特殊條件下壓力容器耐壓試驗(yàn)壓力的確定探討

摘要：作為壓力容器制造質(zhì)量與安全運(yùn)行的關(guān)鍵，耐壓試驗(yàn)壓力的確定受到了廣大工作人員的充分重視。壓力容器作為特種設(shè)備的一種，如果其日常運(yùn)營(yíng)安全性與穩(wěn)定性存在問(wèn)題，會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的威脅，因此，我們不僅需要關(guān)注壓力容器的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量，還需要做特殊條件下的壓力容器耐壓試驗(yàn)，確保壓力容器的安全可靠運(yùn)行。本文主要針對(duì)特殊條件下立式容器、固定式管板換熱器以及真空絕熱壓力容器的特點(diǎn)，試探性的提出耐壓試驗(yàn)壓力的建議，以供廣大同行參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：特殊條件；壓力容器；耐壓試驗(yàn)；壓力確定

前言

特殊條件下壓力容器耐壓試驗(yàn)壓力的確定，是為了檢驗(yàn)壓力容器整體的強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行安全性、可靠性是否達(dá)標(biāo)。在進(jìn)行壓力容器耐壓試驗(yàn)時(shí)，一般以高于設(shè)計(jì)壓力20%或最大工作壓力為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)考察壓力容器的整體強(qiáng)度與安全性。壓力容器耐壓試驗(yàn)的方法、壓力確定、試驗(yàn)順序等都需要結(jié)合壓力容器的實(shí)際情況，才能夠確保壓力容器安全可靠的運(yùn)行，為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

1.立式容器耐壓試驗(yàn)壓力的確定

在進(jìn)行立式容器耐壓試驗(yàn)壓力的確定時(shí)，首先需要綜合考量到壓力容器設(shè)計(jì)最高承受壓力，然后試驗(yàn)時(shí)，一般以超出最大設(shè)計(jì)壓力或使用過(guò)程中最高工作壓力的標(biāo)準(zhǔn)施壓，針對(duì)部分設(shè)計(jì)壓力較小或者容器較高的容器，需要綜合考量到容器中液柱產(chǎn)生的靜壓力，并將之納入容器最大工作壓力范圍內(nèi)。

就拿一種子母罐內(nèi)容器來(lái)說(shuō)，其母罐為微正壓，介質(zhì)為液氮，一般工作時(shí)最高壓力為0.3MPa，設(shè)計(jì)的最高承受壓力為0.33MPa，設(shè)計(jì)的最低溫度為-196℃。但由于介質(zhì)為液態(tài)氮，存在一定的液柱靜壓力并且通過(guò)實(shí)際測(cè)量得出，液柱靜壓力值為0.1MPa。根據(jù)我國(guó)GB150-19982011《鋼制壓力容器》中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，臥置氣壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力為：PT=0.33×1.15×1=0.3795MPa，容器底最大工作壓力為PM=0.1+0.33=0.43MPa，超過(guò)的氣壓試驗(yàn)的最大試驗(yàn)壓力，無(wú)法達(dá)到試驗(yàn)的預(yù)期效果。所以我們應(yīng)該將氣壓試驗(yàn)中的施加壓力加上液柱靜壓力，即PT=1.15P[δ]/[δ]t+液柱靜壓力=0.3795+0.1=0.4795MPa。對(duì)于工作溫度較低的壓力容器來(lái)說(shuō)，由于其工作壓力非常低，多采用氣壓試驗(yàn)為主要的耐壓試驗(yàn)方法，這時(shí)液柱靜壓力就會(huì)占據(jù)最大工作壓力中較大的比例，耐壓試驗(yàn)必須充分考慮到這部分液柱靜壓力，才能確保施加的試驗(yàn)壓力更為科學(xué)、更為合理，達(dá)到壓力容器耐壓試驗(yàn)的最終目的。

2.固定式管板換熱器耐壓試驗(yàn)壓力的確定

一般來(lái)說(shuō)，固定式管板換熱器殼程設(shè)計(jì)壓力略小于管程設(shè)計(jì)壓力，不過(guò)殼程設(shè)計(jì)壓力與管程設(shè)計(jì)壓力差距比較小，如果仍按照常規(guī)的試驗(yàn)壓力施加，那么采用液壓試驗(yàn)的方法就會(huì)存在一定的漏洞，即密封性檢查與換熱管、管板連接處的強(qiáng)度無(wú)法得到保證。所以在提供試驗(yàn)壓力的時(shí)候，多會(huì)提高殼程水壓并保證殼程水壓超過(guò)管程試驗(yàn)壓力，這樣就可以削減不必要的工藝步驟，諸如增加殼程壁厚度等等。提高殼程水壓試驗(yàn)壓力，不需要增加一些其他工藝步驟，是一種極為簡(jiǎn)便并且有著顯著試驗(yàn)效果的方法。

如果固定式管板換熱器殼程設(shè)計(jì)壓力與管程設(shè)計(jì)壓力差距非常大，如果采用提高殼程水壓的方法提供試驗(yàn)壓力，那么必須加厚殼程壁并且還要改變殼程的法蘭型式，雖然有著較好的試驗(yàn)效果，但這樣加大了試驗(yàn)的成本，經(jīng)濟(jì)性不高。針對(duì)這一問(wèn)題，筆者建議采用氨滲漏的方法確定管板連接處、換熱管的密封性，然后再進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

3.真空絕熱壓力容器耐壓試驗(yàn)壓力的確定

真空絕熱壓力容器是一種特殊的壓力容器，其特殊性主要體現(xiàn)在制造過(guò)程與使用過(guò)程中。在真空絕熱壓力容器內(nèi)部容器與外殼組合之前，需要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，這樣就會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，即容器的夾層中會(huì)施加0.1MPa的壓力。所以在進(jìn)行真空絕熱壓力容器內(nèi)容器耐壓試驗(yàn)的時(shí)候，需要綜合考慮到夾層中的壓力并將之納入最大壓力范圍內(nèi)。一般真空絕熱壓力容器銘牌上標(biāo)注的耐壓試驗(yàn)確定的壓力數(shù)值是實(shí)際使用過(guò)程中的最大工作壓力，與耐壓試驗(yàn)確定的壓力數(shù)值不一樣。

就拿一種臥式儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)，其介質(zhì)為液態(tài)氮，最高工作壓力為0.8MPa，設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)壓力為0.84MPa，在試驗(yàn)過(guò)程中，內(nèi)容器液柱靜壓力小于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)壓力5%，所以將內(nèi)容器液柱靜壓力忽略不計(jì)，該儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溫度為-196℃。該臥式儲(chǔ)罐內(nèi)容器與外殼組合部分填充珠光砂后抽盡空氣形成真空層，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)壓力為-0.1MPa，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溫度為50℃。通過(guò)測(cè)定內(nèi)容器氣壓試驗(yàn)壓力得出：PT=1.15×0.84×1=0.966MPa，水壓試驗(yàn)壓力PM=1.15×0.94×1=1.081MPa。由于真空夾層存在一定的壓力，所以容器的工作壓力最終確定為PT=0.966MPa。

結(jié)束語(yǔ)

特殊條件下壓力容器耐壓試驗(yàn)壓力確定的方法、試驗(yàn)順序等都需要結(jié)合壓力容器的實(shí)際情況，才能夠確保壓力容器安全可靠的運(yùn)行，為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。本文主要針對(duì)特殊條件下立式容器、固定式管板換熱器以及真空絕熱壓力容器的特點(diǎn)，試探性的提出耐壓試驗(yàn)壓力的建議，以供廣大同行參考與借鑒，以期保證壓力容器的整體強(qiáng)度與安全性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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