淺談大型壓力容器的水壓試驗監(jiān)督管理

王 琛 王 勤 嚴 海

[摘要]針對具體大型壓力容器的水壓試驗，從質(zhì)量控制和監(jiān)督驗證的角度，闡述水壓試驗過程中監(jiān)督驗證應(yīng)當關(guān)注的問題及其應(yīng)對措施。

[關(guān)鍵詞]壓力容器除氧器水壓試驗監(jiān)督

中圖分類號：TM4文獻標識碼：A文章編號：1671--7597(2009)1020127--02

大型壓力容器由于體積較大，出于運輸和安裝的考慮，大部分需要在安裝現(xiàn)場進行組焊。經(jīng)過無損探傷合格及熱處理以后進行的水壓試驗，是對容器整體強度進行的一次全面綜合檢驗，是對容器選材、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)以及制造質(zhì)量的綜合檢查，同時通過容器的短時超壓作用，有可能減緩某些局部區(qū)域的峰值應(yīng)力，在一定程度上起到消除或降低殘余應(yīng)力、邊緣應(yīng)力，使容器中的應(yīng)力趨于均勻。因此水壓試驗是壓力容器制造完工后進行質(zhì)量驗收一種重要手段，也是壓力容器在制造完工后和投入使用前的最后一道安全屏障。下面結(jié)合某電站的除氧器水壓試驗的具體實例來分析水壓試驗監(jiān)督過程中應(yīng)重點關(guān)注的事項。

一、概況

某電站設(shè)計一大型除氧器，尺寸為φ4356~49556m，有效容積為410m³，總?cè)莘e為708m³，額定出力6000t／h。除氧器位于汽機廠房輔助問內(nèi)28.2m標高處的樓層。由于除氧器體積巨大，故只能出廠后分四段運到工地，在工地現(xiàn)場由完成三道環(huán)焊縫的組焊?，F(xiàn)場焊接完畢后，需要通過對除氧器的水壓試驗，來檢驗除氧器制造及現(xiàn)場安裝過程中的所有焊縫及設(shè)備本身是否有滲漏等缺陷，保證除氧器設(shè)備在投入生產(chǎn)后能安全穩(wěn)定運行。

除氧器主要性能如下：

設(shè)計壓力：1.3Mpa

設(shè)計溫度：281℃

試驗壓力：1.67Mpa

最高工作溫度：178.1℃

最高工作壓力：0.9606(a)Mpa

額定出力：6000t／h

有效容積：410m³

安全閥開啟壓力：1.25Mpa

總?cè)莘e：708m³

二、試驗前的技術(shù)資料審查

1、水壓試驗前應(yīng)對壓力容器的設(shè)計、制造和安裝等有關(guān)技術(shù)資料進行審查，針對此次水壓試驗的除氧器，主要包括：

(1)除氧器設(shè)計總圖

(2)除氧器強度校核計算書

(3)制造、安裝質(zhì)量證明資料，包括：

材料清單及質(zhì)量證明書

外觀及幾何尺寸檢驗報告

支座安裝檢測記錄

制造監(jiān)檢證書

制造完工報告

(4)水壓試驗程序(PKXl0000250ZCGH44SS)

(5)水壓試驗質(zhì)量計劃(PKX3221100TZCGH04SS)

(6)水質(zhì)化學(xué)分析報告

(7)壓力表檢定證書

2、另外，由于除氧器是在安裝現(xiàn)場組焊完成的，在水壓試驗前還應(yīng)對組焊和質(zhì)量檢驗的技術(shù)資料進行審核，其中至少包括：

現(xiàn)場安裝焊接作業(yè)程序

焊接工藝評定報告

焊縫無損檢測報告(RT底片抽查)

焊后熱處理報告

3、發(fā)現(xiàn)問題及處理

(1)在水壓試驗程序的審查過程中發(fā)現(xiàn)其程序中要求在升壓至設(shè)計壓力即進行穩(wěn)壓全面檢查，這不符合《電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定》第3.7.2條的規(guī)定，最后修改為“試驗時應(yīng)緩慢升壓至0.2MPa，檢查有無滲漏。檢查合格后繼續(xù)緩慢升壓到試驗壓力1.67 MFa下穩(wěn)壓30分鐘，檢查壓力表的讀數(shù)是否有變化。將壓力降到設(shè)計壓力下保壓足夠長時間進行全面檢查?！?/p>

(2)審查其水壓試驗質(zhì)量計劃時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量計劃中未安排水壓試驗后對現(xiàn)場組裝焊縫的局部無損檢測，這不符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第92條的規(guī)定，因此建議水壓試驗結(jié)束后，進行磁粉表面檢驗抽查，并需要此項內(nèi)容加入到質(zhì)量計劃中。

(3)在審查制造完工報告中發(fā)現(xiàn)制造廠的射線檢測報告中“像質(zhì)計靈敏度值”絕大部分較JB／T4730，1.2－2005中規(guī)定值偏低，建議使用單位聯(lián)系制造廠分析原因。

(4)由于此次壓力試驗的除氧器材料中有部分304L不銹鋼，按照《e；B150－1998鋼制壓力容器》10.9.4.1的“應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg／L”的規(guī)定，要求檢驗方應(yīng)在水壓試驗前現(xiàn)場取水進行水質(zhì)分析，并提交水質(zhì)化學(xué)分析報告。

(5)審查中未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場組裝焊縫的外觀及幾何尺寸檢驗報告，而質(zhì)量計劃中有此項檢查內(nèi)容并已簽點執(zhí)行，因此建議安裝公司補充此項檢驗報告。

三、試驗過程的監(jiān)督

(一)水壓試驗前的監(jiān)督

1、試驗用的水源輸送管布置

由于除氧器位于汽機廠房輔助間內(nèi)28.2m標高處的樓層，而整個汽機廠房的氣水供應(yīng)管線尚在施工中，因此水壓試驗用水需要通過布置很長的臨時水管到地面取水，并就近在廠房邊的地面設(shè)置臨時水箱供試驗升壓用。布置如圖1。

審查中發(fā)現(xiàn)水壓試驗臨時管道布置系統(tǒng)中未安裝安全閥，為了防止試驗過程中除氧器超壓，建議采取其他有效措施加以防范。

2、試驗用工器具的檢查

試驗前應(yīng)對試驗所使用的儀器設(shè)各和工器具的有效性進行檢查。

本次水壓試驗用主要工器具有：試壓泵、上水泵、壓力表、截止閥、壓力表座、電源線架、同徑三通、無縫鋼管、高壓紙墊、鋼板、不銹鋼管等。

檢查中未發(fā)現(xiàn)壓力表的檢定證書，詢問安裝公司后更換了同樣型號規(guī)格且檢定合格在有效期范圍內(nèi)的壓力表，同時建議安裝公司對工器具的使用建立臺賬，定時檢查上述機具的合格證、使用情況，定時進行維護，確保機具狀態(tài)良好，在有效使用期內(nèi)。

3試驗前提條件的準備檢查

試驗前提條件的驗證是水壓試驗開始前的最重要的質(zhì)量控制點，一般在質(zhì)量計劃中設(shè)置為“H”點(停工待檢點)，只有在此H點三方共同驗證合格并在質(zhì)量計劃上簽字后，水壓試驗方可開始。

針對本次試驗的除氧器，主要應(yīng)注意如下方面：

(1)除氧器簡體已組合、焊接完畢，并做了焊縫檢驗及熱處理；

(2)檢查除氧器簡體管座接口的封閉情況，除了壓力表接口、排氣口和試壓進水口外，其余的管口及人孔門全部封閉，各個管座接口相對應(yīng)的附件待水壓試驗合格后再進行安裝：

(3)試驗前，除氧器各連接部位的緊固螺栓，必須裝配齊全，緊固妥當，并將除氧器內(nèi)部清理干凈：

(4)合格、有效的壓力表安裝完畢：

(5)人孔門及管口封堵完畢：

(6)水壓試驗前應(yīng)準備充足的水源，用水量約為740m³。水質(zhì)符合下列要求：

氯離子含量

25mg／L

水溫

≥7℃

渾濁及沉淀

目測清澈

(7)水壓試驗進水臨時管道已接至除氧器，并有閥門進行隔離。布置在28米層的試壓泵進出口管路已連接好。為保證試驗后盡快排水，防止除氧器內(nèi)部生銹，上水管路及排水管路均用@57X3，5的鋼管：

(8)水壓試驗后排水溝暢通，排水管路已連接好，并有閥門與除氧器進行隔離，排水管接至排水溝內(nèi)；

(9)除氧器上現(xiàn)場焊縫附近應(yīng)搭設(shè)相應(yīng)腳手架，供水壓試驗時檢查用。

(二)水壓試驗中的監(jiān)督

水壓試驗中壓力容器應(yīng)充滿液體、滯留在壓力容器內(nèi)的氣體必須排凈。壓力容器外表面應(yīng)保持干燥，當壓力容器壁溫與液體溫度接近時，才能緩慢升壓，確認無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定的試驗壓力，保壓30分鐘，然后，降到規(guī)定試驗壓力的80％，保壓足夠時間進行檢查。檢查期間壓力應(yīng)保持不變，不得采用連續(xù)加壓來維持試驗壓力不變。壓力容器液壓試驗過程中不得帶壓緊固螺栓或向受壓元件施加外力。新制造的壓力容器液壓試驗完畢后應(yīng)用壓縮空氣將其內(nèi)部吹干。

針對除氧器，水壓試驗過程中應(yīng)關(guān)注如下方面：

1、向除氧器內(nèi)部注水的同時應(yīng)打開排氣閥。

2、除氧器內(nèi)注滿水后，關(guān)閉進水閥門和排氣閥門，檢查除氧器各接口和焊縫是否有滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

3、打開壓力表前截至閥，啟動試壓泵開始升壓。此時應(yīng)注意壓力表變化及檢查除氧器各接口和焊縫，如有滲漏現(xiàn)象，則立即停止試壓泵運行并降壓處理缺陷，待缺陷處理完畢后繼續(xù)水壓試驗工作。

4、緩緩將除氧器內(nèi)部壓力升至0.2MPa，檢查無滲漏后繼續(xù)緩慢升壓到試驗壓力1.67 MPa下穩(wěn)壓30分鐘，檢查壓力表的讀數(shù)是否有變化。將壓力降到設(shè)計壓力下保壓足夠長時問進行全面檢查，觀察壓力表讀數(shù)無變化，設(shè)備組合焊縫無滲漏，水壓試驗過程中無異常響聲，試驗后受壓元件無可見異常變形，則水壓試驗合格。

5、水壓試驗結(jié)束后，從試壓泵出口截至閥處開始拆除臨時管道并接一段蛇皮水帶，將除氧器內(nèi)部的水排至制定的排水溝。排凈水以后拆除全部的臨時管道，除氧器內(nèi)通干燥空氣或用抽濕機干燥進行維護。

四、小結(jié)

大型壓力容器的水壓試驗監(jiān)督主要包括兩個方面：技術(shù)資料的審查和整個試驗過程的監(jiān)督驗證，具體資料數(shù)據(jù)涉及到整個制造、安裝過程的方方面面。由于大型壓力容器體積龐大，通常都采取安裝現(xiàn)場組焊后再進行水壓試驗的方式，試驗現(xiàn)場通常都是施工中的工地，因此試驗系統(tǒng)的布置存在很強的特殊性，有時需要多次試驗才能上水成功。所以，針對變化多端的施工現(xiàn)場，如何做好對整個試驗的質(zhì)量控制顯得尤為重要。本文就除氧器的水壓試驗這一具體實例對大型壓力容器的水壓試驗監(jiān)督過程中應(yīng)關(guān)注的問題及其應(yīng)對措施進行了闡述，希望能為同等條件的水壓試驗監(jiān)督驗證起到一定的借鑒作用。