淺談大型壓力容器的水壓試驗監督管理

王 琛 王 勤 嚴 海

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

[關鍵詞]壓力容器除氧器水壓試驗監督

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場進行組焊。經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、設計計算、結構以及制造質量的綜合檢查，同時通過容器的短時超壓作用，有可能減緩某些局部區域的峰值應力，在一定程度上起到消除或降低殘余應力、邊緣應力，使容器中的應力趨于均勻。因此水壓試驗是壓力容器制造完工后進行質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督過程中應重點關注的事項。

一、概況

某電站設計一大型除氧器，尺寸為φ4356~49556m，有效容積為410m³，總容積為708m³，額定出力6000t／h。除氧器位于汽機廠房輔助問內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，在工地現場由完成三道環焊縫的組焊?，F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場安裝過程中的所有焊縫及設備本身是否有滲漏等缺陷，保證除氧器設備在投入生產后能安全穩定運行。

除氧器主要性能如下：

設計壓力：1.3Mpa

設計溫度：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

總容積：708m³

二、試驗前的技術資料審查

1、水壓試驗前應對壓力容器的設計、制造和安裝等有關技術資料進行審查，針對此次水壓試驗的除氧器，主要包括：

(1)除氧器設計總圖

(2)除氧器強度校核計算書

(3)制造、安裝質量證明資料，包括：

材料清單及質量證明書

外觀及幾何尺寸檢驗報告

支座安裝檢測記錄

制造監檢證書

制造完工報告

(4)水壓試驗程序(PKXl0000250ZCGH44SS)

(5)水壓試驗質量計劃(PKX3221100TZCGH04SS)

(6)水質化學分析報告

(7)壓力表檢定證書

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

現場安裝焊接作業程序

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、發現問題及處理

(1)在水壓試驗程序的審查過程中發現其程序中要求在升壓至設計壓力即進行穩壓全面檢查，這不符合《電站壓力式除氧器安全技術規定》第3.7.2條的規定，最后修改為“試驗時應緩慢升壓至0.2MPa，檢查有無滲漏。檢查合格后繼續緩慢升壓到試驗壓力1.67 MFa下穩壓30分鐘，檢查壓力表的讀數是否有變化。將壓力降到設計壓力下保壓足夠長時間進行全面檢查。”

(2)審查其水壓試驗質量計劃時發現質量計劃中未安排水壓試驗后對現場組裝焊縫的局部無損檢測，這不符合《壓力容器安全技術監察規程》第92條的規定，因此建議水壓試驗結束后，進行磁粉表面檢驗抽查，并需要此項內容加入到質量計劃中。

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

(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“應控制水的氯離子含量不超過25mg／L”的規定，要求檢驗方應在水壓試驗前現場取水進行水質分析，并提交水質化學分析報告。

(5)審查中未發現現場組裝焊縫的外觀及幾何尺寸檢驗報告，而質量計劃中有此項檢查內容并已簽點執行，因此建議安裝公司補充此項檢驗報告。

三、試驗過程的監督

(一)水壓試驗前的監督

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28.2m標高處的樓層，而整個汽機廠房的氣水供應管線尚在施工中，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置臨時水箱供試驗升壓用。布置如圖1。

審查中發現水壓試驗臨時管道布置系統中未安裝安全閥，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

試驗前應對試驗所使用的儀器設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。

檢查中未發現壓力表的檢定證書，詢問安裝公司后更換了同樣型號規格且檢定合格在有效期范圍內的壓力表，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，確保機具狀態良好，在有效使用期內。

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量控制點，一般在質量計劃中設置為“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)水壓試驗前應準備充足的水源，用水量約為740m³。水質符合下列要求：

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；

(9)除氧器上現場焊縫附近應搭設相應腳手架，供水壓試驗時檢查用。

(二)水壓試驗中的監督

水壓試驗中壓力容器應充滿液體、滯留在壓力容器內的氣體必須排凈。壓力容器外表面應保持干燥，當壓力容器壁溫與液體溫度接近時，才能緩慢升壓，確認無泄漏后繼續升壓到規定的試驗壓力，保壓30分鐘，然后，降到規定試驗壓力的80％，保壓足夠時間進行檢查。檢查期間壓力應保持不變，不得采用連續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用壓縮空氣將其內部吹干。

針對除氧器，水壓試驗過程中應關注如下方面：

1、向除氧器內部注水的同時應打開排氣閥。

2、除氧器內注滿水后，關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象發生。

3、打開壓力表前截至閥，啟動試壓泵開始升壓。此時應注意壓力表變化及檢查除氧器各接口和焊縫，如有滲漏現象，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水壓試驗工作。

4、緩緩將除氧器內部壓力升至0.2MPa，檢查無滲漏后繼續緩慢升壓到試驗壓力1.67 MPa下穩壓30分鐘，檢查壓力表的讀數是否有變化。將壓力降到設計壓力下保壓足夠長時問進行全面檢查，觀察壓力表讀數無變化，設備組合焊縫無滲漏，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，除氧器內通干燥空氣或用抽濕機干燥進行維護。

四、小結

大型壓力容器的水壓試驗監督主要包括兩個方面：技術資料的審查和整個試驗過程的監督驗證，具體資料數據涉及到整個制造、安裝過程的方方面面。由于大型壓力容器體積龐大，通常都采取安裝現場組焊后再進行水壓試驗的方式，試驗現場通常都是施工中的工地，因此試驗系統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場，如何做好對整個試驗的質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督過程中應關注的問題及其應對措施進行了闡述，希望能為同等條件的水壓試驗監督驗證起到一定的借鑒作用。