除材料本身的缺陷外,容器在制造(特别是焊接过程)和使用中会产生各种缺陷。为了考核缺陷对压力容器安全性的影响,压力容器制造完成后或定期检验(必要时)中,需要进行耐压试验。耐压试验是在超设计压力下进行的,可分为液压试验、气压试验及气液组合压力试验。
内压容器耐压试验的目的
GB/T150标准释义中,指出内压容器进行耐压试验的目的包括以下5个方面:1) 考察容器的整体强度、刚度和稳定性(针对可能由内压引起局部失稳的元件)。2) 检查焊接接头的致密性。3) 验证密封结构的密封性能。4) 消除或降低焊接残余应力、局部不连续区的峰值应力。5) 对微裂纹产生闭合效应,钝化微裂纹。
外压容器以内压进行耐压试验的目的
外压容器以内压进行耐压试验,其目的主要是检查焊接接头的致密性和验证密封结构的密封性能,而不是考察容器的外压稳定性。
水压试验的温度要求
GB/T150.4中11.4.9.3试验温度规定,「Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器进行液压试验时,液体温度不得低于5℃;其他碳钢和低合金钢制容器进行液压试验时,液体温度不得低于15℃;低温容器液压试验的液体温度应不低于壳体材料和焊接接头的冲击试验温度(取其高者)加20℃。如果由于板厚等因素造成材料无塑性转变温度升高,则需相应提高试验温度。」
冬季北方如何进行水压试验
冬季大多数制造厂厂房内温度一般都能达到5℃,进行Q345R等材料的水压试验没问题。但对于15℃来说,有些制造厂厂房内很难达到,况且有些大型球罐要在施工现场进行水压试验,那么如果温度达不到标准要求时,应该怎么办呢?
方法一:使用较低温度液体进行试验(但有前提条件)。GB/T150.4指出“当有试验数据支持时,可使用较低温度液体进行试验,但试验时应保证试验温度(容器器壁金属温度)比容器器壁金属无塑性转变温度至少高30℃。显然,对于大多数容器由于成本等原因不具备进行金属无塑性转变温度测量试验的条件,那么水压试验时,只能选择标准推荐温度。
方法二:加热试验用水。对于大型设备,可以加热试验用水到一定温度,使试验温度满足标准要求。但水的温度加到多少,需要进行传热计算,必须保证试验容器加压时,水温满足要求,不至于由于散热而导致水温不够。对于小型设备,由于水温变化过快,会导致试验压力波动较大,因此不适用于此方法。
方法三:对于特别小的设备,可以距离设备一定距离处均匀放置火点,加热周边空气温度,然后用温度计测量设备表面温度,当温度稳定并满足标准要求后再进行水压试验。