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压力容器检验中耐压试验分析

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摘要:

压力容器是特种承压设备的重要组成部分,其安全运行涉及人民生命和财产安全。压力容器在使用过程中承载着易爆、高温、低温、高压、腐蚀、剧毒等气体或液体介质,所以要重视压力容器制造过程中各检验环节,从源头加以控制。其中耐压试验是压力容器制造过程中的一项重要的综合性检验环节,并且这种方式可以最为直接的检测到压力容器的质量,也是压力容器验收的重要依据。然而要想提高耐压试验检测的实际效果必须对制造各个环节进行严格的把关。本文就压力容器检验中耐压试验展开讨论,提出了一些耐压试验质量控制的一些措施,希望能对相关工作提供帮助。

关键词:

压力容器;耐压试验;质量控制;监督检验

在科学研究、工业生产和人民日常生活中,压力容器是一种广泛应用的特种承压设备。这些设备在使用过程中有很多的特点,如:操作工况具有高温、低温、高压,介质为有毒、易爆、易腐蚀等,还有这些设备在压力、温度和腐蚀介质的综合作用下,很容易导致设备失效破坏,若发生爆炸或泄漏往往造成装置停产、并发火灾、中毒等安全事故,同时会造成环境污染,因此,为了保证设备安全可靠的运行以及压力容器的制造质量,必须加强过程质量控制和监督检验。

1耐压试验分类即试验的标准

1.1耐压试验分类耐压试验在操作过程中分液压试验、气压试验和气液组合压力试验三大类,主要是根据耐压试验在实际应用中采用的不同介质而区分开的,实际应用中主要是液压试验和气压试验。耐压试验是采用短时超压的方法,主要是验证压力容器的强度、焊接接头的致密性、密封结构的密封性,检查压力容器的选材、强度设计计算、结构、制造质量的合理性。通过试验存在的隐患会暴露出来,以便进行合理返修或报废。

1.2液压试验液压试验主要是采用液体为试验介质,主要原因是液体可压缩性比较小。液压试验过程中,若出现介质泄露或容器破裂,就可以在很短时间内降低容器里的压力,从而降低压强,释放出容器内所积聚的能量,且卸压时释放能量较小,这就可以减少试验过程中的一些危险因素。而且水资源广泛,很容易获取,操作简单方便,不需要进行一些特殊的处理。在相同的试验压力下,水的爆炸能量比气体小数百倍甚至数万倍,所以大部分的液压试验往往都采用水作为试验介质,这最主要是为了满足试验对温度的需求。如制冷系统中冷凝器的液压试验,如下图1。如果由于特殊原因不能用水试验时,可用不会导致发生危险的液体,在低于其沸点的温度下进行试验;当用可燃性液体进行试验时,试验温度必低于可燃性液体的闪点,场地附近不得有火源,并配备消防器材。

1.3气压试验气压试验主要采用气体为试验介质,所采用气体为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体。在试验过程中,气体可压缩性比较大,因压缩而改变压强,从而产生能量,并且聚集在容器中。由于气体压缩的作用使容器壁压强不断增加,若操作不当而产生泄漏或破裂,不仅释放大量的能量,且气体释放速度快,冲击力非常大,会产生极大的危害,从而导致严重爆破伤人的安全事故,所以,在国际上压力容器试验中,尤其对气压试验相关条件限制要求比较苛刻和严格。压力容器的试验中,大部分的试验会优先选择液压试验,只有在液压试验无法完成的情况下才选择气压试验。主要分为以下情况:①由于支承或结构原因,不能向压力容器内充灌液体。如果在容器中充灌液体,液体的自身重量会影响基础和容器不能安全地承受荷重而造成破坏。这主要是因为容器仅仅用于承载气体,并且承载压力低、直径大。②运行条件不允许残留试验液体的压力容器。有些容器在用液体试验后不容易清除,且容器内的残存液体会影响容器的运行使用,在这种情况下只能使用气体作为耐压试验介质。如制冷系统中冷凝器的气压试验,如下图2。因此,为了保证气压试验的安全性,在国际上对气压试验有着严格的质量和焊接要求,同时要求对接焊接接头进行100%无损检测,这样才能进行气压试验。

2耐压试验的质量控制

2.1耐压试验应实行责任制耐压试验过程各环节中应受到质量保证工程师的监督和配合,要有专人组织和实施,并且将耐压试验各环节的质量控制明确到相关责任人。试验过程接受监检人员监督检验或客户到场检验。

2.2耐压试验工艺文件控制根据生产计划和设计图样,在耐压试验过程中,相关人员首先对压力容器制造进行监督,并且进行严格的工艺研究和资料的记录及整理,还要对记录结果分析,审核试验压力、介质、方法和程序。从而编制成完整的耐压试验工艺文件,然后进行审批,再到实施阶段。

2.3耐压试验前的准备首先,耐压试验前相关责任人应对压力容器的零件标记、无损检测标记、焊接标记、材料标记、实际焊接情况、焊缝布置情况、外观形状、管口位置、内部构件和相关的检验记录等质量情况进行检查。其次,相关责任人应审核材料外购检验报告、设计变更手续、材料选用及加工工艺是否符合要求、质量证明文件、焊接记录、热处理报告、无损检验报告等是否齐全,由检验员进行资料整理和汇总,并且送监检单位监检人员审核后方可进行压力试验。最后,耐压试验设备必须完好,控制用调节阀和截止阀的密封性能要好,接头应牢固及连接的管道不能有渗漏,螺栓连接处应检查螺纹磨损情况,所用盲板应使用相应压力等级及规格;试验场地应有可靠的安全防护设施,远离人群,需经过单位技术负责人和安全管理部门检查认可;耐压试验前必须对压力容器各个连接部位的紧固件进行检查,并且进行禁锢,保证紧固件装配齐全,紧固要妥当;在试验进行前,相关工作人员应认真处理压力容器上焊接需要的临时受压元件,确保压力容器的安全和强度;压力容器的外观应当保持干燥;试验介质、环境温度及介质温度必须符合相关标准及工艺要求;试验用的压力表,应符合国标和规程的规定,且在在有效期内,必须用至少两个量程相同并在计量检定周期内合格的压力表。

2.4耐压试验的温度控制耐压试验过程中随着试验温度的降低,压力容器所用金属材料会因温度的变化而变化,其韧性降低,脆性增大,很容易增加试验的危险性,这种情况对不同地区的户外试验非常重要,特别是寒冷的地区。因此标准规范对试验的温度进行一定的限制:Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器进行液压试验时,液体温度不得低于5℃;其他碳钢和低合金钢制容器进行液压试验时,液体温度不得低于15℃。碳素钢和低合金钢容器,气压试验时介质温度不得低于15℃。因此,在寒冷地区或者在冬季户外进行试验时,应当先加热介质,然后把加热好的介质注入容器中,并且搁置一段时间后再进行升压。

2.5耐压试验的流程控制压力容器制造完成后,经过相关的检验人员和相关监检单位监检人员进行审核后进入实际的试验阶段。在试验过程中各个检验标准都需要符合国家标准,并且保证严格的按照并执行事先编制的工艺文件对试验程序进行控制。在试验过程中应该注意:①测试的温度按照相应的国家标准的规定进行操作,如压力容器的材料厚度较大则应适当提高试验的温度;②压力容器在充灌液体的时候,滞留在容器内的气体应排放干净;耐压试验介质和升压过程应符合国家标准和规程的要求;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;在耐压试验进行的时候,必须保证监检单位监检人员和检验人员在现场并且进行监督检验;③最后在试验完成后,利用压缩空气将压力容器内部进行清空和吹干,并且合理的处理后续工作。

3结语

压力容器日常使用的安全性与制造过程的质量控制有着密切关系,必须引起特别的重视。压力容器制造过程的检验手段中,最终的检验方法就是利用直接对压力容器进行介质加注,并适当的加压,从而测试压力容器的质量状况。所以耐压试验中需要层层把关,严格掌控试验流程,提高耐压试验的质量控制,确保压力容器在使用过程中的安全运行。

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作者:戚进强 李晓 马志坚 单位:广州永强环境科技有限公司 广州华利恒化工装备有限公司

压力容器检验中耐压试验分析责任编辑:杨雪    阅读:人次