带超压泄放装置压力容器气密性试验的讨论

王 磊 宋 琰

（深圳中广核工程设计有限公司 深圳 518000）

带超压泄放装置压力容器气密性试验的讨论

王 磊 宋 琰

（深圳中广核工程设计有限公司 深圳 518000）

本文对带超压泄放装置压力容器的气密性试验要求进行了讨论，分析了必须进行泄漏试验的压力容器种类和带超压泄放装置压力容器气密性试验的目的，通过对TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》和GB 150.1～GB 150.4—2011《压力容器》中相关规定的分析，给出了带超压泄放装置压力容器气密性试验的建议方法。

压力容器 气密性试验 超压泄放装置 最高允许工作压力

气密性试验属于泄漏试验方法之一，主要是检验压力容器的致密性，包括对焊缝的检查（对接焊缝的针孔缺陷，角焊缝的焊接质量等），对设备法兰密封性能的检查，对接管法兰密封性能的检查（与管道、安全附件的连接法兰等）［1］。新颁布的TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》（以下简称“固容规”）［2］和GB 150.1～150.4—2011《压力容器》（以下简称GB 150）［3］均对压力容器气密性试验进行了规定。但在实际工作中，仍然存在哪些压力容器必须做泄露试验，什么情况下泄露试验可以选用气密性试验，带有超压泄放装置的压力容器气密性试验压力如何选取，制造单位如何实施等疑惑。针对上述问题，笔者提出如下建议，以便探讨。

1 必须做泄漏试验的压力容器

泄漏试验包括气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验以及氦检漏试验等。“固容规”第3.24条规定：“当压力容器盛装介质的毒性为极度、高度危害或者不允许有微量泄漏时，设计应当提出压力容器泄漏试验的方法和要求。”GB 150.1—2011第4.7.2条的规定与“固容规”相同。因此，是否需要做泄漏试验，需要根据工作介质和使用要求确定。工作介质为极度、高度危害的压力容器，必须进行泄漏试验，这主要是基于保护人员生命安全和防止环境污染；但是对于介质不允许有微量泄漏的情况，“固容规”和GB 150并没有具体说明。根据HG/T 20584—2011《钢制化工容器制造技术要求》［4］中11.3.2的规定，介质不允许有微量泄漏主要是指介质为易爆时、对真空有严格要求时、如有泄漏将危及容器的安全性（如衬里等）和正常操作者，同时，从经济性方面考虑，如介质价格昂贵也应属于不允许有微量泄漏的情况［5］。

具体选用何种泄漏试验方法，可由设计者根据容器盛装介质的渗透性、最大允许泄漏率等参数进行确定。气密性试验属于检测灵敏度要求不高的粗检漏方法，一般只确定被检件是否泄露而并不定量［6］，但是由于其简便易操作，在检测灵敏度要求不高的场合经常使用。

2 带有超压泄放装置压力容器的气密性试验

2.1 气密性试验压力

“固容规”中4.8.3规定：1）“气密性试验压力为压力容器的设计压力；2）进行气密性试验时，一般应当将安全附件装配齐全；3）保压最够时间经过检查无泄漏为合格。”

GB 150.1—2011中4.7.5规定：“气密性试验压力等于设计压力。”

因此，压力容器气密性试验的试验压力pT等于压力容器设计压力p，即pT=p。

2.2 超压泄放装置动作压力

GB 150.1—2011中附录B超压泄放装置规定了超压泄放装置动作压力的选取方法。

根据GB 150.1—2011中B4.7的规定，带安全阀压力容器设计压力和安全阀动作压力的关系如下：压力容器设计压力p≥安全阀动作压力pz=（1.05～1.1）倍工作压力pw；根据GB 150.1—2011第B5.5条规定，带爆破片压力容器设计压力和爆破片动作压力的关系如下：压力容器设计压力p＞爆破片动作压力pz＞压力容器工作压力pw。

因此，带超压泄放装置压力容器的设计压力p＞超压泄放装置动作压力pz＞压力容器工作压力pw，即p＞pz＞pw。

2.3 最高允许工作压力

最高允许工作压力pMAXP是在指定的相应温度下，压力容器顶部所承受的最高表压力。该压力应是根据容器各受压元件的有效厚度，考虑了该元件所承受的所有载荷计算得到的，且取最小值［3］，即：

pMAXP=min｛pw1，pw2，pw3，pw4…｝［7］

式中：

pMAXP——最高允许工作压力；

pw1——圆筒最高允许工作压力；

pw2——封头最高允许工作压力；

pw3——法兰最高允许工作压力；

pw4——开孔补强最高允许工作压力。

同时应当注意，当设计图样或是铭牌上标注最高允许工作压力为pMAXP时，其耐压试验压力的确定应采用最高允许工作压力pMAXP代替设计压力p。

2.4 气密性试验方法

“固容规”中4.8.3规定：“进行气密性试验时，一般应当将安全附件装配齐全。”此处的“一般应当”，应理解为推荐要求，目的是检查安全附件与压力容器连接处（焊缝或法兰）的密封性能。对于随设备一起供货的安全附件，应装配安全附件后进行气密性试验。如果安全附件不随设备供货，而是由用户选购并现场安装的，应当在现场进行气密性试验或是在运行试验时检验安全附件与压力容器连接处的密封性能［1］。

如果按照“固容规”的要求执行，由于气密性试验压力pT等于设计压力p，大于超压泄放装置动作压力pz，将会导致超压泄放装置在试验过程中动作，从而使气密性试验难以顺利进行。

为了保证气密性试验顺利进行，可以考虑如下三种方法：

方法一：降低气密性试验压力pT，使其低于超压泄放装置动作压力pz；

方法二：在超压泄放装置与压力容器之间加装临时阀门，在进行气密性试验时，关闭临时阀门，防止超压泄放装置动作。

方法三：提高超压泄放装置动作压力pz，使其高于气密性试验压力pT；

由于“固容规”和GB 150.1—2011均明确规定气密性试验压力pT等于设计压力p，因此第一种方法不可行。在超压泄放装置与压力容器之间加装临时阀门，将导致无法检查超压泄放装置与压力容器连接处的密封性能，因此第二种方法也不可行。

实际上，“固容规”对上述问题已经有所考虑。“固容规”中3.9.2、3.24、8.3.2、8.3.3；GB 150.1—2011中B.3.1均对有此问题有相应规定，具体详见表1。通过采用压力容器最高允许工作压力pMAXP确定超压泄放装置动作压力pz的方法，即：最高允许工作压力pMAXP＞超压泄放装置动作压力pz＞设计压力p=气密性试验压力pT，可以保证气密性试验的顺利进行，因此方法三是可行的。

当设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力时pMAXP时，由于“固容规”或GB 150—2011仅规定了可以采用最高允许工作压力确定超压泄放装置的动作压力，并没有规定具体的取值范围，考虑此处的目的仅仅是为了保证带有超压泄放装置压力容器的气密性试验的顺利进行，笔者建议动作压力不必过于接近最大允许工作压力，只要稍大于压力容器设计压力p，满足气密性试验顺利进行即可。

表1 TSG R0004—2009、GB 150—2011对气密性试验中最高允许工作压力的相关规定

3 结论

带有超压泄放装置压力容器如果需要进行气密性试验，应当按照“固容规”的要求，将安全附件装配齐全，同时应由设计者给出该压力容器的最高允许工作压力pMAXP，以最高允许工作压力pMAXP确定超压泄放装置的动作压力pz，即满足：最高允许工作压力pMAXP＞安全阀整定压力pz＞设计压力p=气密性试验压力pT，以保证气密性试验的顺利进行。

［1］ 谢铁军，等.固定式压力容器安全技术监察规程释义［M］.北京：新华出版社，2009.

［2］ TSG R0004—2009 固定式压力容器安全技术监察规程［S］.

［3］ GB 150.1～150.4—2011 压力容器［S］.

［4］ HG/T 20584—2011 钢制化工容器制造技术要求［S］.

［5］ 戴季煌，等.承压设备设计典型问题精解［M］.北京：化学工业出版社，2010：9-10.

［6］ NB/T 47013.8—2012 承压设备无损检测 第8部分：泄漏检测［S］.

［7］曹利，周朝刚.压力容器超压泄放装置的气密性试验探讨［J］.石油与化工设备，2010，13（1）：45-47.

Discussion on Airtight Test for Pressure Vessels with Overpressure Relief Devices

Wang Lei Song Yan

（China Nuclear Power Design Company， Ltd. （Shenzhen） Shenzhen 518000）

This article discusses the airtight test requirements for pressure vessels with overpressure relief devices， analyzes the pressure vessels category which must carry out leak test and the airtight test purposes for pressure vessels with overpressure relief devices. With the analysis of TSG R0004—2009 Supervision Regulation on Safety Technology for Stationary Pressure Vessel and relevant provisions in GB 150.1～GB 150.4—2011 Pressure Vessels，the recommended methods for pressure vessels airtight test with overpressure relief devices is given.

Pressure vessel Airtight test Overpressure relief device Maximum allowable working pressure

X933.4

B

1673-257X（2015）04-01-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.04.001

王磊（1985～），男，工程师，主要从事核级、非核级压力容器的设计和校核以及核电项目管理工作。

2014-07-23）