为了规范锅炉压力容器的制造监管工作，保证锅炉压力容器产品的安全性能，保障人身财产安全，国家质监总局对国质检锅[2003]194号文所颁发的“锅炉压力容器制造许可条件”进行修订，并征求产品所属行业的意见。这是国家工作人员在学习科学发展观，更多更细结合行业产品的实际，实事求是的工作精神。

        搪玻璃压力容器安全质量是国家规定监管的产品，它的制造及产品安全性能一定要严格按照“锅炉压力容器制造许可条件”的要求进行。这是保证产品的安全质量，保障人身财产安全所必须的。因此，强调制造搪玻璃压力容器的企业，必须具备相应资质的压力容器制造资格，以保证产品质量安全。对那些没有压力容器制造资格而非法制造搪玻璃压力容器的企业，国家质监部门应坚决予以取缔。

        搪玻璃容器不同于钢制、不锈钢制压力容器，属非金属衬里设备，由此而形成了独立的产品门类。使其占领了一定的工业使用市场。国务院[2007]33号文取消了对工业搪玻璃设备取证的决定是因为衬里不涉及产品安全，这是十分正确的决定。得到了行业各企业的热烈拥护。

        但是，近几个月，行业内有人在宣传要在锅炉压力容器制造许可条件修订中，加入搪玻璃瓷釉和检测等内容，其目的要重新形成对搪玻璃取证的条件，并坦言将来是搪玻璃加压力容器两证一起取证。这一宣传曾使行业众多企业深感不解。为此分会秘书处认为，对行业企业具有共同性利益的问题，应开展民主讨论，达到去伪存真，使行业同仁切实理解搪玻璃压力容器安全质量什么是真正的保证，是否有必要在锅炉压力容器制造许可条件的修订中，加入瓷釉及检测等内容而重新形成对搪玻璃再次取证的条件，损害行业大多数企业的利益。

一、玻璃釉仅仅是容器的衬里，它与衬橡胶、衬塑料、衬四氟、衬聚苯硫醚、衬陶瓷等等都属于非金属衬里。衬里只代表材料的耐腐蚀性能，而衬里是不保证容器受压的安全。搪玻璃容器受压的安全是由容器钢板来承担，而钢制容器的安全质量由压力容器制造规范来保证。因此，压力容器制造许可证是承担容器受压安全质量的保证。当然，对衬里设备，如果防止介质腐蚀的衬里损坏，设备要停止使用，所有衬里的设备都是一样。若对衬里容器的搪玻璃要取证，那么，其它各种材料的非金属衬里压力容器是否衬里都要取证？道理是一样的，应一视同仁。

二、压力容器涉及人民生命财产的安全。国家强行实施取证制度，来保证产品安全质量。这是国家实施的管理。而容器衬里材料的优与劣，衬里寿命的长与短是属于用户和市场的认可的范畴。因此，压力容器安全质量和容器衬里材料质量不能等同视之。

三、搪玻璃容器是高值易耗品。中国的产品、国外的产品、取证产品和不取证产品，经过使用，最终结果都会导致瓷层损坏。只是使用合理与否，使用条件的苛刻程度不同，来决定瓷层寿命的长短。所以，国外的搪玻璃产品一般保质期为一年，国内的搪玻璃产品，一般保质期为半年。

过去，国内实施过搪玻璃取证，取证后的搪玻璃设备照样会爆瓷。如果取证能保证搪玻璃不爆瓷了，那取证太有必要了，事实证明，这是不可能的。所以，取证不能保证搪玻璃不爆瓷，这是铁的事实。

四、过去, 有关单位打报告要求对搪玻璃设备实施取证。其中重要理由是优胜劣汰。用取证手段，设定一定高的门槛，让技术装备及产品质量好的企业过去，将技术装备及产品质量差的企业淘汰，以规范产品质量和市场，这种说法，当时得到许多企业的支持和拥护，人们期盼着通过取证，可以减少竞争。但结果事与愿违，几次搪玻璃取证的事实证明，只要有申请，取证都通过，而且取证还扩大到搪玻璃搅拌制作厂。因为取证的机构注重的是收费，是经济效益。到头来，有证的企业越来越多，而没证的企业也没有专职机构监管，产品照样进入市场，有证没证一样制造，产品竞争不公平，市场一片混乱，而获利的是负责取证的机构，肥了几个人，苦了全行业。

五、瓷釉的品种很多。根据用户的要求，搪玻璃企业可以配以不同性能的瓷釉搪涂在设备上，以适应化工介质及工况条件的需要，国内搪玻璃企业，绝大多数瓷釉是由瓷釉厂提供的。瓷釉厂在提供瓷釉时都会提供瓷釉理化性能资料，与钢板厂提供钢板技术参数一样。所以，搪玻璃工厂没有必要每个厂都要建立瓷釉理化性能检测中心。因为实施瓷釉性能检测要具备制造样板的工装设备、小型温控电炉、小型球磨机、喷粉装置、烘箱、各种试板烧成架、电子天平称、瓷层耐冲击试验设备、耐温差急变试验设备、耐沸腾盐酸腐蚀试验设备、耐氢氧化钠溶液腐蚀试验设备、瓷层密着性能试验装置、瓷层测厚仪、直流电火花试验仪等，还有必要的酸碱溶剂和一定规模的试验用房及经过培训合格的检验技术人员。建立如此的机构，只会浪费社会资源和增加企业不必要的成本，事实证明，许多企业曾为取证而购置的瓷釉试验设备，取证后都闲置在那里不用了。瓷釉使用单位对瓷釉来讲仅仅是应用并生产出合格产品而已，没有必要每个厂都要装备瓷釉检测设备和检测仪器。如果有必要检测某瓷釉性能，象压力容器探伤一样可以委托有条件的企业或单位代为测试。

        其实，提出必须建立瓷釉检测中心的目的是因为瓷釉性能检测是一项专业性很强的技术。一般省市压力容器取证机构人员不能掌握，势必形成由某些企业来取代各地方省市对所属搪玻璃企业压力容器取证权，这是关键所在。

六、用户对盛装易燃易爆介质的搪玻璃设备的安全保障

经向多个用户调查，为了生产安全，用户对盛装易燃易爆介质的容器都会制订严格操作规程。要求每次出料后，洗净瓷面物料，进行瓷层检查，发现瓷层损坏，停止使用，有的用户还会给设备装上瓷层损坏报警仪，能及时发现瓷层损坏，以确保生产安全。

        一般地说，瓷层损坏到介质将设备内壁腐蚀穿孔，需要一定的时间。在这一时间内，用户不检查瓷层，这是违反操作规定的行为。所以，只要用户对瓷层勤检查，因瓷层而产生的设备安全事故就可以避免。用户的实践操作结果也证明了这点。

        假如，容器内搪玻璃损坏，某介质会立即腐蚀穿透设备内壁的，那么这种介质就不适合选用搪玻璃设备。再退一步说，即使介质腐蚀穿孔，也不一定都会发生爆炸安全事故。调查了典型性的292种化工爆炸危险介质，仅乙炔（电石气）遇水会爆炸，但还受到爆炸上限、下限百分比及沸点闪点温度条件的限制。

       工搪分会为此曾向全国50家搪玻璃容器制造企业进行调查，在所生产的几十万台搪玻璃设备中从未发现设备因瓷层脱落，形成腐蚀穿孔介质进入夹套，遇水发生爆炸的事例，千万不能把特殊案例误解为普遍现象。

七、国外对搪玻璃设备安全控制办法：

       ASME规范：（摘自ASME强制性附录27。搪玻璃容器的另一种要求）

       27-2  圆筒形壳体在内压下允许的不圆度，截面二直径不圆度之差，不超过3%时，提供一组降低压力使用的计算公式，并将结果记入设备铭牌。

       27-3  半球形或2：1椭圆形封头允许偏差。封头内表面对规定形状既不得有大于3%D向外偏差，又不得有大于3%D的向内偏差，D为壳体连接点处公称直径，提供了应对的处理办法，并将结果记入铭牌。

       27- 4  指压力试验须按降压后打在容器铭牌上的压力进行，均不超过许用工作压力。

       27-5  指制造搪玻璃容器用材料试样热处理。

       27-6  低温操作有关试验的规定。

       27-7  焊后热处理，搪玻璃中温度的循环可代替焊后热处理。

       27-8  数据报告。将用本附录而修改的数据注明报告。

       综合上述，ASME规范对搪玻璃容器安全质量控制用强制性附录条文，主要指容器变形所产生的不安全进行降压使用的修正，不涉及瓷釉理化性能和检测。

八、搪玻璃设备瓷层的损坏

       设备瓷层的损坏有8种典型类型：

⑴    机械性损坏    ⑵温差急变损坏   ⑶超压使用损坏   ⑷腐蚀损坏

⑸瓷层鳞爆损坏  ⑹“梯形”缺陷损坏  ⑺应力爆瓷   ⑻其他类型损坏

       其中70%属于机械损坏，其次是温差急变损坏占20%左右，所以认为瓷釉性能最好也经不住机械所造成的损坏。机械损坏主要发生在用户违规操作、安装、运输重物相碰、电焊及焊渣落入等等，因此要加强用户对设备严格操作管理尤为必要，其次是温差急变超差损坏，第三才是因腐蚀而失效。

       以上论点主要说明，在锅炉压力容器制造许可条件修订中，不要再次形成对搪玻璃取证的条件，搪玻璃压力容器制造安全质量靠压力容器制造许可证制度来保证。

如有不对之处，请指正。

                                                                                      工搪分会秘书处  2009.3.1

 

 

（续工搪通讯2008-6期）

2、 搪玻璃产品对设计的要求：

㈠、瓷层应力分析和搪玻璃面圆弧过渡的设计

      成品玻璃面瓷层承受压应力，所以不在同一平面的两个搪玻璃面必须采用圆弧过渡以保护瓷面不损坏，一般过渡R≥5mm。

      搪玻璃实质上是塑性的金属材料衬里了脆性的非金属材料。搪烧后，当温度下降到400℃以下时。瓷层开始逐步固化，变硬变脆，固化后的瓷层线膨胀系数为85～95（×10^-7/℃）。而基体钢材继续冷却到常温的过程中均匀冷缩，钢板的线膨胀系数为136（×10^-7/℃）。由于两者线膨胀系数不同，常温态的瓷层承受压应力。

      瓷层的抗压强度较大  800～1000N/mm²

      瓷层的抗拉强度较小  70～90N/mm²

      因此，当瓷层不在一个相同平面时，连接处即产生因压应力方向不同而产生的分力，当产生的分力超过瓷层强度极限时，瓷层即受损坏。

      由于产品结构的不一样，原则上可分两种情况

⑴瓷层搪烧在钢板凹面，如封头内面。其产生的分力指向钢板，钢板成了阻挡分力的屏障。

⑵瓷层搪烧在钢板凸面，如法兰边、管口、阀门的阀芯、保护环等所产生的分力则指向空间，没有阻挡分力的屏障就成了折断瓷层的力。

截取1mm宽的瓷层面，用几何矢量法进行力学分析，结果

当凸面瓷层R=5mm时，分力大小为其压应力的0.2倍

               R=4mm时，分力大小为其压应力的0.26倍

               R=3mm时，分力大小为其压应力的0.4倍

               R=2mm时，分力大小为其压应力的0.6倍

        用显微镜观察钢板与瓷层结合界面,不难发现,在界面上存在许多微小的气泡,这些气泡是影响瓷层与钢板完全密着(即物理的结合与化学的熔合)的因素。

瓷层的压应力能否改善？

⑴调整瓷釉配方，使瓷釉线膨胀系数层量靠近钢材；

⑵控制工件冷却速度，利用瓷层的微小塑性，改善受力状态；

⑶尽可能减薄瓷层厚度，瓷层越薄塑性越好；

⑷采用专用搪玻璃钢板，减少搪烧过程中气体的析出，增加密着强度。

㈡、钢板厚薄差的控制

        由于设计结构需要，或受力的要求，同一搪瓷面会产生材料有厚薄之差，如：高颈法兰、接管与筒体、阀门等等。一般厚薄差控制在1：2。

⑴搪瓷面上钢材厚薄差易形成该界面区域搪烧时产生温差突变，影响界面区域瓷面烧成质量（烧生或过火），因此，设计时若遇界面板材有厚薄差时，一般采用1：5斜率过渡，当有条件限制时，至少不小于1：3斜率过渡。使其搪烧时，界面能形成均衡的温度梯度区。

⑵当板材界面厚薄比＞2时，除采用斜率过渡外，建议采用分次加热搪烧。其原理是，板厚部分热容大，升温慢，但冷却速度也慢。反之，板薄部分升温快，冷却也快。经多次加热冷却后，最终进炉时，板薄的部分，进炉时温度低，而板厚的部分，进炉时温度较高，搪烧时，容易使两者温度同时达到瓷釉熔化温度。但注意，出炉时，要进行工件保温，让其缓慢冷却，在板材界面处形成合理的温度梯度区域，确保界面搪瓷质量。

㈢、产品应避免档火的结构

        以马弗炉为主体的烧成炉主要是依靠热的幅射方式加温。中国的搪瓷工艺特点是速热速冷法，与国外的三段烧成法有区别。所以，一旦产品在结构上有挡火，其挡火部分易出现瓷面质量问题，如容器的上接环，下接环及支承式支架部位容易产生挡火。所以，设计者应尽量减少挡火结构。

如产品必须有挡火结构时，应采取相应措施：

⑴局部加热源，如针对容器底部的下接环、管口等部位；

⑵将挡火件拉长，分段挖空。将一长段的挡火变成若干段，其中挖空部分可以通火，如贮罐的支承式耳架板。

㈣、搪玻璃的焊缝设计和要求

        焊缝不符合搪瓷要求，瓷面易出问题，若焊缝强度有问题，容器安全质量不允许，所以，搪玻璃容器的焊缝两者都要兼顾。

⑴焊缝结构分析

        焊缝是金属融熔体的堆积物，其组织相似于金属铸造体，与轧制钢板不一样，钢板具有轧制纤维方向性。解剖焊缝断面，原则上可将其分为三区区域。

①焊根及中间部分：特别是未焊透区域是多气泡、夹渣；

②中间焊肉，相当于金属堆积铸造体；

③焊缝上部表面，有一层硬层，相似于正火态的组织，很致密。

        对搪玻璃，单从瓷面质量来说，如果对焊缝没有强度要求，较理想的是单面V焊。焊根都不必处理，其滞留在焊根的气泡，夹渣发挥物在搪烧时会从焊根析出，不影响瓷面质量。

        但对受压容器或对强度有要求的焊缝，一般由搪瓷面向非搪瓷面开V形剖口，焊后背部进行铇根补焊，以清除焊接中所产生的根部缺陷，保证焊缝强度。

        国外，搪玻璃容器的焊接一般采用单面焊双面成形方法，并从筒体外侧施焊（不一定在搪瓷面施焊），但由于此种焊接方法对焊缝剖口及对准度要求很高，目前国内难以推广。

        其实，对搪玻璃而言，焊缝拍片，可以确定气泡等缺陷的程度是否符合压力容器焊缝的要求，但由于是正投影摄片，无法确定气泡等缺陷存在的部位离搪瓷面的距离。一般地说，焊缝缺陷离搪瓷面越近，瓷面容易出问题。

        有研究文章介绍，根据PVT方程式推导。焊缝中气泡在加温到900℃以上时，其气泡内压力可以上升到90MPa，高压的气体会通过钢铁组织间隙析出。而且向阻力较小的一侧移动，所以，接近搪瓷面的焊缝气泡容易从瓷面一方析出。高压的小气泡，析到瓷面时，成为常压气泡，体积会成正比的增大，对搪瓷面形成危害。

⑵  焊缝余高的危害

        焊缝余高相当于金属表面的突变，会引起材料的应力集中，有可能成为疲劳和脆性断裂的根源。日本曾对焊缝余高进行容器疲劳强度的影响的试验，发现其裂纹是从余高边缘产生，内壁焊缝经打磨加工后的比保留余高的容器疲劳寿命提高2.5倍。国内的试验，将焊缝解剖，用磁粉探伤，发现有余高的焊缝沿着同一侧熔合线均有裂纹，并发展至贯穿，而磨平的焊缝，则完好无损。

        因此，国外容器标准已规定去除焊缝余高，使焊缝表面与母材平滑过渡，消除因焊缝部位形状突变和表面缺陷，改善容器应力状态，提高产品抗脆断与抗疲劳断裂的能力。

对搪瓷工艺，搪瓷面焊缝的余高增加了磨光工作量及砂轮，能源消耗，同时被磨削的焊缝表面层却是钢铁组织较致密的部分，组织致密的钢铁是适合搪瓷的表面。

         非搪瓷一侧，焊缝是不磨的，但余高多了，会影响焊缝中气体的析出阻力，所以，主张背面的焊缝余高也尽量减少。

⑶  焊缝缺陷对搪瓷的影响

①气泡：焊缝中封闭的气泡，存在与离搪瓷面的距离关系很大，越近瓷面，危害越大。

②裂纹：焊缝中的裂纹有贯穿的与不贯穿的两种，贯穿焊缝的裂纹对焊缝强度造成影响，不贯穿的裂纹在应力作用下，会延伸，造成危害。裂纹中会有气体存在，裂纹越接近搪瓷面，则对瓷面质量影响越大。

③夹渣：焊缝中的夹渣，一般以固体物质存在，在高温下，部分物质会变成挥发性气体析出，对搪瓷面的损害如同气泡。

④咬边：咬边会使焊缝形成应力集中，标准对焊缝的咬边长度、深度均有规定。在搪瓷面有咬边，均要求磨平，避免对搪瓷产生影响。非搪瓷面焊缝咬边，会产生应力集中，易发生疲劳损坏。

⑷  搪瓷对焊缝总体要求

①所有搪瓷焊缝需经焊接工艺评定，符合压力容器焊缝要求。

②V形剖口60°～70°为合适，剖口不宜太小，否则气体杂物析出来不及。

③焊根要深，铇根要浅（避免在板材中间层产生气泡等缺陷）。

④余高要少，特别是搪瓷面一侧，并减少磨光工作量及能源损耗。

⑤非搪瓷面要求余高越小越好，避免应力集中，减少气体析出阻力。

⑸   焊缝搪烧收缩和产品变形

        焊缝是金属堆积物，结构的分子组织属无序排列。搪烧高温会促使分子运动。分子会产生重新排列现象，结果使焊缝实体缩小，引起焊缝收缩。

①筒体法兰的变形

        筒体与法兰的焊缝，烧后形成一道收缩的腰带，搪烧次数越多，收缩的腰带越明显。经测试，正常的搪烧遍数下，法兰焊缝收缩，会让筒体直径（焊缝处）缩小1%DN。当然，纵向焊缝搪烧后，也会收缩，因为板层厚，拉力大，形变不明显，但生成了因焊缝收缩而引起的结构应力。法兰与筒体焊缝对接的焊缝收缩后，最易看到的危害是法兰压紧面向外倾斜（也称塌边），因为法兰是刚性体，焊缝收缩使法兰矩形断面产生位移，本来，车加工平整的法兰面烧后变形向外倾斜，产生的问题是：

a. 一对法兰组合时，密封面是两个斜面，不平行。

b. 压紧垫片时，两个密封斜面会对垫片产生一个向外的分力，将垫片挤出法兰面，如果没有卡子挡住，垫片将撕裂。

c. 垫片内侧过压，产生弹性失效，引起密封失效。

d. 法兰平面产生绕曲，压紧面不平整（原因是卧烧筒体变形力的递加及每段收缩量不一有关）。

②人孔法兰变形

        人孔法兰焊接在封头大R与小R交界过渡区，压制的封头本身应力状态复杂，加上人孔环焊缝的收缩，最后形成人孔法兰成马鞍形变形。

        解决人孔法兰变形的办法：

a.采用刚性较高的整体人孔法兰;

b.加长人孔颈部长度，增加抗弯断面模数;

c.对翻边人孔，建议焊上防搪烧变形板，但注意板的材料不能是筒节的零料，应用35#、40#高碳钢（含碳高的材料，高温刚度高），且与人孔法兰周边垂直点焊，才有功效。

（待续）

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   错误纠正：

   1、工搪简讯  2008-6  P3  第10行C≥0.19%改为C≤0.19%

   2、工搪简讯  2009-1  P2  由下向上第5行

      铁素体+硫化物（允许有少量珠光体及奥氏体）改为铁素体+碳化物（或铁素体及少量珠光体）