歐盟的《承壓設(shè)備指令》97/23/EC 自2002年5月29日起強制實施，作為一個實質(zhì)意義上的貿(mào)易壁壘，數(shù)以千計的中國設(shè)備制造企業(yè)的出口業(yè)務(wù)或多或少地受到了該指令的影響，不少企業(yè)感受到了壓力。與此同時，隨著中國制造企業(yè)對指令理解的加深，以及我國制造業(yè)的制造水平的提高和質(zhì)量的穩(wěn)定，越來越多的國際設(shè)備工程公司和最終用戶將產(chǎn)品制造、采購的重心放到了中國，制造采購的產(chǎn)品從非關(guān)鍵的設(shè)備逐漸延展至關(guān)鍵設(shè)備、裝置甚至是整個生產(chǎn)系統(tǒng)。由于鍋爐系統(tǒng)復(fù)雜，鍋爐制造企業(yè)在初次對鍋爐或設(shè)備進行PED認證時遇到了不少的困難，因此筆者在此就鍋爐的PED認證做一簡要的闡述。
鍋爐PED認證的范圍和定義
PED對鍋爐的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求
PED指令的一個顯著特點是該指令并不強制規(guī)定承壓設(shè)備的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，用戶或制造商可以采用任何一個承認的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)來制造鍋爐，例如EN12952 水管鍋爐，EN12953 鍋殼鍋爐，ASME 第I卷等，但要求設(shè)備制造商就該規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)對比PED指令附錄I的基本安全要求逐一進行分析，只有滿足基本安全要求的鍋爐才能施打CE標(biāo)記。
目前中國出口歐盟地區(qū)的鍋爐大多采用ASME 第I卷來進行設(shè)計，建造和檢驗。ASME也于2005年5月27日出版了名為《對鋼印持有者使用ASME第I卷來符合承壓設(shè)備指令97/23/EC的指南》一書。
本文將就按ASME 第I卷來進行設(shè)計，建造和檢驗的大型水管鍋爐為例來介紹一些PED認證的要點。
PED中鍋爐的定義和范圍
PED 將承壓設(shè)備分成幾個類型：容器、管道、承壓附件、安全附件和組合件。
歐盟是將鍋爐作為一個組合件來定義的，組合件在PED中有嚴格的定義，它一定是滿足以下的條件：
1. 兼容性，即各個設(shè)備之間相互連接、兼容、形成一個整體；
2. 有功能性，即該系統(tǒng)能達到一個特定的功能，并具備可操作性；
3. 整體性，即所有部件對組合件的功能和安全保護來說都是必須的；
4. 該組合件是被一個制造商組合完成的，該制造商負責(zé)將組合件投放至歐盟市場并且提出對組合件進行整體符合性評估的程序。
只要滿足以上條件，不管該組合件的組裝工作是在制造商的車間還是用戶現(xiàn)場完成，都屬于組合件的定義。
和ASME 第I卷鍋爐本體和外部管道的范圍定義類似，歐盟對鍋爐的最小范圍定義如下。包括以下所有的壓力部件：
■從給水進口（包括進水閥）到蒸汽或熱水出口（包括出口閥，如無出口閥，則為出口集箱下游的第一個環(huán)焊縫或法蘭）。包括不能用一個切斷閥將之與主系統(tǒng)隔離的過熱器，省煤器以及內(nèi)部連接的管道。
■與上述關(guān)聯(lián)的安全附件和到鍋爐下游第一個切斷閥為止（包括該閥門）的管道系統(tǒng)，如排水管道，降溫蒸汽排放管道等。
上述鍋爐應(yīng)該作為一個整體組合件統(tǒng)一由一家對該鍋爐負責(zé)的制造商或業(yè)主來施打CE標(biāo)記。
對于可以與主系統(tǒng)隔離的過熱器，省煤器，再熱器以及相互連接的管道不在上述鍋爐組件的范圍內(nèi)，它們可以單獨認證并施打CE標(biāo)記，制造商也可以選擇與主系統(tǒng)一并施打同一個CE標(biāo)記。
供水管道和燃油供應(yīng)管道同樣不在上述鍋爐組件的范圍內(nèi)，它們既可以單獨認證并施打CE標(biāo)記，也可以選擇與主系統(tǒng)一并施打同一個CE標(biāo)記。
需要注意的是，PED中對鍋爐的范圍定義中沒有壓力和溫度的限制，對應(yīng)于ASME規(guī)范，我們可以認為PED指令覆蓋了ASME第I卷動力鍋爐和第IV卷熱水鍋爐。
鍋爐PED認證的要點
PED認證和CE標(biāo)記的施打原則
國內(nèi)鍋爐廠在開始對所制造的鍋爐進行PED認證時，最重要的一點是要了解PED指令中對這類承壓設(shè)備組合件進行PED 認證和CE標(biāo)記施打的特殊規(guī)定，以及自己的職責(zé)范圍。
國內(nèi)鍋爐廠是否負責(zé)整個鍋爐系統(tǒng)的PED認證及CE標(biāo)記的施打分為以下幾種情況。
1. 鍋爐整裝出廠的，如鍋殼式鍋爐，熱水鍋爐等，對該鍋爐整體負責(zé)的鍋爐廠負責(zé)鍋爐中承壓設(shè)備的PED整體認證和CE標(biāo)記的施打并出具鍋爐整體的符合性聲明，該鍋爐廠委托的歐盟授權(quán)機構(gòu)（Notified Body）進行鍋爐承壓設(shè)備整體的PED符合性評審，出具PED符合性證書。
2. 鍋爐以部件方式出廠（如分為汽包，整體過熱器，整體省煤器等），如果：
鍋爐的現(xiàn)場安裝由鍋爐廠負責(zé)完成（安裝工作可以分包給一個安裝公司），則該鍋爐廠負責(zé)鍋爐的PED整體認證和CE標(biāo)記的施打并出具鍋爐整體的符合性聲明，該鍋爐廠委托的安裝地所在的授權(quán)機構(gòu)進行鍋爐整體的PED符合性評審，出具PED符合性證書。
鍋爐的現(xiàn)場安裝有鍋爐廠以外的公司負責(zé)完成（如安裝公司或用戶），則該鍋爐廠僅僅負責(zé)鍋爐部件（汽包，整體過熱器，整體省煤器等）的PED認證和CE標(biāo)記的施打并出具鍋爐部件的符合性聲明，該鍋爐廠委托的授權(quán)機構(gòu)進行相應(yīng)鍋爐部件的PED符合性評審，出具PED符合性證書。而鍋爐部件間的現(xiàn)場組裝是不在PED的管轄范圍內(nèi)而是工業(yè)安裝的范疇，要符合安裝現(xiàn)場當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)要求。
鍋爐以散件出廠(components)的，如過熱器、再熱器、省煤器包括水冷壁以單個集箱和管束、管屏出廠的，單個集箱、管束、管屏，鍋爐本體內(nèi)管道，作為承壓設(shè)備的一個部件則不能施打CE標(biāo)記，但是鍋爐廠必須向用戶提供所有相關(guān)文件以顯示PED指令中的所有基本安全要求（ESR）得到滿足。
對于鍋爐本體內(nèi)包含的承壓附件（如閥門、液位計、壓力計、管道膨脹節(jié)等），安全附件（安全閥，安全泄放閥，爆破片等），大多是從合格的供應(yīng)商購買。這些承壓附件和安全附件都應(yīng)該按照PED指令的規(guī)定由附件制造商施打相應(yīng)的CE標(biāo)記并提供相應(yīng)的符合性聲明和PED符合性證書。但是鍋爐廠要負責(zé)保證這些附件滿足鍋爐整體PED評審的要求。
鍋爐PED認證的基本流程
一臺鍋爐的PED認證首先是整個系統(tǒng)的認證，它包括對整個鍋爐系統(tǒng)在設(shè)計上是否符合PED的要求，并考量是否有足夠、有效的防護措施以保證整個系統(tǒng)不會超過允許的安全操作界限如允許壓力界限和允許溫度界限。
鍋爐廠還要對具體每個部件，如汽包、過熱器、省煤器、水冷壁等進行評估是否滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求并且符合PED的基本安全要求，或者是否是已經(jīng)帶有CE標(biāo)記（從分包商購買）。
PED認證的基本流程見圖1
PED指令中對鍋爐的基本安全要求
PED指令中沒有強制規(guī)定鍋爐設(shè)計建造和檢驗的具體規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐廠可以采用任何接受的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，同時必須滿足PED指令附錄I的所有基本安全要求。這就要求鍋爐設(shè)計者需要逐一對比分析所采用的建造規(guī)范和PED附錄I的基本安全要求并且說明如何滿足該要求。這個對比分析需要形成文件供進行鍋爐PED符合性認證的授權(quán)機構(gòu)審查。這個過程是PED認證最重要的環(huán)節(jié)，同時也是實際鍋爐PED認證工作中，鍋爐廠認為比較困難的地方。
鍋爐制造商的責(zé)任
按PED規(guī)定，制造商要預(yù)期設(shè)備在整個設(shè)計壽命的安全性，包括制造過程，運輸過程，安裝和設(shè)備使用運行周期以及可能的檢修周期。這點實際上已經(jīng)超過了我國一些鍋爐制造廠目前的能力范圍。有些鍋爐制造廠僅僅是負責(zé)鍋爐本體部件的設(shè)計，鍋爐系統(tǒng)的設(shè)計是由一家鍋爐設(shè)計公司來完成的。這就需要我國鍋爐制造商在商務(wù)合同中充分理解本企業(yè)所承擔(dān)的工作范圍以及如何進行PED符合性評審和CE標(biāo)記的施打。
鍋爐制造商在一臺鍋爐進行PED符合性評審時要承擔(dān)的責(zé)任簡要如下：
1. 鍋爐制造商必須在通過了符合性評審的鍋爐或設(shè)備上加貼CE標(biāo)志，并出具符合性聲明。
2. 鍋爐制造商必須向其選擇的授權(quán)機構(gòu)提出PED評審的申請。申請書中必須包括：
■鍋爐制造商的名稱和地址及鍋爐制造所在的地點；
■表明沒有向其他授權(quán)機構(gòu)提出過同樣申請的書面聲明；
■技術(shù)文件。
3. 技術(shù)文件。
技術(shù)文件必須有助于授權(quán)機構(gòu)評定鍋爐是否符合適合的PED指令要求以及了解鍋爐的設(shè)計、制造和操作。技術(shù)文件中應(yīng)包括：
■鍋爐設(shè)計說明書。
■設(shè)計制造采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范清單產(chǎn)品圖紙：按采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計的圖紙。
■強度計算書：按采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（如ASME第I卷）完成的強度計算書。
■材料明細表。
■產(chǎn)品CE標(biāo)記銘牌圖。
■對PED基本安全要求符合性的對比分析：按PED附錄1基本安全要求（E.S.R）規(guī)定，用表格形式，逐項進行對比分析。
■危害性分析：對鍋爐在運行中存在的潛在危險因素、可能造成的后果、在設(shè)計中是否已經(jīng)消除或減少其危險性、是否已經(jīng)采取保護措施以及是否已通知用戶，用表格形式，逐項進行分析。
■操作說明書：除常規(guī)的操作使用說明外，應(yīng)將危害性分析中必須通知用戶的內(nèi)容列入操作說明書中，以引起用戶注意。對制造商而言，這也是一項排除責(zé)任的自我保護，如果由于用戶違反操作說明書而導(dǎo)致?lián)p失，制造商將不承擔(dān)任何責(zé)任；操作說明書要用戶認可的一種歐盟官方語言編寫，并能被授權(quán)機構(gòu)理解。
■制造工藝和檢驗、試驗文件。
■工藝流程卡或檢驗卡（COL）。
■有關(guān)批準(zhǔn)制造和測試程序及按照附錄Ⅰ中3.1.2和3.1.3對有關(guān)人員進行資格審查或批準(zhǔn)的適當(dāng)細節(jié)，包括：焊接工藝評定；焊接人員的資格；對焊縫進行無損探傷的人員的資格。
4. 鍋爐的分類和PED認證模式的選擇。
由于整個鍋爐的危險性類別是按照其包含的最高危險性類別的設(shè)備來確定的，大多數(shù)鍋爐都被評為最高的IV類危險。采用的PED符合性認證模式以G模式（單臺驗證模式）為宜。
鍋爐制造商要特別注意以下PED區(qū)別與ASME第I卷的一些特定要求。
鍋爐制造商要特別注意以下PED區(qū)別與ASME第I卷的一些特定要求。
1) 強度設(shè)計時需要對比所使用的材料在ASME第II卷D篇所選取的許用應(yīng)力和按照PED附錄I 7.1中所計算的材料許用應(yīng)力值，選取最低的許用應(yīng)力值進行強度計算。一般來說對于碳鋼和低合金鋼來說，在過熱蒸汽溫度以下環(huán)境使用的材料，兩者的許用應(yīng)力相差不多。表1列出一些鍋爐常用材料的應(yīng)力對比，供參考。
從表1可以看出，一些鍋爐常用的ASME規(guī)范材料在根據(jù)PED附錄I計算而得的材料許用應(yīng)力值要略低于在ASME第II卷D篇中選取的許用應(yīng)力值。設(shè)計者就需要對設(shè)計輸入?yún)?shù)進行調(diào)整，以滿足PED的要求。
2) 水壓試驗壓力的確定
ASME第I卷 PG99規(guī)定鍋爐的水壓試驗壓力為Pt =1.5 * MAWP
PED 附錄I 7.4 中規(guī)定為下列兩者的大值：
Pt =1.43 * MAWP
Pt =1.25 * MAWP* （St/Sd）
其中，MAWP：最大允許工作壓力；St：材料在水壓試驗溫度下的許用應(yīng)力；Sd：材料在最高許用溫度下的許用應(yīng)力。
從上述可以看出，在高溫段，尤其是過熱器出口集箱，其水壓試驗壓力值受應(yīng)力比值系數(shù)的影響較大，可能導(dǎo)致最終水壓試驗壓力值大于ASME第I卷的規(guī)定值。這就要求設(shè)計者在選擇最高水壓試驗壓力值的同時要對該部件進行水壓試驗壓力校核。
3) 材料評審
材料批準(zhǔn)。PED對材料的安全要求是：足夠的延性（斷后延伸率大于14%）；韌性（在不高于20℃且不高于鍋爐最低設(shè)計溫度時的，夏比V缺口沖擊功大于27J）；有防止脆性斷裂的措施；對介質(zhì)的化學(xué)抗力；耐時效性；適合于加工；與異種材料連接時不得產(chǎn)生有害影響。
部分ASME材料在規(guī)范中并沒有沖擊的要求，而且在ASME第I卷沒有低溫的設(shè)計條件，因此規(guī)范并沒有規(guī)定材料的沖擊要求，鍋爐設(shè)計者一般不考慮設(shè)備的沖擊要求。但是在鍋爐PED認證中，設(shè)計者要對設(shè)備提出沖擊的要求，包括對材料沖擊的要求和對焊縫的要求，也就是焊接工藝評定時要對焊縫和熱影響區(qū)提出沖擊試驗的要求。沖擊試驗的溫度除了要考慮鍋爐運行時的最低溫度外，還需要考慮鍋爐在其他工況如停車維修，部件庫存時可能的最低溫度。
PED允許采用如下三種類型的材料：符合歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的材料；獲得歐洲批準(zhǔn)的材料；通過特殊評定的材料。
對國內(nèi)制造企業(yè)而言，目前較為可行的是通過授權(quán)機構(gòu)執(zhí)行材料評定，獲得材料特殊批準(zhǔn)證書（PMA），用于產(chǎn)品制造。由授權(quán)機構(gòu)頒發(fā)III類或IV類設(shè)備的PMA，由制造者頒發(fā)I類和II類PMA。授權(quán)機構(gòu)將審核制造商提供的材料申請及采購文件、材料供應(yīng)商評審、材料質(zhì)量證書、必要時進行的附加試驗記錄和材料驗收檢驗記錄。授權(quán)機構(gòu)將對符合要求的材料向鍋爐制造商頒發(fā)材料特殊批準(zhǔn)證書（PMA）。此證書僅限該制造商使用，對其他企業(yè)無效。
根據(jù)PED指令附錄I 4.3條款規(guī)定，II，III和IV類設(shè)備的主要受壓件的材料必須要有表明經(jīng)過了特定的產(chǎn)品控制的證書格式，即EN10204 3.1證書或3.2證書。只有當(dāng)材料制造商經(jīng)過了一家在歐盟注冊的適合的機構(gòu)的質(zhì)量認證并且進行了PED特定要求的評審后，他才有資格出具EN10204 3.1證書。否則，必須要由一家在歐盟注冊的適合的檢驗機構(gòu)和材料制造商共同簽發(fā)材料的EN10204 3.2證書。鑒于國內(nèi)鋼材制造商大多不具備出具EN10204 3.1證書的資格，因此，負責(zé)鍋爐設(shè)備PED認證的授權(quán)機構(gòu)往往會同時被委托進行鍋爐設(shè)備建造所用材料的確認和EN1024 3.2 證書的出具工作。
4) 焊接工藝評定和焊工技能評定
在ASME取證中，授權(quán)檢驗師（AI）將審核制造商按ASME IX卷執(zhí)行的焊接工藝評定記錄（PQR），焊接工藝規(guī)程（WPS）和焊工技能評定（WPQ）。
至于PED認證中，PQR和WPQ執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，一般按歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 287和EN 15614進行評審。而且PED指令要求授權(quán)機構(gòu)批準(zhǔn)PQR和WPQ，在這一點上要比ASME取證更為嚴格。且焊接工藝評定的試驗檢驗項目較ASME IX要多，包括：焊縫外觀檢驗；焊縫表面探傷（PT/MT）；焊縫射線探傷（RT）；焊縫及熱影響區(qū)的硬度檢查；拉伸試驗；彎曲試驗；焊縫和熱影響區(qū)的沖擊試驗；宏觀金相檢查。
原則上國內(nèi)企業(yè)可以采用更為熟悉的ASME IX卷，同樣可以被接受，但必須要滿足歐盟相應(yīng)評定規(guī)范中的所有上述試驗要求。
制造商應(yīng)按產(chǎn)品要求，編制評定計劃，經(jīng)檢驗師審核同意后，準(zhǔn)備焊接試板和焊材，通知檢驗師到現(xiàn)場見證PQR和WPQ的全過程（焊接、熱處理、NDT、力學(xué)試驗、原始記錄和報告）。
與ASME取證不同，PED規(guī)定II類到IV的設(shè)備由授權(quán)機構(gòu)批準(zhǔn)頒發(fā)相應(yīng)的PQR和WPQ證書。
與ASME取證不同，PED規(guī)定II類到IV的設(shè)備由授權(quán)機構(gòu)批準(zhǔn)頒發(fā)相應(yīng)的PQR和WPQ證書。
5) 無損探傷人員的資格評定
ASME取證時，由企業(yè)自行按美國無損檢測學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)（ASNT-TC-1A），對無損檢測人員進行培訓(xùn)、考試，對合格者由企業(yè)任命為相應(yīng)級別的無損檢測人員。
PED要求負責(zé)III、IV類設(shè)備的永久性連接的無損檢測（NDT）人員的資格評定要由歐盟認可的第三方機構(gòu)（RTPO）執(zhí)行企業(yè)無損檢測人員的資格評定。至于NDT人員資格評定的標(biāo)準(zhǔn)，同樣不限于歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 473，國內(nèi)企業(yè)可采用更為熟悉的SNT-TC-1A標(biāo)準(zhǔn)。對ASME鋼印持證單位，無損探傷人員資格評定工作的難度不大。
由歐盟認可的第三方機構(gòu)（RTPO）頒發(fā)該制造商所有合格NDT人員的批準(zhǔn)證書。
授權(quán)機構(gòu)的職責(zé)
負責(zé)鍋爐整體PED認證的授權(quán)機構(gòu)必須對整個鍋爐及每個鍋爐設(shè)備的設(shè)計和制造進行檢驗，并在制造過程中進行本指令第5條所述的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的適當(dāng)測試或等效檢驗，以保證符合對其適用的指令要求。
表1 鍋爐常用材料的應(yīng)力對比
授權(quán)機構(gòu)將重點檢查：
按有關(guān)設(shè)計和制造程序檢查以上所列的技術(shù)文件；
當(dāng)所用的材料不符合相關(guān)的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)或使用非歐洲批準(zhǔn)材料時，對這些材料進行評定，并按照附錄Ⅰ中4.3檢查材料制造商頒發(fā)的證書；
批準(zhǔn)對部件進行焊接的焊接工藝，或?qū)σ郧耙寻凑崭戒?/span>Ⅰ中3.1.2獲得的批準(zhǔn)進行核查；
驗證附錄Ⅰ中3.1.2和3.1.3所要求的資格審查或批準(zhǔn)，包括焊工/焊接操作工，無損探傷人員。
實施附錄Ⅰ中3.1.2所述的最終檢驗（如水壓試驗），進行或要求進行附錄Ⅰ中3.2.2所述的驗收試驗，并在適當(dāng)時對安全裝置進行檢驗。授權(quán)機構(gòu)必須將其機構(gòu)編號加貼在鍋爐和鍋爐設(shè)備上，并出具PED符合證書。該證書必須保存10年。
總結(jié)
鍋爐作為一個組合件（Assembly）必須進行整體的PED認證和CE標(biāo)記的施打。單個的設(shè)備如汽包，整體過熱器，整體省煤器等可以單獨帶CE標(biāo)記也可以在被組裝后整體進行PED認證和CE標(biāo)記施打。鍋爐系統(tǒng)的CE標(biāo)記施打是對該鍋爐負責(zé)的制造商或用戶來進行的，并由該制造商或用戶聘請的授權(quán)機構(gòu)來進行PED認證。
鍋爐制造商要根據(jù)鍋爐的建造規(guī)范如ASME第I卷對比PED指令附錄I的基本安全要求進行分析，表明所有適用的基本安全要求都能滿足并注明應(yīng)對措施。
ASME鍋爐建造規(guī)范ASME第I卷中和PED指令附錄I的要求有差異的地方需要鍋爐制造商重點關(guān)注，如：鍋爐系統(tǒng)的設(shè)計要求；材料許用應(yīng)力的選取和確定；水壓試驗壓力的確定和水壓試驗時設(shè)備所受應(yīng)力水平的分析；永久性連接的工藝評定；永久性連接操作人員和無損探傷人員資格評定；鍋爐或其單個設(shè)備的PED認證模式通常選擇G模式（單臺驗證模式）。