6.4耐压试验.ppt

1、6.4 耐压试验,6.4.1 耐压试验的作用 如果容器存在比较严重而又未被发现的质量问题或缺陷，通过耐压试验可使其暴露出来。因此，耐压试验是压力容器产品竣工验收必需的和最重要的试验项目 。,6.4.2 耐压试验介质,耐压试验可使用的介质种类包括液体（水、油）和气体（空气、氮气及其它气体） 由于耐压试验压力比容器的工作压力高，因此容器在试验压力下发生破裂的可能性也大。为了防止容器在耐压试验时破裂而造成严重事故，所采取的措施中最重要的是采用卸压时释放能量较小的介质作为试验介质。在相同的试验压力下，气体的爆炸能量比水大数百倍至数万倍，因此，容器耐压试验时通常采用液体作为试验介质。 耐压试验时最常采用

2、液体试验介质是水，所以耐压试验经常被称为水压试验。,（1）由于结构或支承原因，向压力容器充灌液体不能保证容器能安全地承受荷重； （2）运行条件不允许残留试验液体的压力容器，例如低温条件下运行且结构不能保证排尽试验液体的系统就不能用水试压，因为残留水会结冰导致系统堵塞，同样的情况在高温导热油系统中也不允许，因为系统残留水会导致运行中压力不正常升高； （3）超洁净系统法采用液体作为试验介质可能会造成污染。,气压试验所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其它惰性气体。对介质具有易燃特性的在用压力容器，必须进行彻底的清洗和置换，否则严禁用空气作为试验介质。 由于气压试验比液压试验危险，所以设计采用气压试

3、验的压力容器,其对接焊接接头要求100%射线或超声波探伤。试验压力、温度、升压程序等规定均不同于液压试验，现场安全措施也更多。,6.4.3 耐压试验温度,规定试验时的介质温度是为了防止因试验温度过低而造成压力容器在试验过程中发生低应力脆性破坏 . 由于气压试验时的危险性更大，因此，对碳素钢和低合金制压力容器的试验用气体温度不得低于15；其它材料制压力容器，其试验用气体温度应符合设计图样规定。 另一方面，试验时还必须注意其温度不能超过试验介质的沸点而使介质产生气化。,6.4.4 耐压试验压力,表6.4-1 耐压试验的试验压力 压力容器型式.压力容器材料.压力等级.耐压试验压力MPa 液（水） 压

4、 气压 固定式 钢和有色金属 低 压 1.25P 1.10P 固定式 钢和有色金属 中 压 1.25P 1.10P 固定式 钢和有色金属 高 压 1.25P 固定式 铸 铁 2.00P 固定式 搪 玻 璃 1.25P 1.15P 移动式 中低压 1.5P 1.15P 注：钢制低压压力容器耐压试验压力取1.25P和P+0.1二者中较大值。,（1）液压试验压力： 外压容器和真空容器按内压容器进行液压试验，试验压力按下式确定： Pt= Pt/t = P/t （6.4-1） P压力容器的设计压力，MPa（对在用压力容器为最高工作压力）； Pt设计温度下的耐压试验压力，MPa； Pt试验温度下的耐压试验

5、压力，MPa； 耐压试验压力系数（按表6.4-1）； t试验温度下材料的许用应力，MPa； 设计温度下材料的许用应力，MPa。,2. 外压容器和真空容器,(1)液压试验压力： Pt= 1.25P,Mpa（6.4-2） （2）气压试验压力： 外压容器和真空容器按内压容器进行气压试验，试验压力按下式确定： Pt= 1.15P,Mpa（6.4-3） 式中：P设计外压力，MPa,3. 夹套容器液压试验压力,对于带夹套的容器，应在图样上分别注明内筒和夹套的试验压力。 （1）内筒 当内筒设计压力为正值时，按内压容器确定试验压力。 当内筒设计压力为负值时，按外压容器规定进行液压试验。 （2）夹套 夹套内的试

6、验压力按内压容器计算公式确定，在确定了试验压力后，必须校核内筒在该试验外压力作用下的稳定性。如不能满足稳定要求，则应规定在作夹套的液压试验时，必须同时在内筒内保持一定压力，以使整个试验过程（包括升压、保压和卸压）中的任一时间内，夹套和内筒的压力差不超过设计压差。图样上应注明这一要求，以及试验压力和允许压差。,4. 立式容器,因为立式容器在进行液压试验时，其底部除承受液压试验时的压力载荷外，还要承受整个容器充满液体时的重量载荷，二者的共同作用，有可能使容器底部所产生的应力超过应力校核的允许值，此时，则应适当增加底部的器壁厚度。如果立式容器卧置进行液压试验，为了使与立置试验时底部承受的载荷相同，因

7、此，其试验压力值应为立置时的试验压力加上液柱静压力。,6.4.5 压力试验时的应力校核,压力试验时，圆筒的薄膜应力按下式计算： r=Pr(Di+e)/2e,mpa 式中： Di圆筒的内直径，mm； Pr试验压力，MPa； e圆筒的，mm； 圆筒的焊缝系数。 在液压试验时，圆筒的薄膜应力不得超过试验温度下材料屈服点的90%；在气压试验时，此应力不得超过试验温度下材料屈服点的80%。,6.4.6 耐压试验要求与注意事项,1. 一般要求 （1）试验前，容器须经单项检查和总装检查合格，并将内部的残留物清除干净，特别是与水接触后能引起容器壁腐蚀的物质必须彻底除净。外部有保温层或其它复盖层的容器，为了不影

8、响对容器壁渗漏情况的检查，最好将这些遮盖层拆除。有衬里的容器，经检查后确认衬里良好无损、无腐蚀或开裂现象，可不拆除衬里。,（2）试验时封闭容器接管用的盲板压力等级应大于或等于试验容器的设计压力（或最高工作压力），所配用的螺栓、螺母的数量、材质、规格应按相应的标准选用。试验前应将各部位的紧固螺栓装配齐全，紧固妥当。 （3）对生产工艺系统中的在用容器进行试验时，必须用盲板隔断与其相连的设备和管道。且应挂有明显的标志，试验前应认真检查试验系统是否有泄漏。 （4）在用容器试验时，如果不能确认不致因残留的介质的易燃特性而导致燃烧、爆炸，则严禁采用空气作为试验介质。 （5）试验系统至少应有两块量程相同，并

9、经校验合格的压力表，一块置于容器本体上，另一块置于试验系统的缓冲器上，以便观察压力变化的部位。,（6）对压力表的选用要求是： 选用的压力表，必须与压力容器内的介质相适应。 低压容器使用的压力表精度不低于2.5级：中压及高压容器使用的压力表精度不应低于1.5级。 压力表盘刻度极限值为最高工作压力的1.53.0倍，最好选用2倍。表盘直径不应小于100mm。 （7）试验过程中，如果发现异常响声、压力下降、受压元件明显变形、油漆剥落、安全附件失效、紧固件损坏或试验系统发生故障，压力表指示值不一致等不正常现象时，应立即停止试验，并分析原因。 （8）容器内部有压力时，不得对受压元件进行任何修理和紧固螺栓工

10、作。在试验压力下严禁碰撞和敲击试验容器。在确认容器内无压力后方可拆卸试验系统和临时附件。 （9）安全阀与试验容器之间有截止阀的，此阀在试验过程中必须闭止。如果安全阀直接安装在试验容器上，则应拆下安全阀，并将安全阀管口用盲板封闭，不允许采用调整螺母以压紧弹簧加载的方法将安全阀压死。,（10）不得对同一容器多次进行耐压试验。 （11）压力试验场地应有可靠的安全防护设施，并应经单位技术负责人和安全部门检查认可。压力试验过程中，不得进行与试验无关的工作，无关人员不得在试验现场停留。试验时场地周围应有明显的标志。 （12）液压试验前，容器的开孔补强圈应通入0.40.5MPa的压缩空气检查焊接接头的质量。

11、,2. 液压试验注意事项 （1）试验前应核查容器的支承结构是否满足灌满水后的承载要求。立式容器卧置进行试验时，还应妥善考虑支承的部位和塔体变形等问题。 （2）试验前容器外表应保持干燥。 （3）由容器下部一接管口往容器内注水，并在容器顶部设排气口。确认容器已被水充满，气体已全部排净，并且壁温与水温相同后，才能缓慢升压。,（4）升压检查程序：压力升至设计压力确认无泄漏后，继续升压到规定的试验压力，根据容积大小保压30分钟，然后降至设计压力保压进行检查，保压时间不少于30分钟。检查期间压力应保持不变，不得采用连续加压以维持试验压力不变的做法。液压试验完毕应将容器卸压至零。一般新制造的压力容器液压试验

12、完毕后，应用压缩空气将其内部吹干。在用压力容器液压试验完毕后，其试验用液体的处置，以及对内表面的专门技术处理，应在使用单位的管理制度中予以规定。 3,（5）塔类容器和球罐的试验压力应以其顶部压力表的指示为准。 （6）球罐试验前应完成基础的二次罐浆，并达到强度要求，支柱拉杆应放松到自由状态，充水过程中应注意各支柱沉降是否均匀，试验时应记录基础沉降量和回弹数值。 （7）水压试验时如果要测定容器的实际容积，通常可采用以下二种方法： 容器盛满水后的满载重量与进水前的空载重量之差。 在排水管上装置液体流量计（通常可采用LW型涡轮流量计），测定盛满水的总容积。,3. 气压试验注意事项,（1）除图样或技术文

13、件要求的以外，不得采用气压试验。 （2）试验前必须对容器的主要焊缝进行100%无损探伤检查，并且应全面核查容器的有关技术资料和检验报告，制定和落实试验时的安全防护措施，经批准安全措施检查合格后方可进行试验。气压试验时，试验单位单位的安全部门应进行现场监督。 （3）需要核查的技术资料和检验报告通常包括： 产品质量证明书 强度计算书，并根据容器壳体实际厚度校核其一次总体薄膜应力，结果应符合要求。 全部图样上要求的无损探伤报告和返修后的检验报告。 总体装配报告（包括零部件和安全附件）。 热处理报告。,（4）升压检查程序 缓慢升压至试验压力的10%，且一般不超过0.05MPa，保持510分钟，并对试验

14、系统和容器的所有焊缝和连接部位用肥皂水进行初次检查，确认无泄漏后继续升压。 压力升至试验压力的50%，如无异常现象，其后再按每级为试验压力的10%的级差逐级升压至试验压力，应根据容积大小保压1030分钟；然后降至设计压力，保压进行检查，其保压时间不少于30分钟。检查期间压力应保持不变，不得采用连续加压以维持试验压力不变的做法。不得在压力下紧固螺栓。经肥皂或其它检漏液检查无漏气、无可见的异常变形即为合格。气压试验检查合格后，开启放空阀，缓慢卸压至零。,4. 夹套容器耐压试验注意事项,夹套容器应按图样上注明的内筒和夹套的试验压力分别进行耐压试验，并应在内筒试验合格后，再组焊夹套和做夹套的耐压试验。

15、 对夹套进行试验时，必须符合图样上规定的压差要求。如果图样上没有规定或规定不明确时，应校核内筒在试验压力（外压）下的稳定性。如果内筒不能满足稳定要求，则需在内筒保持一定压力，以使整个试验过程中（包括升压，保压和卸压）内筒和夹套的压差不致使内筒出现失稳。,5. 热交换器的耐压试验注意事项,应针对不同类型的热交换器，采取下述试验程序对交换器的壳程、管程和其它部件进行耐压试验。 （1）浮头式热交换器、釜式重沸器（浮头式管束） .用试验压环和浮头专用工装对管程试压，检查管子与固定管板及浮头管板连接口。 .管箱和浮头盖试压。 .壳体和外头盖试压。 （2）固定管板式、U型管式、填函式 .壳体及管子与管板连

16、接口检查试压。 .管箱试压。 （3）卧式带蒸发空间重沸器 .管子与固定管板及浮头管板连接口检查试压。 .管箱和浮头盖试压。 .壳体试压。,6.4.7 耐压试验结果的评定,耐压试验符合下列条件即可评定为合格： 容器和各处焊缝、连接部位无渗漏。 容器无可见的异常变形。 试验过程中无异常的响声。 对抗拉强度规定值下限或大于等于540MPa的材料，表面经无损检测抽查未发现裂纹。 其它合格标准： 1、经返修，焊补深度大于9mm或大于容器壁厚一半的高强钢制容器，焊补部位按原探伤方法进行复查，无超过原定标准的缺陷。 2、图样或有关规程规定要求测量残余变形的容器，其径向（周向）残余变形率不超过0.03%，或容

17、积残余变形率不超过10%。,6.3.8 残余变形测定,对于容器内壁弹性性能要求较高的容器（例如内壁有配合要求的容器），使用要求较高的容器，特别是不能进入内部检查的高压容器、超高压容器，在耐压试验时往往需要进行残余变形测定。测定容器的残余变形的目的是判定试验时容器壁的一次总体薄膜应力是否处于弹性范围内。 造成容器耐压试验时产生残余变形的原因主要有： 1、容器的设计壁厚不够，或容器因均匀腐蚀壁厚明显减小，使容器器壁的一次薄膜应力超过了允许值。 2、容器壳体拉伸（冲压）成形或局部腐蚀造成的壁厚不均匀，在内压作用下被拉薄（腐蚀）的局部范围内因过大的塑性应变引起残余变形。 3、容器存在较大的椭圆度，卸压

18、后椭圆度减小，形成残余变形。,4、容器加工工艺不良。例如，热处理效果不佳，造成材料性能的明显变化或不均匀；多层包扎容器的层间包扎质量不佳，造成松动面积过大等。 材料弹性极限所规定的残余变形一般在0.0050.05%之间。对于压力容器，国内外规范一般规定器壁的残余变形小于0.03%为合格，这是依据容器器壁保持弹性状态而提出的。根据理论公式推导，对于制造压力容器通常所采用的碳素钢和低合金钢，其弹性极限一般都在300500MPa之间，当容积残余变形率小于10%时，器壁产生的最大极限的条件规定较宽，残余变形以0.0050.05%所对应的容积残余变形率范围也很宽。以弹性极限400MPa的材料为例，其对应

19、的最大容积残余变形率为2.218.3%，因此，规定容积残余变形率不应是一个十分严格的界限。对于容积小，试验压力较低、直径和高度之比相差不大，而材料的弹性极限又较高的容器（例如液化石油气钢瓶），要注意残余变形测定误差问题。,残余变形测量方法主要有以下几种,1. 直径变形测量 圆筒形压力容器在内压作用下，器壁上的周向应力比其轴向应力大得多，因此，如果产生残余变形，一般都在周向，即表现为容器直径成比例在增大。采用内径千分尺或其它量具测量容器在耐压试验前后的内径，可以算出容器的直径相对残余变形。测量时，应在同一横截面选取34个测点，较长的容器还应多选择几个截面，耐压试验前后必须在同一个点上测量。此法虽然比较简单，但测量误差较大。图6.3-1 内测法示意图 A.试压泵 B.量管 C.缓冲器 D.压力表 E.受试气瓶 F.水箱 1.2.3.4.5.6.7阀门 容器的直径变形也可采用千分表来测量，方法是在一独立的内径稍大于容器外径的圈架上固定68块千分表，其触杆顶靠着容器外壁，并正对容器圆心，每一直径方向对称设置2块千分表。试验前将千分表指针调整为零，试验后2块对称千分表读数之