浅谈锅炉的水压试验

2012-12-21林革

装备制造技术 2012年6期

林革

（广西壮族自治区特种设备监督检验院，广西南宁 530031）

锅炉是特种设备的一种，在生产和生活中被广泛地应用。根据《特种设备安全监察条例》的规定，特种设备使用单位应当按照安全技术规范的定期检验要求，做定期检验。未经定期检验或者检验不合格的锅炉，不得继续使用。

《蒸汽锅炉安全技术监察规程》及《锅炉定期检验规则》还规定：锅炉定期检验包括内部检验、外部检验和水压试验这3种，锅炉只有这3种检验报告均在有效期内的，才能投入运行。水压试验有2种，一种是试验压力为工作压力的试验，简称试漏试验；另一种是试验压力不仅高于工作压力，而且试验压力要根据工作压力推算出来的试验，简称水压试验。

锅炉水压试验是指以水为介质，以规定的试验压力，对锅炉受压部件强度和严密性进行验证的试验。水是一种液体，具有不可压缩性，在进行水压试验时，压力会通过水均匀地传递到各个受压部件上。如果受压部件承受不了压力的作用，或本身存在有贯穿性裂纹时，水就会从裂缝向外渗漏，或受压部件就会变形甚至爆破。此时可以根据水压试验时，检查出来部件缺陷的具体位置及缺陷的性质，来采取相应措施进行处理，以消除锅炉运行中的安全隐患。

1 水压试验的目的

锅炉水压试验的目的主要有两个方面，即检验锅炉受压部件的耐压强度和严密性。

1.1 检验锅炉受压部件的耐压强度

只要锅炉结构合理，使用元件钢材符合技术要求，额定工作压力是根据规定进行核算确定的，试验压力是根据规定进行的，一般在水压试验时，不会出现强度上的问题。因为水压试验压力下的应力，比钢材的屈服强度低得多。因此，水压试验后，用肉眼观察，受压元件不应有残余变形，即所谓耐压强度。

对于在用锅炉而言，水压试验的主要目的，是检验锅炉受压部件的强度，以保证受压部件运行的可靠性。

新锅炉在制造厂的生产车间，需经过一系列规定的自检和强制监检，制造品质合格后，方可出厂。因此，在水压试验时一般不会在强度上出现问题。

而锅炉运行多年后，受压部件发生了腐蚀、磨损，有的出现了材质的劣化、疲劳、裂纹、过热或过烧，有的在制造时留下的缺陷又进一步的发展，有的受压部件局部出现缺陷又无法检查等原因，致使锅炉受压部件强度下降。此时通过水压试验，就可以检查其强度能否满足锅炉安全运行的要求。

如某糖厂的自备电厂发电锅炉主给水管弯头，因冲刷和腐蚀，造成了管子严重减薄，又没有列入水压试验范围，锅炉运行后管子因强度不够而爆破，造成重大伤亡事故。

又如另一糖厂的自备电厂发电锅炉，已运行5年，从未更换过水冷壁管，在对锅炉进行水压试验时，把吹灰器旁的水冷壁管打爆，检查发现该损坏的原因是因磨损、腐蚀而严重减薄。

因此，水压试验可以有效地避免锅炉运行中受压部件因磨损与腐蚀而严重减薄，且又不能安全运行到下个检验周期所引发的事故。

1.2 检验锅炉受压部件的严密性

水压试验的另一个目的，是验证锅炉的严密性。主要是验证锅炉受压部件的焊缝、胀接口、密封面（包括人孔、头孔、手孔、法兰、螺纹）等连接处的严密性。

一般在承压部件检修后，如更换、挖补或修复锅炉受压部件等，都要进行水压试验。

如某糖厂的自备电厂发电锅炉更换省煤器后，做水压试验时，发现省煤器管和集箱之间的焊口发现有3处渗漏现象，说明焊缝存在穿透性缺陷，因此必须把焊缝缺陷铲除后再重新补焊。

新安装的锅炉受压部件安装好以后，也要进行水压试验。虽然锅炉是在制造厂内制成零部件，然后在现场组对安装成总体的，即使是整装锅炉，也要经过长距离的搬运、装卸、起吊安装，也难以避免碰撞和损伤，因此在安装完毕后有必要进行一次水压试验。

如某一饲料厂新购买一台卧式快装锅炉，安装完毕后做水压试验，前管板的烟管胀接口发现有5处渗漏现象，说明胀接处不合格，必须重新胀接。

实践证明，通过水压试验，能够发现一些锅炉的缺陷，及时采取相应措施后，能保证锅炉安全运行。因此水压试验是保证锅炉安全运行的一个重要步骤和手段，不能用内部检验或外部检验代替，必须按规定定期进行水压试验。

2 水压试验的周期

根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第202条、第206条及《锅炉定期检验规则》第5条、第6条规定，一般的锅炉每6年应至少做1次水压试验。电力系统的发电用锅炉，可以根据电厂的大修计划，来确定具体日期。对于因未开设人孔或头孔、手孔而无法进行内部检验的锅炉，水压试验周期定为应每3年至少做1次。

锅炉除了6年1次的水压试验外，锅炉受压部件经重大修理或改造后，如更换多数水冷壁管、对流管、过热器管、再热器管、省煤器管等受压部件以及对汽包、集箱进行了重大修理，以及新装和移装锅炉投入运行前，也需要做水压试验。由于水压试验是超压试验，对锅炉有很多的伤害，所以不能过多或频繁地做水压试验。

3 水压试验的范围

在用锅炉水压试验，是全部受压部件整体进行的。水压试验的范围，主要是锅炉本体、锅炉范围内的管道以及有关附件。锅炉本体包括汽包、省煤器、水冷壁、减温器及再热器、过热汽系统等受压部件。锅炉范围内的管道以及有关附件，包括下降管、导汽管、主蒸汽管、给水管、再热器管以及由锅炉本体汽水管道引出的加药、排污、减温水、反冲洗、取样等管道与相关的阀门，同时包括成型件和阀门仪表等。

汽包水位计参加工作压力水压试验。

安全阀不应与锅炉本体一起做水压试验，以防止失灵损坏。

4 水压试验的压力

根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第207条及《锅炉定期检验规则》第56条的规定，锅炉水压试验压力应符合表1的要求。

表1 锅炉水压试验的压力要求

再热器的试验压力为1.5P1（P1为再热器的工作压力）。直流锅炉本体的水压试验压力，为介质出口压力的1.25倍，且不小于省煤器进口压力的1.1倍。

要注意的是，表里的锅筒（锅壳）工作压力是指锅筒（锅壳）实际最高工作压力，而不是指锅炉的额定工作压力。额定工作压力，是指蒸汽出口处规定的最高工作压力。

往往电站锅炉锅筒的实际工作压力，要大于锅炉的额定工作压力。

一般工业锅炉的锅筒（锅壳）实际最高工作压力，就是额定工作压力。

如果当锅炉实际使用的最高工作压力，低于额定工作压力时，试验压力按实际确定的最高工作压力计算出试验压力。以后使用单位想提高实际的最高工作压力（但不允许超过规定的最高工作压力）时，应以提高后的最高工作压力，来计算出试验压力，重新进行水压试验。

在确定水压试验的压力时，必须注意的是，薄膜应力不得超过元件材料在试验温度下屈服点的90%。

特别要指出的是，有些单位由于不了解水压试验的目的，而用水压试验来确定锅炉的工作压力，错误地认为锅炉只要进行了水压试验，就可以按试验压力确定最高工作压力，这种作法是非常错误也十分危险的。因为锅炉的水压试验是在常温下进行的，而锅炉运行是在高温条件下，由于温差的不同，受压元件的强度会发生很大差异，极易导致受压元件的损坏或破裂，甚至酿成人身伤亡事故。所以绝对不允许用水压试验压力来确定锅炉的实际最高工作压力。

5 水压试验的准备

5.1 编制水压试验方案

锅炉水压试验是超过最高工作压力的一种试验，会使锅炉受到额外应力，对锅炉寿命有一定影响，还有一定危险性，应认真组织慎重进行。

锅炉水压试验前，水压试验实施单位应当根据锅炉使用单位提供的锅炉资料，按有关规定编制水压试验方案。水压试验方案一般应包括以下内容：

水压试验的依据，水压试验准备，水压试验组织，水压试验压力，水压试验温度（水压试验的用水质、水温及环境温度），水压试验所用压力表，水压试验程序与操作步骤（含水压试验控制曲线），水压试验检查，水压试验合格标准，水压试验安全措施及注意事项等等。

水压试验方案编制应经使用单位同意，双方认可后签字盖章。必要时应经监检单位确认。

5.2 锅炉使用单位应做好的准备工作

（1）把不参加水压试验的部件（如锅炉范围以外的管路、安全阀等）有效的隔断，避免发生意外。

（2）把受压部件表面，包括焊缝和胀接口的积灰清理干净，如果需要重点检查的受压部件有炉墙或保温层挡住的，还应把它们拆除并清理干净。

（3）锅炉应在锅筒顶部安装2只经校验合格且在有效期内的压力表，其最大量程需达到试验压力的1.5～3倍，精度不低于1.5级，表盘直径大于150 mm。

（4）准备水压试验专用试压泵，且试压泵的扬程须大于试验压力，不允许用锅炉本身的给水泵来代替试压泵，这是为了保证升压速率符合有关标准。

（5）水压试验时，周围的环境温度不应低于5℃，否则应采取有效的防冻措施。如可以采用安装临时暖气或生火炉方法进行采暖，可以确保在水压试验完毕后，受压部件不会被积水冻坏。

（6）水压试验用水，应是除盐水或符合锅炉水质要求的水。严禁用浑浊的水进行水压试验。按照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第208条规定，为防止锅炉表面结露珠和防止锅炉表面水份被汽化而影响水压试验，水压试验用水的温度，一般控制在20～70℃。奥氏体受压元件水压试验时，应控制水中的氯离子的质量浓度不超过25 mg/L，如不能满足这一要求时，水压试验后应立即将水渍去除干净。

（7）水压试验前，参加水压试验的部件必须充满水，不能残留有气体。因为气体有可压缩性，试压时容易出现压力不稳定，以及升压速度过慢等现象。

（8）准备好照明设备，一般采用手电筒或行灯照明用具。行灯电压应为12～24 V，以保证操作安全。对于干燥并有妥善的安全措施处，照明电压可不高于36 V。

（9）水压试验时. 使用单位的锅炉安全管理人员需到现场。