态介质会气化而膨胀,如果瓶内容积不够,就会阻止气化自由膨胀而增大压力,当压力升高到某一临界压力时,就有可能引起钢瓶爆炸。因此,钢瓶内应有足够的容积以保证液态气化时不会升高压力。例如,YSP-15型钢瓶,瓶体容积应≥35.5L。
对钢瓶容积控制的方法是:
1.当封头拉伸模具不变时,通过控制上下封头切边高度来控制钢瓶容积。更换封头拉伸模具后,应测量钢瓶水容积,根据水容积测量结果及时调整封头切边高度。
2.平时应经常跟踪抽查封头切边高度,在生产线上随机抽查钢瓶进行容积测量。由于钢瓶容积的测量是根据瓶内水的重量进行核算的,因此,应定期检查电子称的准确性。
五.钢瓶热处理质量控制
钢瓶主体材料在冲剪和封头冲压过程中会产生冷加工硬化,使钢材变脆;上下封头在焊接过程会产生残余应力,钢材焊接过程局部受热而引起晶粒组织粗大,使钢材机械性能下降,因此,在钢瓶焊接完成后,应对钢瓶进行消除应力或细化组织为目的的整体热处理。
钢瓶热处理对钢瓶成型后的稳定性能有重要作用;同时对爆破试验(钢瓶爆破压力、变形膨胀率)和焊缝机械性能有直接影响,对钢瓶以后的安全使用有持久的作用,因此,对钢瓶整体热处理工艺过程应严格控制。钢瓶进行热处理时,要有经过评定合格的热处理工艺,并严格记录。
1.钢瓶热处理应严格执行钢瓶热处理工艺(加热温度和加热时间),除工艺责任人之外,其他人员不得改动热处理工艺参数。
2.当钢瓶主体材料改变或供应来源(即钢厂)改变以后,或钢瓶产品结构改变或外形尺寸更改以后,应重新做钢瓶热处理评定或进行工艺试验,并按改变以后的工艺参数执行。
3.加热炉应有温度计,以显示钢瓶加热温度,温度计应定期校定,以保证温度显示的准确性。
4.凡加热温度达不到规定要求的钢瓶,应重新回炉加热,具体表现为:
(1)中频炉停炉后重新升温,每台中频炉最初加热的1~3只钢瓶,应重新回炉加热;
(2)钢瓶在加热过程中,如因机械故障被中断运转,钢瓶应重新回炉加热。
5.中频炉停炉,待炉内最后一只钢瓶出炉后方可停炉。
6.按每批(500只)钢瓶抽2只,分别进行爆破试验和焊缝机械性能试验,爆破试验和焊缝机械性能试验结果如有不合格项目,应查明原因,及时调整热处理工艺,确保爆破试验和焊缝机械性能合格。
六.钢瓶主环焊缝质量控制
焊接是钢瓶制造的重要工序,对钢瓶质量有重要影响,因此,对焊接过程要进行严格的控制。
1.每种钢瓶应进行焊接工艺评定。当钢瓶主体材料改变或供应来源(即钢厂)以及焊接材料改变以后,或钢瓶产品结构发生变化以后,应重新进行焊接工艺评定。焊接工艺评定应按JB4708-92《压力容器焊接工艺评定》标准进行,焊接工艺评定结果应经制造厂技术总负责人审查批准,并存入工厂技术档案。
2.钢瓶主要焊缝的焊接,应采用自动焊接方法施焊。采用自动焊的目的是为了保证焊缝质量的稳定,因为钢瓶是一种批量生产的产品,只有自动焊才能保持焊缝质量的持续稳定。
3.钢瓶的焊接,必须按照《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格,并持有有效证书的焊工承担,应在钢瓶适当位置打上焊工代号。
4.焊接应在室内进行,相对湿度不得大于90% ,当焊接温度低于0℃时,应在始焊处预热。
5.YSP-10型和YSP-15型钢瓶,按生产顺序每50只抽取1只,对环焊缝进行100%射线照相检验,如不合格,应再抽取2只检验,如仍有1只不合格,则应逐只检验。YSP-50型钢瓶,对于采取局部射线照相检验,应逐只检验。每只应进行不少于纵、环焊缝总长20%的射线照相检验,并包括纵、环焊缝处的交接处。
焊缝射线照相结果,按JB4730-94《压力容器无损检测》标准评定,Ⅲ级为合格。应特别强调的是,制造厂应对未经射线照相检验的焊缝质量同样应达到合格要求。
随着高新技术的发展,目前一种新兴的无损检测技术-X射线数字化实时成象检验已正式应用于钢瓶焊接的无损探伤。1999年5月国家技术监督局批准广东粤海钢瓶厂在液化石油气钢瓶制造过程中全面实施X射线实时成象检测,并代替射线照相检验。由广东粤海钢瓶厂主要负责编制的《气瓶对接焊缝X射线实时成象检测》标准,已由国家质量技术监督局于1999年12月17日批准为国家标准,标准编号为GB17925-1999 。这是我国第一个关于X射线实时成象检测的国家标准,为X射线数字化实时成象检测在其他产品(例如锅炉压力容器、管道……)的应用开创了先河。X射线数字化实时成象检测是基于计算机技术,将检测结果存储在计算机并转存在光盘上,不再需要照相底片保存检验结果,具有快速、准确,成本低廉等优点,检测图象质量可与照相底片相媲美。这项技术在钢瓶制造中应用,标志着钢瓶制造质量检测水平向国际先进水平迈进了一步。
6.焊材二级库应加强焊丝、焊剂的管理,焊剂应按规定要求进行烘焙。焊工下班后应将剩余焊剂回收交回焊材二级库。
7.应加强焊缝外观质量检验,尺寸超标部位应进行修磨。水压试验、气密试验发现焊缝漏水、漏气,应按工艺规定处理。凡补焊过的钢瓶应重新进行热处理。
七.瓶阀质量控制
钢瓶的瓶阀属外购件,应符合GB75122-1998《液化石油气瓶阀门》标准要求。从钢瓶质量反馈信息来看,因瓶阀制造质量问题而引起的漏气事故时有发生,因此,钢瓶制造厂应加强瓶阀采购质量的管理。瓶阀生产厂应取得国家质量技术监督局颁发的瓶阀制造许可证。不得采购经国家有关部门抽查不合格的瓶阀。
八.其他工序的质量控制
其他工序的质量控制,应严格按标准和工艺规定的要求。工厂质保体系应经常对钢瓶制造过程进行工艺检查,发现问题及时处理,确保钢瓶制造质量始终处于受控状态。
九.加强质保体系管理,促进质保体系正常运转
钢瓶制造厂应加强质保体系的管理,钢瓶质保体系中的材料、工艺、焊接、质检、探伤、计量、设备等系统,在质保工程师领导下开展工作;加强厂内外质量反馈信息管理,及时处理各种质量问题,加强与锅检所监检的联系,及时沟通情况,对锅检所提出的监检意见应及时处理,使钢瓶制造质保体系处于正常运转状态。
十.质量控制,预防为主
“预防为主”是质量管理和质量保证的基本原则,质量控制是“预防为主”的具体体现。通过在钢瓶制造过程中的质量控制,目前,广东粤海钢瓶厂的液化石油气钢瓶制造质量项目考核中,关键项目(如材料检验、爆破试验、机械性能试验)达到100% ,焊缝射线探伤一次抽查合格率达92% ,其他考核项目综合合格率达到98.2% ,钢瓶制造过程的质量处于稳定的受控状态。

(2000.5.16,2005.02.07修改)


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