SY0031-2004代替SY0031-95 2004-11-1起執行
前言
本標準的第7.5條、第7.8條、第8.2.10條、第9.2.2條、第9.6.2條為推薦性的,其余為強制性的。
本標準是對SY0031-95《石油工業用加熱爐安全規程》的修訂。
為滿足石油工業用加熱爐安全的需要,結合國內多年實踐經驗,對SY0031-95的內容、格式等進行了補充和修訂,使其更具有先進性、適用性、指導性及協調性。其主要修訂內容如下:
a) 增加了“前言”、“范圍”、安全附件的“一般要求”、“燃燒系統安全設施”等。
b) 將“引用標準”單列為第2章“規范性引用文件”。
c) 對SY0031-95的內容進行了修訂:
——5.1.1中增加了對加熱爐設計人員的從業資格要求;
——5.2.1和5.3.1中對加熱爐的制造和安裝單位資質等級的要求做了相應調整;
——在5.1.5和5.2.3中增加了“燃燒器等主要配件型式及參數”的內容;
——6.2對直接受輻射熱的主要受壓元件用鋼板材料做了修訂;
——6.4中對管式加熱爐安全保障措施的要求、對煙囪擋板設置的要求、對管式加熱爐滅火管的設置要求以及立式圓筒管式加熱爐底部支柱的防火要求;
——增加了8.4.1對有延遲裂紋傾向材料的無損檢測要求;
——8.4.2中增加了常壓水套爐殼體對接接頭的無損檢測要求;
——表2中增加了對常壓火筒、常壓殼體的試驗壓力內容;
——增加了9.3.3、9.4.6對壓力表、液面計等的定期檢驗要求;
——增加了9.5.1對加熱爐介質進出口、對流段傳熱面尾部、管式加熱爐爐膛和燃料進燃燒器處裝設測溫儀表的規定等。
d)由于相關標準的更新,本標準對加熱爐的設計、制造、安裝、檢驗、修理和改造的內容進行了相應補充和修訂。
e)取消了SY0031-95的第10章“報廢”、附錄A“安全閥泄放面積的計算”、附錄B“本規程的用詞說明”。
本標準由油氣及管道建設設計專業標準化委員會提出并歸口。
本標準由大慶油田工程設計技術開發有限公司負責解釋。
本標準起草單位:大慶油田工程設計技術開發有限公司(原大慶油田建設設計研究院)。
本標準主要起草人:羅星環、韋振光、劉文霞、景深、王小林、杜樹彬、周宗寶、靳國輝、管風階。
本標準所代替標準的歷次版本發布情況為:
——SY0031-95。
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1 范圍
本標準規定了石油工業用加熱爐(以下簡稱加熱爐)的設計、制造、安裝、使用、檢驗、修理和改造的安全要求。
本標準適用于陸上石油工業用火筒式加熱爐和管式加熱爐。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。
GB150-1998 鋼制壓力容器(包括第1號、第2號修改單)
GB713 鍋爐用鋼板
GB3087 低中壓鍋爐用無縫鋼管
GB5310 高壓鍋爐用無縫鋼管
GB6479 高壓化肥設備用無縫鋼管
GB/T8163 輸送流體用無縫鋼管
GB9948 石油裂化用無縫鋼管
GB/T14976 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管
GB50058 爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范
JB4708 鋼制壓力容器焊接工藝評定
JB/T4709 鋼制壓力容器焊接規程
JB4730 壓力容器無損檢測
JB/T4735-1997 鋼制焊接常壓容器
JB/T4744 鋼制壓力容器產品焊接試板的力學性能檢驗
SY/T0538-2004 管式加熱爐規范
SY/T0599 天然氣地面設施抗硫化物應力開裂金屬材料要求
SY/T5262-2000 火筒式加熱爐規范
特種設備安全監管條例(國發〔2003〕373號)
蒸汽鍋爐安全技術監察規程(勞部發〔1996〕276號)
壓力容器安全技術監察規程(質技監局鍋發〔1999〕154號)
在用壓力容器檢驗規程(勞鍋〔1990〕3號)
鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則(國質檢鍋〔2002〕109號)
鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核規則(勞部發〔1993〕441號)
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本標準
3.1
石油工業用加熱爐 heater for petroleum industry
油氣田和長輸管道用火焰加熱原油、天然氣、水及其混合物等介質的專用設備。一般按結構型式分為火筒式加熱和管式加熱爐。
3.2
火筒式加熱爐 fired tube heater
石油工業生產中,在金屬圓筒殼體內設置火筒傳遞熱量的一種專用設備。分為火筒式直接加熱爐和火筒式間接加熱爐。
3.3
火筒式直接加熱爐 direct fired tube heater
被加熱介質在殼體內由火筒直接加熱的火筒式加熱爐稱為火筒式直接加熱爐,筒稱火筒爐(包括具有加熱和其他功能的合一裝置,下同)。
3.4
火筒式間接加熱爐 indirect fired heater
被加熱介質在殼體內的盤管(由鋼管和管件組焊制成的傳熱元件)中,由中間載熱體加熱,而中間載熱體由火筒直接加熱的火筒式加熱爐稱為火筒式間接加熱爐。
中間載熱介質為水的火筒式間接加熱爐簡稱水套爐。按殼程承壓的高低,將水套爐分為:承壓水套爐——殼程最高工作壓力大于或等于0.1MPa(表壓,不含液體靜壓力,下同);常壓水套爐——殼程最高工作壓力小于0.1MPa。
3.5
管式加熱爐 tubular heater
石油工業生產中,用火焰通過爐管直接加熱爐管中的原油、天然氣、水及其混合物等介質的專用設備。
3.6
主要受壓元件 main pressure part
火筒式加熱爐主要受壓元件指筒體、封頭、火筒、煙管管板、盤管、開孔補強板、設備法蘭、M36以上的設備主螺栓、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管及公稱直徑大于或等于250mm的接管和管法蘭;管式加熱爐主要受壓元件指爐管、急彎彎管、管匯、轉油線和爐管法蘭。
4 總則
4.1 石油工業用加熱爐是油、氣生產和輸送中廣泛使用的專用設備。根據《特種設備安全監察條例》(國發〔2003〕373號)的有關規定,為確保其安全經濟運行,保障人身和國家財產安全,便于有關部門監督檢查,特制定本標準。
4.2 加熱爐的設計、制造、安裝、使用、檢驗、修理和改造應遵循本標準。各級主管部門負責本標準的貫徹執行,各級安全監察部門負責監督檢查。
4.3 本標準是加熱爐質量監督和安全監察的基本要求,有關加熱爐的技術標準、部門規章、企事業單位規定等,如果與本標準的規定不符時,應以要求高者為準。
4.4 加熱爐由于采用新技術、新產品、新材料、新工藝而與本標準不符時,應進行必要的科學試驗,經有關行業主管部門審查同意,經至少一年試用,證明安全可靠并鑒定合格后,方可推廣使用。
4.5 加熱爐的設計、制造、安裝、使用、檢驗、修理和改造除遵循本標準外,還應符合國家有關法規和強制性標準的規定。
5 一般規定
5.1 設計
5.1.1 加熱爐的設計,應由取得國家質量監督檢驗檢疫總局(以下簡稱國家質檢總局)和省級質量技術監督部門頒發的“中華人民共和國特種設備設計許可證”壓力容器D2級以上(含D2級)的單位承擔。加熱爐的設計人員應具有相應的從業資格。
5.1.2 加熱爐的設計應符合安全可靠、技術先進、結構合理、經濟效益好等要求。
5.1.3 火筒式加熱爐的設計,應符合SY/T5262-2000的規定;管式加熱爐的設計應符合SY/T0538-2004的規定。
5.1.4 設計單位及其設計人員應對加熱爐設計文件的正確性和完整性負責。
5.1.5 加熱爐的設計文件應包括下列資料:
a) 設計基礎數據;
b) 強度計算書;
c) 熱力、流體動力及安全閥等工藝計算書
d) 總圖及零部件圖;
e) 燃燒器等主要配件型式及參數;
f) 安裝使用技術說明書。
5.2 制造
5.2.1 加熱爐的制造,應由取得國家質檢總局和省級質量技術監督部門頒發的“中華人民共和國特種設備制造許可證”壓力容器D2級以上(含D2級)的單位承擔;管式加熱爐和常壓水套爐的制造,也可由具有鍋爐C級以上(含C級)制造資質的單位承擔。
5.2.2 火筒式加熱爐的制造應符合SY/T5262-2000的規定,管式加熱爐的制造應符合SY/T0538-2004的規定,同時還應符合設計文件的要求。
5.2.3 加熱爐出廠時,應符有下列技術資料:
a) 加熱爐竣工圖;
b) 安全質量監督檢驗證書;
c) 產品質量證明文件;
d) 安裝和使用說明書;
e) 燃燒器等主要配件型式及參數。
5.2.4 加熱爐應在明顯位置裝設金屬銘牌,銘牌上應標明下列內容:
a) 加熱爐的型號、名稱;
b) 制造廠名稱和制造許可證號;
c) 產品編號;
d) 額定熱負荷,kW;
e) 加熱介質;
f) 設計熱效率,%;
g) 工作壓力(殼程、管程),MPa;
h) 工作溫度,℃;
i) 設備總質量,kg;
j) 設備外形尺寸,mm;
k) 制造年月;
l) 出廠檢驗單位及檢驗標志。
5.3 安裝
5.3.1 加熱爐的安裝,應由取得國家質檢總局和省級質量技術監督部門頒發的“中華人民共和國特種設備制造許可證”相應制造資質的單位或經安裝單位所在地的省級特種設備安全監督管理部門批準的安裝單位承擔。
5.3.2 加熱爐安裝前,安裝單位應對加熱爐進行質量檢查,如發現有質量不合格或不能保證安裝質量的,有權拒絕安裝,并報告安全主管部門。
5.3.3 加熱爐安裝前,安裝單位應根據加熱爐基礎的施工驗收規范,對加熱爐的基礎(包括其他預制構件)進行交接驗收。基礎施工單位應將質量檢查結果、測量記錄及其他施工技術資料移交安裝單位。
5.3.4 加熱爐安裝后應進行下列工作,并做好記錄。
a) 檢查加熱爐安裝是否符合設計文件要求;
b) 全面檢查加熱爐的安裝質量;
c) 按第9章的規定檢查全部安全附件;
d) 按規定進行系統試壓,并對各連接部位進行滲漏檢查;
e) 進行試運行和管式加熱爐的烘爐。
5.3.5 加熱爐安裝結束,使用單位應組織有關部門按5.3.4的要求對安裝質量進行全面驗收。驗收合格的加熱爐方可投入使用。
5.3.6 加熱爐的基礎施工和安裝技術資料,在驗收合格后應移交使用單位,由使用單位存入加熱爐技術檔案。
5.4 修理和改造
5.4.1 不能保證安全運行的加熱爐應停止使用。
5.4.2 加熱爐的修理和改造,應由具有相應制造資質的單位或是經省級特種設備安全監督管理部門審查批準的單位承擔,并按規定取得批準文件。
5.4.3 加熱爐的重大修理和改造的設計,應由使用單位委托原設計單位或具有相應資質的設計單位承擔。
注:加熱爐的重大修理是指主要受壓元件的更換、矯形、挖補及承壓殼體、火筒、盤管、爐管的所有對接接頭的焊接;加熱爐的重大改造是指改變主要受壓元件的結構或改變加熱爐運行參數、盛裝介質、用途或燃料種類等。
5.4.4 加熱爐的重大修理和改造應有設計圖紙、材質質量證明文件、施工質量證明文件等技術資料。竣工驗收合格后,使用單位應將上述資料存入加熱爐技術檔案。
5.4.5 加熱爐修理時應符合下列規定:
a) 不應在有壓力或介質溫度較高的情況下,對受壓元件進行任何修理。
b) 動火時,應遵守動火規定。
c) 進入爐內修理前,應采取防毒、防火、防爆等措施,并經安全部門審查批準后方可進入。當爐內有人工作時,爐外應有專人監護。
5.4.6 加熱爐修理和改造前后,應按本標準有關條款進行檢驗,檢驗工作應由具有相應資質的單位承擔。修理和改造后的加熱爐,經檢驗合格后方可投入使用。
6 材料
6.1 加熱爐受壓元件用金屬材料和焊接材料應符合相應國家標準和行業標準的規定。受壓元件用金屬材料應為鎮靜鋼。
6.2 火筒爐和承壓水套爐直接受輻射熱的主要受壓元件用鋼板應符合GB150-1998或GB713的規定,如采用GB150-1998相應標準的鋼板,應按GB713的規定補做時效沖擊試驗,且試驗應合格;如果采用GB713中規定的鋼板,其磷含量(熔煉分析,下同)不應大于0.030%,硫含量不應大于0.020%。其他加熱爐直接受輻射熱的受壓元件用鋼板應符合GB713的規定。非受輻射熱的受壓元件用鋼板應符合GB150-1998的規定。
6.3 火筒式加熱爐火筒用鋼管材料,不應低于GB3087中20無縫鋼管的要求;非受輻射熱的殼體承壓接管和設計壓力小于6.3MPa的水套護盤管材料,不應低于GB/T8163中20無縫鋼管的要求;設計壓力大于或等于6.3MPa的水套爐盤管材料,不應低于GB 6479中20較高級無縫鋼管的要求或選用GB5310中無縫鋼管,且應符合GB150-1998附錄A中A3.3的規定。
6.4 管式加熱爐爐管材料應根據管壁設計溫度、設計壓力和工作介質確定,并應考慮所選材料蠕變溫度的影響。常用爐管材料及最高使用溫度應符合表1的規定。
6.5 當被加熱介質屬于SY/T0599規定的酸性環境時,管式加熱爐管和水套爐盤管材料的選擇除符合本標準外,還應符合SY/T0599的規定。
7 結構
7.1 加熱爐的結構應方便操作、維護、清理和檢查,并保證無損檢測的實施。應按規定設置必要的檢查孔(包括人孔、手孔和洗爐孔等)。
7.2 未采用全自動燃燒裝置的加熱爐應設置泄爆裝置。泄爆裝置排泄口不應正對著操作人員的操作方位和通道,且不應危及其他設備安全。當爐膛人為幾個隔室時,每個隔室均應設置泄爆裝置。對于煙氣由獨立煙囪直接排放的純輻射立式圓筒管式加熱爐,可不設置泄爆裝置。
7.3 加熱爐受熱、主要受壓元件在運行時應能自由膨脹。
7.4 加熱爐應有具體的安全保障措施,且燃燒器應與爐型相匹配。
7.5 加熱爐煙囪擋板的設置應方便調節,擋板的操作位置宜設在地面。
7.6 加熱爐梯子平臺的設置應符合相關標準的規定。
7.7 火筒式加熱爐殼程應設置可靠的安全泄放裝置。
7.8 水套爐管程設計壓力大于6.3MPa時,盤管宜采用抽出結構。
7.9 管式加熱爐應在輻射段設置蒸汽或氮氣滅火管,其公稱直徑不應小于50mm。
7.10 立式圓筒管式加熱爐底部支柱應采取必要的防火措施。
8 焊接、檢驗和試驗
8.1 一般要求
8.1.1 加熱爐的焊接應由考試各的焊工擔任。焊工考試應按《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》進行。取得資格證書的焊工方可承擔考試合格范圍內的焊接工作,并在主要受壓元件焊接接頭附近打上焊工代號鋼印。
8.1.2 加熱爐的無損檢測應由考試各的無損檢測人員擔任。無損檢測人員考試應按《鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核規則》進行,取得資格證書的無損檢測人員,方可承擔與考試合格的種類和技術等級相應的無損檢測工作。
8.1.3 加熱爐受壓元件焊接接頭的質量應從以下方面檢查和試驗:
a) 外觀檢查;
b) 無損檢測;
c) 力學性能試驗;
d) 金相試驗;
e) 水壓試驗。
8.1.4 每臺加熱爐都應有焊接質量檢查報告,除載明8.1.3規定的檢驗內容外,還應記錄焊接接頭焊后熱處理方式、規范和焊接接頭返修等內容。
8.1.5 制造廠應將加熱爐的焊接工藝評定報告、焊接質量檢查報告(包括無損檢測底片)及焊接和檢驗人員資格證書保存7年以上。
8.2 焊接和焊后熱處理
8.2.1 加熱爐受壓元件的焊接應符合JB/T4709的規定。
8.2.2 加熱爐的制造單位應按照本單位經焊接工藝評定合格的焊接工藝施焊,并應符合設計文件要求。
8.2.3 產品施焊前,施焊單位應對直接受輻射熱的主要受壓元件按《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》的規定,對非直接受輻射熱的主要受壓元件按JB4708的規定,對下列焊接接頭進行焊接工藝評定:
a) 加熱爐主要受壓元件的對接接頭;
b) 加熱爐主要受壓元件之間或主要受壓元件與非受壓元件之間、要求全焊透的“T”形接頭或角接接頭。
8.2.4 加熱爐制造過程中,當焊接環境溫度低于0℃時,焊前應在施焊處兩側100mm范圍內預熱到15℃左右。如出現下列任何情況且無有效防護措施時,應停止施焊:
a) 手工焊時風速大于10m/s;
b) 氣體保護焊時風速大于2m/s;
c) 相對濕度大于90%;
d) 雨雪環境。
8.2.5 加熱爐元件不應強力組裝焊接。
8.2.6 鉻鉬鋼爐管之間、鉻鉬鋼爐管與急彎管或回頭之間的對接接頭焊前應預熱,預熱溫度應符合SY/T0538-2004的規定。若采用火焰加熱,火焰不應觸及焊道坡口,并應防止局部應力過大。預熱范圍距焊口兩邊不應小于1倍管徑,且不應小于100mm。
8.2.7 管式加熱爐爐管的焊接應采用多層多道施焊方法。鉻鉬鋼爐管焊接不應中斷,否則應采取后熱措施,且再次焊接時應確認無裂紋等缺陷后方可按原焊接工藝施焊。
8.2.8 水套爐盤管或管式爐爐管的焊接接頭應全焊透。
8.2.9 焊接接頭的返修符合下列要求:
a) 分析焊接接頭中出現超標缺陷的原因,制定可行的返修方案,經焊接責任工程師批準后方可實施;
b) 返修時,缺陷應徹底清除;返修后,返修焊區應按原方法做外觀和無損檢測;
c) 焊后要求熱處理的元件,應在熱處理前返修;若在熱處理后返修,返修后應重做熱處理。
8.2.10 同一部位的返修次數不宜超過兩次。超過兩次以上的返修,應經制造單位技術總負責人批準,并應將返修次數、部位、返修后的無損檢測結果和技術總負責人批準字樣記入加熱爐質量證明文件的產品制造變更報告中。
8.2.11 合金鋼爐管和可產生應力腐蝕的水套爐盤管應按有關規定進行焊接,并參照SY/T0599進行焊后熱處理。
8.3 外觀檢查
加熱爐受壓元件的全部焊接接頭均應做外觀檢查,其表面質量應符合下列要求:
a) 焊接接頭外形尺寸應符合設計文件和有關標準的規定。
b) 焊接接頭表面無裂紋、氣孔、弧坑和夾渣。
c) 火筒的焊接接頭、不銹鋼和鉻鉬鋼爐管的焊接接頭及設計壓力大于或等于9.8MPa的接接頭不應咬邊。其他焊接接頭的咬邊深度不應大于0.5mm。殼體焊接接頭咬邊的連續長度不應大于100mm,兩側咬邊的總長不應大于該焊接接頭長度的10%;管子焊接接頭兩側咬邊總長度不應大于管子周長的20%,且不應大于40mm。
8.4 無損檢測
8.4.1 加熱爐受壓元件的焊接接頭,應先進行外觀檢查,合格后才能進行無損檢測。有延遲裂紋傾向的材料應在焊接完成24h后進行無損檢測。
8.4.2加熱爐主要受壓元件焊接接頭的無損檢測比例應符合下列規定。
a)火筒式加熱爐火筒的對接接頭:100%射線檢測或100%超聲檢測附加至少20%射線檢測復驗。
b)水套爐盤管的對接接頭:100%射線檢測或100%超聲檢測附加至少20%射線檢測復驗。
c)管式加熱爐爐管的對接接頭:介質為水(包括含油污水)的應進行至少20%射線檢測;介質為油、氣或油氣混合物的應進行100%射線檢測或100%超聲檢測附加至少20%射線檢測復驗。
d)火筒式加熱爐火筒穿封頭處、煙管與火管連接處以及煙管與管板連接處的角接接頭,應進行磁粉或滲透檢測。
e)加熱爐其他主要受壓元件的對接接頭:局部射線檢測,檢測長度不應小于各條焊接接頭長度的20%,且不應小于250mm。制造單位對未檢測部分的焊接接頭質量仍應負責。
f)局部射線檢測時,焊縫交叉部位及以下部位應全部檢測,其檢測長度可計入局部檢測長度之內。
1)先拼板后成形凸形封頭上的所有拼接接頭;
2)凡被補強圈、支座、墊板、內件等覆蓋的焊接接頭;
3)以開孔中心為圓心,1.5倍開孔直徑為半徑的圓中所包容的焊接接頭。
g)常壓水套爐殼體對接接頭的無損檢測按JB/T4735-1997的規定執行。
8.4.3 加熱爐焊接接頭的無損檢測應符合JB4730的規定。當采用射線檢測時,其透照質量不應低于AB級。全部射線檢測的對接接頭Ⅱ級合格;全部超聲檢測的對接接頭Ⅰ級合格;局部射線檢測的對接接頭Ⅲ級合格,但不應有未焊透缺陷;磁粉滲透檢測的焊接接頭Ⅰ級合格。超聲檢測應采用可記錄式檢測儀。
8.4.4 經局部無損檢測,若發現超標缺陷,應按下列規定執行。
a)除管子主要受壓元件的對接接頭外,應在缺陷兩端的延伸部位增加檢查的長度,增加的長度不應少于該條焊接接頭長度的10%,且不小于250mm。若仍有超標缺陷時,應對該條焊接接頭進行全部檢測。
b)對管子主要受壓元件的對接接頭,應做雙倍數目的補充檢測。補充檢測仍不合格時,應將該焊工焊接的全部對接接頭做無損檢測。
8.5 試板(試件)與試樣
8.5.1 為檢驗產品焊接接頭的力學性能,應制作產品焊接試板(試件),制取試樣,加熱焊接接頭的力學性能試驗應包括拉伸試驗和彎曲試驗。
8.5.2 試板(試件)與試樣的制備應符合下列規定:
a)火筒式加熱爐火筒的縱向和環向焊接接頭應各制備一塊檢驗試板。當環向焊接接頭母材和焊接方法與縱向焊接接頭相同時,可只制取縱向焊接接頭檢驗試板。
b)對于批量生產的火筒式加熱爐火筒,允許同批生產(同鋼號、同焊接材料和焊接工藝)的每10個火筒(不足10個的按10個計)焊制一套檢驗試板。
c)對于主要受壓管件的對接接頭,當材料為碳素鋼時(接觸焊對接接頭除外),可免做檢查試件;當材料為合金鋼時,在同鋼號、同焊接材料、同焊接工藝、同熱處理設備和規范的情況下,從每批產品上切取接頭數的0.5%作為試件,但不應少于一套試樣所需的試件數。
d)火筒式加熱爐殼體焊接試板與試樣的制備應符合SY/T5262-2000的規定。
e)加熱爐主要受壓元件的焊接試板(試件)應由焊接該加熱爐主要受壓元件的焊工采用與焊接該主要受壓元件相同的條件(包括試件材料、焊接材料、焊接設備等)和焊接工藝焊制。試板(試件)焊完后應打上焊工和檢驗員代號鋼印。
f)圓筒形縱向焊接接頭試板,應在產品縱向焊接接頭的延長部位與產品同時施焊。
g)有熱處理要求的試件,應同產品一起進行熱處理。
8.5.3 加熱爐主要受壓元件焊接試板(試件)的制備、試樣截取和數量、合格標準和復驗要求應符合JB/T4744的規定。對于對接焊接的管件接頭試樣截取、合格標準按《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》的有關規定執行。
8.6 金相檢驗
8.6.1 管式加熱爐合金鋼爐管,當工作壓力大于或等于9.8MPa或主要受壓元件壁溫大于450℃時,其對接接頭應進行金相檢驗。
8.6.2 金相檢驗應從每個(套)檢查試件上切取一個試樣。
8.6.3 金相檢驗的合格標準為:
a) 沒有裂紋、疏松;
b) 沒有過燒組織;
c) 沒有淬硬性馬氏體組織。
8.6.4 有裂紋、過燒、疏松之一者不允許復驗,金相檢驗即為不合格。僅因有淬硬性馬氏體組織而不合格者,允許檢查試件與產品再熱處理一次,然后取雙倍試樣復驗(合格后仍需復驗力學性能),每個試樣復驗合格后才為合格。
8.7 水壓試驗
8.7.1 加熱爐水壓試驗應在無損檢測合格和熱處理后進行。
8.7.2 加熱爐水壓試驗場地應有可靠的安全防護設施,并應經單位技術負責人和安全部門檢查認可。
8.7.3 加熱爐水試驗壓力應符合表2的規定,水壓試驗時,試壓元件的環向薄膜應力值不應大于試驗溫度下材料屈服點的90%與試壓元件焊接接頭系數的乘積。
8.7.4 加熱爐進行水壓試驗前,各連接部位的緊固螺栓應裝配齊全,緊固妥當。試驗用壓力表應符合第9章的規定,應采用至少兩個量程相同且經校驗的壓力表,安裝在試壓元件頂部便于觀察的位置。
8.7.5 加熱爐水壓試驗應采用潔凈的水。不銹鋼爐管水壓試驗用水的氯離子含量不應大于25mg/L,試驗合格后,應立即將水漬去除干凈。
8.7.6 加熱爐水壓試驗時,試壓元件中應充滿水,試壓元件的氣體應排盡;試驗過程中,應保持試壓元件外表面的干燥。
8.7.7 加熱爐水壓試驗應在周圍空氣溫高于5℃的條件下進行,水壓試驗用水溫度應保持高于周圍露點溫度。碳素鋼、16MnR、正火15MnVR和15MnNbR制加熱爐主要受壓元件的水壓試驗用水溫度不應低于5℃,其他低合金鋼主要受壓元件的水壓試驗用水溫度不應低于15℃,且應高于所選材料的無延性轉變溫度。
8.7.8 加熱爐水壓試驗時,壓力應緩慢上升至設計壓力,確認無泄漏和異常現象后繼續升壓到規定的試驗壓力,保壓時間不應少于30min,然后降至設計壓力,保壓足夠時間進行檢查。檢查期間壓力應保持不變,不應采用連續加壓來維持壓力。水壓試驗過程中不應帶緊固螺栓或向受壓元件施加外力。
8.7.9 加熱爐水壓試驗完畢應將水排盡,用壓縮空氣將其內部吹干。
8.7.10 加熱爐水壓試驗符合下列條件即為合格:
a)無滲漏;
b)無可見的變形;
c)試驗過程中無異常的響聲;
d)對抗拉強度規定值下限大于或等于540MPa的材料,焊接接頭表面經無損檢測抽查未發現裂紋。
9 安全附件
9.1 一般要求
9.1.1 加熱爐應設置安全附件。安全附件應包括安全閥、壓力表、液面計、測量儀表、報警裝置、燃燒系統安全設施等。
9.1.2 安全附件的設計、制造應符合相應的國家標準和行業標準。
9.1.3 安全附件應實行定期校(檢)驗制度。安全附件的定期應遵循本標準,同時還應符合《在用壓力容檢驗規程》的規定。
9.2 安全閥
9.2.1 火筒式加熱爐(常壓水套爐除外)應裝設安全閥。安全閥的喉徑不應小于20mm。
9.2.2 安全閥加熱爐之間不宜設置閥門。
9.2.3 安全閥的安裝應符合下列要求:
a) 安全閥應垂直安裝在加熱爐殼體的最高位置,且便于檢查和維修;
b) 安全閥與加熱爐之間連接管的流通面積不應小于安全閥的進口截面積,且連接管應短而直;
c) 幾個安全閥共同裝設在與殼體直接相連的短管上時,短管的流通面積不應小于所有閥流通面積之和的1.25倍。
9.2.4 火筒爐安全泄放量和安全閥排放能力的計算,應按《壓力容器安全技術監察規程》附件五的規定進行;承壓水套爐安全泄放量和安全閥排放能力的計算應按《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》的有關規定進行。安全閥的實際排放能力應大于或等于加熱爐的安全泄放量。
9.2.5 安全閥的開啟壓力應符合設計文件的規定,且不應大于加熱爐的設計壓力。定壓后的安全閥應加鎖或鉛封。
9.2.6 安全閥應裝設泄放管,泄放管上不允許裝設閥門。泄放管應直通安全地點,并保證足夠的流通面積和采取防凍措施。
9.2.7 安全閥應每年進行一次定壓和校驗。經檢修的安全閥應按上述要求進行定壓。定壓和校驗應由有資質的單位承擔。
9.2.8 安全閥的校驗應包括開啟壓力、回座壓力、閥芯提升高度、密封性等。安全閥校驗合格后,檢驗單位應出具校驗報告并對校驗合格的安全閥加鎖或鉛封。校驗報告應存入加熱爐技術檔案。
9.2.9 安全閥出廠應隨帶產品質量證明書,在產品上應裝設牢固的金屬銘牌。產品質量證明書中應包括銘牌上的內容、制造依據的標準、檢驗報告和其他特殊要求。
9.2.10 安全閥金屬銘牌上應標明下列內容:
a) 制造單位名稱、制造批準書編號;
b) 型號、型式、規格;
c) 產品編號;
d) 公稱壓力,MPa;
e) 閥門流通直徑(閥座喉徑),mm;
f) 排量系數;
g) 適用介質、溫度;
h) 檢驗合格標志,監檢標志;
i) 出廠年月。
9.2.11 安全閥下列情況之一時,應停止使用并更換:
a) 閥芯和閥座密封不嚴且無法修復;
b) 閥芯與閥座粘死或彈簧嚴重腐蝕、生銹;
c) 安全閥造型錯誤。
9.3 壓力表
9.3.1 火筒式加熱爐殼程和管式加熱爐爐管進出口處應裝設壓力表。
9.3.2 壓力表的選用應符合下列規定:
a) 壓力表精度等級:設計壓力小于1.6MPa時,不應低于2.5級;設計壓力大于或等于1.6MPa時,不應低于1.5級。
b) 壓力表表盤刻度極限值應為最高工作壓力的1.5倍~3.0倍。表盤直徑不應小于100mm。
9.3.3 壓力表的校驗和維護應符合國家計量部門的有關規定。壓力表安裝前應進行校檢,在刻度盤上應劃出指標最高工作壓力的紅線,注明下次校驗日期。壓力表安裝后每半年校驗一次,壓力表校驗后應加鉛封。
9.3.4 壓力表的安裝應符合下列要求:
a) 裝設位置應便于操作人員觀察和清洗,且應避免受到熱輻射、凍結和震動的影響。
b) 壓力表應設緩沖彎管,并應采取防護凍措施。緩沖彎管采用鋼管時,其內徑不應小于10mm。
c) 壓力表與緩沖彎管之間應裝設三通旋塞,三通旋塞上應有開啟標記和鎖緊裝置。
9.3.5 壓力表出現下列情況之一時,應停止使用并更換:
a) 有限止釘的壓力表在無壓力時,指針不能回到限止釘處;無限止釘的壓力表在無壓力時,指針距零位的數值大于壓力表允許誤差;
b) 表盤封面玻璃破裂或表盤刻度模糊不清;
c) 封印損壞或超過校驗有效期限;
d) 表內彈簧管泄漏或壓力表指針松動;
e) 指針斷裂或外殼腐蝕嚴重;
f) 其他影響壓力表準確指示的缺陷。
9.4 液面汁
9.4.1 火筒式加熱爐殼程應裝設液面汁。
9.4.2 液面汁應安裝在便于觀察和維護的位置。操作人員應加強液面計的維護管理,保持完好和清晰。
9.4.3 玻璃管(板)液面計的標志和防護裝置應符合下列要求:
a) 液面計應有指示最高、最低安全液面的明顯標志。液面計最低可見邊緣應比最低安全液面至少低25mm,比最高火界至少高150mm;液面計玻璃的最高可見邊緣,應比最高安全液面至少高25mm,
b) 液面計應有安全防護裝置,并應采取防凍防凝措施,但不應妨礙觀察真實液面。
c) 液面計應有排放旋塞(或閥),排放口應接到通往安全地點的排放管上。
d) 液面計的液面指示應清晰、準確。當介質中含有原油時,應設置鹽水包及加鹽水裝置,并與液面計下端連通。
9.4.4 玻璃管(板)液面計的結構和安裝應符合下列要求:
a) 加熱爐運行時,應能夠吹洗和更換玻璃管;
b) 用兩個玻璃管上下交錯并組成一個液面計時,應能不間斷地指示液面;
c) 液面計與殼體之間的連接管應盡量短,其內徑不應小于18mm;
d) 旋塞內徑和玻璃管內徑均不應小于12mm。
9.4.5 加熱爐在正常運行時,玻璃管(板)液面計與加熱爐連接管上的閥應處于全開啟狀態。
9.4.6 使用單位對液面計應定期檢修。可根據運行實際情況,規定檢修周期,但不應超過加熱爐內外部檢驗的周期。
9.4.7 液面計出現下列情況之一時,應停止使用并更換:
a) 超過檢修周期;
b) 玻璃管(板)有裂紋、破碎;
c) 閥件固死;
d) 出現假液位;
e) 液面計指示模糊不清。
9.5 測量儀表
9.5.1 加熱爐應至少在介質進出口、對流段傳熱面尾部、管式加熱爐爐膛和燃料進燃燒器處裝設側溫儀表,有空氣預熱器的加熱爐在預熱出口處也應裝設測溫儀表。儀表應正確反映介質溫度,并便于觀察、檢修。
9.5.2 有表盤的溫度測量儀表量程應為正常溫度的1.5倍~3.0倍。
9.5.3 加熱爐測壓口和取樣口的設置,應符合熱工測試及取樣的要求。
9.5.4 測量儀表的校驗和維護應符合國家計量部門的規定,裝用后每年應校驗一次。
9.6 報警裝置
9.6.1 具備電力供應條件的加熱爐應設置燃燒器熄火報警裝置。火筒式加熱爐應設置加熱段低液位報警裝置;管式加熱爐應設置爐膛超溫報警裝置。
9.6.2 加熱爐宜設置下述報警裝置:
a) 超溫報警;
b) 高液位報警(水套爐除外)。
9.7 燃燒系統安全設施
9.7.1 具備電力供應條件的加熱爐應配備自動點火和斷電、熄火時自動切斷燃料供給的熄火保護控制系統。
9.7.2 自動燃氣燃燒裝置防爆等級的確定應符合GB50058的規定。對輸出功率大于1200kW的自動燃氣燃燒裝置,應具備漏氣檢測功能。
10 使用管理
10.1 加熱爐的使用單位及其主管部門,應指定專人負責加熱爐的安全管理,并搞好加熱爐的運行、維護保養、定期檢修等工作。
10.2 加熱爐的使用單位,應建立加熱爐的安全技術檔案,制定有關的加熱爐管理制度,并由管理部門統一管理。
10.3 加熱爐的使用單位,應對加熱爐的操作人員進行定期培訓和安全教育,并經安全部門考試合格后才能獨立上崗操作。
10.4 加熱爐的使用單位,應根據生產工藝要求和加熱爐的技術性能制定加熱爐的安全操作規程,并嚴格執行。安全操作規程應包括下列內容:
a) 加熱爐的熱負荷、額定處理量、最小處理量、介質進出口溫度、介質(殼程、管程)允許最高工作壓力、最高或最低工作溫度等工藝操作指標;
b) 加熱爐的操作方法,開、停爐的操作程序和注意事項;
c) 加熱爐運行中應重點檢查的項目和部位,運行中可能出現的異常現象和防止措施,以及緊急情況的處置和報告程序;
d) 加熱爐停用時的封存和保養方法。
10.5 加熱爐使用過程中不應超溫、超壓運行,不應頻繁突然升溫、降溫。
10.6 加熱爐運行時,操作人員應嚴格遵守安全操作規程和崗位職責,定時、定點、定線進行巡回檢查,并做好操作運行記錄。
10.7 加熱爐用水應采取必要的防腐、防垢措施。
10.8 加熱爐運行時,若出現下列任一情況應立即停爐,并按規定的報告程序及時向有關部門報告:
a) 工作壓力、介質溫度、管式加熱爐爐膛溫度超過規定值,采取措施仍得不到有效控制;
b) 低液位報警,采取措施得不到有效控制,或雖未報警但液面計無指示;
c) 主要受壓元件發生裂縫、變形、滲漏等危及安全的現象;
d) 安全附件失效;
e) 接管、緊固件損壞,難以保證安全運行;
f) 燃燒裝置損壞、襯里燒塌等;
g) 發生火災,且直接威脅到加熱爐的安全運行;
h) 加熱爐與管道發生嚴重振動,危及安全運行;
i) 其他危及加熱爐安全運行的異常情況。
10.9 對備用或停用的加熱爐應采取保護措施,做好保養工作。
10.10 加熱爐發生事故后,加熱爐使用單位應按各級主管部門的有關規定執行。
11 定期檢驗
11.1 加熱爐的定期檢驗應包括在線外部檢查、停爐內外部檢驗和水壓試驗。后兩項檢驗的年度計劃應由使用單位報送主管部門和相應安全部門。安全部門應對檢驗計劃的執行情況和檢驗質量進行監督檢查。
11.2 加熱爐的定期檢驗應由有資質的檢驗單位承擔。檢驗人員應有從業資格。檢驗單位應對出具的檢驗報告負責。
11.3 加熱爐的在線外部檢查每年應進行一次。內外部檢驗、投入使用后首次檢驗周期不應超過三年;以后的內外部檢驗周期,由檢驗單位根據前次內外部檢驗情況與使用單位協商確定。
11.4 加熱爐在線外部檢查應包括下列內容:
a) 加熱爐的保溫層及設備銘牌是否完好;
b) 加熱爐的外表面有無裂紋、變形、局部過熱等現象;
c) 加熱爐的受壓元件有無滲漏;
d) 安全附件是否齊全、靈敏、可靠;
e) 自動點火和熄火保護裝置是否靈敏、可靠;
f) 緊固螺栓有無松動;
g) 基礎有無不均勻下沉、傾斜等現象;
h) 爐膛內部和燃燒道耐火襯里有無裂縫、松動或脫落;
i) 火管、爐管有無凹陷變形等。
11.5 加熱爐的停爐內外部檢驗應包括下列內容;
a) 外部檢查的全部項目;
b) 加熱爐內外表面、開孔接管、彎頭有無受介質腐蝕或沖刷磨損等現象;
c) 加熱爐主要受壓元件的全部焊接接頭、封頭過渡區和其他有應力集中的部位有無斷裂或裂紋;
d) 管式加熱爐的爐管和火筒式加熱爐的殼本、火筒、盤管等通過檢驗發現較重腐蝕時,應對有懷疑的部位進行多處壁厚測量;
e) 檢查、檢測爐內主要部件的結垢情況。
11.6每兩次內外部檢驗合格后應進行一次水壓試驗。對于無法進行內部檢驗的水套爐應每三年進行一次水壓試驗。水壓試驗應按8.7執行。
11.7 外部有保溫層的加熱爐,外部檢查和內外部檢驗時,若懷疑殼體有缺陷,應拆除保溫層檢查。
11.8 凡屬于下列情況之一的加熱爐,在投入使用前,應進行內外部檢驗和水壓試驗:
a) 用焊接方法對加熱爐進行重大修理改造,更換主要受壓元件的;
b) 改變使用條件,且超過原設計參數,經工藝計算和強度校核合格的;
c) 停止使用兩年后重新恢復運行的;
d) 使用單位從外單位拆來新裝或本單位內部移裝的;
e) 使用單位對加熱爐的安全性能懷疑的。
11.9 經過定期檢驗的加熱爐,檢驗單位應出具檢驗報告。檢驗報告應說明加熱爐是否需要修理,修理后是否需要降低操作條件使用,是否需要采取特殊監護措施等。檢驗報告應存入加熱爐技術檔案。
11.10 加熱爐存在嚴重缺陷,難以保證安全運行,操作人員應及時向上級主管部門報告。若主管部門不及時采取安全措施,操作人員或主管加熱爐的安全技術人員有權越級上報,上級安全部門應責成該單位采取安全措施,限期解決或停止其運行