薛小龍 湯曉英 姚建平 左延田

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院)

設(shè)備檢驗(yàn)

API壓力容器定期檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的比較*

薛小龍*湯曉英 姚建平 左延田

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院)

詳細(xì)介紹了API在用壓力容器檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容，簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并從多個(gè)角度對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，指出了我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不足之處，并提出對(duì)我國(guó)檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)修訂的建議。

API標(biāo)準(zhǔn) 在用壓力容器 定期檢驗(yàn)

Abstract: API inspection standards of in-service pressure vessels were presented.The standards of China were presented briefly.The regulation of periodic inspection was compared with that of China standards through several aspects.Some deficiency of our standards was pointed out.Some advice for the development of inspection technology and standard revision were brought forward.

Key words: APIstandards;In-service pressure vessels;Periodic inspection

0 前言

壓力容器是應(yīng)用廣泛的特種設(shè)備，世界各國(guó)對(duì)其各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)都制訂了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以保證其安全可靠運(yùn)行。壓力容器投入使用后，須定期監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除安全隱患。我國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)始普遍實(shí)行在用壓力容器定期檢驗(yàn)，現(xiàn)行定期檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要有 《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》、 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等。美國(guó)石油學(xué)會(huì)（American Petroleum Institute， API） 標(biāo)準(zhǔn)形成了涉及石油化工全過(guò)程的龐大體系，是國(guó)際上比較先進(jìn)的檢驗(yàn)規(guī)范[1]，對(duì)其定期檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)分析研究，這對(duì)于我國(guó)大型石油、化工裝置中壓力容器的檢驗(yàn)以及其他壓力容器的檢驗(yàn)具有借鑒意義。

1 API在用壓力容器檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

由于石油行業(yè)的壓力容器大多屬成套裝置設(shè)備，故安全性檢驗(yàn)主要從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮。API標(biāo)準(zhǔn)涉及的檢驗(yàn)技術(shù)包括常規(guī)的內(nèi)外部檢驗(yàn)和基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)。

1.1 API 510壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范：在用檢驗(yàn)、定級(jí)、修理和改造

API 510[2]于1958年首次出版，目前最新版是2006年的第9版，其最初是計(jì)劃用于石油工業(yè)的壓力容器，特別是盛裝氣態(tài)和液態(tài)烴類(lèi)的容器，但實(shí)際上被公認(rèn)為適用于大多數(shù)行業(yè)的壓力容器。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓力容器及其泄壓裝置的在用檢驗(yàn)、修理、改造和再定級(jí)工作，適用于所有在用煉油和化工工藝容器。

API 510的內(nèi)容包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、檢驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)、檢驗(yàn)檢測(cè)及壓力試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)周期及范圍、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)估分析和記錄、修理改造和再定級(jí)、另一規(guī)則等，附錄B還規(guī)定了對(duì)檢驗(yàn)員的資質(zhì)認(rèn)證要求。

該標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)在于檢驗(yàn)檢測(cè)及壓力試驗(yàn)部分，這是在用容器檢驗(yàn)的關(guān)鍵內(nèi)容，包括檢驗(yàn)計(jì)劃、基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn) （RBI）、檢驗(yàn)準(zhǔn)備、劣化和失效模式、檢驗(yàn)和監(jiān)督的一般類(lèi)型、狀況監(jiān)測(cè)點(diǎn)、狀況監(jiān)測(cè)方法、壓力試驗(yàn)、材料驗(yàn)證和可追溯性、焊接接頭的檢驗(yàn)、法蘭接頭的檢驗(yàn)等。

ASME標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)新制造的壓力容器的，也可用于在用容器的檢驗(yàn)、再定級(jí)、修理和改造。但對(duì)于在用容器，如果其內(nèi)容與API 510有沖突，則優(yōu)先采用API510。

1.2 APIRP572壓力容器檢驗(yàn)(塔、圓筒、反應(yīng)器、換熱器和冷凝器)

APIRP572[3]目前最新版是2009年的第3版，其包括對(duì)不同類(lèi)型壓力容器的描述及其建造和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)如劣化機(jī)理及其檢驗(yàn)方法等內(nèi)容作了詳細(xì)介紹，并強(qiáng)調(diào)安全操作。內(nèi)容包括范圍、引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、壓力容器的類(lèi)型、建造標(biāo)準(zhǔn)、維護(hù)檢驗(yàn)、檢驗(yàn)?zāi)康?、劣化機(jī)理、檢驗(yàn)頻次和時(shí)間、檢驗(yàn)方法和限定條件、修理方法、記錄和報(bào)告等內(nèi)容。

該標(biāo)準(zhǔn)闡述了諸多常見(jiàn)的劣化機(jī)理、缺陷形式、易發(fā)生部位及檢測(cè)方法等實(shí)用性較強(qiáng)的內(nèi)容，基本滿足了石油行業(yè)的使用需求。表1為常見(jiàn)的劣化機(jī)理及其檢驗(yàn)方法。

此外，不合格材料、焊接質(zhì)量差、熱處理不當(dāng)、尺寸偏差、組裝不正確、選材不當(dāng)?shù)纫部赡芤鹪O(shè)備的劣化。

表1 常見(jiàn)的劣化機(jī)理及其檢驗(yàn)方法

API還有一些針對(duì)在用壓力容器檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，如APIRP580《基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)推薦方法》[4]、API 581《基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)基礎(chǔ)資源文件》[5]、API RP579《合于使用評(píng)價(jià)推薦方法》[6]等，已經(jīng)形成了從風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估到定期檢驗(yàn)再到合于使用評(píng)價(jià)的技術(shù)體系。

2 我國(guó)定期檢驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

壓力容器應(yīng)用廣泛，與生產(chǎn)生活關(guān)系密切，許多行業(yè)都制定了壓力容器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前主要依據(jù)TSG R 7001—2004《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》進(jìn)行在用壓力容器的檢驗(yàn)。另外，石油行業(yè)也制訂了諸多標(biāo)準(zhǔn)，主要有SY/T 6507—2000《壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范——維護(hù)、定級(jí)、修理和改造》，該標(biāo)準(zhǔn)參照API510。

2.1 TSG R 7001—2004壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則

TSG R 7001—2004根據(jù)1999年版的 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等的規(guī)定而制定，包括總則、年度檢查、全面檢驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、安全狀況等級(jí)評(píng)定、附則等6個(gè)正文部分和3個(gè)附件，其后又頒布了3份修改單，對(duì)規(guī)范定期檢驗(yàn)工作、保證定期檢驗(yàn)工作的質(zhì)量起到了巨大的作用。目前該規(guī)范正在修訂中，已形成征求意見(jiàn)稿并廣泛征求意見(jiàn)，新規(guī)則依據(jù)相關(guān)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定而修訂。由于近年來(lái)相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范的變化較大，且隨著壓力容器定期檢驗(yàn)技術(shù)和理念的不斷成熟，考慮與相關(guān)技術(shù)文件的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，新規(guī)則作出了較大的更改，如取消了定期檢驗(yàn)中耐壓試驗(yàn)的硬性規(guī)定，取消了年度檢查的內(nèi)容，引入了基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn) （RBI） 技術(shù)等。

2.2 TSG R 0004—2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

TSG R 0004—2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 （以下簡(jiǎn)稱 《固容規(guī)》）是從 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 （以下簡(jiǎn)稱 《舊容規(guī)》）轉(zhuǎn)化而來(lái)的，于2009年12月1日實(shí)施。在第7章提出了定期檢驗(yàn)的基本要求，但并不涉及具體技術(shù)細(xì)節(jié)。

《固容規(guī)》與 《舊容規(guī)》相比，其變化較大，與近年來(lái)發(fā)布的一些技術(shù)文件相協(xié)調(diào)，主要包括報(bào)檢、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)與人員、定期檢驗(yàn)周期、定期檢驗(yàn)的內(nèi)容、耐壓試驗(yàn)、特殊情況的處理、合于使用評(píng)價(jià)、基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)等內(nèi)容，主要規(guī)定了原則性要求，而對(duì)于定期檢驗(yàn)的具體細(xì)節(jié)，則在 《檢規(guī)》中詳細(xì)規(guī)定。其與 《舊容規(guī)》對(duì)定期檢驗(yàn)的區(qū)別主要在于取消了每?jī)纱螜z驗(yàn)周期進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的硬性規(guī)定，將年度檢查的內(nèi)容劃為使用單位的職責(zé)，引入RBI等。

2.3 SY/T 6507—2000壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范

SY/T 6507—2000《壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范——維護(hù)、定級(jí)、修理和改造》標(biāo)準(zhǔn)，是根據(jù)API RP510-1997(第8版)的內(nèi)容按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化的要求編寫(xiě)而成的，其技術(shù)內(nèi)容與原標(biāo)準(zhǔn)等效。該標(biāo)準(zhǔn)的目的是推薦API的某些作法及程序，既可為我國(guó)檢測(cè)行業(yè)參考，改善我國(guó)的一些作法，也可為涉外生產(chǎn)提供依據(jù)。

2.4 SY/T 6552—2003石油工業(yè)在用壓力容器檢驗(yàn)的推薦作法

該標(biāo)準(zhǔn)考慮我國(guó)國(guó)情，修改采用了API RP572-1992（第1版），適用于石油工業(yè)在用壓力容器的檢驗(yàn)，包括對(duì)不同類(lèi)型壓力容器的說(shuō)明及其制造和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明，同時(shí)還論述了檢驗(yàn)的目的、劣化的原因、檢驗(yàn)周期及方式、修理方法以及檢驗(yàn)記錄和報(bào)告的格式。除部分引用文件修改為我國(guó)已出版的標(biāo)準(zhǔn)外，其余內(nèi)容與原API標(biāo)準(zhǔn)基本一致。

3 比較分析

將API壓力容器檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的主要內(nèi)容進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)存在較大的差異。由于SY/T 6507等效采用了APIRP510，其內(nèi)容差別不大，故僅將API 510與TSG R7001和TSG R0004進(jìn)行比較分析，其主要差異見(jiàn)表2。

從表2的比較中可以看出，我國(guó)的壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范覆蓋面更廣，但對(duì)于大型成套裝置尚未建立起科學(xué)完善的系列規(guī)范。

API定期檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于檢驗(yàn)周期的規(guī)定更為靈活，允許采用運(yùn)行中檢驗(yàn)代替定期檢驗(yàn)，在保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行的同時(shí)，還促進(jìn)了檢驗(yàn)檢測(cè)新技術(shù)的發(fā)展。

API基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而我國(guó)尚處于發(fā)展初期，正在探索適合我國(guó)國(guó)情的RBI技術(shù)，盡管已開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)RBI軟件，但相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未形成。

API的檢驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以設(shè)定一些固定的狀況監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于對(duì)壓力容器進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，歷次監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的可比性。而我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)此類(lèi)規(guī)定。

我國(guó)尚未明確檢驗(yàn)周期與設(shè)備壽命的關(guān)系，在設(shè)備的損傷評(píng)價(jià)、壽命預(yù)測(cè)等方面仍有大量工作待做。

表2 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)定期檢驗(yàn)的規(guī)定

另外，API標(biāo)準(zhǔn)平均每5年修訂一次，而我國(guó)尚未形成制度化的修訂周期，阻礙了一些新技術(shù)、新應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓發(fā)展。

4 小結(jié)

API標(biāo)準(zhǔn)在制訂之初主要針對(duì)石油行業(yè)，但在美國(guó)及其海外公司的多數(shù)行業(yè)仍按此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行在用容器的檢驗(yàn)。我國(guó)的壓力容器定期檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)雖然覆蓋面更廣，但在許多技術(shù)細(xì)節(jié)方面有待改進(jìn)。

同樣是在用容器檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，API標(biāo)準(zhǔn)有諸多值得我們學(xué)習(xí)借鑒的地方。如定期修訂，及時(shí)吸收最新研究成果；再如狀況監(jiān)測(cè)、強(qiáng)調(diào)基于失效機(jī)理和模式制定檢驗(yàn)計(jì)劃、基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)等，在今后的標(biāo)準(zhǔn)修訂中宜充分借鑒以上內(nèi)容。

API已對(duì)在用壓力容器的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、損傷模式進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究，并在其標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)。我國(guó)亦應(yīng)建立符合國(guó)情的壓力容器失效基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，從壓力容器的各個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)價(jià)技術(shù)研究，進(jìn)一步確保壓力容器的安全運(yùn)行。

[1]陳鋼，賈國(guó)棟，謝鐵軍，等.關(guān)于完善我國(guó)壓力容器壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)范體系的思考 [A].第一次全國(guó)工程風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 [C].2006：32-40.

[2]API 510-2006.Pressure vessel inspection code:inservice,inspection,rating,repair,and alteration [S].

[3]APIRP 572-2009.Inspection of pressure vessels[S].

[4]APIRP 580-2002.Risk-based inspection [S].

[5]API 581-2000.Risk-based inspection:base resource document[S].

[6]APIRP 579-2000.Fitness for service [S].

Com parison between Periodical Inspection Standards on In-service Pressure Vessels of API and China

Xue Xiaolong Tang Xiaoying Yao Jianping Zuo Yantian

TH 49

2010-12-24）

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基金資助項(xiàng)目 （09DZ0504300）。

**薛小龍，男，1980年生，博士，高級(jí)工程師。上海市，200062。