淺談鍋爐的水壓試驗

林革

（廣西壯族自治區特種設備監督檢驗院，廣西 南寧 530031）

鍋爐是特種設備的一種，在生產和生活中被廣泛地應用。根據《特種設備安全監察條例》的規定，特種設備使用單位應當按照安全技術規范的定期檢驗要求，做定期檢驗。未經定期檢驗或者檢驗不合格的鍋爐，不得繼續使用。

《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》及《鍋爐定期檢驗規則》還規定：鍋爐定期檢驗包括內部檢驗、外部檢驗和水壓試驗這3種，鍋爐只有這3種檢驗報告均在有效期內的，才能投入運行。水壓試驗有2種，一種是試驗壓力為工作壓力的試驗，簡稱試漏試驗；另一種是試驗壓力不僅高于工作壓力，而且試驗壓力要根據工作壓力推算出來的試驗，簡稱水壓試驗。

鍋爐水壓試驗是指以水為介質，以規定的試驗壓力，對鍋爐受壓部件強度和嚴密性進行驗證的試驗。水是一種液體，具有不可壓縮性，在進行水壓試驗時，壓力會通過水均勻地傳遞到各個受壓部件上。如果受壓部件承受不了壓力的作用，或本身存在有貫穿性裂紋時，水就會從裂縫向外滲漏，或受壓部件就會變形甚至爆破。此時可以根據水壓試驗時，檢查出來部件缺陷的具體位置及缺陷的性質，來采取相應措施進行處理，以消除鍋爐運行中的安全隱患。

1 水壓試驗的目的

鍋爐水壓試驗的目的主要有兩個方面，即檢驗鍋爐受壓部件的耐壓強度和嚴密性。

1.1 檢驗鍋爐受壓部件的耐壓強度

只要鍋爐結構合理，使用元件鋼材符合技術要求，額定工作壓力是根據規定進行核算確定的，試驗壓力是根據規定進行的，一般在水壓試驗時，不會出現強度上的問題。因為水壓試驗壓力下的應力，比鋼材的屈服強度低得多。因此，水壓試驗后，用肉眼觀察，受壓元件不應有殘余變形，即所謂耐壓強度。

對于在用鍋爐而言，水壓試驗的主要目的，是檢驗鍋爐受壓部件的強度，以保證受壓部件運行的可靠性。

新鍋爐在制造廠的生產車間，需經過一系列規定的自檢和強制監檢，制造品質合格后，方可出廠。因此，在水壓試驗時一般不會在強度上出現問題。

而鍋爐運行多年后，受壓部件發生了腐蝕、磨損，有的出現了材質的劣化、疲勞、裂紋、過熱或過燒，有的在制造時留下的缺陷又進一步的發展，有的受壓部件局部出現缺陷又無法檢查等原因，致使鍋爐受壓部件強度下降。此時通過水壓試驗，就可以檢查其強度能否滿足鍋爐安全運行的要求。

如某糖廠的自備電廠發電鍋爐主給水管彎頭，因沖刷和腐蝕，造成了管子嚴重減薄，又沒有列入水壓試驗范圍，鍋爐運行后管子因強度不夠而爆破，造成重大傷亡事故。

又如另一糖廠的自備電廠發電鍋爐，已運行5年，從未更換過水冷壁管，在對鍋爐進行水壓試驗時，把吹灰器旁的水冷壁管打爆，檢查發現該損壞的原因是因磨損、腐蝕而嚴重減薄。

因此，水壓試驗可以有效地避免鍋爐運行中受壓部件因磨損與腐蝕而嚴重減薄，且又不能安全運行到下個檢驗周期所引發的事故。

1.2 檢驗鍋爐受壓部件的嚴密性

水壓試驗的另一個目的，是驗證鍋爐的嚴密性。主要是驗證鍋爐受壓部件的焊縫、脹接口、密封面（包括人孔、頭孔、手孔、法蘭、螺紋）等連接處的嚴密性。

一般在承壓部件檢修后，如更換、挖補或修復鍋爐受壓部件等，都要進行水壓試驗。

如某糖廠的自備電廠發電鍋爐更換省煤器后，做水壓試驗時，發現省煤器管和集箱之間的焊口發現有3處滲漏現象，說明焊縫存在穿透性缺陷，因此必須把焊縫缺陷鏟除后再重新補焊。

新安裝的鍋爐受壓部件安裝好以后，也要進行水壓試驗。雖然鍋爐是在制造廠內制成零部件，然后在現場組對安裝成總體的，即使是整裝鍋爐，也要經過長距離的搬運、裝卸、起吊安裝，也難以避免碰撞和損傷，因此在安裝完畢后有必要進行一次水壓試驗。

如某一飼料廠新購買一臺臥式快裝鍋爐，安裝完畢后做水壓試驗，前管板的煙管脹接口發現有5處滲漏現象，說明脹接處不合格，必須重新脹接。

實踐證明，通過水壓試驗，能夠發現一些鍋爐的缺陷，及時采取相應措施后，能保證鍋爐安全運行。因此水壓試驗是保證鍋爐安全運行的一個重要步驟和手段，不能用內部檢驗或外部檢驗代替，必須按規定定期進行水壓試驗。

2 水壓試驗的周期

根據《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》第202條、第206條及《鍋爐定期檢驗規則》第5條、第6條規定，一般的鍋爐每6年應至少做1次水壓試驗。電力系統的發電用鍋爐，可以根據電廠的大修計劃，來確定具體日期。對于因未開設人孔或頭孔、手孔而無法進行內部檢驗的鍋爐，水壓試驗周期定為應每3年至少做1次。

鍋爐除了6年1次的水壓試驗外，鍋爐受壓部件經重大修理或改造后，如更換多數水冷壁管、對流管、過熱器管、再熱器管、省煤器管等受壓部件以及對汽包、集箱進行了重大修理，以及新裝和移裝鍋爐投入運行前，也需要做水壓試驗。由于水壓試驗是超壓試驗，對鍋爐有很多的傷害，所以不能過多或頻繁地做水壓試驗。

3 水壓試驗的范圍

在用鍋爐水壓試驗，是全部受壓部件整體進行的。水壓試驗的范圍，主要是鍋爐本體、鍋爐范圍內的管道以及有關附件。鍋爐本體包括汽包、省煤器、水冷壁、減溫器及再熱器、過熱汽系統等受壓部件。鍋爐范圍內的管道以及有關附件，包括下降管、導汽管、主蒸汽管、給水管、再熱器管以及由鍋爐本體汽水管道引出的加藥、排污、減溫水、反沖洗、取樣等管道與相關的閥門，同時包括成型件和閥門儀表等。

汽包水位計參加工作壓力水壓試驗。

安全閥不應與鍋爐本體一起做水壓試驗，以防止失靈損壞。

4 水壓試驗的壓力

根據《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》第207條及《鍋爐定期檢驗規則》第56條的規定，鍋爐水壓試驗壓力應符合表1的要求。

表1 鍋爐水壓試驗的壓力要求

再熱器的試驗壓力為1.5P1（P1為再熱器的工作壓力）。直流鍋爐本體的水壓試驗壓力，為介質出口壓力的1.25倍，且不小于省煤器進口壓力的1.1倍。

要注意的是，表里的鍋筒（鍋殼）工作壓力是指鍋筒（鍋殼）實際最高工作壓力，而不是指鍋爐的額定工作壓力。額定工作壓力，是指蒸汽出口處規定的最高工作壓力。

往往電站鍋爐鍋筒的實際工作壓力，要大于鍋爐的額定工作壓力。

一般工業鍋爐的鍋筒（鍋殼）實際最高工作壓力，就是額定工作壓力。

如果當鍋爐實際使用的最高工作壓力，低于額定工作壓力時，試驗壓力按實際確定的最高工作壓力計算出試驗壓力。以后使用單位想提高實際的最高工作壓力（但不允許超過規定的最高工作壓力）時，應以提高后的最高工作壓力，來計算出試驗壓力，重新進行水壓試驗。

在確定水壓試驗的壓力時，必須注意的是，薄膜應力不得超過元件材料在試驗溫度下屈服點的90%。

特別要指出的是，有些單位由于不了解水壓試驗的目的，而用水壓試驗來確定鍋爐的工作壓力，錯誤地認為鍋爐只要進行了水壓試驗，就可以按試驗壓力確定最高工作壓力，這種作法是非常錯誤也十分危險的。因為鍋爐的水壓試驗是在常溫下進行的，而鍋爐運行是在高溫條件下，由于溫差的不同，受壓元件的強度會發生很大差異，極易導致受壓元件的損壞或破裂，甚至釀成人身傷亡事故。所以絕對不允許用水壓試驗壓力來確定鍋爐的實際最高工作壓力。

5 水壓試驗的準備

5.1 編制水壓試驗方案

鍋爐水壓試驗是超過最高工作壓力的一種試驗，會使鍋爐受到額外應力，對鍋爐壽命有一定影響，還有一定危險性，應認真組織慎重進行。

鍋爐水壓試驗前，水壓試驗實施單位應當根據鍋爐使用單位提供的鍋爐資料，按有關規定編制水壓試驗方案。水壓試驗方案一般應包括以下內容：

水壓試驗的依據，水壓試驗準備，水壓試驗組織，水壓試驗壓力，水壓試驗溫度（水壓試驗的用水質、水溫及環境溫度），水壓試驗所用壓力表，水壓試驗程序與操作步驟（含水壓試驗控制曲線），水壓試驗檢查，水壓試驗合格標準，水壓試驗安全措施及注意事項等等。

水壓試驗方案編制應經使用單位同意，雙方認可后簽字蓋章。必要時應經監檢單位確認。

5.2 鍋爐使用單位應做好的準備工作

（1）把不參加水壓試驗的部件（如鍋爐范圍以外的管路、安全閥等）有效的隔斷，避免發生意外。

（2）把受壓部件表面，包括焊縫和脹接口的積灰清理干凈，如果需要重點檢查的受壓部件有爐墻或保溫層擋住的，還應把它們拆除并清理干凈。

（3）鍋爐應在鍋筒頂部安裝2只經校驗合格且在有效期內的壓力表，其最大量程需達到試驗壓力的1.5～3倍，精度不低于1.5級，表盤直徑大于150 mm。

（4）準備水壓試驗專用試壓泵，且試壓泵的揚程須大于試驗壓力，不允許用鍋爐本身的給水泵來代替試壓泵，這是為了保證升壓速率符合有關標準。

（5）水壓試驗時，周圍的環境溫度不應低于5℃，否則應采取有效的防凍措施。如可以采用安裝臨時暖氣或生火爐方法進行采暖，可以確保在水壓試驗完畢后，受壓部件不會被積水凍壞。

（6）水壓試驗用水，應是除鹽水或符合鍋爐水質要求的水。嚴禁用渾濁的水進行水壓試驗。按照《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》第208條規定，為防止鍋爐表面結露珠和防止鍋爐表面水份被汽化而影響水壓試驗，水壓試驗用水的溫度，一般控制在20～70℃。奧氏體受壓元件水壓試驗時，應控制水中的氯離子的質量濃度不超過25 mg/L，如不能滿足這一要求時，水壓試驗后應立即將水漬去除干凈。

（7）水壓試驗前，參加水壓試驗的部件必須充滿水，不能殘留有氣體。因為氣體有可壓縮性，試壓時容易出現壓力不穩定，以及升壓速度過慢等現象。

（8）準備好照明設備，一般采用手電筒或行燈照明用具。行燈電壓應為12～24 V，以保證操作安全。對于干燥并有妥善的安全措施處，照明電壓可不高于36 V。

（9）水壓試驗時. 使用單位的鍋爐安全管理人員需到現場。

5.3 監檢單位檢驗人員應做的準備

檢驗人員應認真查閱該鍋爐的技術資料，包括鍋爐品質證明書、在有效期內的鍋爐檢驗報告、修理改造后的安裝維修技術資料。查閱鍋爐技術資料，主要是了解鍋爐的實際狀況，便于確定水壓試驗壓力，同時還應認真查閱水壓試驗方案，并檢查水壓試驗準備工作，是否具備水壓試驗的條件。

6 水壓試驗步驟和檢查

6.1 水壓試驗的步驟

水壓試驗過程至少應包括下列步驟：

第一步，先緩慢從0開始升壓至至工作壓力，期間升壓速率不能超過0.5 MPa/min；

第二步，暫停升壓，檢查沒有泄漏或異常現象后，繼續升至試驗壓力，期間升壓速率應不能超過0.2 MPa/min，并注意防止超壓；

第三步，在試驗壓力下至少保持20 min，保壓期間壓降應滿足如下要求：

一是對于不能進行內部檢驗的鍋爐，在保壓期間不允許有壓力下降現象；

二是對于其它鍋爐，在保壓期間的壓力下降值△p 一般應滿足表2的要求。

表2 壓力下降值△p表

第四步，緩慢將試驗壓力降至工作壓力并保持次壓力，在工作壓力下，檢查所有參加水壓試驗的承壓部件表面、焊縫等是否有滲漏、變形，以及管道、閥門、儀表等連接部位是否有滲漏；

第五步，檢查完畢后緩慢泄壓，把工作壓力降到0，再檢查所有參加水壓試驗的承壓部件是否有殘余變形。

6.2 水壓試驗的注意事項

水壓試驗時，除了要嚴格按照上述步驟要求進行外，為了確保試驗效果，保證人身及設備的安全，還必須注意以下幾點：

（1）水壓試驗最好安排在白天進行，以便觀察、清楚。

（2）水壓試驗時注意監視不同位置的壓力表，是否同步上升，避免由于只讀一塊表而該表失靈，造成試驗壓力超過標準，發生事故。

（3）保持試驗壓力時，不允許進行任何檢查，不準用手錘敲擊鍋爐。應在試驗壓力降至工作壓力時再認真檢查。

（4）當水壓試驗發生滲漏時，應當使鍋爐內壓力降到零后修理，不允許帶壓修理。

（5）水壓試驗過程中，運行操作人員應嚴密監視鍋爐壓力情況，做好防止鍋爐超壓的各項預防措施。

（6）水壓試驗結束后，不要忘記拆除安全閥孔口上盲板。

（7）水壓試驗壓力必須嚴格按照規定進行，不準任意提高試驗壓力。

水壓試驗控制曲線見圖1（Ps為試驗壓力，Pg為工作壓力）。

圖1 水壓試驗控制曲線

7 水壓試驗的合格標準

根據《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》第209條及《鍋爐定期檢驗規則》第59條的規定，水壓試驗結論分為合格與不合格。合格標準如下：

（1）沒有發現受壓部件金屬外壁和焊縫有任何水珠和水霧的漏泄痕跡；

（2）當降到工作壓力后檢查，脹口處沒有發現漏水；

（3）試驗壓力降到0后，沒有發現受壓部件有明顯的殘余變形。

8 結束語

通過以上對鍋爐水壓試驗的理解，把學到的知識運用到在以后的實際工作中，向廣大鍋爐用戶宣傳法律法規，為用戶提供好的技術服務，為鍋爐的安全運行提供有力的保障。

[1]國務院令第594號，特種設備安全監察條例[S].