鍋爐制造安裝檢驗(yàn)過(guò)程中水壓試驗(yàn)問(wèn)題的探討

黎榮振

阿美科福斯特惠勒動(dòng)力機(jī)械有限公司 廣東江門(mén) 529141

水壓試驗(yàn)是鍋爐制造過(guò)程中及安裝修理后對(duì)焊接質(zhì)量的最后一個(gè)檢查項(xiàng)目，它的目的有二：第一，檢查鍋爐各個(gè)受壓元部件（包括焊縫）的強(qiáng)度是否足夠。第二，檢查焊接或脹接質(zhì)量，是否嚴(yán)密、有無(wú)殘余變形。《鍋爐壓力容器產(chǎn)品安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》中規(guī)定“整裝出廠的鍋爐，散裝出廠的鍋筒在進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)檢人員必須在現(xiàn)場(chǎng)”，以及《鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》中規(guī)定水壓試驗(yàn)是A類(lèi)項(xiàng)目，那么水壓試驗(yàn)的重要性勿庸置疑。必須保證水壓試驗(yàn)時(shí)所必須進(jìn)行的具體工作、要求和分工，使得水壓試驗(yàn)得以在確保人員安全和產(chǎn)品安全的前提下順利實(shí)現(xiàn)。

1 水壓試驗(yàn)的作用

水壓試驗(yàn)是鍋爐及其主要承壓附件制造過(guò)程中重要的一道工序，是檢驗(yàn)受壓元件的強(qiáng)度及嚴(yán)密性的一個(gè)重要手段，是特種承壓設(shè)備制造中的一道重要工序。其主要目的有：（1）檢驗(yàn)受壓部件及其焊縫、脹口、密封面、法蘭（或螺栓）等連接處及金屬表面有無(wú)滲漏，是否嚴(yán)密。（2）檢驗(yàn)受壓部件的耐壓強(qiáng)度，在試驗(yàn)壓力下是否產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的塑性變形。水壓試驗(yàn)時(shí)承壓元部件的應(yīng)力不得超過(guò)元件材料在實(shí)驗(yàn)溫度下屈服強(qiáng)度（點(diǎn)）的90%，水壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力根據(jù)不同的國(guó)家的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所不同，如中國(guó)為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍、日本為設(shè)計(jì)壓力的1.3倍、美國(guó)為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍等[1]。

2 水壓試驗(yàn)前的準(zhǔn)備

2.1 工件的擺放位置

水壓試驗(yàn)操作人員必須根據(jù)進(jìn)水口在水壓試驗(yàn)管路的最低位，出水口在水壓試驗(yàn)管路的最高位的原則，將試壓件以合適的位置放好，便于盡量排出試壓管路內(nèi)部的空氣。水壓試驗(yàn)管路的出水口位于整個(gè)水壓試驗(yàn)管路的最高處時(shí)，有助于盡量排出水壓試驗(yàn)管路中的空氣，減少試驗(yàn)管路中由于空氣受壓縮而儲(chǔ)備的能量，從而有效降低水壓意外爆壓時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境和人身的傷害。此外，盡量排出水壓試驗(yàn)管路中的空氣還將顯著縮短水壓試驗(yàn)的升壓時(shí)間。

2.2 水壓系統(tǒng)（設(shè)備、壓力表、閥門(mén)等）

水壓試驗(yàn)應(yīng)采用兩個(gè)壓力表，一個(gè)與試壓產(chǎn)品進(jìn)水口相連，一個(gè)與試壓產(chǎn)品出氣（水）口相連，按照要求的試驗(yàn)壓力值來(lái)選用壓力表。用于壓力試驗(yàn)的壓力表，均需檢查合格并處于有效期內(nèi)，其盤(pán)面壓力范圍應(yīng)為試驗(yàn)壓力的1.5 倍～3.0 倍，最好選用2 倍，精度等級(jí)不低于1.6 級(jí)，表盤(pán)直徑不小于4″（100mm）。所有壓力表必須是經(jīng)校正合格的表，兩個(gè)壓力表盤(pán)需面朝水壓操作工以方便讀取數(shù)據(jù)。

2.3 水壓試驗(yàn)用水

水壓試驗(yàn)的產(chǎn)品如為普通的碳鋼或合金鋼可用自來(lái)水作為水壓試驗(yàn)用水，如產(chǎn)品中含有不銹鋼材質(zhì)的美國(guó)設(shè)計(jì)鍋爐要求水壓用水的導(dǎo)電率必須低于25MMHO (或者不大于1000 MMHO)。

2.4 水壓試驗(yàn)用水溫度

（1）對(duì)于按ASME SEC VIII Division 1進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的壓力容器，水壓試驗(yàn)期間，承壓件的金屬溫度在任何情況下不能高于48℃，不能低于最低設(shè)計(jì)溫度以上17℃。（2）對(duì)于按ASME SEC I進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，且需打S鋼印的鍋爐承壓件，水壓試驗(yàn)期間，水壓試驗(yàn)用水水溫在任何情況下不能低于20℃和高于50℃。

3 水壓試驗(yàn)規(guī)程

3.1 注水

向試壓件里面注水，當(dāng)水壓試驗(yàn)系統(tǒng)出水口有水流出后，關(guān)閉出水口閥門(mén)，檢查所有密封及管件是否泄露（關(guān)閉出水口閥門(mén)后，操作工必須隨時(shí)觀察壓力表數(shù)值）。注意：試壓系統(tǒng)殘余的氣體愈多，系統(tǒng)密封失效所造成的安全隱患愈大。

3.2 加壓

注水完后逐漸向試壓件注水加壓，在壓力加到試驗(yàn)壓力一半時(shí)，操作人員應(yīng)暫停加壓，仔細(xì)檢查各管路聯(lián)接部件是否有泄漏；進(jìn)、出水口壓力表的指示是否一致（兩個(gè)壓力表的指針指示壓力差異不能大于0.5Mpa，壓力指示以讀數(shù)較低的壓力表為準(zhǔn)），如一切正常，可以繼續(xù)加壓。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)有滲漏，則先排水后對(duì)滲漏部位進(jìn)行調(diào)整或修理并重新檢查安裝，再次確認(rèn)水壓系統(tǒng)各連接位置松緊合適、安全，才能繼續(xù)水壓測(cè)試工作。

3.3 保壓

確認(rèn)水壓試驗(yàn)正常及各處沒(méi)有滲漏現(xiàn)象后，方可加壓至水壓試驗(yàn)壓力進(jìn)行保壓檢查，保壓至規(guī)定的時(shí)間。試驗(yàn)過(guò)程中壓力必須適當(dāng)控制，壓力指示以讀數(shù)較高的壓力表為準(zhǔn)，同時(shí)讀數(shù)較高的壓力表最大值不能超過(guò)規(guī)定試驗(yàn)壓力的6%。

3.4 意外檢查

水壓試驗(yàn)中如發(fā)現(xiàn)泄漏，須卸壓后按規(guī)定程序修補(bǔ)，并進(jìn)行重新試壓。試驗(yàn)過(guò)程中，如有異常響聲，壓力突然下降或加壓裝置發(fā)生故障現(xiàn)象，應(yīng)立即卸壓停止試驗(yàn)，查明原因，再作處理。

4 選型

4.1 封板厚度

最小封板厚度t根據(jù)以下公式計(jì)算：

其中：K：K=0.48 如果 D小于 219 mm(85/8”)，

K=0.56 如果D大于219 mm (85/8”)，但不超過(guò) 324 mm (12 3/4”).

K=0.64 如果D大于324 mm ( 12 3/4” )，但必須加必要的加強(qiáng)筋板

D：壓力件的受壓面直徑.

p：設(shè)計(jì)壓力(psi or Mpa).

σs：封板屈服強(qiáng)度(psi or Mpa)

4.2 焊角尺寸

最小焊角尺寸由下面公式計(jì)算

（1）對(duì)內(nèi)封板P型式其最小焊角尺寸如下公式：

s=0. 75注：對(duì)于直徑≥168mm的水壓內(nèi)封板，焊接前100%UT檢查是否有分層缺陷。

（2）對(duì)外封板型式，其最小焊角尺寸如下公式和0.7倍板厚之間的最大值

5 結(jié)語(yǔ)

總之，做好水壓試驗(yàn)，涉及很多方面的因素，甚至包括人為的因素。作為檢驗(yàn)人員理應(yīng)把好水壓試驗(yàn)質(zhì)量關(guān)。