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结构（静水压力测试、破裂压力测试（非金属承压容器）、循环压力测试）检测

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发布时间：2025-06-06 18:15:14 更新时间：2025-06-10 00:13:19

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

承压容器结构完整性测试：静水压力、破裂压力与循环压力检测

承压容器广泛用于化工、能源、航空航天等核心工业领域，其结构安全性与服役可靠性至关重要。为确保容器在设计压力、极端工况及长期循环载荷下的完整性，需进行一系列严格的压力测试。其中，静水压力测试（Hydrostatic Pressure Test）、破裂压力测试（Burst Pressure Test，特别是针对非金属承压容器）以及循环压力测试（Cyclic Pressure Test）构成了评估容器结构性能的关键检测体系。这些测试项目不仅验证容器的极限承载能力、泄漏密封性及疲劳寿命，更是保障人员安全、预防重大事故的核心技术手段。检测过程需严格遵循国家及行业标准，采用精密仪器和科学的测试方法，以获取准确、可重复的实验数据，为容器的设计优化、制造质量控制及安全服役提供坚实依据。

核心检测项目

1. 静水压力测试 (Hydrostatic Pressure Test):
验证容器在指定试验压力（通常为设计压力的1.5倍）下，保压规定时间（如10-30分钟）的结构完整性和密封性。主要检测：
- 整体结构变形（永久变形量）
- 焊缝或连接处泄漏
- 材料在高压下的屈服行为
- 压力维持能力（保压期间的压力降）。

2. 破裂压力测试 (Burst Pressure Test - 非金属承压容器):
专门针对塑料、复合材料等非金属承压容器，旨在测定其在持续升压下发生破裂的极限压力值。重点检测：
- 容器的最终破坏压力
- 破裂模式（如韧性撕裂、脆性断裂）
- 破裂位置（揭示设计或制造薄弱点）
- 加压过程中的变形行为（应变分布）。

3. 循环压力测试 (Cyclic Pressure Test):
模拟容器在实际服役中经历的压力波动，评估其抗疲劳性能和使用寿命。主要检测：
- 在预定循环次数（如数千至数十万次）后是否发生泄漏或破裂
- 裂纹萌生与扩展情况
- 材料或结构在循环载荷下的性能退化（如刚度变化）。

关键检测仪器

1. 高压泵系统: 提供稳定、可控的高压液体（通常是水或油）作为试验介质。要求具备高精度压力控制和流量调节能力。
2. 精密压力传感器与变送器: 实时、高精度（通常优于0.5% FS）测量和记录试验压力。需具备良好的温度稳定性和抗冲击性。
3. 数据采集系统 (DAQ): 高速采集压力、应变、位移、温度等多通道信号，并进行实时显示、存储和分析。
4. 应变测量系统:
- 电阻应变片 (Strain Gauges): 贴于容器表面关键部位，测量局部应变。
- 视频引伸计 (Video Extensometer) 或数字图像相关系统 (DIC): 非接触式测量全场变形和位移。
5. 泄漏检测装置: 如压力降监测、目视检查、涂肥皂水、声发射仪或更灵敏的氦质谱检漏仪（用于微小泄漏）。
6. 环境控制设备 (循环测试): 恒温箱或温控系统，用于在特定温度下进行测试。
7. 防护装置 (破裂测试): 高强度防爆箱或安全围挡，确保测试人员及设备安全。
8. 循环压力发生装置: 电磁阀或伺服液压系统，用于精确控制压力循环的波形（正弦波、方波等）、频率、上下限压力。

主要检测方法

1. 静水压力测试方法:
- 容器注满试验介质（水），排尽空气。
- 按标准规定速率（如 ≤ 70 kPa/min）平稳升压至试验压力。
- 保压规定时间（如30分钟），期间密切监控压力表读数和容器状态，检查泄漏（目视、听音、压力降、涂抹检漏液）。
- 保压结束，按标准速率降压至大气压。检查永久变形。
- 记录全过程压力-时间曲线。

2. 破裂压力测试方法 (非金属容器):
- 容器置于防护装置内。
- 以可控速率（标准或协议规定，如10 MPa/min）持续加压。
- 同时监测压力、应变（如有）和容器变形（DIC或视频监控）。
- 直至容器发生破裂。记录破裂瞬间的最大压力值（破裂压力）和破裂位置、模式。
- 分析压力-时间曲线，计算加压速率是否符合要求。

3. 循环压力测试方法:
- 设定压力循环的上限压力 (P_max)、下限压力 (P_min)、频率、波形和总循环次数。
- 启动循环加载程序。
- 持续监测压力、应变（关键区域）、温度（如有要求），定期停机进行泄漏检查（如每1000次）。
- 达到预定循环次数或发生泄漏/失效时停止。
- 分析容器失效时的循环次数（疲劳寿命），检查失效模式。

核心检测标准

检测必须严格遵循国家、行业或国际标准，确保结果的可比性和权威性。常用标准包括：
通用及金属容器:
- GB/T 19624-2019 《在用含缺陷压力容器安全评定》 (涉及静水测试要求)
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), Sion VIII, Division 1 & 2: 对静水测试（第 UG-99/100 等）和气压测试有详细规定。
- ISO 4136 《焊接接头静水压力试验方法》
非金属容器 (破裂测试):
- GB/T 18457-2015 《医用输血、输液、注射器具用聚丙烯专用料》 (包含爆破强度测试)
- ASTM D1599 Test Method for Short-Time Hydraic Failure Pressure of Plastic Pipe, Tubing, and Fittings (塑料管材、管件短时液压失效压力测试)
- ISO 1167-1, ISO 1167-2 《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》 (包含恒定压力法、升压法至失效)
循环压力测试:
- ISO 1167-4 《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法第4部分：快速破坏试验方法》 (涉及循环压力)
- EN 1394 Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels - Unplasticized polyamide (PA-U) piping systems - Inspion of joints (含循环压力测试要求)
- ASME BPVC Sion VIII, Appendix 5: Design by Analysis (可能包含疲劳分析所需的循环载荷试验验证)
重要提示: 具体项目应依据产品类型、应用领域和客户要求，选用最适用、最新版本的国家/行业/国际标准或双方认可的技术规范。