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锅炉制造安装检验过程中水压试验问题的探讨

2018-04-17黎荣振

商品与质量 2018年44期
关键词:水压试验出水口压力表

黎荣振

阿美科福斯特惠勒动力机械有限公司 广东江门 529141

水压试验是锅炉制造过程中及安装修理后对焊接质量的最后一个检查项目,它的目的有二:第一,检查锅炉各个受压元部件(包括焊缝)的强度是否足够。第二,检查焊接或胀接质量,是否严密、有无残余变形。《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》中规定“整装出厂的锅炉,散装出厂的锅筒在进行水压试验时,监检人员必须在现场”,以及《锅炉安装监督检验规则》中规定水压试验是A类项目,那么水压试验的重要性勿庸置疑。必须保证水压试验时所必须进行的具体工作、要求和分工,使得水压试验得以在确保人员安全和产品安全的前提下顺利实现。

1 水压试验的作用

水压试验是锅炉及其主要承压附件制造过程中重要的一道工序,是检验受压元件的强度及严密性的一个重要手段,是特种承压设备制造中的一道重要工序。其主要目的有:(1)检验受压部件及其焊缝、胀口、密封面、法兰(或螺栓)等连接处及金属表面有无渗漏,是否严密。(2)检验受压部件的耐压强度,在试验压力下是否产生肉眼可见的塑性变形。水压试验时承压元部件的应力不得超过元件材料在实验温度下屈服强度(点)的90%,水压试验的试验压力根据不同的国家的设计标准有所不同,如中国为设计压力的1.5倍、日本为设计压力的1.3倍、美国为设计压力的1.5倍等[1]。

2 水压试验前的准备

2.1 工件的摆放位置

水压试验操作人员必须根据进水口在水压试验管路的最低位,出水口在水压试验管路的最高位的原则,将试压件以合适的位置放好,便于尽量排出试压管路内部的空气。水压试验管路的出水口位于整个水压试验管路的最高处时,有助于尽量排出水压试验管路中的空气,减少试验管路中由于空气受压缩而储备的能量,从而有效降低水压意外爆压时对周围环境和人身的伤害。此外,尽量排出水压试验管路中的空气还将显著缩短水压试验的升压时间。

2.2 水压系统(设备、压力表、阀门等)

水压试验应采用两个压力表,一个与试压产品进水口相连,一个与试压产品出气(水)口相连,按照要求的试验压力值来选用压力表。用于压力试验的压力表,均需检查合格并处于有效期内,其盘面压力范围应为试验压力的1.5 倍~3.0 倍,最好选用2 倍,精度等级不低于1.6 级,表盘直径不小于4″(100mm)。所有压力表必须是经校正合格的表,两个压力表盘需面朝水压操作工以方便读取数据。

2.3 水压试验用水

水压试验的产品如为普通的碳钢或合金钢可用自来水作为水压试验用水,如产品中含有不锈钢材质的美国设计锅炉要求水压用水的导电率必须低于25MMHO (或者不大于1000 MMHO)。

2.4 水压试验用水温度

(1)对于按ASME SEC VIII Division 1进行设计、制造的压力容器,水压试验期间,承压件的金属温度在任何情况下不能高于48℃,不能低于最低设计温度以上17℃。(2)对于按ASME SEC I进行设计、制造,且需打S钢印的锅炉承压件,水压试验期间,水压试验用水水温在任何情况下不能低于20℃和高于50℃。

3 水压试验规程

3.1 注水

向试压件里面注水,当水压试验系统出水口有水流出后,关闭出水口阀门,检查所有密封及管件是否泄露(关闭出水口阀门后,操作工必须随时观察压力表数值)。注意:试压系统残余的气体愈多,系统密封失效所造成的安全隐患愈大。

3.2 加压

注水完后逐渐向试压件注水加压,在压力加到试验压力一半时,操作人员应暂停加压,仔细检查各管路联接部件是否有泄漏;进、出水口压力表的指示是否一致(两个压力表的指针指示压力差异不能大于0.5Mpa,压力指示以读数较低的压力表为准),如一切正常,可以继续加压。如果在检查中发现有渗漏,则先排水后对渗漏部位进行调整或修理并重新检查安装,再次确认水压系统各连接位置松紧合适、安全,才能继续水压测试工作。

3.3 保压

确认水压试验正常及各处没有渗漏现象后,方可加压至水压试验压力进行保压检查,保压至规定的时间。试验过程中压力必须适当控制,压力指示以读数较高的压力表为准,同时读数较高的压力表最大值不能超过规定试验压力的6%。

3.4 意外检查

水压试验中如发现泄漏,须卸压后按规定程序修补,并进行重新试压。试验过程中,如有异常响声,压力突然下降或加压装置发生故障现象,应立即卸压停止试验,查明原因,再作处理。

4 选型

4.1 封板厚度

最小封板厚度t根据以下公式计算:

其中:K:K=0.48 如果 D小于 219 mm(85/8”),

K=0.56 如果D大于219 mm (85/8”),但不超过 324 mm (12 3/4”).

K=0.64 如果D大于324 mm ( 12 3/4” ),但必须加必要的加强筋板

D:压力件的受压面直径.

p:设计压力(psi or Mpa).

σs:封板屈服强度(psi or Mpa)

4.2 焊角尺寸

最小焊角尺寸由下面公式计算

(1)对内封板P型式其最小焊角尺寸如下公式:

s=0. 75注:对于直径≥168mm的水压内封板,焊接前100%UT检查是否有分层缺陷。

(2)对外封板型式,其最小焊角尺寸如下公式和0.7倍板厚之间的最大值

5 结语

总之,做好水压试验,涉及很多方面的因素,甚至包括人为的因素。作为检验人员理应把好水压试验质量关。

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