锅炉PED认证程序和要求.doc

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锅炉PED认证程序和要求

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欧盟的《承压设备指令》97/23/EC自2002年5月29日起强制实施，作为一个实质意义上的贸易壁垒，数以千计的中国设备制造企业的出口业务或多或少地受到了该指令的影响，不少企业感受到了压力。

与此同时，随着中国制造企业对指令理解的加深，以及我国制造业的制造水平的提高和质量的稳定，越来越多的国际设备工程公司和最终用户将产品制造、采购的重心放到了中国，制造采购的产品从非关键的设备逐渐延展至关键设备、装置甚至是整个生产系统。

由于锅炉系统复杂，锅炉制造企业在初次对锅炉或设备进行PED认证时遇到了不少的困难，因此笔者在此就锅炉的PED认证做一简要的阐述。

锅炉PED认证的范围和定义

PED对锅炉的设计标准的要求

PED指令的一个显著特点是该指令并不强制规定承压设备的设计标准，用户或制造商可以采用任何一个承认的规范或标准来制造锅炉，例如EN12952水管锅炉，EN12953锅壳锅炉，ASME第I卷等，但要求设备制造商就该规范或标准对比PED指令附录I的基本安全要求逐一进行分析，只有满足基本安全要求的锅炉才能施打CE标记。

目前中国出口欧盟地区的锅炉大多采用ASME第I卷来进行设计，建造和检验。

ASME也于2005年5月27日出版了名为《对钢印持有者使用ASME第I卷来符合承压设备指令97/23/EC的指南》一书。

本文将就按ASME第I卷来进行设计，建造和检验的大型水管锅炉为例来介绍一些PED认证的要点。

PED中锅炉的定义和范围

PED将承压设备分成几个类型：

容器、管道、承压附件、安全附件和组合件。

欧盟是将锅炉作为一个组合件来定义的，组合件在PED中有严格的定义，它一定是满足以下的条件：

1.兼容性，即各个设备之间相互连接、兼容、形成一个整体；

2.有功能性，即该系统能达到一个特定的功能，并具备可操作性；

3.整体性，即所有部件对组合件的功能和安全保护来说都是必须的；

4.该组合件是被一个制造商组合完成的，该制造商负责将组合件投放至欧盟市场并且提出对组合件进行整体符合性评估的程序。

只要满足以上条件，不管该组合件的组装工作是在制造商的车间还是用户现场完成，都属于组合件的定义。

和ASME第I卷

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q+[,`1Q;r锅炉本体和外部管道的范围定义类似，欧盟对锅炉的最小范围定义如下。

包括以下所有的压力部件：

■从给水进口（包括进水阀）到蒸汽或热水出口（包括出口阀，如无出口阀，则为出口集箱下游的第一个环焊缝或法兰）。

包括不能用一个切断阀将之与主系统隔离的过热器，省煤器以及内部连接的管道。

■与上述关联的安全附件和到锅炉下游第一个切断阀为止（包括该阀门）的管道系统，如排水管道，降温蒸汽排放管道等。

上述锅炉应该作为一个整体组合件统一由一家对该锅炉负责的制造商或业主来施打CE标记。

对于可以与主系统隔离的过热器，省煤器，再热器以及相互连接的管道不在上述锅炉组件的范围内，它们可以单独认证并施打CE标记，制造商也可以选择与主系统一并施打同一个CE标记。

供水管道和燃油供应管道同样不在上述锅炉组件的范围内，它们既可以单独认证并施打CE标记，也可以选择与主系统一并施打同一个CE标记。

需要注意的是，PED中对锅炉的范围定义中没有压力和温度的限制，对应于ASME规范，我们可以认为PED指令覆盖了ASME第I卷动力锅炉和第IV卷热水锅炉。

锅炉PED认证的要点

PED认证和CE标记的施打原则

国内锅炉厂在开始对所制造的锅炉进行PED认证时，最重要的一点是要了解PED指令中对这类承压设备组合件进行PED认证和CE标记施打的特殊规定，以及自己的职责范围。

国内锅炉厂是否负责整个锅炉系统的PED认证及CE标记的施打分为以下几种情况。

1.锅炉整装出厂的，如锅壳式锅炉，热水锅炉等，对该锅炉整体负责的锅炉厂负责锅炉中承压设备的PED整体认证和CE标记的施打并出具锅炉整体的符合性声明，该锅炉厂委托的欧盟授权机构（NotifiedBody）进行锅炉承压设备整体的PED符合性评审，出具PED符合性证书。

2.锅炉以部件方式出厂（如分为汽包，整体过热器，整体省煤器等），如果：

锅炉的现场安装由锅炉厂负责完成（安装工作可以分包给一个安装公司），则该锅炉厂负责锅炉的PED整体认证和CE标记的施打并出具锅炉整体的符合性声明，该锅炉厂委托的安装地所在的授权机构进行锅炉整体的PED符合性评审，出具PED符合性证书。

锅炉的现场安装有锅炉厂以外的公司负责完成（如安装公司或用户），则该锅炉厂仅仅负责锅炉部件（汽包，整体过热器，整体省煤器等）的PED认证和CE标记的施打并出具锅炉部件的符合性声明，该锅炉厂委托的授权机构进行相应锅炉部件的PED符合性评审，出具PED符合性证书。

而锅炉部件间的现场组装是不在PED的管辖范围内而是工业安装的范畴，要符合安装现场当地的法规要求。

锅炉以散件出厂（components）的，如过热器、再热器、省煤器包括水冷壁以单个集箱和管束、管屏出厂的，单个集箱、管束、管屏，锅炉本体内管道，作为承压设备的一个部件则不能施打CE标记，但是锅炉厂必须向用户提供所有相关文件以显示PED指令中的所有基本安全要求（ESR）得到满足。

对于锅炉本体内包含的承压附件（如阀门、液位计、压力计、管道膨胀节等），安全附件（安全阀，安全泄放阀，爆破片等），大多是从合格的供应商购买。

这些承压附件和安全附件都应该按照PED指令的规定由附件制造商施打相应的CE标记并提供相应的符合性声明和PED符合性证书。

但是锅炉厂要负责保证这些附件满足锅炉整体PED评审的要求。

锅炉PED认证的基本流程

一台锅炉的PED认证首先是整个系统的认证，它包括对整个锅炉系统在设计上是否符合PED的要求，并考量是否有足够、有效的防护措施以保证整个系统不会超过允许的安全操作界限如允许压力界限和允许温度界限。

锅炉厂还要对具体每个部件，如汽包、过热器、省煤器、水冷壁等进行评估是否满足系统设计的要求并且符合PED的基本安全要求，或者是否是已经带有CE标记（从分包商购买）。

PED认证的基本流程见图1

PED指令中对锅炉的基本安全要求

PED指令中没有强制规定锅炉设计建造和检验的具体规范或标准，锅炉厂可以采用任何接受的规范或标准，同时必须满足PED指令附录I的所有基本安全要求。

这就要求锅炉设计者需要逐一对比分析所采用的建造规范和PED附录I的基本安全要求并且说明如何满足该要求。

这个对比分析需要形成文件供进行锅炉PED符合性认证的授权机构审查。

这个过程是PED认证最重要的环节，同时也是实际锅炉PED认证工作中，锅炉厂认为比较困难的地方。

锅炉制造商的责任

按PED规定，制造商要预期设备在整个设计寿命的安全性，包括制造过程，运输过程，安装和设备使用运行周期以及可能的检修周期。

这点实际上已经超过了我国一些锅炉制造厂目前的能力范围。

有些锅炉制造厂仅仅是负责锅炉本体部件的设计，锅炉系统的设计是由一家锅炉设计公司来完成的。

这就需要我国锅炉制造商在商务合同中充分理解本企业所承担的工作范围以及如何进行PED符合性评审和CE标记的施打。

锅炉制造商在一台锅炉进行PED符合性评审时要承担的责任简要如下：

1.锅炉制造商必须在通过了符合性评审的锅炉或设备上加贴CE标志，并出具符合性声明。

2.锅炉制造商必须向其选择的授权机构提出PED评审的申请。

申请书中必须包括：

■锅炉制造商的名称和地址及锅炉制造所在的地点；

■表明没有向其他授权机构提出过同样申请的书面声明；

■技术文件。

3.技术文件。

技术文件必须有助于授权机构评定锅炉是否符合适合的PED指令要求以及了解锅炉的设计、制造和操作。

技术文件中应包括：

■锅炉设计说明书。

■设计制造采用的标准规范清单产品图纸：

按采用的标准规范设计的图纸。

■强度计算书：

按采用的标准规范（如ASME第I卷）完成的强度计算书。

■材料明细表。

■产品CE标记铭牌图。

■对PED基本安全要求符合性的对比分析：

按PED附录1基本安全要求（E.S.R）规定，用表格形式，逐项进行对比分析。

■危害性分析：

对锅炉在运行中存在的潜在危险因素、可能造成的后果、在设计中是否已经消除或减少其危险性、是否已经采取保护措施以及是否已通知用户，用表格形式，逐项进行分析。

■操作说明书：

除常规的操作使用说明外，应将危害性分析中必须通知用户的内容列入操作说明书中，以引起用户注意。

对制造商而言，这也是一项排除责任的自我保护，如果由于用户违反操作说明书而导致损失，制造商将不承担任何责任；操作说明书要用户认可的一种欧盟官方语言编写，并能被授权机构理解。

■制造工艺和检验、试验文件。

■工艺流程卡或检验卡（COL）。

■有关批准制造和测试程序及按照附录Ⅰ中3.1.2和3.1.3对有关人员进行资格审查或批准的适当细节，包括：

焊接工艺评定；焊接人员的资格；对焊缝进行无损探伤的人员的资格。

4.锅炉的分类和PED认证模式的选择。

由于整个锅炉的危险性类别是按照其包含的最高危险性类别的设备来确定的，大多数锅炉都被评为最高的IV类危险。

采用的PED符合性认证模式以G模式（单台验证模式）为宜。

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锅炉制造商要特别注意以下PED区别与ASME第I卷的一些特定要求。

1）强度设计时需要对比所使用的材料在ASME第II卷D篇所选取的许用应力和按照PED附录I7.1中所计算的材料许用应力值，选取最低的许用应力值进行强度计算。

一般来说对于碳钢和低合金钢来说，在过热蒸汽温度以下环境使用的材料，两者的许用应力相差不多。

表1列出一些锅炉常用材料的应力对比，供参考。

从表1可以看出，一些锅炉常用的ASME规范材料在根据PED附录I计算而得的材料许用应力值要略低于在ASME第II卷D篇中选取的许用应力值。

设计者就需要对设计输入参数进行调整，以满足PED的要求。

2）水压试验压力的确定

ASME第I卷PG99规定锅炉的水压试验压力为Pt=1.5*MAWP

PED附录I7.4中规定为下列两者的大值：

Pt=1.43*MAWP

Pt=1.25*MAWP*（St/Sd）

其中，MAWP：

最大允许工作压力；St：

材料在水压试验温度下的许用应力；Sd：

材料在最高许用温度下的许用应力。

从上述可以看出，在高温段，尤其是过热器出口集箱，其水压试验压力值受应力比值系数的影响较大，可能导致最终水压试验压力值大于ASME第I卷的规定值。

这就要求设计者在选择最高水压试验压力值的同时要对该部件进行水压试验压力校核。

3）材料评审

材料批准。

PED对材料的安全要求是：

足够的延性（断后延伸率大于14%）；韧性（在不高于20℃且不高于锅炉最低设计温度时的，夏比V缺口冲击功大于27J）；有防止脆性断裂的措施；对介质的化学抗力；耐时效性；适合于加工；与异种材料连接时不得产生有害影响。

部分ASME材料在规范中并没有冲击的要求，而且在ASME第I卷没有低温的设计条件，因此规范并没有规定材料的冲击要求，锅炉设计者一般不考虑设备的冲击要求。

但是在锅炉PED认证中，设计者要对设备提出冲击的要求，包括对材料冲击的要求和对焊缝的要求，也就是焊接工艺评定时要对焊缝和热影响区提出冲击试验的要求。

冲击试验的温度除了要考虑锅炉运行时的最低温度外，还需要考虑锅炉在其他工况如停车维修，部件库存时可能的最低温度。

PED允许采用如下三种类型的材料：

符合欧洲协调标准的材料；获得欧洲批准的材料；通过特殊评定的材料。

对国内制造企业而言，目前较为可行的是通过授权机构执行材料评定，获得材料特殊批准证书（PMA），用于产品制造。

由授权机构颁发III类或IV类设备的PMA，由制造者颁发I类和II类PMA。

授权机构将审核制造商提供的材料申请及采购文件、材料供应商评审、材料质量证书、必要时进行的附加试验记录和材料验收检验记录。