林革

（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)院，廣西 南寧 530031）

鍋爐是特種設(shè)備的一種，在生產(chǎn)和生活中被廣泛地應(yīng)用。根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的規(guī)定，特種設(shè)備使用單位應(yīng)當(dāng)按照安全技術(shù)規(guī)范的定期檢驗(yàn)要求，做定期檢驗(yàn)。未經(jīng)定期檢驗(yàn)或者檢驗(yàn)不合格的鍋爐，不得繼續(xù)使用。

《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》還規(guī)定：鍋爐定期檢驗(yàn)包括內(nèi)部檢驗(yàn)、外部檢驗(yàn)和水壓試驗(yàn)這3種，鍋爐只有這3種檢驗(yàn)報(bào)告均在有效期內(nèi)的，才能投入運(yùn)行。水壓試驗(yàn)有2種，一種是試驗(yàn)壓力為工作壓力的試驗(yàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)試漏試驗(yàn)；另一種是試驗(yàn)壓力不僅高于工作壓力，而且試驗(yàn)壓力要根據(jù)工作壓力推算出來(lái)的試驗(yàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)水壓試驗(yàn)。

鍋爐水壓試驗(yàn)是指以水為介質(zhì)，以規(guī)定的試驗(yàn)壓力，對(duì)鍋爐受壓部件強(qiáng)度和嚴(yán)密性進(jìn)行驗(yàn)證的試驗(yàn)。水是一種液體，具有不可壓縮性，在進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，壓力會(huì)通過(guò)水均勻地傳遞到各個(gè)受壓部件上。如果受壓部件承受不了壓力的作用，或本身存在有貫穿性裂紋時(shí)，水就會(huì)從裂縫向外滲漏，或受壓部件就會(huì)變形甚至爆破。此時(shí)可以根據(jù)水壓試驗(yàn)時(shí)，檢查出來(lái)部件缺陷的具體位置及缺陷的性質(zhì)，來(lái)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，以消除鍋爐運(yùn)行中的安全隱患。

1 水壓試驗(yàn)的目的

鍋爐水壓試驗(yàn)的目的主要有兩個(gè)方面，即檢驗(yàn)鍋爐受壓部件的耐壓強(qiáng)度和嚴(yán)密性。

1.1 檢驗(yàn)鍋爐受壓部件的耐壓強(qiáng)度

只要鍋爐結(jié)構(gòu)合理，使用元件鋼材符合技術(shù)要求，額定工作壓力是根據(jù)規(guī)定進(jìn)行核算確定的，試驗(yàn)壓力是根據(jù)規(guī)定進(jìn)行的，一般在水壓試驗(yàn)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度上的問(wèn)題。因?yàn)樗畨涸囼?yàn)壓力下的應(yīng)力，比鋼材的屈服強(qiáng)度低得多。因此，水壓試驗(yàn)后，用肉眼觀(guān)察，受壓元件不應(yīng)有殘余變形，即所謂耐壓強(qiáng)度。

對(duì)于在用鍋爐而言，水壓試驗(yàn)的主要目的，是檢驗(yàn)鍋爐受壓部件的強(qiáng)度，以保證受壓部件運(yùn)行的可靠性。

新鍋爐在制造廠(chǎng)的生產(chǎn)車(chē)間，需經(jīng)過(guò)一系列規(guī)定的自檢和強(qiáng)制監(jiān)檢，制造品質(zhì)合格后，方可出廠(chǎng)。因此，在水壓試驗(yàn)時(shí)一般不會(huì)在強(qiáng)度上出現(xiàn)問(wèn)題。

而鍋爐運(yùn)行多年后，受壓部件發(fā)生了腐蝕、磨損，有的出現(xiàn)了材質(zhì)的劣化、疲勞、裂紋、過(guò)熱或過(guò)燒，有的在制造時(shí)留下的缺陷又進(jìn)一步的發(fā)展，有的受壓部件局部出現(xiàn)缺陷又無(wú)法檢查等原因，致使鍋爐受壓部件強(qiáng)度下降。此時(shí)通過(guò)水壓試驗(yàn)，就可以檢查其強(qiáng)度能否滿(mǎn)足鍋爐安全運(yùn)行的要求。

如某糖廠(chǎng)的自備電廠(chǎng)發(fā)電鍋爐主給水管彎頭，因沖刷和腐蝕，造成了管子嚴(yán)重減薄，又沒(méi)有列入水壓試驗(yàn)范圍，鍋爐運(yùn)行后管子因強(qiáng)度不夠而爆破，造成重大傷亡事故。

又如另一糖廠(chǎng)的自備電廠(chǎng)發(fā)電鍋爐，已運(yùn)行5年，從未更換過(guò)水冷壁管，在對(duì)鍋爐進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，把吹灰器旁的水冷壁管打爆，檢查發(fā)現(xiàn)該損壞的原因是因磨損、腐蝕而嚴(yán)重減薄。

因此，水壓試驗(yàn)可以有效地避免鍋爐運(yùn)行中受壓部件因磨損與腐蝕而嚴(yán)重減薄，且又不能安全運(yùn)行到下個(gè)檢驗(yàn)周期所引發(fā)的事故。

1.2 檢驗(yàn)鍋爐受壓部件的嚴(yán)密性

水壓試驗(yàn)的另一個(gè)目的，是驗(yàn)證鍋爐的嚴(yán)密性。主要是驗(yàn)證鍋爐受壓部件的焊縫、脹接口、密封面（包括人孔、頭孔、手孔、法蘭、螺紋）等連接處的嚴(yán)密性。

一般在承壓部件檢修后，如更換、挖補(bǔ)或修復(fù)鍋爐受壓部件等，都要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

如某糖廠(chǎng)的自備電廠(chǎng)發(fā)電鍋爐更換省煤器后，做水壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)省煤器管和集箱之間的焊口發(fā)現(xiàn)有3處滲漏現(xiàn)象，說(shuō)明焊縫存在穿透性缺陷，因此必須把焊縫缺陷鏟除后再重新補(bǔ)焊。

新安裝的鍋爐受壓部件安裝好以后，也要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。雖然鍋爐是在制造廠(chǎng)內(nèi)制成零部件，然后在現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)安裝成總體的，即使是整裝鍋爐，也要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的搬運(yùn)、裝卸、起吊安裝，也難以避免碰撞和損傷，因此在安裝完畢后有必要進(jìn)行一次水壓試驗(yàn)。

如某一飼料廠(chǎng)新購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)臥式快裝鍋爐，安裝完畢后做水壓試驗(yàn)，前管板的煙管脹接口發(fā)現(xiàn)有5處滲漏現(xiàn)象，說(shuō)明脹接處不合格，必須重新脹接。

實(shí)踐證明，通過(guò)水壓試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)一些鍋爐的缺陷，及時(shí)采取相應(yīng)措施后，能保證鍋爐安全運(yùn)行。因此水壓試驗(yàn)是保證鍋爐安全運(yùn)行的一個(gè)重要步驟和手段，不能用內(nèi)部檢驗(yàn)或外部檢驗(yàn)代替，必須按規(guī)定定期進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

2 水壓試驗(yàn)的周期

根據(jù)《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第202條、第206條及《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》第5條、第6條規(guī)定，一般的鍋爐每6年應(yīng)至少做1次水壓試驗(yàn)。電力系統(tǒng)的發(fā)電用鍋爐，可以根據(jù)電廠(chǎng)的大修計(jì)劃，來(lái)確定具體日期。對(duì)于因未開(kāi)設(shè)人孔或頭孔、手孔而無(wú)法進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)的鍋爐，水壓試驗(yàn)周期定為應(yīng)每3年至少做1次。

鍋爐除了6年1次的水壓試驗(yàn)外，鍋爐受壓部件經(jīng)重大修理或改造后，如更換多數(shù)水冷壁管、對(duì)流管、過(guò)熱器管、再熱器管、省煤器管等受壓部件以及對(duì)汽包、集箱進(jìn)行了重大修理，以及新裝和移裝鍋爐投入運(yùn)行前，也需要做水壓試驗(yàn)。由于水壓試驗(yàn)是超壓試驗(yàn)，對(duì)鍋爐有很多的傷害，所以不能過(guò)多或頻繁地做水壓試驗(yàn)。

3 水壓試驗(yàn)的范圍

在用鍋爐水壓試驗(yàn)，是全部受壓部件整體進(jìn)行的。水壓試驗(yàn)的范圍，主要是鍋爐本體、鍋爐范圍內(nèi)的管道以及有關(guān)附件。鍋爐本體包括汽包、省煤器、水冷壁、減溫器及再熱器、過(guò)熱汽系統(tǒng)等受壓部件。鍋爐范圍內(nèi)的管道以及有關(guān)附件，包括下降管、導(dǎo)汽管、主蒸汽管、給水管、再熱器管以及由鍋爐本體汽水管道引出的加藥、排污、減溫水、反沖洗、取樣等管道與相關(guān)的閥門(mén)，同時(shí)包括成型件和閥門(mén)儀表等。

汽包水位計(jì)參加工作壓力水壓試驗(yàn)。

安全閥不應(yīng)與鍋爐本體一起做水壓試驗(yàn)，以防止失靈損壞。

4 水壓試驗(yàn)的壓力

根據(jù)《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第207條及《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》第56條的規(guī)定，鍋爐水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)符合表1的要求。

表1 鍋爐水壓試驗(yàn)的壓力要求

再熱器的試驗(yàn)壓力為1.5P1（P1為再熱器的工作壓力）。直流鍋爐本體的水壓試驗(yàn)壓力，為介質(zhì)出口壓力的1.25倍，且不小于省煤器進(jìn)口壓力的1.1倍。

要注意的是，表里的鍋筒（鍋殼）工作壓力是指鍋筒（鍋殼）實(shí)際最高工作壓力，而不是指鍋爐的額定工作壓力。額定工作壓力，是指蒸汽出口處規(guī)定的最高工作壓力。

往往電站鍋爐鍋筒的實(shí)際工作壓力，要大于鍋爐的額定工作壓力。

一般工業(yè)鍋爐的鍋筒（鍋殼）實(shí)際最高工作壓力，就是額定工作壓力。

如果當(dāng)鍋爐實(shí)際使用的最高工作壓力，低于額定工作壓力時(shí)，試驗(yàn)壓力按實(shí)際確定的最高工作壓力計(jì)算出試驗(yàn)壓力。以后使用單位想提高實(shí)際的最高工作壓力（但不允許超過(guò)規(guī)定的最高工作壓力）時(shí)，應(yīng)以提高后的最高工作壓力，來(lái)計(jì)算出試驗(yàn)壓力，重新進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

在確定水壓試驗(yàn)的壓力時(shí)，必須注意的是，薄膜應(yīng)力不得超過(guò)元件材料在試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)的90%。

特別要指出的是，有些單位由于不了解水壓試驗(yàn)的目的，而用水壓試驗(yàn)來(lái)確定鍋爐的工作壓力，錯(cuò)誤地認(rèn)為鍋爐只要進(jìn)行了水壓試驗(yàn)，就可以按試驗(yàn)壓力確定最高工作壓力，這種作法是非常錯(cuò)誤也十分危險(xiǎn)的。因?yàn)殄仩t的水壓試驗(yàn)是在常溫下進(jìn)行的，而鍋爐運(yùn)行是在高溫條件下，由于溫差的不同，受壓元件的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生很大差異，極易導(dǎo)致受壓元件的損壞或破裂，甚至釀成人身傷亡事故。所以絕對(duì)不允許用水壓試驗(yàn)壓力來(lái)確定鍋爐的實(shí)際最高工作壓力。

5 水壓試驗(yàn)的準(zhǔn)備

5.1 編制水壓試驗(yàn)方案

鍋爐水壓試驗(yàn)是超過(guò)最高工作壓力的一種試驗(yàn)，會(huì)使鍋爐受到額外應(yīng)力，對(duì)鍋爐壽命有一定影響，還有一定危險(xiǎn)性，應(yīng)認(rèn)真組織慎重進(jìn)行。

鍋爐水壓試驗(yàn)前，水壓試驗(yàn)實(shí)施單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)鍋爐使用單位提供的鍋爐資料，按有關(guān)規(guī)定編制水壓試驗(yàn)方案。水壓試驗(yàn)方案一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：

水壓試驗(yàn)的依據(jù)，水壓試驗(yàn)準(zhǔn)備，水壓試驗(yàn)組織，水壓試驗(yàn)壓力，水壓試驗(yàn)溫度（水壓試驗(yàn)的用水質(zhì)、水溫及環(huán)境溫度），水壓試驗(yàn)所用壓力表，水壓試驗(yàn)程序與操作步驟（含水壓試驗(yàn)控制曲線(xiàn)），水壓試驗(yàn)檢查，水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)，水壓試驗(yàn)安全措施及注意事項(xiàng)等等。

水壓試驗(yàn)方案編制應(yīng)經(jīng)使用單位同意，雙方認(rèn)可后簽字蓋章。必要時(shí)應(yīng)經(jīng)監(jiān)檢單位確認(rèn)。

5.2 鍋爐使用單位應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作

（1）把不參加水壓試驗(yàn)的部件（如鍋爐范圍以外的管路、安全閥等）有效的隔斷，避免發(fā)生意外。

（2）把受壓部件表面，包括焊縫和脹接口的積灰清理干凈，如果需要重點(diǎn)檢查的受壓部件有爐墻或保溫層擋住的，還應(yīng)把它們拆除并清理干凈。

（3）鍋爐應(yīng)在鍋筒頂部安裝2只經(jīng)校驗(yàn)合格且在有效期內(nèi)的壓力表，其最大量程需達(dá)到試驗(yàn)壓力的1.5～3倍，精度不低于1.5級(jí)，表盤(pán)直徑大于150 mm。

（4）準(zhǔn)備水壓試驗(yàn)專(zhuān)用試壓泵，且試壓泵的揚(yáng)程須大于試驗(yàn)壓力，不允許用鍋爐本身的給水泵來(lái)代替試壓泵，這是為了保證升壓速率符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）水壓試驗(yàn)時(shí)，周?chē)沫h(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃，否則應(yīng)采取有效的防凍措施。如可以采用安裝臨時(shí)暖氣或生火爐方法進(jìn)行采暖，可以確保在水壓試驗(yàn)完畢后，受壓部件不會(huì)被積水凍壞。

（6）水壓試驗(yàn)用水，應(yīng)是除鹽水或符合鍋爐水質(zhì)要求的水。嚴(yán)禁用渾濁的水進(jìn)行水壓試驗(yàn)。按照《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第208條規(guī)定，為防止鍋爐表面結(jié)露珠和防止鍋爐表面水份被汽化而影響水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)用水的溫度，一般控制在20～70℃。奧氏體受壓元件水壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制水中的氯離子的質(zhì)量濃度不超過(guò)25 mg/L，如不能滿(mǎn)足這一要求時(shí)，水壓試驗(yàn)后應(yīng)立即將水漬去除干凈。

（7）水壓試驗(yàn)前，參加水壓試驗(yàn)的部件必須充滿(mǎn)水，不能殘留有氣體。因?yàn)闅怏w有可壓縮性，試壓時(shí)容易出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定，以及升壓速度過(guò)慢等現(xiàn)象。

（8）準(zhǔn)備好照明設(shè)備，一般采用手電筒或行燈照明用具。行燈電壓應(yīng)為12～24 V，以保證操作安全。對(duì)于干燥并有妥善的安全措施處，照明電壓可不高于36 V。

（9）水壓試驗(yàn)時(shí). 使用單位的鍋爐安全管理人員需到現(xiàn)場(chǎng)。

5.3 監(jiān)檢單位檢驗(yàn)人員應(yīng)做的準(zhǔn)備

檢驗(yàn)人員應(yīng)認(rèn)真查閱該鍋爐的技術(shù)資料，包括鍋爐品質(zhì)證明書(shū)、在有效期內(nèi)的鍋爐檢驗(yàn)報(bào)告、修理改造后的安裝維修技術(shù)資料。查閱鍋爐技術(shù)資料，主要是了解鍋爐的實(shí)際狀況，便于確定水壓試驗(yàn)壓力，同時(shí)還應(yīng)認(rèn)真查閱水壓試驗(yàn)方案，并檢查水壓試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，是否具備水壓試驗(yàn)的條件。

6 水壓試驗(yàn)步驟和檢查

6.1 水壓試驗(yàn)的步驟

水壓試驗(yàn)過(guò)程至少應(yīng)包括下列步驟：

第一步，先緩慢從0開(kāi)始升壓至至工作壓力，期間升壓速率不能超過(guò)0.5 MPa/min；

第二步，暫停升壓，檢查沒(méi)有泄漏或異?，F(xiàn)象后，繼續(xù)升至試驗(yàn)壓力，期間升壓速率應(yīng)不能超過(guò)0.2 MPa/min，并注意防止超壓；

第三步，在試驗(yàn)壓力下至少保持20 min，保壓期間壓降應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：

一是對(duì)于不能進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)的鍋爐，在保壓期間不允許有壓力下降現(xiàn)象；

二是對(duì)于其它鍋爐，在保壓期間的壓力下降值△p 一般應(yīng)滿(mǎn)足表2的要求。

表2 壓力下降值△p表

第四步，緩慢將試驗(yàn)壓力降至工作壓力并保持次壓力，在工作壓力下，檢查所有參加水壓試驗(yàn)的承壓部件表面、焊縫等是否有滲漏、變形，以及管道、閥門(mén)、儀表等連接部位是否有滲漏；

第五步，檢查完畢后緩慢泄壓，把工作壓力降到0，再檢查所有參加水壓試驗(yàn)的承壓部件是否有殘余變形。

6.2 水壓試驗(yàn)的注意事項(xiàng)

水壓試驗(yàn)時(shí)，除了要嚴(yán)格按照上述步驟要求進(jìn)行外，為了確保試驗(yàn)效果，保證人身及設(shè)備的安全，還必須注意以下幾點(diǎn)：

（1）水壓試驗(yàn)最好安排在白天進(jìn)行，以便觀(guān)察、清楚。

（2）水壓試驗(yàn)時(shí)注意監(jiān)視不同位置的壓力表，是否同步上升，避免由于只讀一塊表而該表失靈，造成試驗(yàn)壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)生事故。

（3）保持試驗(yàn)壓力時(shí)，不允許進(jìn)行任何檢查，不準(zhǔn)用手錘敲擊鍋爐。應(yīng)在試驗(yàn)壓力降至工作壓力時(shí)再認(rèn)真檢查。

（4）當(dāng)水壓試驗(yàn)發(fā)生滲漏時(shí)，應(yīng)當(dāng)使鍋爐內(nèi)壓力降到零后修理，不允許帶壓修理。

（5）水壓試驗(yàn)過(guò)程中，運(yùn)行操作人員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐壓力情況，做好防止鍋爐超壓的各項(xiàng)預(yù)防措施。

（6）水壓試驗(yàn)結(jié)束后，不要忘記拆除安全閥孔口上盲板。

（7）水壓試驗(yàn)壓力必須嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，不準(zhǔn)任意提高試驗(yàn)壓力。

水壓試驗(yàn)控制曲線(xiàn)見(jiàn)圖1（Ps為試驗(yàn)壓力，Pg為工作壓力）。

圖1 水壓試驗(yàn)控制曲線(xiàn)

7 水壓試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第209條及《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》第59條的規(guī)定，水壓試驗(yàn)結(jié)論分為合格與不合格。合格標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）沒(méi)有發(fā)現(xiàn)受壓部件金屬外壁和焊縫有任何水珠和水霧的漏泄痕跡；

（2）當(dāng)降到工作壓力后檢查，脹口處沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏水；

（3）試驗(yàn)壓力降到0后，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)受壓部件有明顯的殘余變形。

8 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)鍋爐水壓試驗(yàn)的理解，把學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到在以后的實(shí)際工作中，向廣大鍋爐用戶(hù)宣傳法律法規(guī)，為用戶(hù)提供好的技術(shù)服務(wù)，為鍋爐的安全運(yùn)行提供有力的保障。

[1]國(guó)務(wù)院令第594號(hào)，特種設(shè)備安全監(jiān)察條例[S].