设计压力检测
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发布时间:2025-07-08 12:01:57 更新时间:2025-07-07 12:01:58
点击:0
作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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设计压力是承压设备(如压力容器、压力管道、锅炉等)在设计阶段依据特定准则(如设计温度、材料特性、腐蚀裕量、载荷工况等)所确定的最大允许工作压力(表压)。它是设备强度计算和安全运行的基础参数。设计压力检测,又称耐压试验或压力试验,是验证设备能否在设计压力及相应温度下安全运行,以及检查其整体强度、刚度和密封性能的关键环节。这项检测通常在设备制造完成或重大维修后进行,是设备投入使用前最重要的安全屏障,其目的在于:
1. 验证强度与严密性: 确保设备主体结构(包括壳体、封头、接管、焊缝等)在超设计压力下不发生破裂、过量变形或泄漏。暴露潜在的材料缺陷、制造缺陷(如焊接缺陷)或结构薄弱点。 2. 保障运行安全: 防止设备在正常运行或异常工况(如压力波动、安全阀起跳)下发生灾难性事故,保护人员生命和财产安全。 3. 满足法规与标准要求: 是国内外压力设备安全法规(如中国的《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21,美国的ASME BPVC)强制要求的检验项目,是设备获得使用许可的前提。
设计压力检测主要聚焦于以下几个核心项目:
1. 耐压试验: * 液压试验: 最常用、最安全的试验方法。使用液体(通常是水,特殊场合使用油或其他合适液体)作为试验介质,缓慢加压至规定的试验压力(通常高于设计压力),保压检查。 * 气压试验: 当设备结构或使用要求不适合充灌液体时采用(如内部不易干燥、使用中不允许残留微量液体)。危险性较液压试验高,需采取更严格的安全防护措施。通常使用压缩空气或惰性气体(如氮气)。 * 气液组合压力试验: 结合液压和气压试验的特点,用于特定工况。 2. 泄漏试验: 通常在耐压试验合格后进行,用于检查设备的密封性能。常用方法有: * 气密性试验: 在较低压力(通常接近或等于设计压力)下,使用气体介质,通过保压检查压力降、涂抹检漏液(如肥皂水)或使用更精密的仪器(如卤素检漏仪、氦质谱检漏仪)检查微小泄漏。 * 氨渗漏试验、卤素渗漏试验: 用于检测极微小泄漏的高灵敏度方法。 3. 宏观检查与变形测量: 在试验过程中和试验后,观察设备外表面有无异常变形、渗漏、异常响声、冒汗等现象。使用量具(如直尺、卷尺、样板)或光学方法(如激光扫描)测量关键部位的变形量。
完成设计压力检测需要一系列专业仪器和设备:
1. 压力源: * 电动试压泵/气动试压泵: 提供稳定可控的液压或气压,是试验的核心动力设备。需具备足够的流量和压力输出能力。 * 高压气瓶/空压机组: 为气压试验提供高压气源。 2. 压力测量仪器: * 精密压力表: 量程应为试验压力的1.5-3倍(通常选2倍),精度等级不低于1.6级(特殊要求场合需更高精度如0.4级),表盘直径不小于100mm,需在有效检定周期内。需安装两只独立压力表,一只装在泵出口,一只装在设备顶部。 * 压力传感器/压力变送器与数据采集系统: 用于实时记录、显示和存储压力-时间曲线,实现更精确的压力控制和过程监控。 3. 温度测量仪器: * 温度计/温度传感器: 监测试验介质和环境温度,确保试验温度符合标准要求(特别是避免试验介质温度过低导致材料脆性断裂风险)。 4. 泄漏检测仪器: * 肥皂水/检漏液: 用于目视检查焊缝、法兰、阀门等连接处的气泡泄漏。 * 卤素检漏仪: 检测含氟、氯等卤素气体的微量泄漏。 * 氦质谱检漏仪: 灵敏度最高的检漏方法,用于检测真空或压力状态下极微小的泄漏。 5. 变形测量工具: * 直尺、卷尺、样板: 测量宏观变形。 * 百分表/千分表、位移传感器: 测量微小的局部变形。 * 激光扫描仪/光学测量系统: 用于高精度、非接触式的大范围变形测量。 6. 安全防护设备: 安全阀、爆破片、隔离屏障、警示标志等,确保试验过程安全。
设计压力检测的实施需遵循严格的流程和方法:
1. 试验准备: * 制定详细的试验方案和安全防护措施。 * 清理设备内部,确保无杂质、干燥(液压试验需考虑排净空气)。 * 安装压力表、温度计等仪表,确保位置正确、便于观察。 * 设置好安全防护区域和设施。 * 选择合适的试验介质(水、油、空气、氮气等)。 2. 加压: * 液压试验: 缓慢升压至设计压力,确认无异常后,继续缓慢升压至规定的试验压力。升压速率需严格控制(通常要求平稳,无冲击)。 * 气压试验: 升压过程需极其缓慢、平稳,逐级升压(如每级升0.1倍试验压力),每级保压检查。升至规定试验压力。 3. 保压: * 在试验压力下保持规定的时间(如液压试验≥30分钟,气压试验≥10分钟,具体按标准执行)。 * 保压期间,压力应保持稳定(允许微小的波动),检查人员对设备进行全面检查(听、看、摸、测),重点检查焊缝、法兰、密封面、接管等部位有无泄漏、异常变形、异常响声、渗漏(冒汗)等现象。 4. 降压与检查: * 缓慢降压至设计压力(液压试验通常降至设计压力80%以下再检查)。 * 在降压过程中或降至设计压力后,再次进行详细检查(特别是保压期间不便检查的部位)。 5. 泄漏试验(如要求): * 通常在耐压试验合格后,在较低压力(设计压力或规定值)下进行。 * 按选定的泄漏试验方法(如保压压降法、肥皂水法、仪器检漏法)执行并判定。 6. 试验后处理: * 液压试验后需排净液体,必要时进行干燥处理(特别是奥氏体不锈钢设备需防氯离子腐蚀)。 * 拆卸仪表,清理现场。 * 整理试验记录(压力-时间曲线、检查结果等)。
设计压力检测必须严格遵守国家和行业的相关标准规范,确保检测的科学性、有效性和合法性。主要标准包括:
1. 中国标准: * TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》: 对压力容器的设计、制造、检验、使用等提出安全基本要求,明确规定耐压试验的类型、试验压力、试验程序、合格标准等。 * GB/T 150.1~.4《压力容器》: 压力容器设计的核心国家标准,详细规定了液压和气压试验的试验压力计算公式、介质要求、温度限制、保压时间、合格判定标准等。 * GB/T 20801《压力管道规范 工业管道》: 对工业管道的压力试验要求。 * NB/T 47013《承压设备无损检测》: 虽然主要针对无损检测,但泄漏试验(如气密性试验)部分与之相关。 2. 国际/国外标准: * ASME BPVC (Boiler and Pressure Vessel Code): 美国机械工程师协会锅炉及压力容器规范,国际广泛采用。其第VIII卷第一册 (ASME VIII-1) 和第二册 (ASME VIII-2) 对压力容器的压力试验有详细规定(如UG-99, UG-100, 4.1.7等章节),试验压力计算公式、试验程序和要求是行业标杆。 * EN 13445《非受火压力容器》: 欧盟压力容器标准。 * PED (Pressure Equipment Directive) 2014/68/EU: 欧盟压力设备指令,对进入欧盟市场的承压设备提出了安全要求。 3. 核心要求共性: * 试验压力: 通常为设计压力的1.25倍至1.5倍(液压试验)或1.1倍至1.25倍(气压试验),具体倍数取决于设计标准、材料
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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