戚進(jìn)強(qiáng)李曉馬志堅(jiān)（.廣州永強(qiáng)環(huán)境科技有限公司， 廣東 廣州 50075；.廣州華利恒化工裝備有限公司， 廣東 廣州 50075）

?

壓力容器檢驗(yàn)中耐壓試驗(yàn)的質(zhì)量控制措施

戚進(jìn)強(qiáng)1李曉2馬志堅(jiān)2（1.廣州永強(qiáng)環(huán)境科技有限公司， 廣東 廣州 510075；
2.廣州華利恒化工裝備有限公司， 廣東 廣州 510075）

摘要：壓力容器是特種承壓設(shè)備的重要組成部分，其安全運(yùn)行涉及人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。壓力容器在使用過程中承載著易爆、高溫、低溫、高壓、腐蝕、劇毒等氣體或液體介質(zhì)，所以要重視壓力容器制造過程中各檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，從源頭加以控制。其中耐壓試驗(yàn)是壓力容器制造過程中的一項(xiàng)重要的綜合性檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，并且這種方式可以最為直接的檢測(cè)到壓力容器的質(zhì)量，也是壓力容器驗(yàn)收的重要依據(jù)。然而要想提高耐壓試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)際效果必須對(duì)制造各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。本文就壓力容器檢驗(yàn)中耐壓試驗(yàn)展開討論，提出了一些耐壓試驗(yàn)質(zhì)量控制的一些措施，希望能對(duì)相關(guān)工作提供幫助。

關(guān)鍵詞：壓力容器；耐壓試驗(yàn)；質(zhì)量控制；監(jiān)督檢驗(yàn)

在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中，壓力容器是一種廣泛應(yīng)用的特種承壓設(shè)備。這些設(shè)備在使用過程中有很多的特點(diǎn)，如：操作工況具有高溫、低溫、高壓，介質(zhì)為有毒、易爆、易腐蝕等，還有這些設(shè)備在壓力、溫度和腐蝕介質(zhì)的綜合作用下，很容易導(dǎo)致設(shè)備失效破壞，若發(fā)生爆炸或泄漏往往造成裝置停產(chǎn)、并發(fā)火災(zāi)、中毒等安全事故，同時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染，因此，為了保證設(shè)備安全可靠的運(yùn)行以及壓力容器的制造質(zhì)量，必須加強(qiáng)過程質(zhì)量控制和監(jiān)督檢驗(yàn)。

1 耐壓試驗(yàn)分類即試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)

1.1 耐壓試驗(yàn)分類

耐壓試驗(yàn)在操作過程中分液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)和氣液組合壓力試驗(yàn)三大類，主要是根據(jù)耐壓試驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用中采用的不同介質(zhì)而區(qū)分開的，實(shí)際應(yīng)用中主要是液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。

耐壓試驗(yàn)是采用短時(shí)超壓的方法，主要是驗(yàn)證壓力容器的強(qiáng)度、焊接接頭的致密性、密封結(jié)構(gòu)的密封性，檢查壓力容器的選材、強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量的合理性。通過試驗(yàn)存在的隱患會(huì)暴露出來，以便進(jìn)行合理返修或報(bào)廢。

1.2 液壓試驗(yàn)

液壓試驗(yàn)主要是采用液體為試驗(yàn)介質(zhì)，主要原因是液體可壓縮性比較小。液壓試驗(yàn)過程中，若出現(xiàn)介質(zhì)泄露或容器破裂，就可以在很短時(shí)間內(nèi)降低容器里的壓力，從而降低壓強(qiáng)，釋放出容器內(nèi)所積聚的能量，且卸壓時(shí)釋放能量較小，這就可以減少試驗(yàn)過程中的一些危險(xiǎn)因素。而且水資源廣泛，很容易獲取，操作簡(jiǎn)單方便，不需要進(jìn)行一些特殊的處理。在相同的試驗(yàn)壓力下，水的爆炸能量比氣體小數(shù)百倍甚至數(shù)萬倍，所以大部分的液壓試驗(yàn)往往都采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)，這最主要是為了滿足試驗(yàn)對(duì)溫度的需求。如制冷系統(tǒng)中冷凝器的液壓試驗(yàn)，如下圖1。如果由于特殊原因不能用水試驗(yàn)時(shí)，可用不會(huì)導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)的液體，在低于其沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行試驗(yàn)；當(dāng)用可燃性液體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)溫度必低于可燃性液體的閃點(diǎn)，場(chǎng)地附近不得有火源，并配備消防器材。

1.3 氣壓試驗(yàn)

氣壓試驗(yàn)主要采用氣體為試驗(yàn)介質(zhì)，所采用氣體為干燥潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。在試驗(yàn)過程中，氣體可壓縮性比較大，因壓縮而改變壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生能量，并且聚集在容器中。由于氣體壓縮的作用使容器壁壓強(qiáng)不斷增加，若操作不當(dāng)而產(chǎn)生泄漏或破裂，不僅釋放大量的能量，且氣體釋放速度快，沖擊力非常大，會(huì)產(chǎn)生極大的危害，從而導(dǎo)致嚴(yán)重爆破傷人的安全事故，所以，在國(guó)際上壓力容器試驗(yàn)中，尤其對(duì)氣壓試驗(yàn)相關(guān)條件限制要求比較苛刻和嚴(yán)格。

壓力容器的試驗(yàn)中，大部分的試驗(yàn)會(huì)優(yōu)先選擇液壓試驗(yàn)，只有在液壓試驗(yàn)無法完成的情況下才選擇氣壓試驗(yàn)。主要分為以下情況：①由于支承或結(jié)構(gòu)原因，不能向壓力容器內(nèi)充灌液體。如果在容器中充灌液體，液體的自身重量會(huì)影響基礎(chǔ)和容器不能安全地承受荷重而造成破壞。這主要是因?yàn)槿萜鲀H僅用于承載氣體，并且承載壓力低、直徑大。②運(yùn)行條件不允許殘留試驗(yàn)液體的壓力容器。有些容器在用液體試驗(yàn)后不容易清除，且容器內(nèi)的殘存液體會(huì)影響容器的運(yùn)行使用，在這種情況下只能使用氣體作為耐壓試驗(yàn)介質(zhì)。如制冷系統(tǒng)中冷凝器的氣壓試驗(yàn)，如下圖2。因此，為了保證氣壓試驗(yàn)的安全性，在國(guó)際上對(duì)氣壓試驗(yàn)有著嚴(yán)格的質(zhì)量和焊接要求，同時(shí)要求對(duì)接焊接接頭進(jìn)行100%無損檢測(cè)，這樣才能進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。

2 耐壓試驗(yàn)的質(zhì)量控制

2.1 耐壓試驗(yàn)應(yīng)實(shí)行責(zé)任制

耐壓試驗(yàn)過程各環(huán)節(jié)中應(yīng)受到質(zhì)量保證工程師的監(jiān)督和配合，要有專人組織和實(shí)施，并且將耐壓試驗(yàn)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制明確到相關(guān)責(zé)任人。試驗(yàn)過程接受監(jiān)檢人員監(jiān)督檢驗(yàn)或客戶到場(chǎng)檢驗(yàn)。

2.2 耐壓試驗(yàn)工藝文件控制

根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)計(jì)圖樣，在耐壓試驗(yàn)過程中，相關(guān)人員首先對(duì)壓力容器制造進(jìn)行監(jiān)督，并且進(jìn)行嚴(yán)格的工藝研究和資料的記錄及整理，還要對(duì)記錄結(jié)果分析，審核試驗(yàn)壓力、介質(zhì)、方法和程序。從而編制成完整的耐壓試驗(yàn)工藝文件，然后進(jìn)行審批，再到實(shí)施階段。

2.3 耐壓試驗(yàn)前的準(zhǔn)備

首先，耐壓試驗(yàn)前相關(guān)責(zé)任人應(yīng)對(duì)壓力容器的零件標(biāo)記、無損檢測(cè)標(biāo)記、焊接標(biāo)記、材料標(biāo)記、實(shí)際焊接情況、焊縫布置情況、外觀形狀、管口位置、內(nèi)部構(gòu)件和相關(guān)的檢驗(yàn)記錄等質(zhì)量情況進(jìn)行檢查。

其次，相關(guān)責(zé)任人應(yīng)審核材料外購檢驗(yàn)報(bào)告、設(shè)計(jì)變更手續(xù)、材料選用及加工工藝是否符合要求、質(zhì)量證明文件、焊接記錄、熱處理報(bào)告、無損檢驗(yàn)報(bào)告等是否齊全，由檢驗(yàn)員進(jìn)行資料整理和匯總，并且送監(jiān)檢單位監(jiān)檢人員審核后方可進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

最后，耐壓試驗(yàn)設(shè)備必須完好，控制用調(diào)節(jié)閥和截止閥的密封性能要好，接頭應(yīng)牢固及連接的管道不能有滲漏，螺栓連接處應(yīng)檢查螺紋磨損情況，所用盲板應(yīng)使用相應(yīng)壓力等級(jí)及規(guī)格；試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)有可靠的安全防護(hù)設(shè)施，遠(yuǎn)離人群，需經(jīng)過單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和安全管理部門檢查認(rèn)可；耐壓試驗(yàn)前必須對(duì)壓力容器各個(gè)連接部位的緊固件進(jìn)行檢查，并且進(jìn)行禁錮，保證緊固件裝配齊全，緊固要妥當(dāng)；在試驗(yàn)進(jìn)行前，相關(guān)工作人員應(yīng)認(rèn)真處理壓力容器上焊接需要的臨時(shí)受壓元件，確保壓力容器的安全和強(qiáng)度；壓力容器的外觀應(yīng)當(dāng)保持干燥；試驗(yàn)介質(zhì)、環(huán)境溫度及介質(zhì)溫度必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求；試驗(yàn)用的壓力表，應(yīng)符合國(guó)標(biāo)和規(guī)程的規(guī)定，且在在有效期內(nèi)，必須用至少兩個(gè)量程相同并在計(jì)量檢定周期內(nèi)合格的壓力表。

2.4 耐壓試驗(yàn)的溫度控制

耐壓試驗(yàn)過程中隨著試驗(yàn)溫度的降低，壓力容器所用金屬材料會(huì)因溫度的變化而變化，其韌性降低，脆性增大，很容易增加試驗(yàn)的危險(xiǎn)性，這種情況對(duì)不同地區(qū)的戶外試驗(yàn)非常重要，特別是寒冷的地區(qū)。因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)試驗(yàn)的溫度進(jìn)行一定的限制：Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，液體溫度不得低于5℃；其他碳鋼和低合金鋼制容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，液體溫度不得低于15℃。碳素鋼和低合金鋼容器，氣壓試驗(yàn)時(shí)介質(zhì)溫度不得低于15℃。因此，在寒冷地區(qū)或者在冬季戶外進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)先加熱介質(zhì)，然后把加熱好的介質(zhì)注入容器中，并且擱置一段時(shí)間后再進(jìn)行升壓。

2.5 耐壓試驗(yàn)的流程控制

壓力容器制造完成后，經(jīng)過相關(guān)的檢驗(yàn)人員和相關(guān)監(jiān)檢單位監(jiān)檢人員進(jìn)行審核后進(jìn)入實(shí)際的試驗(yàn)階段。在試驗(yàn)過程中各個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都需要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且保證嚴(yán)格的按照并執(zhí)行事先編制的工藝文件對(duì)試驗(yàn)程序進(jìn)行控制。在試驗(yàn)過程中應(yīng)該注意：①測(cè)試的溫度按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行操作，如壓力容器的材料厚度較大則應(yīng)適當(dāng)提高試驗(yàn)的溫度；②壓力容器在充灌液體的時(shí)候，滯留在容器內(nèi)的氣體應(yīng)排放干凈；耐壓試驗(yàn)介質(zhì)和升壓過程應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的要求；試驗(yàn)過程中，不得進(jìn)行與試驗(yàn)無關(guān)的工作，無關(guān)人員不得在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)停留；在耐壓試驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)候，必須保證監(jiān)檢單位監(jiān)檢人員和檢驗(yàn)人員在現(xiàn)場(chǎng)并且進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)；③最后在試驗(yàn)完成后，利用壓縮空氣將壓力容器內(nèi)部進(jìn)行清空和吹干，并且合理的處理后續(xù)工作。

3 結(jié)語

壓力容器日常使用的安全性與制造過程的質(zhì)量控制有著密切關(guān)系，必須引起特別的重視。壓力容器制造過程的檢驗(yàn)手段中，最終的檢驗(yàn)方法就是利用直接對(duì)壓力容器進(jìn)行介質(zhì)加注，并適當(dāng)?shù)募訅海瑥亩鴾y(cè)試壓力容器的質(zhì)量狀況。所以耐壓試驗(yàn)中需要層層把關(guān)，嚴(yán)格掌控試驗(yàn)流程，提高耐壓試驗(yàn)的質(zhì)量控制，確保壓力容器在使用過程中的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

［1］侯賀虎.大型不銹鋼復(fù)合鋼板壓力容器的制造質(zhì)量控制［J］.石油工程建設(shè)，2014，（03）：26-34.

［2］羅子強(qiáng)，孫梅，劉毅勇，等.高壓球形氣瓶制造與監(jiān)督檢驗(yàn)［J］.金屬加工（熱加工），2015，（12）：35-38

［3］王守樟.壓力試驗(yàn)與壓力容器的安全評(píng)定［J］.化工工業(yè)，2015，（02）.

［4］戴季煌，陳澤溥，朱秋爾，等.承壓設(shè)備設(shè)計(jì)典型問題精解［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2010，（01）：8-10.

［5］TSG R0004-2009.固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程［P］.新華出版社，2009，（09）：25-28.

［6］中國(guó)化工裝備協(xié)會(huì).鋼制壓力容器制造常規(guī)檢驗(yàn)方法和檢具［P］.云南人民出版社，2006，（12）：132-135.

［7］謝鐵軍，等.TSG R0004-2009.固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程釋義［M］.新華出版社，2009，（09）：126-139.

［8］強(qiáng)天鵬.壓力容器檢驗(yàn)［M］.新華出版社，2008，（05）：231-241.

［9］GB 150.1～150.4-2011.壓力容器［P］2011，（11）：337-339.

圖1 液壓試驗(yàn)示意圖

圖2 浸在水池中的氣壓試驗(yàn)示意圖