壓力容器液壓試驗壓力探討

胡超

摘 要：下作為壓力容器制造質量與安全運行的關鍵，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備的一種，如果其日常運營安全性與穩定性存在問題，會對人民的生命財產安全造成巨大的威脅，因此，我們不僅需要關注壓力容器的設計、制造質量，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。文主要結合筆者多年的工作實踐經驗，針對壓力容器檢驗時發現的問題進行了闡述，并提出了一些養護的方法。希望通過以下闡述，能與各位同仁相互交流，同時今后也能夠為類似問題提供一些借鑒與參考。

關鍵詞：檢驗 問題 養護

引言

壓力容器應用于社會建設的各個領域，一直伴隨著現代化建設與科技的不斷發展與進步。在壓力容器投入使用的時候，對其進行嚴格細致的檢驗至關重要。壓力容器屬于承壓類特種設備，其廣泛地運用于石油、化工、冶金、機械、航空、航天、國防等領域，服務于國家建設和人民的生產生活。它在國民生活中扮演著重要的角色，就拿年產30萬噸的乙烯裝置來說，壓力容器占到35%的比率。壓力容器是一種能夠引起爆炸或中毒等高危害的設備，所以在使用過程中需要極度地小心。當前，為了保障我國各生產單位在使用壓力容器時的生產安全，國家采取了一系列措施來加以管束，我國把壓力容器的設計、制造、安裝、使用、檢修等一系列過程都納入到相關安全部門的管理范圍內，明確了責任，為保障壓力容器的安全使用奠定了制度基礎。壓力容器是一種較耐耗的設備，在長期使用過程中，對其進行檢驗非常重要，對壓力容器的檢修不僅是檢查其工藝性能，最重要的是檢驗其安全性。

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計最高承受壓力，然后試驗時，一般以超出最大設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生的靜壓力，并將之納入容器最大工作壓力范圍內。

就拿一種子母罐內容器來說，其母罐為微正壓，介質為液氮，一般工作時最高壓力為0.3MPa，設計的最高承受壓力為0.33MPa，設計的最低溫度為-196℃。但由于介質為液態氮，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。根據我國GB150-19982011《鋼制壓力容器》中相關標準規定，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，無法達到試驗的預期效果。所以我們應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、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計壓力略小于管程設計壓力，不過殼程設計壓力與管程設計壓力差距比較小，如果仍按照常規的試驗壓力施加，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計壓力與管程設計壓力差距非常大，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，其特殊性主要體現在制造過程與使用過程中。在真空絕熱壓力容器內部容器與外殼組合之前，需要進行耐壓試驗，這樣就會產生一定的壓力，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。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值不一樣。

就拿一種臥式儲罐來說，其介質為液態氮，最高工作壓力為0.8MPa，設計的標準壓力為0.84MPa，在試驗過程中，內容器液柱靜壓力小于設計的標準壓力5%，所以將內容器液柱靜壓力忽略不計，該儲罐的設計標準溫度為-196℃。該臥式儲罐內容器與外殼組合部分填充珠光砂后抽盡空氣形成真空層，設計標準壓力為-0.1MPa，設計標準溫度為50℃。通過測定內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。

結束語

壓力容器的應用極為廣泛。在工業、民用、軍工等許多部門，在科學研究的許多領域都有重要的作用。其中，它在石油化工的應用最為普遍，約占壓力容器總使用量的50%左右。而石油是當今世界重要的能源，石油化學工業包括化肥、醫藥、煉油、農藥、無機化工和有機合成等行業。其產品與人民生活、農業生產以及輕工業市場緊密相關。在發展國民經濟、鞏固國防、解決人民的衣食住行等方面都起著舉足輕重的作用。壓力容器在其他工業部門也應用廣泛。例如城市、企業所用的煤氣和液化氣貯槽；工程機械所用的各種儲能器；各種動力機械的輔機；制糖、造紙所用的各種蒸煮釜、大型工程管道等。提高壓力容器的安全技術管理必須科學化、規范化、專業化、基礎化才能不斷促進壓力容器安全技術的發展。只有從認真細致地做好壓力容器的技術處理工作，才能防止和杜絕事故的發生，保障正常安全生產。

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