李崇勇張雅新張 光
(1.中國石油遼陽石化公司機(jī)械廠 遼陽 111003)
(2.遼陽石化公司機(jī)動(dòng)設(shè)備處 遼陽 111003)
夾套罐焊縫致密性檢驗(yàn)的壓力試驗(yàn)?zāi)J?/p>
李崇勇1張雅新2張 光1
(1.中國石油遼陽石化公司機(jī)械廠 遼陽 111003)
(2.遼陽石化公司機(jī)動(dòng)設(shè)備處 遼陽 111003)
壓力試驗(yàn)是檢驗(yàn)壓力容器整體質(zhì)量的傳統(tǒng)方法,也是對(duì)無法做無損檢測(cè)的焊縫進(jìn)行致密性檢驗(yàn)的手段?!度菀?guī)》[1]要求壓力容器制成后應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn),GB 150[2]則作出了實(shí)施細(xì)則,但對(duì)多腔容器的規(guī)定卻不夠明確,要求圖樣設(shè)計(jì)具體考慮并注明相應(yīng)要求。為方便設(shè)計(jì)應(yīng)用,以夾套罐下封頭凸緣焊縫泄漏為例對(duì)罐體焊縫致密性檢驗(yàn)的壓力試驗(yàn)方案進(jìn)行了分析討論,并針對(duì)罐內(nèi)設(shè)計(jì)壓力的各種情況,分別給出了夾套罐壓力試驗(yàn)的致密性檢驗(yàn)?zāi)J健?/p>
夾套罐 致密性 壓力試驗(yàn) 模式
一臺(tái)帶夾套閉式罐(罐體由上/下封頭與圓筒封閉焊接而成,上封頭開設(shè)有人孔、攪拌孔等,而下封頭及圓筒的部分被夾套包圍)的下封頭凸緣焊縫在運(yùn)行中發(fā)生了泄漏,這是因系統(tǒng)運(yùn)行異常查找原因時(shí)通過夾套水蒸汽壓力試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的,夾套罐的技術(shù)特性見表1。
表1 技術(shù)特性
由表1可知,罐內(nèi)試驗(yàn)壓力小于夾套試驗(yàn)壓力,而進(jìn)行夾套水壓試驗(yàn)時(shí)要求罐內(nèi)充壓0.09MPa,但圖樣卻未提出在夾套水壓試驗(yàn)前“應(yīng)先進(jìn)行泄漏試驗(yàn)檢查”[2]的要求,即先在夾套內(nèi)進(jìn)行≤夾套設(shè)計(jì)壓力的泄漏試驗(yàn),如氣密性或氨檢漏試驗(yàn)等以檢查罐體焊縫的致密性,致使罐體下封頭凸緣焊縫無法通過壓力試驗(yàn)檢查致密性。因?yàn)椋摅w下封頭凸緣是穿過夾套下封頭并分別于兩封頭焊接的,僅進(jìn)行罐內(nèi)水壓試驗(yàn),由于罐內(nèi)試驗(yàn)壓力小于夾套試驗(yàn)壓力,則不能對(duì)罐體焊縫做最終的致密性檢查,致使罐體下封頭凸緣焊縫漏檢。所以有必要對(duì)夾套罐的壓力試驗(yàn)方案進(jìn)行討論。
上面的案例是典型的設(shè)計(jì)未準(zhǔn)確領(lǐng)會(huì)GB 150的規(guī)定而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)圖樣失誤。關(guān)于多腔容器如典型的夾套罐耐壓試驗(yàn),GB 150.1中4.6.1.7規(guī)定每個(gè)壓力室的試驗(yàn)壓力按其設(shè)計(jì)壓力確定,各壓力室分別進(jìn)行耐壓試驗(yàn);校核公用元件在試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性如不能滿足穩(wěn)定性要求,則應(yīng)先進(jìn)行泄漏檢查,合格后再進(jìn)行耐壓試驗(yàn)(即壓差法試驗(yàn)):在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí),相鄰壓力室內(nèi)應(yīng)保持一定壓力,以使整個(gè)試驗(yàn)過程中的任一時(shí)刻,各壓力室的壓力差不超過允許壓差,圖樣上應(yīng)注明這一要求和允許壓差值;如需提高某腔試驗(yàn)壓力,應(yīng)滿足耐壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核。而對(duì)于夾套罐GB 150.4中11.4.8規(guī)定,帶夾套容器應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)筒耐壓試驗(yàn),合格后再焊夾套,然后再進(jìn)行夾套內(nèi)的耐壓試驗(yàn)。并且,GB 150.1中4.6.1.6規(guī)定外壓容器以內(nèi)壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
壓力試驗(yàn)分為耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn),其目的之一是檢驗(yàn)容器焊縫的致密性。耐壓試驗(yàn)(如水壓試驗(yàn))除了考證內(nèi)壓容器的整體強(qiáng)度、剛度和局部穩(wěn)定性外,包括外壓容器尚可驗(yàn)證密封結(jié)構(gòu)的密封性能及檢驗(yàn)焊接接頭的致密性;而泄漏試驗(yàn)(如試驗(yàn)壓力=設(shè)計(jì)壓力的氣密性試驗(yàn)、試驗(yàn)壓力≤設(shè)計(jì)壓力的氨檢漏試驗(yàn)等)除了驗(yàn)證密封結(jié)構(gòu)的密封性能外,主要也是檢驗(yàn)焊接接頭的致密性。下面僅對(duì)檢驗(yàn)夾套罐罐體焊接接頭致密性的壓力試驗(yàn)進(jìn)行討論。
夾套罐根據(jù)罐內(nèi)設(shè)計(jì)壓力與夾套設(shè)計(jì)壓力的關(guān)系可分成兩種情況,一種是罐內(nèi)設(shè)計(jì)壓力≥夾套設(shè)計(jì)壓力且都為正壓,另一種是罐內(nèi)設(shè)計(jì)壓力<夾套設(shè)計(jì)壓力(正壓)。對(duì)于前一種情況,只要按GB 150.4中11.4.8先行罐內(nèi)耐壓試驗(yàn)即能檢驗(yàn)罐體焊縫的致密性,而后一種情況則需視各種工況具體分析后才能確定罐體焊縫致密性的檢驗(yàn)方案。
1)罐內(nèi)為真空(負(fù)壓)。若無安全控制裝置取設(shè)計(jì)壓力(外壓)為0.1MPa時(shí),則罐內(nèi)水壓試驗(yàn)壓力按GB 150.1中4.6.2.3確定為1.25倍的設(shè)計(jì)壓力,并以此試驗(yàn)壓力進(jìn)行罐內(nèi)水壓試驗(yàn),主要檢驗(yàn)未被夾套包圍的罐體焊縫的致密性,同時(shí)也可初次檢驗(yàn)被夾套包圍的罐體焊縫的致密性。而對(duì)于被夾套包圍的罐體焊縫致密性的最終檢驗(yàn),則應(yīng)視兩種情況確定。其一,若罐體(圓筒和封頭)通過夾套水壓試驗(yàn)壓力的外壓穩(wěn)定性校核,則可在夾套水壓試驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn)罐體被夾套包圍的焊縫致密性;其二,若罐體沒有通過夾套水壓試驗(yàn)壓力的外壓穩(wěn)定性校核,則可按GB 150.1中4.6.1.7進(jìn)行壓差法試驗(yàn),并在試驗(yàn)前應(yīng)先行罐體焊縫的泄漏試驗(yàn)檢查(罐內(nèi)泄漏試驗(yàn)合格后,再組焊夾套)??梢?,這兩種情況的檢驗(yàn)是對(duì)被夾套包圍的罐體焊縫致密性的二次檢查。
2)罐內(nèi)為常壓。罐內(nèi)試驗(yàn)需按常壓容器標(biāo)準(zhǔn)[3]視具體情況確定檢驗(yàn)罐體焊縫致密性的方案,而對(duì)于被夾套包圍的罐體焊縫致密性的終檢同1)。需說明的是,前面的案例罐內(nèi)工作壓力為常壓,而設(shè)計(jì)壓力為0.1MPa,水壓試驗(yàn)壓力0.13MPa,夾套的水壓試驗(yàn)壓力0.44MPa,所以僅以0.13MPa壓力進(jìn)行罐內(nèi)水壓試驗(yàn),只能對(duì)未被夾套包圍的罐體焊縫致密性檢驗(yàn),而不能達(dá)到對(duì)被夾套包圍罐體焊縫致密性的終檢,并且設(shè)計(jì)圖樣只要求“夾套水壓試驗(yàn)時(shí)罐內(nèi)充壓0.09MPa”,而未要求“應(yīng)先行泄漏檢查”,所以無法實(shí)現(xiàn)對(duì)被夾套包圍罐體焊縫致密性的終檢,致使罐體下封頭凸緣焊縫漏檢。
3)罐內(nèi)為正壓。罐內(nèi)試驗(yàn)椐其設(shè)計(jì)壓力按GB 150.1中4.6.2.2并考慮介質(zhì)液柱靜壓力及立式容器臥置試驗(yàn)等情況確定試驗(yàn)壓力,并先行罐內(nèi)水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)罐體焊縫的致密性。然后同1)的夾套試驗(yàn)方案對(duì)被夾套包圍罐體焊縫致密性進(jìn)行終檢。需說明的是,由于夾套的兩種試驗(yàn)方案尤其是后一種泄漏試驗(yàn),需要進(jìn)罐內(nèi)檢查,即不方便更不安全,所以設(shè)計(jì)應(yīng)探討提高罐內(nèi)試驗(yàn)壓力等于夾套試驗(yàn)壓力的可能性,以一次罐內(nèi)水壓試驗(yàn)即可檢驗(yàn)罐體焊縫致密性,從而省去被夾套包圍罐體焊縫致密性的二次壓力試驗(yàn)的檢驗(yàn),實(shí)現(xiàn)GB 150.4中11.4.8規(guī)定的夾套罐常規(guī)的試驗(yàn)安裝方案,同時(shí)更利于罐外側(cè)的檢查。
綜上討論,歸納出的夾套罐焊縫致密性檢驗(yàn)的壓力試驗(yàn)?zāi)J揭姳?。
表2 夾套罐壓力試驗(yàn)?zāi)J?/p>
壓力容器是由受壓元件焊接而成,所以容器的焊接接頭質(zhì)量是保證容器本質(zhì)安全的前提,符合《容規(guī)》安全可靠性要求的圖樣設(shè)計(jì),更應(yīng)使容器制造能實(shí)現(xiàn)可靠性要求,所設(shè)計(jì)的容器焊接接頭即要利于焊縫的全焊透更要便于焊接的質(zhì)量檢查,尤其是對(duì)無法做無損檢測(cè)的焊縫更應(yīng)要求通過壓力試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)其致密性的終檢,而夾套罐焊縫致密性檢驗(yàn)的壓力試驗(yàn)?zāi)J浇鉀Q了典型多腔容器的設(shè)計(jì)通用問題。
[1] TSG R0004—2009 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].
[2] GB 150—2011 壓力容器[S].
[3] NB/T 47003.1—2009 鋼制焊接常壓容器[S].
Pressure Test Mode of Jacketed Tanks Welds Seal Test
Li Chongyong1Zhang Yaxin2Zhang Guang1
(1. Petrochina Liaoyang Petrochemical Company Machinery Factory Liaoyang 111003 )
(2. PetroChina Liaoyang Petrochemical Company Machinery and Equipment Division Liaoyang 111003)
Pressure test is not only a conventional method for inspecting pressure vessels total quality, but also a method for seal test of welds which cannot be examined by NDT. Pressure test shall be performed after the pressure vessel is fabricated, defi ned by Supervision Regulation on Safety Technology for Stationary Pressure Vessel. GB 150 which has formulated the detailed rules for implementation, but provisions of pressure vessels with multiple chambers is equivocal, and the relevant requirements are regarded specifically and specified in design drawings in accordance with the relevant provisions. For the ease of design and application, take the welding seam leakage between bottom head and fl ange of jacketed tanks for example, analyzing and discussing pressure test program for inspecting the compactness of tanks welds, and giving pressure test mode for inspecting the compactness of tanks separately, in allusion to all instance of in-tank design pressure.
Jacketed tanks Seal Pressure test Mode
X933.4
B
1673-257X(2015)05-21-03
10.3969/j.issn.1673-257X.2015.05.005
李崇勇(1982~),男,本科,工程師,現(xiàn)從事壓力容器建造工作。
2014-07-31)