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运用ASME规范制造符合PED要求的承压设备

   目前在国际上通用的承压设备制造规范有ASME和PED。在我国大部分厂家持有的是ASME的U型钢印证书。相比于ASME的持证厂家,通过PED认证的厂家数量远远小于前者。欧盟是我国的第三大贸易伙伴,而符合PED的规范要求是承压设备进入欧盟必要条件,如何帮助ASME持证厂家制造的承压设备满足PED规范要求,顺利进入欧洲市场就有着巨大的现实意义和经济价值。

 

 

 

 

1 PED相关知识

 过去,欧洲各国都有各自的承压设备法规,欧盟为了协调各成员国承压设备法规,消除贸易壁垒,颁布了许多EC指令。欧洲和议会理事会于1997年5月通过了PED 97/23/EC承压设备指令,并于2002年5月30日开始强制执行。

 对PED而言,指令是政府制定的法规具有强制性,但产品技术标准不是强制性的,制造商可以自由选择按照任一技术标准制造承压设备,采用欧洲的协调标准(EN)或ASME标准都可以[1],但是PED指令范围内的承压设备必须满足指令的基本安全要求(ESR)。因此,对于国内众多的U钢印持证厂家来说,选择ASME Ⅷ-1作为产品的设计制造标准就是最好的选择,可以省去很多的麻烦。

1.1 PED承压设备分类

 PED按照承压设备承受的风险大小,将其分为6个级别,详见表1
1.2 符合性评审模式

 PED的产品必须进行符合性评审以保证产品满足PED的所有要求,不同类别设备适用的符合性评审模式详见表2。制造商在选择符合性评审模式时,除要考虑承压设备类别外,还考虑到设备的生产类型和质量管理。像压力容器大多为非标产品,单件生产,我们公司主要采用G模式结合ASME规范来进行压力容器的制造。

 

表1 PED对承压设备的分类

级别

范围

类别

备注

第一级

压力为0.5bar或以下,设备无明显危险

 

不属于PED管辖范围

第二级

压力大于0.5bar,单该设备由于压力导致的危险小,无须符合性评审

Article

3.3

按成员过良好的工程经验来设计和制造,提供充分的说明书和制造商标志,不得敲CE标志

第三级

压力导致的危险很小

无需授权机构参与

第四级 

压力导致的危险中等

授权机构只检查制造

第五级 

压力导致的危险较高

授权机构检查设计和制造

第六级

压力导致的危险极高

授权严格检查设计和制造

 

表2 不同类别设备适用的符合性评审模式[3]

 

批量生产

单件生产

设备类别

常规检验

质量保证体系

常规检验

质量保证体系

A

A

A

A

A1

D1或E1

A1

D1或E1

B+C1

B+E或H

B1+F

B1+D或H

B+F

B+D或H1

G

H1

 

2 如何运用ASME Ⅷ-1规范满足PED基本安全要求

 前面已经介绍,PED接受采用ASME -1标准设计制造承压设备,但是必须增加一些额外的要求以符合PED的规范要求。本文主要从材料制造和检验等方面来阐述2者的不同及在制造过程中需要注意的地方。2.1材料

PED对材料的基本安全要求既有定量的要求也有定性的要求,其中主要需要注意的是延展性(>14%)和缺口韧性(20℃夏比V型缺口冲击韧性大于27J)。在选择承压设备材料时,PED允许采用3种类型的材料:符合欧洲协调标准的材料(HSM);获得欧洲批准的材料(EAM);通过特殊认可和评定的材料(PMA)。

对于国内众多持有U型钢印的厂家,要获得按照欧洲协调标准生产的原材料比较困难,价格也较高,其他国家标准(如美国ASME、中国GB)材料,要获得欧洲批准,在程序上是可能的,但实践中包括ASME规范中的成熟材料在内,迄今尚无一项获得欧洲批准。因此,在实际生产中可行的途径是通过授权机构执行材料评定,获得材料特殊批准(PMA)证书,用于产品制造。对于Ⅲ类和Ⅵ类的承压设备的PMA,必须由授权机构 ,Ⅰ类和Ⅱ类由制造商自己直接颁发。

2.1.1材料证书

PED对材料的质保书也有要求,对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ类设备的主要承压元件,材料质保书必须为EN1024 3.1或3.2证书,对于I类设备的主要受压元件,以及Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ类设备的非主要受压元件,材料质保书为EN1024 2.2证书即可。

对国内的材料生产商而言,要取得签发3.1检验证书的资格,最简便的方式是接受由欧盟的检验机构执行的符合PED认证。故制造商在选择材料供应商时,应优先选择通过PED认证,能够签发3.1证书的生产商。如果符合要求的材料生产商比较难找,在无法得到3.1证书的情况下,必须按照3.2证书来进行操作。

   方法一:不是3.1材料质保书,需要认可的第三方检验机构对材料进行复验,出具该机构的3.2证书

   方法二:不是3.1材料质保书,需要第三方检验机构对材料制造商的理化分析过程进行监督,并在材料制造商出具的质保书上签字盖章,这样也是3.2证书。原材料的购买者,也可以派出人员监督理化分析过程,替代第三方检验机构的作用。

   方法三: 不是3.1材料质保书,将该炉批号的材料送到国家认可的实验室进行复验,出具该实验室的检验报告,这份复验报告和原始材料质保单相加,就构成了3.2证书[2]

   2.2制造

 对于制造而言,ASMEPED的产品区主要在于焊接和NDT两块,后者的要求要更加严格一些。
    2.2.1焊接

 对于I类设备,制造商可以使用按照ASME Ⅸ评定合格的焊接工艺规程和焊工。但是对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ类设备,PED要求焊接工艺评定和焊工考试全过程必须有第三方机构的检验人员见证。

 对于评定的标准,目前国内不同的第三方机构对于评定的标准有一定的区别,部分第三方机构要求必须按照EN标准严格实施,而另一些第三方机构则可以在按ASME评定的基础上,加上相应EN标准的额外要求,但前提是产品的设计审核是按ASME标准进行的。相比于前者,后者的优势很大,工艺评定的和焊工资格的覆盖范围很大,往往仅需一个工艺评定或者焊工考试一项即可覆盖所需产品范围。所以制造商在按ASME标准制作符合PED要求的产品之前,最好提前咨询一下合作的第三方机构,尽可能的选取后者作为工艺评定和焊工考试的标准。焊工的WPQ需要由PED规定的授权机构签发,这一点会相对的增加评定的周期和相关的费用。
    2.2.2无损检测

ASME产品的对于无损检测的要求是企业可以自己按照标准SNT-TC-1A对无损检测人员进行考核认证,并任命为相应级别的无损检测人员。无损检测等级高的人员可以直接考核并颁发等级较低人员的证书。而PED要求无损检测培训、考核必须由认可的第三方机构进行,并由第三方签发相应等级的合格证书,评定的标准为EN473。

 PEDⅠ、Ⅱ类承压设备的无损探伤,制造商可以采用ASME相应的无损检测证书。但是对于PED Ⅲ、Ⅵ类承压设备,制造商必须采用经过第三方机构考试合格的无损检测人员。
    2.3 压力试验及技术文件

作为通用原则,承压设备制造完毕后都要进行压力试验以验证产品的完整性。在ASME Ⅷ-1规范中,水压试验压力系数取1.3,这不能满足PED的要求。PED规定水压试验压力取下面2者的较大值。

在考虑到最高许用压力和最高许用温度下,承压设备在使用中可经受最高载荷值的1.25倍;最高许用压力值的 1.45倍。

 如果承压设备需要做气压试验,PED产品还必须取得负责符合性评审的NB或负责验证试验的第三方机构的同意。

 符合PED要求的承压设备必须要有EC合格声明和使用说明书。EC合格声明需要包含以下内容

制造商或在欧共体设立的其授权代表的姓名和地址; 

承压设备或承压单元的描述; 

所遵守的合格评定程序; 

对于承压单元,由承压单元组成承压设备的描述、以及所遵守的合格评定程序; 

在必要时,所进行检查的授权机构的名称和地址; 

在必要时,注明 EC-型式检验证明、EC设计检验证明或 EC规范证明; 

在必要时,监督制造商的质量保证体系的授权机构的名称和地址; 

在必要时,所采用的统一标准的参考资料; 

在必要时,所采用的其它技术标准或规范; 

在必要时,所采用的其它欧共体指令的参考资料; 

为制造商或在欧共体设立的其授权代表签署法律约束声明的授权签署者的详情[4]

 PED设备的使用说明书应包括安装交付使用使用维修四部分,同时还应包括误操作引起的危险分析,以及设计时所采取的措施。制造单位有义务根据PED附录Ⅰ的基本安全要求中包含的因素,分析承压设备的危险程度。

 ASME Ⅷ-1要求对于每台加盖U型钢印的承压设备,制造单位必须填写表格U-1或U-1A中的数据报告,而且必须要有制造单位和授权检验师签字。

3 结束语

 

 随着我国与欧盟贸易的扩大,我国的承压设备出口面临符合PED要求的问题也愈加凸显。本文介绍了如何使国内厂商比较熟悉的ASME规范制造的产品去符合PED的相关要求,着重从材料制造和检验等方面进了说明。希望本文可以对国内的ASME U型钢印厂商顺利制造出满足PED 97/23/EC要求的承压设备带来一定的帮助。

 


    参考文献

[1] 郑津洋,孙国有,陈志伟,等译.欧盟承压设备指南[M].北京:化学工业出版社.2005

[2] 姚昕.PED 97/23/EC承压设备设计与制造要点[J].化工设备与管道,2012(3):18~24.

[3] Guide for ASME Stamp holders [M].

[4] 97/23/EC Pressure Equipment Directive (PED)[S].



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