浅谈大型压力容器的水压试验监督管理

王 琛 王 勤 严 海

[摘要]针对具体大型压力容器的水压试验，从质量控制和监督验证的角度，阐述水压试验过程中监督验证应当关注的问题及其应对措施。

[关键词]压力容器除氧器水压试验监督

中图分类号：TM4文献标识码：A文章编号：1671--7597(2009)1020127--02

大型压力容器由于体积较大，出于运输和安装的考虑，大部分需要在安装现场进行组焊。经过无损探伤合格及热处理以后进行的水压试验，是对容器整体强度进行的一次全面综合检验，是对容器选材、设计计算、结构以及制造质量的综合检查，同时通过容器的短时超压作用，有可能减缓某些局部区域的峰值应力，在一定程度上起到消除或降低残余应力、边缘应力，使容器中的应力趋于均匀。因此水压试验是压力容器制造完工后进行质量验收一种重要手段，也是压力容器在制造完工后和投入使用前的最后一道安全屏障。下面结合某电站的除氧器水压试验的具体实例来分析水压试验监督过程中应重点关注的事项。

一、概况

某电站设计一大型除氧器，尺寸为φ4356~49556m，有效容积为410m³，总容积为708m³，额定出力6000t／h。除氧器位于汽机厂房辅助问内28.2m标高处的楼层。由于除氧器体积巨大，故只能出厂后分四段运到工地，在工地现场由完成三道环焊缝的组焊。现场焊接完毕后，需要通过对除氧器的水压试验，来检验除氧器制造及现场安装过程中的所有焊缝及设备本身是否有渗漏等缺陷，保证除氧器设备在投入生产后能安全稳定运行。

除氧器主要性能如下：

设计压力：1.3Mpa

设计温度：281℃

试验压力：1.67Mpa

最高工作温度：178.1℃

最高工作压力：0.9606(a)Mpa

额定出力：6000t／h

有效容积：410m³

安全阀开启压力：1.25Mpa

总容积：708m³

二、试验前的技术资料审查

1、水压试验前应对压力容器的设计、制造和安装等有关技术资料进行审查，针对此次水压试验的除氧器，主要包括：

(1)除氧器设计总图

(2)除氧器强度校核计算书

(3)制造、安装质量证明资料，包括：

材料清单及质量证明书

外观及几何尺寸检验报告

支座安装检测记录

制造监检证书

制造完工报告

(4)水压试验程序(PKXl0000250ZCGH44SS)

(5)水压试验质量计划(PKX3221100TZCGH04SS)

(6)水质化学分析报告

(7)压力表检定证书

2、另外，由于除氧器是在安装现场组焊完成的，在水压试验前还应对组焊和质量检验的技术资料进行审核，其中至少包括：

现场安装焊接作业程序

焊接工艺评定报告

焊缝无损检测报告(RT底片抽查)

焊后热处理报告

3、发现问题及处理

(1)在水压试验程序的审查过程中发现其程序中要求在升压至设计压力即进行稳压全面检查，这不符合《电站压力式除氧器安全技术规定》第3.7.2条的规定，最后修改为“试验时应缓慢升压至0.2MPa，检查有无渗漏。检查合格后继续缓慢升压到试验压力1.67 MFa下稳压30分钟，检查压力表的读数是否有变化。将压力降到设计压力下保压足够长时间进行全面检查。”

(2)审查其水压试验质量计划时发现质量计划中未安排水压试验后对现场组装焊缝的局部无损检测，这不符合《压力容器安全技术监察规程》第92条的规定，因此建议水压试验结束后，进行磁粉表面检验抽查，并需要此项内容加入到质量计划中。

(3)在审查制造完工报告中发现制造厂的射线检测报告中“像质计灵敏度值”绝大部分较JB／T4730，1.2－2005中规定值偏低，建议使用单位联系制造厂分析原因。

(4)由于此次压力试验的除氧器材料中有部分304L不锈钢，按照《e；B150－1998钢制压力容器》10.9.4.1的“应控制水的氯离子含量不超过25mg／L”的规定，要求检验方应在水压试验前现场取水进行水质分析，并提交水质化学分析报告。

(5)审查中未发现现场组装焊缝的外观及几何尺寸检验报告，而质量计划中有此项检查内容并已签点执行，因此建议安装公司补充此项检验报告。

三、试验过程的监督

(一)水压试验前的监督

1、试验用的水源输送管布置

由于除氧器位于汽机厂房辅助间内28.2m标高处的楼层，而整个汽机厂房的气水供应管线尚在施工中，因此水压试验用水需要通过布置很长的临时水管到地面取水，并就近在厂房边的地面设置临时水箱供试验升压用。布置如图1。

审查中发现水压试验临时管道布置系统中未安装安全阀，为了防止试验过程中除氧器超压，建议采取其他有效措施加以防范。

2、试验用工器具的检查

试验前应对试验所使用的仪器设各和工器具的有效性进行检查。

本次水压试验用主要工器具有：试压泵、上水泵、压力表、截止阀、压力表座、电源线架、同径三通、无缝钢管、高压纸垫、钢板、不锈钢管等。

检查中未发现压力表的检定证书，询问安装公司后更换了同样型号规格且检定合格在有效期范围内的压力表，同时建议安装公司对工器具的使用建立台账，定时检查上述机具的合格证、使用情况，定时进行维护，确保机具状态良好，在有效使用期内。

3试验前提条件的准备检查

试验前提条件的验证是水压试验开始前的最重要的质量控制点，一般在质量计划中设置为“H”点(停工待检点)，只有在此H点三方共同验证合格并在质量计划上签字后，水压试验方可开始。

针对本次试验的除氧器，主要应注意如下方面：

(1)除氧器简体已组合、焊接完毕，并做了焊缝检验及热处理；

(2)检查除氧器简体管座接口的封闭情况，除了压力表接口、排气口和试压进水口外，其余的管口及人孔门全部封闭，各个管座接口相对应的附件待水压试验合格后再进行安装：

(3)试验前，除氧器各连接部位的紧固螺栓，必须装配齐全，紧固妥当，并将除氧器内部清理干净：

(4)合格、有效的压力表安装完毕：

(5)人孔门及管口封堵完毕：

(6)水压试验前应准备充足的水源，用水量约为740m³。水质符合下列要求：

氯离子含量

25mg／L

水温

≥7℃

浑浊及沉淀

目测清澈

(7)水压试验进水临时管道已接至除氧器，并有阀门进行隔离。布置在28米层的试压泵进出口管路已连接好。为保证试验后尽快排水，防止除氧器内部生锈，上水管路及排水管路均用@57X3，5的钢管：

(8)水压试验后排水沟畅通，排水管路已连接好，并有阀门与除氧器进行隔离，排水管接至排水沟内；

(9)除氧器上现场焊缝附近应搭设相应脚手架，供水压试验时检查用。

(二)水压试验中的监督

水压试验中压力容器应充满液体、滞留在压力容器内的气体必须排净。压力容器外表面应保持干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压，确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，保压30分钟，然后，降到规定试验压力的80％，保压足够时间进行检查。检查期间压力应保持不变，不得采用连续加压来维持试验压力不变。压力容器液压试验过程中不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。新制造的压力容器液压试验完毕后应用压缩空气将其内部吹干。

针对除氧器，水压试验过程中应关注如下方面：

1、向除氧器内部注水的同时应打开排气阀。

2、除氧器内注满水后，关闭进水阀门和排气阀门，检查除氧器各接口和焊缝是否有渗漏现象发生。

3、打开压力表前截至阀，启动试压泵开始升压。此时应注意压力表变化及检查除氧器各接口和焊缝，如有渗漏现象，则立即停止试压泵运行并降压处理缺陷，待缺陷处理完毕后继续水压试验工作。

4、缓缓将除氧器内部压力升至0.2MPa，检查无渗漏后继续缓慢升压到试验压力1.67 MPa下稳压30分钟，检查压力表的读数是否有变化。将压力降到设计压力下保压足够长时问进行全面检查，观察压力表读数无变化，设备组合焊缝无渗漏，水压试验过程中无异常响声，试验后受压元件无可见异常变形，则水压试验合格。

5、水压试验结束后，从试压泵出口截至阀处开始拆除临时管道并接一段蛇皮水带，将除氧器内部的水排至制定的排水沟。排净水以后拆除全部的临时管道，除氧器内通干燥空气或用抽湿机干燥进行维护。

四、小结

大型压力容器的水压试验监督主要包括两个方面：技术资料的审查和整个试验过程的监督验证，具体资料数据涉及到整个制造、安装过程的方方面面。由于大型压力容器体积庞大，通常都采取安装现场组焊后再进行水压试验的方式，试验现场通常都是施工中的工地，因此试验系统的布置存在很强的特殊性，有时需要多次试验才能上水成功。所以，针对变化多端的施工现场，如何做好对整个试验的质量控制显得尤为重要。本文就除氧器的水压试验这一具体实例对大型压力容器的水压试验监督过程中应关注的问题及其应对措施进行了阐述，希望能为同等条件的水压试验监督验证起到一定的借鉴作用。