一、進行水壓試驗的目的和場合
水壓試驗,即超壓水壓試驗,是通過向設備或系統充水加壓,在加壓中及加壓后,觀察設備或系統有無滲漏破裂,或明顯變形的一種檢驗方式,主要是檢查鍋爐壓力容器承壓部件的強度和嚴密性。其目的是檢查設備的完善程度,暴露缺陷,以避免帶有嚴重缺陷的鍋爐壓力容器承壓部件投入運行或繼續運行。試驗最常用的加壓介質,是室溫下的水。試驗壓力要超過設備額定工作壓力或設計壓力。
在鍋爐壓力容器制造、安裝、修理、改造及定期檢驗中,都需要進行水壓試驗:
1.制造中的水壓試驗包括受壓元件單件水壓試驗,受壓部件或組件水壓試驗,設備總體水壓試驗等。在無損探傷合格及熱處理以后進行。
2.安裝中的水壓試驗在承壓設備及系統組焊安裝完畢,經無損探傷合格及熱處理以后進行。
3.修理改造中的水壓試驗鍋爐壓力容器移裝,或受壓元件經過重大修理改造,經無損探傷及熱處理后,需進行水壓試驗。
4.定期檢驗中的水壓試驗在用鍋爐及移動式壓力容器,每6年至少進行一次水壓試驗;固定式壓力容器每兩次內外部檢驗后至少進行一次水壓試驗。
二、水壓試驗壓力及水溫水質
水壓試驗壓力應以能考核承壓部件的強度,暴露其缺陷,但又不損害承壓部件為佳。通常規定,承壓部件在水壓試驗壓力下的總體應力不得超過材料在試驗溫度下屈服點的90%。具體的水壓試驗壓力如下表所示。
見表
名稱 |
鍋筒工作壓力及容器設計壓力P |
水壓試驗壓力Psw |
附注 |
鍋爐總體 |
P<0.8MPa |
1.5P,但不小于0.2MPa |
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0.8MPa≤P≤1.6MPa |
P+0.4MPa |
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P>1.6MPa |
1.25P |
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壓力容器(鑄鐵容器除外) |
固定式外壓及真空容器 |
1.25P |
以內壓進行試驗 |
固定式內壓容器 |
1.25P[σ]/[σ]t |
[σ]、[σ]t分別為試驗及設計溫度下材料的許用應力 | |
移動式容器、氣瓶 |
1.5P |
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水壓試驗應在周圍環境溫度高于5℃時進行,否則應采取防凍措施。試驗用水的溫度應高于空氣露點的溫度,以防鍋爐或容器表面結露;但水溫也不宜過高,以防汽化及造成過大的溫差應力。為了防止合金鋼制造的承壓部件在水壓試驗時造成脆性破裂,水壓試驗水溫應高于該鋼種的韌脆轉變溫度。
水壓試驗用水的水質應潔凈。對奧氏體不銹鋼制造的承壓部件進行水壓試驗時,應嚴格控制水中的氯離子含量,以防止產生嚴重的應力腐蝕。一般要求試驗用水的氯離子含量不能超過25mg/L,試驗合格后應立即將水漬清除干凈。
三、水壓試驗過程
水壓試驗前,被試設備各連接部位的緊固螺栓必須裝配齊全,緊固妥當。應配置兩個經過校驗準確可靠的壓力表,其量程應為2倍的試驗壓力,安裝于被試設備頂部便于觀察的位置。
被試設備內部應充滿水,滯留在器內的氣體必須排除干凈。被試設備的外表面應保持干燥。
水壓試驗時,壓力升降應緩慢進行。當壓力升至0.3MPa~0.5MPa時,應停止升壓進行初步檢查;當壓力升至工作壓力時,應停止升壓檢查有無異常情況,無異常時方可升壓至試驗壓力。對焊制鍋爐和壓力容器,在試驗壓力下保持20分鐘(鍋爐)或30分鐘(容器),然后降至工作壓力進行全面檢查。檢查期間壓力應保持不變,不得采用連續加壓方式來維持壓力不變。
四、水壓試驗合格標準
水壓試驗檢查合格的標準是:在承壓部件金屬壁和焊縫上沒有水珠;水壓試驗后,用肉眼觀察不到殘余變形。對設計要求測定水壓試驗殘余變形的容器,徑向殘余變形不超過0.03%,或容積殘余變形不超過容積全變形的10%;對鉚縫和脹口來說,在降到工作壓力時不漏水。材料抗拉強度≥540MPa的容器,應經表面無損探傷抽查無裂紋。
五、水壓試驗主要安全注意事項
1.試驗現場應有可靠的安全防護設施,并應經單位技術負責人和安全部門檢查認可。水壓試驗過程中不得進行與試驗無關的工作,無關人員不得在試驗現場停留。
2.在試驗壓力下,任何人不得靠近被試設備。
3.試驗過程中不得帶壓緊固螺栓或向受壓元件施加外力。
4.不得擅自以氣壓試驗代替水壓試驗,以防設備在試驗中破裂造成爆炸事故。