壓力容器檢驗(yàn)中壓力試驗(yàn)的質(zhì)量控制

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摘要:壓力容器作為特種壓力設(shè)備，不僅是科研和工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要設(shè)備，而且由于其經(jīng)常需要運(yùn)輸或儲(chǔ)存易燃、易爆或其他有害氣體和液體，因此對(duì)質(zhì)量要求很高?；诖耍瑢?duì)壓力容器的壓力試驗(yàn)類型進(jìn)行介紹，并分析用于檢驗(yàn)壓力容器的壓力試驗(yàn)的質(zhì)量控制方法，以保證壓力容器使用過(guò)程中的安全。

關(guān)鍵詞:壓力試驗(yàn);壓力容器;檢驗(yàn);質(zhì)量控制

引言

壓力容器被廣泛使用，通常由法蘭、密封元件、氣缸、內(nèi)孔和管道支撐組成。但是由于環(huán)境、密封性和壓力等因素，壓力容器容易爆炸和著火，從而導(dǎo)致安全和污染事故，造成設(shè)備和財(cái)產(chǎn)損失。壓力容器通常由國(guó)家機(jī)構(gòu)按照既定規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)。壓力試驗(yàn)可以有效評(píng)估壓力容器的耐壓性，壓力試驗(yàn)在壓力容器的檢驗(yàn)中起著非常重要的作用。

1壓力容器壓力試驗(yàn)的類型

1)液壓試驗(yàn)，即試驗(yàn)介質(zhì)是液體。如果在實(shí)驗(yàn)期間發(fā)生壓力容器損壞或試驗(yàn)液泄漏，由于液體的可壓縮性較小，因此可快速降低容器中的壓力，同時(shí)完全釋放容器中的現(xiàn)有能量，從而確保壓力容器的安全性。液壓試驗(yàn)一般使用水作為試驗(yàn)介質(zhì)，不僅易于獲取，而且可以有效滿足溫度要求，從而最大程度地降低了試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。2)氣壓試驗(yàn)也是壓力容器壓力試驗(yàn)的一種常見(jiàn)類型，主要使用干燥和清潔的氣體(例如氮?dú)夂涂諝?作為試驗(yàn)介質(zhì)，并通過(guò)使氣體在試驗(yàn)過(guò)程中更具可壓縮性來(lái)改變壓力容器中的壓力，從而在容器中產(chǎn)生能量。但是，考慮到壓縮氣體時(shí)壓力容器壁承受的壓力也會(huì)增加，如果在操作中出現(xiàn)問(wèn)題，可能會(huì)引起爆炸等事故，因此要嚴(yán)格操作壓力容器并按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。3)如果考慮到由于承載力而無(wú)法進(jìn)行液壓試驗(yàn)。同時(shí)，氣壓試驗(yàn)更加危險(xiǎn)且耗時(shí)，可以進(jìn)行氣液聯(lián)合壓力試驗(yàn)，即同時(shí)利用氣體介質(zhì)和液體介質(zhì)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

2壓力試驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)

2．1壓力試驗(yàn)前的注意事項(xiàng)

①在壓力試驗(yàn)之前，確保每個(gè)壓力容器連接件的緊固螺栓已完全組裝并擰緊。②選擇進(jìn)行壓力試驗(yàn)的壓力表必須符合相關(guān)規(guī)定。同時(shí)安裝至少2個(gè)壓力表，量程相同。確保所有壓力裝置都經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和認(rèn)可，通常安裝在被測(cè)容器的頂部，以便操作員可以清楚準(zhǔn)確地觀察。③壓力表的范圍應(yīng)為試驗(yàn)壓力的2倍左右，但不應(yīng)小于試驗(yàn)壓力的1．5倍或大于試驗(yàn)壓力的3倍。

2．2液壓試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)

①液壓試驗(yàn)介質(zhì)通常是水。如果有特殊需要，也可以使用不會(huì)引起危險(xiǎn)事故的其他穩(wěn)定流體。試驗(yàn)期間液體的溫度必須低于其沸點(diǎn)。②進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，須確保所用的水是干凈的，通過(guò)試驗(yàn)后立即清除水漬。③液壓試驗(yàn)容器為碳素鋼時(shí)，流體溫度應(yīng)不低于5℃。對(duì)于其他低合金鋼容器，流體溫度不應(yīng)低于15℃。如果材料的非彈性轉(zhuǎn)變溫度由于板厚等因素而增加，則應(yīng)相應(yīng)提高試驗(yàn)流體的溫度。

2.3氣壓試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)

①由于氣壓試驗(yàn)更加危險(xiǎn)，因此通常會(huì)采取安全措施。安全措施必須經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)，在安全部門監(jiān)控下進(jìn)行。②氣壓進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使用干凈的干燥空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。③在對(duì)碳鋼和其他低合金鋼制成的容器進(jìn)行氣壓試驗(yàn)時(shí)，氣體溫度不得低于15℃。

3壓力試驗(yàn)具體實(shí)施方法

3．1液壓試驗(yàn)方法

①在試驗(yàn)期間，應(yīng)在容器頂部提供一個(gè)出口。②必須先將液體裝滿容器，并且容器內(nèi)的所有氣體必須排出，在試驗(yàn)過(guò)程中觀察到的容器表面必須保持干燥。③當(dāng)容器壁溫接近液體溫度時(shí)，開(kāi)始逐漸增加設(shè)計(jì)壓力，保持壓力一會(huì)兒。確保容器中沒(méi)有泄漏后，可以繼續(xù)將壓力增加到試驗(yàn)壓力，同時(shí)保持壓力超過(guò)30min。然后將壓力降低到試驗(yàn)壓力的80%，保持壓力一段時(shí)間，檢驗(yàn)所有焊縫和其他接頭。④在試驗(yàn)期間，不應(yīng)通過(guò)增加壓力來(lái)保持試驗(yàn)壓力恒定，而應(yīng)保持壓力不變。⑤在試驗(yàn)過(guò)程中請(qǐng)勿對(duì)壓力組件施加外部壓力。同時(shí)，如有泄漏，必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，然后重新檢驗(yàn)。⑥經(jīng)過(guò)水壓試驗(yàn)后，應(yīng)排空容器中的液體，然后用壓縮空氣干燥容器的內(nèi)壁。⑦檢驗(yàn)壓力試驗(yàn)后的壓力容器是否滿足下列條件:無(wú)泄漏、無(wú)變形、整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)異常聲音、對(duì)于抗拉強(qiáng)度超過(guò)540MPa的材料經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)后表面無(wú)裂紋。

3．2氣壓試驗(yàn)方法

①試驗(yàn)期間壓力應(yīng)緩慢上升。當(dāng)達(dá)到設(shè)定試驗(yàn)壓力的10%且不超過(guò)0．05MPa時(shí)，壓力保持5～10min。②首次檢驗(yàn)所有焊縫和其他接頭是否泄漏。如果發(fā)現(xiàn)泄漏，必須及時(shí)進(jìn)行修復(fù)焊接，然后重新加壓。③如果首次泄漏試驗(yàn)合格，則繼續(xù)緩慢將壓力增加到試驗(yàn)壓力的50%。如果沒(méi)有異常，則可以將每個(gè)級(jí)別的試驗(yàn)壓力提高10%，直到達(dá)到試驗(yàn)壓力為止。④保持壓力30min后，將壓力降低到試驗(yàn)壓力的87%，然后放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間以重新檢驗(yàn)密封性。在試驗(yàn)過(guò)程中，壓力應(yīng)保持恒定，并且不得用于維持試驗(yàn)壓力。在壓力下檢驗(yàn)緊固螺釘或?qū)毫M件施加外力。⑤如果有泄漏，要及時(shí)修理，然后重復(fù)壓力試驗(yàn)。⑥在進(jìn)行氣壓試驗(yàn)時(shí)，容器應(yīng)無(wú)異常噪音和明顯的變形。

4壓力試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1優(yōu)點(diǎn)

①試驗(yàn)過(guò)程降低了壓力容器在制造、維護(hù)過(guò)程中的殘余焊接應(yīng)力，同時(shí)檢驗(yàn)了整個(gè)壓力容器的密封性。②換熱器壓力容器檢驗(yàn)泄漏位置更方便。③在某些領(lǐng)域具有檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備起著更重要的作用。如果在超壓試驗(yàn)期間沒(méi)有問(wèn)題，在正常或更低的工作壓力下使用一般認(rèn)為是安全的。

4.2缺點(diǎn)

①在可以正常使用的壓力容器進(jìn)行壓力試驗(yàn)期間，現(xiàn)有缺陷將擴(kuò)大。因此，壓力試驗(yàn)不應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行。②對(duì)于空氣分離系統(tǒng)中的高壓罐，由于需要在低溫下運(yùn)行，所以如果有水會(huì)導(dǎo)致凍結(jié)，因此不適合用于水壓試驗(yàn)，僅用于泄漏試驗(yàn);不銹鋼容器可能被氯離子腐蝕，因此，水的質(zhì)量必須對(duì)應(yīng)于小于25mm的氯離子含量。試驗(yàn)后，應(yīng)及時(shí)清除水漬。另外，一些高塔容器或大型球形罐由于其體積大而需要更多的水(有時(shí)高達(dá)數(shù)千噸)，這給球形罐的塔體和底部施加了更大的壓力。③對(duì)于大型壓力容器，檢驗(yàn)通常需要4～8h。如果需要進(jìn)行壓力試驗(yàn)，則工作量相對(duì)較高，整個(gè)壓力試驗(yàn)通常會(huì)持續(xù)2～3d。④壓力容器的某些部分是緊湊的，需要很高的密封性。少量泄漏會(huì)導(dǎo)致容器嚴(yán)重?fù)p壞。⑤某些帶有保溫層的壓力容器的安全性和可靠性可以通過(guò)內(nèi)部和外部檢驗(yàn)(例如壓力試驗(yàn))來(lái)確定。檢驗(yàn)時(shí)必須去除保溫層，試驗(yàn)后再恢復(fù)，成本和時(shí)間大大增加。⑥壓力試驗(yàn)所需的時(shí)間通常是其他試驗(yàn)方法所需時(shí)間的2倍以上。

5檢驗(yàn)壓力容器時(shí)壓力試驗(yàn)的質(zhì)量控制

1)實(shí)行責(zé)任制。在使用壓力試驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證壓力容器的質(zhì)量的過(guò)程中，應(yīng)引入責(zé)任機(jī)制，并指定人員明確分配試驗(yàn)的權(quán)利和責(zé)任，應(yīng)組織和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作，并負(fù)責(zé)整個(gè)壓力試驗(yàn)，過(guò)程監(jiān)督可以有效地保證壓力試驗(yàn)的安全性和流暢性。2)準(zhǔn)備試驗(yàn)工作。使用壓力試驗(yàn)檢驗(yàn)壓力容器質(zhì)量的過(guò)程需要仔細(xì)檢查壓力容器的各種規(guī)程和相關(guān)材料的質(zhì)量。尤其是在壓力試驗(yàn)之前，應(yīng)仔細(xì)研究材料的采購(gòu)和選擇、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、加工技術(shù)等，以確保它們完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和所有文件的要求。此外，必須徹底檢驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備，確保成功完成壓力試驗(yàn)。3)壓力試驗(yàn)的溫度控制。在實(shí)際壓力試驗(yàn)中，壓力容器中使用的金屬材料通常會(huì)隨溫度變化而變形或影響其初始韌性，這使該材料容易脆化并在一定程度上影響試驗(yàn)的安全性和可靠性。特別是在室外試驗(yàn)中，有效的溫度控制至關(guān)重要。4)控制好相關(guān)流程。目前對(duì)壓力試驗(yàn)有明確的標(biāo)準(zhǔn)限制，無(wú)論是準(zhǔn)備過(guò)程文檔還是試驗(yàn)操作和過(guò)程控制，都必須嚴(yán)格按照相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行嚴(yán)格的操作。同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修改。

6結(jié)語(yǔ)

壓力容器的質(zhì)量控制是確保高質(zhì)量和正常使用的關(guān)鍵。本文在檢驗(yàn)壓力容器時(shí)分析了壓力試驗(yàn)的質(zhì)量控制，并需要通過(guò)過(guò)程控制、溫度控制和準(zhǔn)備工作來(lái)有效改善壓力容器的質(zhì)量控制，確保壓力試驗(yàn)順利通過(guò)。壓力試驗(yàn)大大提高了壓力容器的安全性和可靠性。

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作者：張多智 單位：鞍山市檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心