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(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。文主要結(jié)合筆者多年的工作實踐經(jīng)驗，針對壓力容器檢驗時發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了闡述，并提出了一些養(yǎng)護(hù)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(guān)鍵詞：檢驗 問題 養(yǎng)護(hù)

引言

壓力容器應(yīng)用于社會建設(shè)的各個領(lǐng)域，一直伴隨著現(xiàn)代化建設(shè)與科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步。在壓力容器投入使用的時候，對其進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的檢驗至關(guān)重要。壓力容器屬于承壓類特種設(shè)備，其廣泛地運用于石油、化工、冶金、機(jī)械、航空、航天、國防等領(lǐng)域，服務(wù)于國家建設(shè)和人民的生產(chǎn)生活。它在國民生活中扮演著重要的角色，就拿年產(chǎn)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(shè)備，所以在使用過程中需要極度地小心。當(dāng)前，為了保障我國各生產(chǎn)單位在使用壓力容器時的生產(chǎn)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(shè)計、制造、安裝、使用、檢修等一系列過程都納入到相關(guān)安全部門的管理范圍內(nèi)，明確了責(zé)任，為保障壓力容器的安全使用奠定了制度基礎(chǔ)。壓力容器是一種較耐耗的設(shè)備，在長期使用過程中，對其進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(dá)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(qiáng)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(jì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)壓力為-0.1MPa，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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

壓力容器的應(yīng)用極為廣泛。在工業(yè)、民用、軍工等許多部門，在科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都有重要的作用。其中，它在石油化工的應(yīng)用最為普遍，約占壓力容器總使用量的50%左右。而石油是當(dāng)今世界重要的能源，石油化學(xué)工業(yè)包括化肥、醫(yī)藥、煉油、農(nóng)藥、無機(jī)化工和有機(jī)合成等行業(yè)。其產(chǎn)品與人民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及輕工業(yè)市場緊密相關(guān)。在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)、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(yè)部門也應(yīng)用廣泛。例如城市、企業(yè)所用的煤氣和液化氣貯槽；工程機(jī)械所用的各種儲能器；各種動力機(jī)械的輔機(jī)；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(shù)管理必須科學(xué)化、規(guī)范化、專業(yè)化、基礎(chǔ)化才能不斷促進(jìn)壓力容器安全技術(shù)的發(fā)展。只有從認(rèn)真細(xì)致地做好壓力容器的技術(shù)處理工作，才能防止和杜絕事故的發(fā)生，保障正常安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[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）.