特殊條件下壓力容器耐壓試驗壓力的確定探討

摘要：作為壓力容器制造質(zhì)量與安全運行的關(guān)鍵，耐壓試驗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，如果其日常運營安全性與穩(wěn)定性存在問題，會對人民的生命財產(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、制造質(zhì)量，還需要做特殊條件下的壓力容器耐壓試驗，確保壓力容器的安全可靠運行。本文主要針對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，試探性的提出耐壓試驗壓力的建議，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；壓力確定

前言

特殊條件下壓力容器耐壓試驗壓力的確定，是為了檢驗壓力容器整體的強度是否符合標準，運行安全性、可靠性是否達標。在進行壓力容器耐壓試驗時，一般以高于設(shè)計壓力20%或最大工作壓力為試驗標準考察壓力容器的整體強度與安全性。壓力容器耐壓試驗的方法、壓力確定、試驗順序等都需要結(jié)合壓力容器的實際情況，才能夠確保壓力容器安全可靠的運行，為人民的生命財產(chǎn)安全提供保障。

1.立式容器耐壓試驗壓力的確定

在進行立式容器耐壓試驗壓力的確定時，首先需要綜合考量到壓力容器設(shè)計最高承受壓力，然后試驗時，一般以超出最大設(shè)計壓力或使用過程中最高工作壓力的標準施壓，針對部分設(shè)計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)容器來說，其母罐為微正壓，介質(zhì)為液氮，一般工作時最高壓力為0.3MPa，設(shè)計的最高承受壓力為0.33MPa，設(shè)計的最低溫度為-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實際測量得出，液柱靜壓力值為0.1MPa。根據(jù)我國GB150-19982011《鋼制壓力容器》中相關(guān)標準規(guī)定，臥置氣壓試驗的試驗壓力為：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，超過的氣壓試驗的最大試驗壓力，無法達到試驗的預(yù)期效果。所以我們應(yīng)該將氣壓試驗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。對于工作溫度較低的壓力容器來說，由于其工作壓力非常低，多采用氣壓試驗為主要的耐壓試驗方法，這時液柱靜壓力就會占據(jù)最大工作壓力中較大的比例，耐壓試驗必須充分考慮到這部分液柱靜壓力，才能確保施加的試驗壓力更為科學(xué)、更為合理，達到壓力容器耐壓試驗的最終目的。

2.固定式管板換熱器耐壓試驗壓力的確定

一般來說，固定式管板換熱器殼程設(shè)計壓力略小于管程設(shè)計壓力，不過殼程設(shè)計壓力與管程設(shè)計壓力差距比較小，如果仍按照常規(guī)的試驗壓力施加，那么采用液壓試驗的方法就會存在一定的漏洞，即密封性檢查與換熱管、管板連接處的強度無法得到保證。所以在提供試驗壓力的時候，多會提高殼程水壓并保證殼程水壓超過管程試驗壓力，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。提高殼程水壓試驗壓力，不需要增加一些其他工藝步驟，是一種極為簡便并且有著顯著試驗效果的方法。

如果固定式管板換熱器殼程設(shè)計壓力與管程設(shè)計壓力差距非常大，如果采用提高殼程水壓的方法提供試驗壓力，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效果，但這樣加大了試驗的成本，經(jīng)濟性不高。針對這一問題，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，然后再進行壓力試驗。

3.真空絕熱壓力容器耐壓試驗壓力的確定

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)在制造過程與使用過程中。在真空絕熱壓力容器內(nèi)部容器與外殼組合之前，需要進行耐壓試驗，這樣就會產(chǎn)生一定的壓力，即容器的夾層中會施加0.1MPa的壓力。所以在進行真空絕熱壓力容器內(nèi)容器耐壓試驗的時候，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注的耐壓試驗確定的壓力數(shù)值是實際使用過程中的最大工作壓力，與耐壓試驗確定的壓力數(shù)值不一樣。

就拿一種臥式儲罐來說，其介質(zhì)為液態(tài)氮，最高工作壓力為0.8MPa，設(shè)計的標準壓力為0.84MPa，在試驗過程中，內(nèi)容器液柱靜壓力小于設(shè)計的標準壓力5%，所以將內(nèi)容器液柱靜壓力忽略不計，該儲罐的設(shè)計標準溫度為-196℃。該臥式儲罐內(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)計標準壓力為-0.1MPa，設(shè)計標準溫度為50℃。通過測定內(nèi)容器氣壓試驗壓力得出：PT=1.15×0.84×1=0.966MPa，水壓試驗壓力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

特殊條件下壓力容器耐壓試驗壓力確定的方法、試驗順序等都需要結(jié)合壓力容器的實際情況，才能夠確保壓力容器安全可靠的運行，為人民的生命財產(chǎn)安全提供保障。本文主要針對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，試探性的提出耐壓試驗壓力的建議，以供廣大同行參考與借鑒，以期保證壓力容器的整體強度與安全性符合相關(guān)標準。

參考文獻：

[1]茅根新，貝曳仁，黃振海，等.在役壓力容器免耐壓試驗替代方法與管理模式研究[J].化工設(shè)備與管道，2009（02）.

[2]孫葉慶，王延升，張超.天然氣輸氣場站壓力容器在線運行維修[J].油氣田地面工程，2011（09）.

[3]申長吉.淺析特種設(shè)備壓力容器焊接工藝[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報（自然科學(xué)版），2011（02）.

[4]盧世洋，李忠原，張巍.淺談球罐安裝過程中的質(zhì)量控制[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（16）.