化工管道在用分体电磁流量计存在的问题与安装使用建议

摘要：化工行业管道输送介质用分体电磁流量计型式种类繁多，结构多样。电磁流量计（壳体）同样承载着化工管道对输送介质的作用，具有与压力管道相同的潜在危险性和事故危害性。但对其相应的规范要求非常有限，制造标准不完善，在企业管理、产品设计、材料使用、制造工艺、检验检测、安装使用各个方面都没有明确有效的规定，这使得整个电磁流量计（壳体）制造行业都处于监管盲区的危险境地。文章对电磁流量计（壳体）的制造监管、安装、使用检验等方面提出了建议。
化工管道中使用的电磁流量计具有压力管道的特性，承受一定的压力，介质具有易燃、有毒、有腐蚀性等特性，但长期以来，分体电磁流量计作为一种计量器具，对其制造质量只关注了计量精度，对其本质安全缺乏相应的规定，造成安全状况堪忧。因此，了解电磁流量计在制造、安装、使用等环节存在的问题，对规范其管理具有重要意义。
1 化工管道使用分体电磁流量计情况
化工管道输送介质成分多样，特性复杂，对电磁流量计的选型主要依据电磁流量计性能要求、流体特性、安装要求、环境条件以及价格等五个方面。化工管道上使用的电磁流量计种类众多，常见的有差压式孔板、V锥流量计、超声波流量计、质量流量计、热式流量计、电磁流量计、涡街流量计、靶式流量计、涡轮流量计等，各种电磁流量计具有其独特的技术条件和使用环境要求，如孔板和V锥流量计虽应用广泛但不适用于输送对管道和元件存在磨损的介质；电磁流量计只适用于测量具备导电性液体的流量，而气体、油类和绝大多数有机物液体不具导电性无法适用；分体电磁流量计的选用受管道内介质流速的影响等。使用环境中的振动、高温、腐蚀、电磁干扰等因素也影响着电磁流量计的选型。目前化工管道上应用*多的是孔板流量计，属于差压式流量计的一种。孔板流量计具有结构牢固简单、性能稳定可靠、使用寿命长、价格低廉等优点，其标准节流件经过国际标准组织的认可，无需校准，即可投用，被广泛应用于化工管道。
2 化工管道在用分体电磁流量计存在的问题
2.1 制造环节方面
2.1.1 制造标准不全
化工管道上的分体电磁流量计作为计量器具同样具有管道的全部或部分功能，但由于不在特种设备目录中，长期制造质量未接受监管。作为计量器具，电磁流量计制造企业须取得《计量器具型式批准**》和《制造计量器具许可证》方可进行制造，2017年《中华人民共和国计量法》修订后，**取消了《制造计量器具许可证》，意味着制造企业只需取得型式批准**即可生产电磁流量计，而型式试验评价只涉及电磁流量计的精确度要求，并无对产品的安全和可靠性有所要求。目前国内对电磁流量计制造尤其是壳体制造的标准规范非常有限，分体电磁流量计制造标准只有GB/T 2624.1~2624.4-2006《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》以及HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中带颈对焊钢制孔板法兰的专项要求。以上标准并不足以覆盖整个电磁流量计（壳体）制造过程中涉及的设计、材料、验收、焊接、检验等方面的技术要求。
2.1.2 制造过程控制不足
对电磁流量计制造行业而言，缺乏对应的标准体系建造规范将导致企业不论是在生产工艺上还是制度管理规定上都容易产生混乱状态：制造企业在人员任命和资源条件管理上无法合理匹配各尽其才；在制造和检验工艺上是否合理编制也存在疑问；在壳体设计、材料选材上只能依据已有经验或参照其它行业类似标准来进行；材料验收、入库和领用环节没有合理可追溯的质量证明、验收入库、领用发放记录程序等，致使分体电磁流量计出现材料错用问题；在壳体焊接过程中没有具备资质的焊工施焊，没有正确完善的焊接工艺支持，焊缝质量得不到保障，造成诸多焊接缺陷埋藏在产品中，存在严重的事故隐患；壳体产品的制造质量检验尤其是焊接的无损检测是保障制造合格的*后一道关，但往往未进行无损检测。由于监管和标准的不完善，部分责任心不强的企业在壳体制造过程中想方设法降低成本，简化甚至忽略一些必须进行的检验检测工作，不惜以牺牲产品质量为代价，埋下了严重的安全隐患。
2.2 安装过程存在的问题
由于之前分体电磁流量计（壳体）未被列入特种设备目录，不属于压力管道元件，而电磁流量计一般都在管道耐压试验结束后才安装，这时化工管道的主体焊接已经完成，持证焊接人员已经撤离，这就出现一些计量器具包括电磁流量计的安装往往是用户自理的，电磁流量计壳体与管道的焊接未由具有相应焊接资质的焊工施焊，施焊过程没有正确的焊接工艺，焊后未进行有效的无损检测，焊缝中很可能遗留一些诸如未熔合、未焊透、裂纹、超标的圆形条形缺陷等严重缺陷。
2.3 进口分体电磁流量计存在的问题
国内制造的电磁流量计在测量精度、使用条件、使用寿命等方面相较于国外电磁流量计存在一定差距，化工行业中大量的电磁流量计是从国外进口的，尤其是一些工艺生产过程中较为重要的、介质危害性大、要求电磁流量计使用安全可靠性高的以及涉及在科学研究、质量管理、经贸核算交接活动中要求测量精度高的情况下，往往选用国外制造的电磁流量计，但国外的分体电磁流量计的安全性能也难以保证。美国的AGA（美国气体协会）和ASME（美国机械工程协会）从上世纪初就开始研究电磁流量计，德国工业标准（DIN）和国际标准化组织（ISO）也在上世纪60-70年代制定了相应的标准，这些标准与国内标准一样，主要关注电磁流量计的计量精度，对分体电磁流量计筒体的材质、焊接以及焊缝的质量要求等均未提出相应规定，进口电磁流量计同样存在安全隐患。
2.4 使用环境条件复杂
化工管道输送介质复杂多样，许多介质具有腐蚀性或易燃易爆等特性，电磁流量计壳体的选材、焊接和检验至关重要。当壳体材料是碳钢或低合金钢时，如果介质中有碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢或醋酸等成分，而壳体焊缝以及壳体与化工管道的连接焊缝往往存在焊接应力，这时容易产生应力腐蚀裂纹，该裂纹造成的破坏是脆性断裂，危害*大；当介质含有氯离子、氯化物、蒸汽、湿硫化氢或碱液等，奥氏体不锈钢材料的壳体如果存在焊接应力的焊缝，同样也会形成应力腐蚀；当壳体材料是奥氏体不锈钢时，制造或安装焊接过程中焊接工艺实施不到位造成金属组织局部过热或冷却速度缓慢，在敏化区间长时间停留，使得碳向奥氏体晶粒边界扩散产生晶间偏析，在晶间形成碳化铬的化合物，造成*邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感，如果介质中含有磷酸、硫酸、盐酸、硝酸钙、硝酸铵、氢氧化钠等时，容易产生晶间腐蚀裂纹。
3 孔板分体电磁流量计的制造、安装、使用建议
3.1 制造监管的建议
2019年6月1日，TSG07-2019《特种设备生产和充装单位许可规则》开始实施，要求电磁流量计的壳体的生产单位需要取得特种设备生产许可证，电磁流量计的安全管理工作迈出了实质性一步。对于电磁流量计壳体制造，管理部门应督促电磁流量计制造单位应建立分体电磁流量计制造管理体系，促使制造工艺的统一化和标准化，从设计、选材、用材、施焊、检验等方面做出规定。设计应充分考虑结构的受力情况、材料的工艺性能和使用性能以及制造、检验和使用的便利性和可行性，材料应符合制造标准并有准确的可追溯的质量证明文件，制造焊接应具有相应资质的焊接人员和正确的焊接工艺，要求对具有焊缝的壳体进行无损检测以保证焊缝质量，必要时应对材料力学性能、防腐蚀性能、产品焊接性能进行试验，增加热处理工艺提高焊接质量。制造企业应保存且向用户提供完整的合格证明、质量证明文件、制造记录和检验检测报告等产品信息，每台电磁流量计产品做到追本溯源有据可循。
3.2 安装的建议
在安装分体电磁流量计前要确认制造企业是否具有《特种设备生产许可证》和《计量器具型式批准**》，提供的产品资料是否完整，产品合格**，结构的设计，使用的材料，制造工艺的规范性以及检验检测等记录证明和报告是否全面并具有可追溯性。选用的进口电磁流量计制造单位也应取得《特种设备制造许可证》，安全性和型式试验应不低于国内的安全性要求。安装单位应具有相应的压力管道的安装资质，安装焊接时应由相应资质的焊接人员按正确的焊接工艺施焊，焊接完成后对焊缝进行无损检测，条件允许时可进行局部热处理和耐压试验保证焊接质量。相应的焊接、热处理、耐压试验等检测记录和报告也应保存归档。
3.3 使用检验的建议
使用单位采购负责人应加强对电磁流量计制造单位合格供方评价，采购的电磁流量计制造单位必须取得《特种设备生产许可证》，必要时对制造厂家进行实地考察，需采购质保书齐全的电磁流量计。使用单位日常使用要有全面的分体电磁流量计使用台账、定期的检巡查记录，如出现质量问题或安全隐患时应引起足够重视并立即处理。定期维护和检验时要针对在用电磁流量计壳体的结构特性和在使用环境下的薄弱位置合理选择检测方法，运用的无损检测方法应尽量做到覆盖全部检测区域，防止缺陷被漏检等，对相应的维护和检测记录报告保存归档。
4 结束语
分体电磁流量计的安全问题由来已久，以TSG07-2019《特种设备生产和充装单位许可规则》实施为开端，规范制造环节，加强在用电磁流量计的管理，避免在用电磁流量计发生事故，需要各方的共同努力。

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