材料質量控制講義材料質量控制講義第第#頁共10頁器一旦破裂，后果極其嚴重。因此，壓力容器的可靠性與所選用鋼材的性能有著密切的關系。首先，壓力容器用鋼作為一種結構材料，必須具有足夠的強度、塑性和韌性；其次，壓力容器要經過各種成型工藝，所以，所用材料還應具有良好的熱加工、冷加工和焊接性能。此外，壓力容器大多采用厚板制造，所用材料還應具有適應各種形式熱處理的特性。對于在腐蝕性介質下工作的壓力容器，殼體及內件材料必須相應的耐腐蝕性和抗氫能力。由此可見，為了保證壓力容器安全可靠的運行，首先必須從材料著手，選用優質的鋼材制造壓力容器，滿足技術條件規定的各項要求，如滿足化學成分、力學性能、使用性能、無損檢測等多方面的要求容器的選材的原則也是要滿足工藝過程的要求、強度要求和制造工藝要求。1滿足工藝過程的要求1）材料對介質腐蝕性的抵抗能力，如一般碳鋼難以達到在容器使用壽命內的抗腐蝕要求，必要時可以對介質具體性質選用高合金鋼、有色金屬或采用耐腐蝕襯里（包括高合金鋼襯里、復合鋼板或堆焊層、以及各類非金屬材料襯里或鍍層）材料。2）工藝過程要求還包括該容器是否屬于高溫操作或低溫操作，以選用相應的抗高溫或耐低溫材料。對于有換熱要求的容器，應盡肯能選用熱導率較大的材料。2滿足強度要求1）合理選用材料的強度級別。滿足強度要求并非指選用材料的強度級別越高越好，而是指選擇使用的材料。如果選用材料的強度級別低，只要相應增加容器元件厚度仍能滿足強度要求；a高強度材料其焊接性能往往比較差，在焊接過程中發生種種缺陷的可能性比較大，其抵抗低循環疲勞性能、防脆斷能力也比較差，在設計、制造中尤應注意避免劇烈的形狀改變及種種原因引起的應力集中，因此，無原則的選用高強度材料會帶來材料和制造成本的提高以及抗脆斷能力的降低。b較低強度的材料在滿足強度要求同時，容器在運行中一旦發生意外，材料能產生一定適應能力，有足夠的伸長率以使元件在局部屈服后發生塑性變形流動而使應力趨于均勻化，或操作者能及時發現容器的非正常現象（如法蘭連接因變形過大引起的泄露，甚至在筒體或風頭等部分能察覺得出的變形等端倪），以便及時采取緊急措施防止事故的進一步惡化。材料的屈服比（ReL/Rm）也是能反映在事故起始階段能否及時提醒操作者引起注意的一個重要指標。3）適當的厚度滿足強度要求在設計中常采用的措施是加大受載元件的厚度，要注意隨著材料厚度的增加，對同材質的材料，在軋制過程中材料的緊密程度會相應降低，出現各種缺陷的可能性隨之增加，因而其力學性能、許用應力值反會降低；此外，同材質的厚材其抗性能比薄材略差；在焊接工藝、焊后熱處理要求等方面，同材質的厚材也比薄材要求高。因此，在選擇材料時要注意，在能選用薄材時不要無原則的選用厚材；在因強度需要等原因（例如，高壓、超高壓厚壁容器）而必須采用厚壁時，能夠用多層薄壁組合為所需要尺寸的厚壁時盡量采用多層薄壁，以避免要求過高的制造工藝，也提高了容器在操作中的安全性。對于高溫操作，我國現行容器標準GB150《鋼制壓力容器》和有關的國外容器標準只規定了可用高溫的相應材料或材料的最高允許使用溫度，在設計、制造中除應按照該材料的力學性能指標和制造工藝外，不在提出其他特殊要求。對于低溫操作，由于材料的抗脆斷性能不僅和材料的化學組成有關，而且和材料的厚度、所受的應力水平等因素有關，所以在低溫容器選材時，應對這些因素做出綜合評定。我國現行容器標準GB150仍采用夏比V性缺口沖擊功（CVN）作為衡量鋼材能否適應低溫操作以防止脆斷的主要標準。關于對材料抗脆斷性能的綜合評定，將在本書第11章中作進一步闡述。滿足制造工藝要求主要是指成形加工工藝（沖壓、旋壓和卷制）以及焊接工藝。一般而言伸長率在一定程度上能反映沖壓、旋壓或卷制工藝的適應程度，而含碳量或碳當量在一定程度上能反映焊接工藝性能的要求。總之，材料的強度等級越高，其含碳量或碳當量都較高，延塑性相對較差，焊接工藝性能也較差。一般而言，壓力容器用鋼的伸長率要求達17%以上，而有關規程、規范都規定了用于焊制壓力容器鋼材的含碳量要求，如我國規定含碳量應不大于0.25%，（四）《固定式壓力容器安全監察規程》對壓力容器材料的要求（五）壓力容器常用材料標準1壓力容器專鋼材鋼板GB713-2008鍋爐和壓力容器用鋼板；GB3531-2008低溫壓力容器用低合金鋼板；GB19189-2003壓力容器用調質高強度鋼板；列入《固定式壓力容器安全監察規程》中引用標準的材料。如：GB150-1998中引用的材料GB/T699-1999優質碳素結構鋼；GB/T700-1988碳素結構鋼等。2）鋼管GB/T9948-1988石油裂化用無縫鋼管列入《固定式壓力容器安全監察規程》中引用標準的材料。如：GB150-1998中引用的材料GB/T8163-1999輸送流體用無縫鋼管GB3087-1999低中壓鍋爐用無縫鋼管GB5310-1995高壓鍋爐用無縫鋼管GB6479-2000高壓化肥設備用無縫鋼管GB/T13296-1991鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管鍛件：JB4726-2000壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件JB4727-2000低溫壓力容器用低合金鋼鍛件JB4728-2000壓力容器用不銹鋼鍛件2焊接材料：JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術條件GB/T983-1995不銹鋼焊條GB/T984-1985堆焊焊條GB/T5117-1995碳鋼焊條GB/T5118-1995低合金鋼焊條GB/T14957-1994熔化焊用鋼絲GB/T14958-1994氣體保護焊用鋼絲四壓力容器材料的管理與使用目的與適用范圍為保證壓力容器原材料、零部件、安全附件、外協件、外購件采購和質量控制，特制定本程序。本程序適用于壓力容器原材料、零部件、安全附件、外協件、外購件的質量控制。引用（接口）文件QM01—2007壓力容器制造質量手冊QCP01-02記錄控制程序QCP01-06焊接質量控制程序QCP01-14不合格品控制程序WI01-01產品標識和可追溯性規定WI01-15焊接材料管理規定WI01-19理化試驗規定WI01-23壓力容器材料檢驗工藝職責材料責任工程師負責組織編制材料采購計劃，選擇評價合格供方，簽訂供貨合同（質量保證協議、驗證方法協議和處理質量爭端的方法）。負責材料標記管理、材料復驗、材料代用、保管、發放工作。技術部按設計圖樣要求提出材料消耗定額和采購技術要求（必要時）。并負責對材料代用進行會簽。質檢部負責材料檢驗和材料質量證明資料的收集、歸檔工作。無損檢測室、理化室負責材料復驗工作。工作程序采購材料質量控制程序見圖04-1《材料零部件控制程序圖》工作內容采購訂貨采購文件編制供應人員根據合同、圖樣以及工藝文件、材料消耗定額、采購技術要求（必要時）、庫存臺帳等編制采購計劃，經材料責任工程師審核，主管領導審批后組織實施。采購計劃內容主要包括：材料名稱、規格型號、材質、數量、技術規范、質量標準、特殊要求等。顧客財產需用計劃a供應人員根據合同、技術部提供的材料定額及技術文件編制顧客財產需用計劃。b顧客財產需用計劃應包括產品詳細描述及需要時間信息等，由材料責任工程師審核，主管領導審批，報顧客批準。采購合同采購合同必須簽訂書面合同。采購合同的內容，必須符合有關規定及采購計劃的要求，并注明質量標準及技術條件、驗證方法、交貨期、交貨地點等條款，其內容完整、具體、準確。采購合同應有處理質量爭端的規定，應規定處理常規和非常規問題的程序、規定、措施，疏通雙方在處理爭議問題時的聯系通道。合格供方的評審評審的組織由材料責任工程師組織質檢、技術人員對供貨量大、供貨頻繁或重要材料的供方進行調查評價。評審的內容根據采購材料的質量要求，考察供方的供貨能力和質量保證能力。其主要內容為：企業的資質、生產能力、人員技術狀況、質量保證能力、主要業績、售后服務等。資質要求如下：a壓力容器所使用的安全閥、爆破片裝置必須在取得相應的特種設備制造許可證的單位且經本公司質量評審的單位采購；b壓力容器所用封頭必須在取得國家質量技術監督局頒發的特種設備制造許可證（A3）的單位且經本公司質量評審的單位采購；c壓力容器所用管件（閥門、法蘭等）必須在取得國家質量技術監督局頒發的特種設備制造許可證（壓力管道）（相應產品資質）的單位且經本公司質量評審的單位采購；安全附件的采購，其供方必須持有省級以上（含省級）安全監察機構批準的定點廠家的產品。合格供方的選擇a由材料責任工程師組織對多個材料供方進行綜合對比評價、篩選出適合的供方，形成“材料供方評價報告”。b“材料供方評價報告”由主管采購廠長批準后生效。c材料采購的供方由材料責任工程師從合格的供方中選定。對合格供方的控制a為確保合格供方（包括外協外購件廠）能夠長期、穩定地提供所需合格產品，應在每年4月底前對已供貨的合格供方進行一次評價，主要考核供貨（加工）產品的質量及供貨期滿足要求的狀況、售后服務情況等確定是否仍可作為合格供方，將考核結果以書面形式記出評價報告，歸入其檔案。b建立和保存合格供方檔案。合格供方產品結構發生變更時，應予以重新評價和確認。c當發現合格供方（包括外協廠）產品質量下降時，應以質量信息反饋的形式要求限期整改。如到期仍達不到要求，由材料責任工程師組織評審人員審議，報請公司主管領導批準，取消其合格供方資格。d供應部負責建立并保存合格材料供方的檔案資料包括：營業執照、法人資格、組織機構代碼以及其他資質證明材料、材料供方評價報告及有關的證實材料等。采購訂貨供方（包括外協外購件廠）必須從合格的供方中選擇。對于技術難度大或加工工藝復雜的部件或第一次合作的供方應以派駐現場檢查員的方式進行監制。焊接材料的采購程序按QCP01—06《焊接質量控制程序》規定執行。驗收復驗入庫材料質量證明書審查采購的材料（包括外協件）產品質量證明書項目齊全、準確符合要求；材料（包括外協件）質量證明書的內容是否符合有關標準。對于壓力容器專用鋼板如果直接從材料制造單位供貨時，鋼板質證書的份數，由雙方協商；如果由非材料單位供貨時，每張鋼板都需要出具質證書；對于從國外進口的鋼板，其他材料如鍛件、管子等應當取得制造單位提供的質量證明書原件或者加蓋材料供應單位檢驗公章和經辦人章的復印件；安全閥、爆破片裝置應當具備符合相關標準的產品質量證明，并在產品上裝設牢固的金屬銘牌；應當對所取得的壓力容器材料質量證明書的真實性和一致性負責。實物檢查采購材料（包括外協件）和顧客財產的驗證a當組織或顧客要求在材料供方貨源處驗證時，應在采購文件中予以明確。b現貨供應即時付款的材料，采購人員應到現場檢查材料的外觀質量、標識、材質證明書、使用說明書、數量等是否符合要求，質證書與實物是否相符，合格后方可付款提貨。對主要受壓元件或有特殊要求的材料（包括外協件），質檢部應編制“采購材料檢驗工藝”由產品檢驗責任工程師審核，質保工程師批準后實施。材料計劃（采購）員是材料質量第一把關者,在提貨時,應該對其進行檢查,認為合格后方可提貨。材料（包括外協件）到貨后,材料計劃員應與保管員辦理交接手續,并將材料質量證明書交保管員,保管員負責將實物置放在待檢區內,對其數量進行檢查，填寫“到貨材料檢驗單”，連同采購合同、材料質量證明文件一并交質檢部材料檢驗員驗收。材料檢驗員依據采購合同、材料（包括外協件）質量證明文件對材料標識、外觀質量、尺寸和包裝狀態等項目進行檢查材料表面標記與質量證明書是否一致，表面質量和規格尺寸是否符合規定要求，確認無誤后，由材料檢驗員給出材料自編號，在“到貨材料檢驗單”上簽字，交材料責任工程師確認。材料責任工程師應仔細審核材料質量證明文件的內容和驗收記錄，檢查其項目是否齊全，是否符合要求，然后在驗收入庫通知單上簽字確認。保管員按進貨順序和WI01-01《產品標識和可追溯性規定》中有關要求，將自編號標識在材料上，由材料檢驗員確認，并標上確認號。安全附件必須隨帶產品質量證明書，其中安全閥質量證明書的內容以及安全閥金屬銘牌的內容必須符合《壓力容器安全技術監察規程》規定。材料復驗符合下列情況之一者應進行復驗：i用于制造第ni類壓力容器的w級鍛件；1）設計圖樣要求或用戶要求復驗的；2）境外材料制造單位制造的材料；3）本公司不能確定材料真實性或對材料的性能和化學成份有懷疑的；復驗內容1）鍛件應按壓力容器鍛件JB4726?4728—2000標準規定的項目進行復驗，其項目按下表規定。鍛件級別 檢驗項目 檢驗數量拉伸和沖擊（ob、as、65、Akv） 逐件檢查w 超聲檢測 逐件檢查2）鋼板必須進行復驗。復驗內容為：a表面質量檢驗逐張檢驗鋼板表面質量以及材料標志；b理化性能檢驗按爐復驗鋼板的化學成分；按批復驗鋼板的力學性能、冷彎曲性能，各項性能指標符合相應的標準；c超聲波檢驗用于制造壓力容器殼體的碳素鋼和低合金鋼鋼板，凡符合下列條件之一的，而鋼廠當鋼廠未提供超聲檢驗保證書時，應逐張張進行超聲檢測：盛裝介質毒性程序為極度、高度危害的壓力容器。合格等級應不低于n級;在濕H2S腐蝕環境中使用的壓力容器，合格等級應不低于n級；設計壓力大于10MPa的壓力容器，合格等級應不低于n級。GB150第2章和附錄C、GB151《管殼式換熱器》及其他國家標準和行業標準中規定應逐張進行超聲檢測的鋼板。5.2.3.3復驗工作程序：供應部保管員負責材料取樣、辦理試件的加工、復驗委托手續，復驗后由材料責任工程師對其結果進行確認。復驗報告供應部存一份，質檢部材料檢查員存一份。復驗結果判定材料責任工程師依據相關材料標準對復驗結果作出判定。材料代號編制及其標識詳見WI01-01《產品標識和可追溯性規定》材料入庫材料保管員接到質檢部材料檢查員下達的“合格材料入庫通知單”后，辦理入庫手續和標記移植，材料檢查員要對標記移植進行確認并在實物上打上檢驗員鋼印。需復驗的材料復驗完成后，經材料責任工程師確認。保管員及材料檢驗員要各自建立材料入庫、發放臺帳。材料質證書由保管員暫時保管，材料用完后，交質檢部資料員保管。不合格品的處理1）不合格的材料應立即表示隔離。按QCP01-14《不合格品控制程序》執行。2）顧客財產發現有丟失、損壞或不適用情況時應按以下程序處置：a按規定進行狀態標識，并進行隔離；b以“顧客財產信息反饋聯絡單”的形式報告顧客，同顧客協商解決；材料的保管保管質量檢查材料存放區應有明顯的標識，按材料的種類、材質、規格，分待檢區、已檢合格區、已檢待處理區、已檢不合格區四類分別存放，以防誤用。鋼材的存放條件，必須滿足材料管理要求，防止銹蝕，焊材的存放區應有除濕設備，以保證相對濕度W60%,焊接材料的管理按WI01-15《焊接材料管理規定》的要求執行。材料的管理要做到帳、卡、物、證一致。標記恢復確認材料標記要保持清晰，如有脫落，應經材料檢查員核實后由保管員負責標識，并做好追溯記錄。材料代用當采購不到與圖紙要求相同的材料時，要辦理材料代用手續。受壓元件材料由材料責任工程師簽寫“材料代用單”提出申請，工藝責任工程師焊接責任工程師審核后，報原設計單位審批。非受壓元件材料代用由供應人員簽寫“材料代用單”，經材料責任工程師（或材料質控負責人）審核、質保工程師批準后生效。材料代用后，還應經工藝、焊接、熱處理人員會簽，必要時還要對原來的工藝作相應的變更。材料代用后，工藝人員應負責將材料代用單下發給原工藝文件的持有者，由文件的持有者對相應文件進行修改，并簽署修改時間、代用單編號及蓋章。國外材料的使用 選用國外壓力容器規范允許使用且國外已有使用實例的材料，其使用范圍應符合材料生產國相應規范和標準的規定，具有該材料的質量證明書。6.1首次使用的材料，應先做焊接試驗（必要時），進行焊接工藝評定和焊工考試，并對化學成份、力學性能進行復驗，滿足使用要求后，才能投料制造。5.4.6.2技術要求不得低于國內相應材料的技術指標。材料的發放材料發放的依據是“材料消耗定額”和“限額領料單”。起步工序所在車間材料員到生產部開據“限額領料單”，經車間主任審批后領料。實物復核領用受壓元件材料以及焊材時，材料檢查員要對“限額領料單”內容如：材質、規格、數量、材料自編號等進行仔細核實，確認無誤后簽字確認，作為發料依據，未經檢查員簽字的不能發料。同時，材料檢驗員還應監督所發材料是否與領料單相一致。焊接材料的發放按WI01-15《焊接材料的管理規定》的要求執行。材料代號標記及標記移植保管員對進入倉庫的材料應作區域標識、標簽標識（名稱、規格、型號、材質、數量等）。應對采購材料和顧客財產分別存放。對專用或有特殊要求的材料，在標志中應標明使用范圍。材料的檢驗狀態標識供應部負責對原材料和配件狀態進行標識