汽缸设计及安全性分析

分汽缸设计制造的讨论与思考

程宇群

陕西省锅炉压力容器检验所

1　前　言

某锅炉厂设计制造一台分汽缸，设计压力为1.0MPa，用φ273×9mm的20＃无缝钢管做受压本体，用厚度为10mm的20g钢板压制成封头，进行无垫板的手工电弧焊，单面焊双面成形工艺。在设计过程中就分汽缸是按锅炉部件设计制造还是按压力容器设计制造，引发了讨论。

现行的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（以下简称《蒸规》）是1996年颁布的。其中第2条规定“本规程适用于承压的……固定式蒸汽锅炉及锅炉范围内管道的设计、制造……”管道的界定，在《蒸规》部分条文修订说明里指出：“一般指锅炉房内的承压汽水管道（包括分汽缸）……”2001年1月1日实施的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）第2条也规定“锅炉房内的分汽缸”是本规程第三章、第四章、第五章适用的压力容器。

此前，劳动部劳部发（1996）419号文件指出：“锅炉房内分汽缸可按锅炉标准或压力容器标准设计制造，审图要求及设计资格执行锅炉或压力容器各自的规定……”在回答广州市锅所有关分汽缸问题的质技监局便字（1999）第2155号文函指出：“……凡在锅炉房内的分汽（水）缸，属锅炉房内的部件，应按《蒸规》的规定进行设计、制造、检验，对于工业装置系统内的分汽缸，应按《容规》的规定进行设计、制造、检验。”然而，《蒸规》的设计、制造标准要求与按《容规》设计制造标准要求相差比较大。

2　锅炉规程与容器规程的主要差别

关于分汽缸的设计制造，《蒸规》《容规》及有关标准的规定要求如表1所示。

由表1可知，按照锅炉及有关标准设计、制造分汽缸，其焊缝减弱系数为0.7（GB9222 与GB/T16508中较小值），100％射线探伤，接头质量Ⅱ级，需焊接产品环缝试板，水压试验压力1.4MPa；按容器有关法规，标准设计制造分汽缸，焊缝系数1.0，20％射线探伤Ⅲ级合格，水压试验压力1.25MPa，但缺少法规、标准依据。

3　几点看法

（1）同一台设备，只因放置地点不同，其设计、制造、检验的要求相差较大，在以前各工业主管部门根据各行业的特点和习惯，从各自的角度提出各异的要求可以理解，而今天出自同一部门的法规竟有如此差异，实在不可思议，因此有必要将法规、标准统一起来。

表1　有关规程标准中分汽缸的设计制造要求(www.xing528.com)

续表

（2）现行的《锅炉压力容器焊工考试规则》对手工电弧焊焊工技能考核的基本要求是平板俯位单面焊双面成形，但合格焊工的基本技能在《容规》、GB150中却不让应用，不能不说是对人力和资源的一种浪费。

（3）法规、标准应该有前瞻性，但也应充分地考虑基本国情。对于分汽缸一类的设备，其介质简单，工作压力低，一定强调必须氩弧焊打底或全长紧贴金属垫板，必然增加生产成本，尤其是在目前全行业效益不佳的今天是否必要？

（4）大量的分汽缸，都是用无缝钢管制成的，而我国冶金产品规格标准中，大口径薄壁管很少。查GB/T17395－98《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》中的规格，φ273mm的钢管，最小壁厚为6.5mm。本文的分汽缸，按φ＝1.0考虑，计算厚度不足1mm，GB150中规定碳钢制容器最小厚度（不包括腐蚀裕量）不小于3mm，而材料标准中最小壁厚6.5mm，材料在使用时就已以厚代薄了，制造中的以厚代薄更为普遍。有一种观点：不能以增加厚度的办法来降低探伤比例与级别，笔者认为应视情况不同而论，一个液化石油气储罐，谁都不会增加壁厚，降低焊缝质量；而类似分汽缸，这样大的厚度富裕量，为什么不能利用起来呢？

（5）GB150－89中曾有单面焊无法探伤φ＝0.6的规定，1998版将此条删除了。ASME第Ⅷ卷第一册也有“不采用垫板的单面对接接头不进行探伤，焊缝系数选0.6”的规定，我国的标准为什么不能等效采用呢？

4　结论意见

综上所述，笔者认为：

（1）分汽缸一类的小型的一类容器，完全可以采用φ＝0.6而不需无损检测的工艺来制造。

（2）手工电弧焊单面焊双面成形的焊接工艺，应为《容规》和GB150中肯定的加工方法。

（注：该论文发表于《中国锅炉压力容器安全》2002年第4期）