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一、大型電站鍋爐設計文件鑒定成功案例
大型電站鍋爐一般指單機300MW(及以上)火力發(fā)電機組配套的鍋爐,其額定蒸發(fā)量一般在1000t/h以上。上海鍋爐廠有限公司(簡稱上鍋)是我國主要的大型電站鍋爐生產(chǎn)廠家,也是我國大型發(fā)電設備制造和出口的基地,歷史悠久,技術先進,設備精良,擁有雄厚的人才優(yōu)勢和產(chǎn)品開發(fā)實力,其產(chǎn)品質(zhì)量在國內(nèi)外用戶中享有很高的聲譽。
由于歷史原因,大型電站鍋爐的設計文件鑒定工作起步略為滯后,從2007年開始,我院作為鍋爐設計文件鑒定機構率先開展了大型電站鍋爐設計文件鑒定工作。通過近幾年的鑒定工作,對大型電站鍋爐的設計質(zhì)量控制起到了積極的作用,同時也解決了下述主要問題。一是鑒定工作的及時性問題。按照《條例》和《鑒定規(guī)則》的要求,必須先完成鍋爐設計并通過鑒定后,方可進行制造。大型電站鍋爐設計是按每個工程的具體條件,量身定做、單獨設計的,鍋爐結構系統(tǒng)龐大復雜,在不同的設計階段要經(jīng)過企業(yè)內(nèi)部、外部多專業(yè)、多層次反復協(xié)調(diào)配合,設計工作量大,設計和制造周期都較長,為了滿足電站建設進度要求,工程建設的整個過程程序不得不交叉銜接,形成了“邊設計、邊制造、邊安裝”的流程狀況和生產(chǎn)模式,即所謂“三邊工程”。各種設計文件也是在此過程中不斷形成的。對于這樣的“三邊工程”,如果待所有設計工作完成后再進行鑒定,從時間、成本上企業(yè)難以承受,許多重大工程的建設進度也不允許,結果往往造成設計文件鑒定尚未結束,鍋爐部件已經(jīng)制造完畢,甚至已經(jīng)在現(xiàn)場進行安裝。這樣就必然造成設計文件鑒定工作的滯后,帶來很多問題。從設計文件鑒定的角度,即使發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題也來不及整改,起不到設計環(huán)節(jié)控制的作用;另一方面,鍋爐設計鑒定尚未通過就進行制造、安裝,違反了現(xiàn)行規(guī)定,給制造和安裝監(jiān)督檢驗工作造成被動,也給鍋爐安裝地的安全監(jiān)察工作帶來難題。為此我院積極與上鍋廠協(xié)商,探索創(chuàng)新鍋爐設計文件鑒定工作模式,改送審模式為駐廠審圖模式。鑒于大型電站鍋爐分部件、分階段設計的特點,允許分批提供設計文件,鑒定工作可以按部(組)件分步進行,并按部(組)件出具鑒定意見,部(組)件鑒定工作都在制造前完成。待整臺鍋爐設計完成后,出具總報告,并在總圖上蓋章。通過駐廠審圖和按部件審圖的創(chuàng)新方式,及時地完成了送審文件的鑒定工作,為企業(yè)按時完成生產(chǎn)任務提供了強有力的支持。二是鑒定工作的有效性問題。大型電站鍋爐具有大容量、高參數(shù)的特點,其設計、制造中采用大量新材料、新工藝、新方法和新技術,科技含量和技術水平很高,特別是目前電站鍋爐的設計采用大量引進技術、涉及多個學科,設計文件極為龐大、復雜。如果統(tǒng)一按照《鑒定規(guī)則》規(guī)定的程序和內(nèi)容進行鑒定,雖然能夠基本涵蓋鍋爐設計的各個方面,滿足法規(guī)標準的要求,但是難以根據(jù)大型電站鍋爐的特點突出重點,難以發(fā)現(xiàn)主要問題。因此,如何抓住重點,發(fā)現(xiàn)并解決主要問題,提高鑒定工作的有效性,成為一個重要問題。針對上述問題我們首先從提高鑒定人員的業(yè)務水平入手,加強和制造廠溝通協(xié)調(diào),積極探索解決問題的新思路和新方法,形成了一套行之有效做法。比如在新的法規(guī)或標準正式執(zhí)行前,鑒定人員在認真學習、理解、對比新舊法規(guī)標準的前提下針對可能存在的問題,及時與制造廠溝通,共同商討解決的辦法,將問題解決在執(zhí)行前,為及時有效地搞好鑒定工作提供了強有力的保證。
二、車用環(huán)向纏繞氣瓶原型選型分析與建議成功案例
車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶(以下簡稱“纏繞氣瓶”)是近年來新興的一種盛裝壓縮天然氣燃料的高壓容器產(chǎn)品,被廣泛用于公交車、出租車、運輸貨車等各種以壓縮天然氣為燃料的汽車上。
TSG R7002-2009《氣瓶型式試驗規(guī)則》第四條第一款規(guī)定“改變原設計,并且按照《氣瓶設計文件鑒定規(guī)則》視為新設計的”需要重新進行型式試驗。這一針對“新設計”和型式試驗關系的表述,在纏繞氣瓶業(yè)內(nèi)引起了一些理解上的分歧。
GB 24160-2009《車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶》由于脫胎于ISO 11439,因此沿襲國際標準,提出了“設計變更”的概念,其表7“設計變更需重新進行型式試驗的試驗項目”中將材料、直徑、長度、工作壓力、端部結構、瓶口螺紋尺寸、制造工藝、保護層及瓶閥等列為設計變更項,廠家只需根據(jù)變更項的不同補充進行相應型式試驗項目即可。這與《氣瓶設計文件鑒定規(guī)則》中關于的“設計變更”概念差異較大,甚至與“新設計”的概念自相矛盾。因此部分廠家在申報設計文件鑒定和型式試驗階段,經(jīng)常為選擇哪個定義,選擇哪些型式試驗項目而爭論不休。
TSG R1003將文件的設計屬性定義為“新設計、變更設計、修改設計”。其中附錄B對氣瓶“新設計”的概念已經(jīng)做出了明確的解釋。如果氣瓶設計所做的改變不在其列,可以視為“變更設計”!靶薷脑O計”主要用于上次設計鑒定未通過,重新進行申請的情況。
由于GB 24160的7.2.1條規(guī)定“新設計的纏繞氣瓶應按表6規(guī)定項目進行型式試驗”, 而表6中所要求的型式試驗共27項,前后耗時約3個月,這就意味著被定義為“新設計”的氣瓶均需重新完成全套型式試驗。
結合氣瓶設計文件鑒定和型式試驗的要求綜合來看,建議纏繞氣瓶制造廠家在提交設計鑒定和型式試驗時,明確“原型”這一概念,提交“原型”的具體型號規(guī)格;盡量保持“設計原型”與“型式試驗原型”的統(tǒng)一。
“原型”是指纏繞氣瓶的具體型號規(guī)格,如CNG2-G-356-80-20B,不是一個80L~100L范圍。任何一個設計原型(型式試驗原型)只能覆蓋標準規(guī)定范圍內(nèi)的型號規(guī)格,不能任意決定。
曾有纏繞氣瓶制造廠家設計文件鑒定時提交CNG2-G-356-(110~200)-20B為同一套設計文件,廠家自稱CNG2-G-356-180-20B為設計原型,根據(jù)規(guī)則向上覆蓋至長度增加不超過50%,可以覆蓋CNG2-G-356-200-20B;但型式試驗階段,廠家由于市場需求的原因,只提交CNG2-G-356-120-20B作為型式試驗原型,型式試驗機構出具的型式試驗報告無法使之覆蓋至200L,僅能向上覆蓋“長度增加50%”,但廠家堅持認為CNG2-G-356-120-20B是CNG2-G-356-(110~200)-20B中的一個代表性產(chǎn)品,能夠向上覆蓋到200L,這一分歧是典型的設計原型與型式試驗原型的不統(tǒng)一,導致設計文件鑒定結果與型式試驗結構無法匹配。
在目前我國的法規(guī)標準要求下,纏繞氣瓶按照中容積和大容積兩個系列劃分并分別進行新設計鑒定是法律規(guī)定的,并且應當按容積系列不同分別進行型式試驗,但是,本著合理體現(xiàn)制造廠家訴求,節(jié)約社會公共資源的前提,有以下兩條選型技巧:
技巧一:先確定大容積系列纏繞氣瓶的設計原型,可以盡量選擇容積較大、符合廠家本身市場需求的纏繞氣瓶作為設計原型。根據(jù)GB 24160中7.3的規(guī)定,長度減少小于等于50%,不需要重新進行型式試驗,長度減少大于50%,只需重新進行水爆和壓力循環(huán)試驗,因此,選擇較大容積的纏繞氣瓶,從時間成本和經(jīng)濟成本上而言,可以實現(xiàn)節(jié)約最大化。
技巧二、如條件所限只能選擇中容積為原型,盡量選擇80L~100L的纏繞氣瓶,按照GB 24160-2009表7的要求重新進行型式試驗項目,以成為中容積系列的設計原型(型式試驗原型)。80L~100L的纏繞氣瓶向下覆蓋,長度減少小于等于50%,不需要重新進行型式試驗,目前市場上對于30L~45L纏繞氣瓶的需求較少,可以忽略不計,向大容積變更,也只需補充壓力循環(huán)、水爆和火燒試驗即可實現(xiàn)。
纏繞氣瓶由于直徑變化往往會引起壁厚改變,這個問題較為復雜,不宜只將其視為直徑變更進行型式試驗,將另撰文闡述。但是,近年來,由于我國交通運輸部提出了降低整車裝備重量的新要求,很多制造廠家紛紛開始減薄氣瓶設計壁厚,提高內(nèi)膽強度,以達到減輕氣瓶重量的目的,此類纏繞氣瓶可以在已有型式試驗原型基礎上,進行“抗硫化物應力腐蝕試驗”后,根據(jù)瓶標發(fā)字[2011]第57號[7]《關于GB24160-2009<車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶>提高內(nèi)膽強度的意見》重新進行型式試驗。
目前,絕大多數(shù)纏繞氣瓶制造廠家在進行設計變更后,均認為只需進行型式試驗就可以代替設計文件備案,根據(jù)TSG R1003,凡設計屬性定義為“新設計”的氣瓶,均應重新進行鑒定,而設計屬性定義為“設計變更”的氣瓶,則應在原設計文件鑒定機構進行設計變更備案。
通過對纏繞氣瓶有關的法規(guī)標準進行綜合分析,兼顧纏繞氣瓶制造廠家、氣瓶設計文件鑒定機構和氣瓶型式試驗機構三方工作出發(fā)點,建議如下:
1.纏繞氣瓶設計文件階段以TSG R1002的要求為主導;型式試驗階段以《氣瓶型式試驗規(guī)則》和GB 24160的要求為主導,認可GB 24160-2009表7中所列“設計變更需重新進行型式試驗的試驗項目”,并按照其要求重新進行型式試驗。
2.同一設計(相同壁厚、相同直徑、相同壓力)的纏繞氣瓶,建議選擇可行的大容積系列纏繞氣瓶作為首次制造的設計原型,并以此選定中容積系列纏繞氣瓶的原型,并盡量使設計原型和型式試驗原型保持一致。
3.氣瓶設計文件鑒定與型式試驗是兩項密不可分的工作,建議在法規(guī)、標準修訂時,考慮吸收氣瓶設計文件鑒定機構和氣瓶型式試驗機構代表參與,以便能夠統(tǒng)分兼顧、統(tǒng)一概念,將實際工作中的意見進行匯總和交流,使新的法規(guī)和標準更加兼容,可操作。
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