什么时候应该提高耐压试验压力

原创 胡伟明  2020-09-16 20:56:00  阅读 44 次 评论 0 条
摘要:

我们先看看GB150关于耐压试验的四个计算公式:(1)内压容器a.液压试验b.气压试验或气液组合试验(2)外压容器a.液压试验b.气压试验或气液组合试验在工程实际中,往往会出现按上述公式确定的试验压力不足以达到应有耐压试验目的情况,从而不得不考虑适当提高试验压力,这些情况包括:1.带有安全阀、爆破片等超压泄放装置的压力容器,如果设计时提出气密性试验要求,设计者应当给出该压力容器的最高允许工作压力。这时应以最高允许工作压力代替设计压力计算确定试验压力。2.在换热器设计中,当管程设计压力高于壳程设计

我们先看看GB150关于耐压试验的四个计算公式:

(1)内压容器

a.液压试验

内压液压试验.png

b.气压试验或气液组合试验

内压气压试验.png

(2)外压容器

a.液压试验

外压液压试验.png

b.气压试验或气液组合试验

外压气压试验.png

在工程实际中,往往会出现按上述公式确定的试验压力不足以达到应有耐压试验目的情况,从而不得不考虑适当提高试验压力,这些情况包括:

1.带有安全阀、爆破片等超压泄放装置的压力容器,如果设计时提出气密性试验要求,设计者应当给出该压力容器的最高允许工作压力。这时应以最高允许工作压力代替设计压力计算确定试验压力。

2.在换热器设计中,当管程设计压力高于壳程设计压力时,在结构允许条件下,可以适当提高壳程试验压力,或者直接提高壳程设计压力,甚至使得壳程试验压力直至等于管程试验压力,以便更方便、直观检查管板和换热管之间焊接接头的质量。同时应校核壳程其他元件在此试验压力下的强度及密封性能。

3.对于设计压力较低的容器,由于最小厚度的要求、负偏差、腐蚀裕量、计算圆整量的存在,往往使得壳体的名义厚度远远大于计算厚度;或者是,对于不计覆层材料或堆焊材料强度的复合板容器,由于复合板总厚度大于仅考虑基层材料决定的计算厚度,从而导致按标准计算的试验压压力下壳体应力水平远低于压力试验所预期的应力水平;难以达到通过“超压”检验整体质量的目的。

为此,可以考虑“适当”提高试验压力。这里的“适当”是指根据容器具体工作条件,例如介质危害性较大,设计者考虑是否需要提高试验压力,如需要则可以提出一个“适当的”较高试验压力。并不是一定按设计计算时的理论要求:在压力试验条件下,使壳体应力水平达到1.25倍的材料许用应力。

在ASME Ⅷ的压力容器规范中同样有类似的规定:为了提高试验压力,如果必要,可以用容器名义厚度得到其最大允许工作压力,再以此作为设计压力按规范规定确定容器的耐压试验压力,同时应校核各元件在试验条件下的应力水平。

4.对于两腔压力容器,如“某一腔”是正压,隔壁“另一腔”是真空,则“某一腔”的试验压力至少应该是1.25倍容器两腔叠加危险工况时“公用元件”的计算压力(如必要还应计入液柱静压力)。

5.立式容器采用卧置进行液压试验时,试验压力应计入立置试验时的液柱静压力。应注意到,当容器很长时又可能导致容器顶部壳体厚度不足,需要校核。

6.对于设计温度较高的容器,材料在蠕变温度范围内工作,这时计算确定试验压力时标准要求许用应力比(SR)中的[σ]t不应低于受材料抗拉强度和屈服强度控制的许用应力,使得材料在设计温度下人为地提高了[σ]t取值,减小了SR比值,导致试验压力过低。

在实际工程设计中,有时不得不忽略上述[σ]t取值的限制适当提高试验压力,与此同时,应针对螺栓等密封元件在试验条件下的安全可靠性,予以关注和必要的校核。 

7.计算确定容器试验压力时,标准要求选取各受压元件(包括紧固件)许用应力比(SR)中的最小值,而在ASME Ⅷ规范中,不要求紧固件的许用应力比参与上述比较,是因为除奥氏体不锈钢螺柱外,其他材料的螺柱通常具有较大的安全系数,即相对于其他元件,螺柱具有较大的安全裕量。

当螺柱的许用应力比SR是所有受压元件中最小值并以此确定了容器的试验压力,就必然使得试验时壳体等主要受压元件的应力水平偏低,达不到充分检验容器本体的目的。

实际设计中的可行办法是:在提高试验压力后,首先应校核在试验条件下法兰和螺柱的应力水平,对于螺柱,当不超过0.9倍螺柱材料试验温度下屈服强度时,则认为是安全可靠的。 

8.工作条件下内装介质的液柱静压力大于液压试验的液柱静压力时,应考虑相应增加试验压力。



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