压力容器压力试验

14.3常规设计4.3.9压力试验第四章压力容器设计CHAPTERⅣDesignofPressureVessels2过程设备设计4.3.9压力试验一、试验目的目的：1、检验设备在超过设计（工作）压力条件下，设备密封结构的严密性。2、检验设备在超过设计条件下，焊缝是否致密不漏。3、检验设备在超过设计条件下，设备的整体强度。内容：液压试验气压试验耐压试验气密性试验压力试验4.3.9压力试验3以内压试验进行“试漏”。（1）耐压试验：在超设计压力下进行的液压（或气压）试验内压容器试验目的：在超设计压力下，考核缺陷是否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成渗漏，检验密封结构的密封性能。外压容器试验目的：检查是否存在穿透性缺陷。做法：原因：外压下，容器中的缺陷受压应力的作用，不可能发生开裂，且外压临界失稳压力主要与容器的几何尺寸、制造精度有关，跟缺陷无关。4对密封性要求高的容器在强度合格后进行的泄漏检查。在等于或低于设计压力下进行的气压试验。（2）气密性试验：5二、试验压力及应力校核液压试验——用水。水的压缩系数比气体要小得多，经济实用。气压试验——用气体。因结构或支承等原因，不能向容器内充灌水或其它液体，或运行条件不允许残留液体时才用气压试验。耐压试验61．液压试验温度：考虑韧脆转变温度。5℃：碳素钢、16MnR和正火15MnVR15℃：其它低合金钢制容器水质：奥氏体不锈钢，氯离子含量控制在25mg/L以内，并在试验后立即将水渍清除干净。（氯离子能破坏其表面钝化膜）7过程设备设计（1）内压容器试验压力：[]1.25[]TtPp当各元件（圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，应取各元件材料许用应力比[σ]/[σ]t的最小值。说明：8无须考虑温度修正，因为以内压代替外压进行试验，已将工作时趋于闭合状态的器壁和焊缝中缺陷改以“张开”状态接受检验。（2）外压容器和真空容器试验压力：（4-88）（3）夹套容器夹套容器是由内筒和夹套组成的多腔压力容器，各腔的设计压力通常是不同的，应在图样上分别注明内筒和夹套的试验压力值。内筒为外压容器：按式（4-88）确定试验压力；内筒为内压容器：按式（4-87）确定试验压力。4.3.9压力试验过程设备设计4.3.9压力试验pPT25.19在确定了夹套试验压力后，还必须校核内筒在该试验压力下的稳定性。如不能满足外压稳定性要求，则在作夹套的液压试验时，必须同时在内筒保持一定的压力，以确保夹套试压时内筒的稳定性。夹套：按内压容器确定试验压力。注意：4.3.9压力试验过程设备设计4.3.9压力试验10为使液压试验时容器材料处于弹性状态，在压力试验前必须按式（4-89）校核试验时筒体的薄膜应力σT。（4）液压试验应力校核：()0.9()2TieTseLePDR（4-89）4.3.9压力试验过程设备设计4.3.9压力试验11气压试验较液压试验危险，故试验压力比液压试验低，容器上的对接接头应进行100%射线或超声检测。2．气压试验气体：干燥洁净的空气、氮气或其它惰性气体；气体温度：≥15℃注意：12（1）内压容器试验压力[]1.1[]TtPp（2）外压容器和真空容器1.1TPp气压试验应力校核：()0.8()2TieTseLePDR式中[σ]/[σ]t的取值要求同液压试验。13过程设备设计当在下列条件下进行水压试验有困难时，则进行气压试验：（1）容器容积过大，无法承受水的质量。（2）结构复杂，水压试验不足以充分检验各个部位的试压要求。（3）由于设计结构的原因，用水不适合的。如：原结构只考虑气相载荷，水压试验的载荷对设计结构有破坏者。（4）其他难以克服的困难。如：供水困难等。14过程设备设计3.气密性试验规定：介质为易燃或毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏（如真空度要求较高时）的压力容器，必须进行气密性试验。15过程设备设计气密性试验压力：大小视容器上是否配置安全泄放装置而定。若容器上没有安全泄放装置，其气密性试验压力值一般取设计压力的1.0倍；但若容器上设置了安全泄放装置，为保证安全泄放装置的正常工作，其气密性试验压力值应低于安全阀的开启压力或爆破片的设计爆破压力，建议取容器最高工作压力的1.0倍。注意：气密性试验的危险性大，应在液压试验合格后进行。在进行气密性试验前，应将容器上的安全附件装配齐全。16过程设备设计试验要求1、介质温度：水压试验的水温不能超过其沸点，水温也不宜过低，当容器温度降至材料的脆性转变点会使器壁钢材在应力强度很低远未达到屈服点时就破裂。因而规定对碳素钢和16MnR钢制容器作水压试验时，水温不低于5℃，其它低合金钢不低于15℃。2、介质的杂质要求：不同的容器有不同的要求，如：不锈钢最怕与惰性气体接触。17过程设备设计3、升压不宜过快：水压实验不宜过速升压，宜缓慢提高压力。压力逐渐升高，变形也逐渐增加，圆筒也逐渐趋向于更圆，筒中的应力就趋向于均匀。如果迅速升高压力，焊缝处等存在形状不连续，此处的局部应力较高，尚未来得及缓解形状的不连续，应力尚未得到再分布，压力很快升高，只能使形状不连续处局部应力继续迅速增大，对容器的强度是不利的。18过程设备设计试验步骤1、液压试验：充满液体，缓慢升压，当压力升至试验压力后，根据容器的大小保持10-30分钟，在此期间，不应有局部膨胀延伸或泄露等异常现象。然后降至设计压力，再检查有无泄露和塑性变形。而后卸压至零，排放。19过程设备设计2、气压试验：充满气体，先将压力升至设计压力的50%，而后以每级10%试验压力逐级增至试验压力，然后逐级降压，当降至设计压力时，检查有无泄露，而后卸压。对于一些特殊压力容器，如介质为易燃、剧毒的，除作以上试压外，还需进一步作气密性试验。20过程设备设计n12mm123MPa][t例题某工厂脱水塔体内径为700mm，壁厚工作温度为t=180℃，最高工作压力为2MPa，材质为Q245R，其许用应力塔体采用单面手工焊，局部探伤，C=2mm，试校核塔体工作和水压试验时强度。21过程设备设计解：1.校核工作时强度2MPaP700mmiD123MPa][tenC12210mm,0.8mmt2(70010)71MPa[]98.4MPa210ieeP(D+)=2工作时强度满足要求。22过程设备设计2.校核水压试验时强度t[]1331.251.2522.7MPa[]123TP=P206MPa,10mm,700mmD,8.0tseiieTes)22.7(70010)119.8MPa0.9185.4MPa2100.8TP(D水压试验时其强度也满足要求23过程设备设计