文/严祯荣

一般来说，水压试验是检验锅筒产品制造质量优劣的最后检验方法，只有正确做好水压试验才能把好锅筒产品质量这道关。本期讲座特邀上海市特种设备监督检验技术研究院研究开发部教授级高级工程师严祯荣，从相关标准、规程和可操作性的角度，讲解如何做好水压试验，尤其是提出在锅筒水压试验的试验压力、升压降压速度和保压时间等方面的注意事项，为相关从业人员以及有志于从事该领域工作的读者提供参考。

一、关键词点击

1. 水管锅炉

根据国家标准GB/T 16507.1-2013《水管锅炉第1部分：总则》，水管锅炉（以下简称“锅炉”）是指烟气在受热面管子外部流动，工质[1]实现热能和机械能相互转化的媒介物质称为工质，依靠它在热机中的状态变化（如膨胀）才能获得功，而做功通过工质才能传递热。在管子内部流动的锅炉。

2. 水压试验压力

根据国家标准GB/T 16507.1-2013，在水压试验时，按规定对锅炉系统或受压部件（元件）进行水压试验时所施加的压力。

二、不规范的锅筒水压试验案例

众所周知，锅筒的制造主要靠焊接完成，成型后的总焊缝长度和总管接头焊缝都比较长，如图1所示。环焊缝、纵焊缝以及管接头焊缝会大大减弱锅筒强度，焊缝质量就直接影响到整个锅筒质量的好坏。焊缝质量的好坏，首先要经过无损检测来检验，然后通过水压试验来进行综合检验。

图1 锅筒及管接头

某锅炉制造厂的锅筒产品水压试验的工艺为：试验压力为计算压力的1.5倍，即1.5P （P为锅筒计算压力，也称为设计压力，单位：MPa）；没有标明升压速度要求，同时从试验压力降到计算压力的过程也没有降压速度要求；试验压力下的保压时间规定为大于等于20 min，即保压时间至少20 min，上限没有明确规定，可以理解为没有上限限制。

按照该工艺执行锅筒水压试验时，某发电厂监理方提出试验压力下保压1 h，甚至更长时间的要求。另一发电厂客户提出按TSG G0001-2012《锅炉安全监察技术规程》(以下简称《锅规》)要求，锅筒试验压力为工作压力的1.25倍就可以了，如果将1.5倍工作压力作为试验压力且保压过长时间，不但严重影响锅筒安全，而且浪费时间。制造厂方认为大多锅炉图纸是引进国外技术，水压试验工艺是按ASME标准执行的，试验压力为计算压力的1.5倍没有问题。

显然按照现行锅筒水压试验工艺执行水压试验操作时，发电厂监理方和制造厂两者之间会产生严重分歧，不利于有效检验出锅筒制造过程中的安全隐患。由此可见，分析当前执行的锅筒水压试验工艺的合理性是十分必要的。

三、锅筒水压试验基本要求

按照《锅规》的规定，只有满足下列基本要求的情况下，才能开展锅筒产品的水压试验。

1. 锅筒产品应当在无损检测和热处理后进行水压试验。

2. 水压试验场地应当有可靠的安全防护设施，避免水压试验时出现交叉作业现象。

3. 水压试验应当在环境温度高于或者等于5℃时进行，低于5℃时应当有防护措施。

4. 水压试验所用水应当是洁净水，水温应当保持高于周围露点的温度，以防止表面结露，也不宜温度过高，以防止引起汽化或过大的温差应力。

5. 合金钢受压元件的水压试验温度应当高于所用钢种的脆性转变温度。

6. 奥氏体[2]碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。受压元件水压试验时，应当控制水中的氯离子含量不超过25mg/L，如不能满足时，水压试验后应当立即将水渍去除干净。

四、做好水压试验的几点注意事项

从上述案例中可以看出，无论是锅炉制造厂，还是发电厂的监理方，在执行的锅筒水压试验过程中存在很大分歧，一是没有正确理解有关水压试验的试验压力、过程控制、保压时间等方面的要求；二是有关部门颁布的水压试验标准不严谨，导致执行难以统一。

1.关于试验压力

水压试验压力的确定是由锅筒计算压力或最高工作压力乘以一个规定系数来得到的。由于标准的不同，有的以计算压力作为基准，有的以最高工作压力作为基准，还有的以锅炉额定压力或最高主蒸汽压力作为基准。实际上，根据GB/T 16507.4-2013《水管锅炉 第4部分：受压元件强度计算》第7条得知：锅筒的计算压力P、工作压力P0和额定压力Pr是不同的概念。在系数选择上，有的选用1.5，有的选用1.25。这样一来，在水压试验的试验压力的确定上就存在多种情况。笔者经过仔细比较研究，锅筒水压试验压力以锅筒计算压力的1.25倍来确定是更为合理的。

2. 关于升压降压速度

我国《锅规》第4.5.6.3条规定“锅炉进行水压试验时，水压应缓慢地升降”，但没有明确具体的升降压速度要求范围。之所以没有明确具体的升降压速度要求范围，主要是因为针对水压试验压力较低的锅炉，没有规定升降压速度要求范围的必要，只要操作时缓慢就行；而对于水压试验压力高达30MPa的电站锅炉产品的锅筒，必须明确升降压速度要求范围来保证缓慢升压降压。实际上，有关电站锅炉的水压试验都有明确规定升压速度为0.2 ～0.3 MPa/min，降压速度为0.4～0.5 MPa/min。

3.关于保压时间

《锅规》第4.5.6.2.1条的规定“整体水压试验保压时间为20min”，第4.5.6.2.2条的第（1）条规定：“以部件形式出厂的锅筒、启动分离器为其工作压力的1.25倍，保压时间至少20 min”，这两条规定的保压时间不一致。显然，不论以哪种形式出厂的锅筒，其试验压力下的保压时间规定为至少20min是不合理的。同时按照制造厂的规定，在实际水压试验时，试验压力下的保压时间难以具体确定，造成发电厂与制造厂、监检单位之间意见不统一。另外，在《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》（国质检锅[2003]194号）中明确检查水压试验的内容有保压时间，这也表明保压时间是一个具体要求即20min，决不是[20，+∞)这样一个时间集合范围。