压力容器结构件检验分析

摘要：当前，压力容器已经被各个工业生产领域广泛应用。压力容器是内部或者外部承受气体或者液体压力，对安全性也提出了较高的要求，同时在密封容器或管道方面的安全性要求也不断提升。在早期，压力容器主要应用一于化学工业当中，其压力一般低于10MPa。到目前为止，压力容器己经成为化工、石油工业以及冶金等各个方面的行业重要设备之一，给国民经济的发展也带来了重要的影响。

关键词：压力容器；耐压测试；破坏性测试

压力容器的耐压试验是以水、空气等作为介质，在容器内通过打压施加高于设计压力的试验压力，用以检查压力容器在承受试验压力后有无渗漏、明显塑性变形或其它缺陷的检验方法。作为压力容器产品出厂前检验的关键环节，耐压试验具有重要作用。对于内压设备，耐压试验不仅可以检验设备的宏观质量和封闭性，检查其最终整体强度及可靠性，而且可以减缓某些局部区域的峰值应力，钝化裂纹尖端，对现场制造的大型压力容器，还可以检查基础的沉降。对于外压及真空容器，可以检验焊接接头的致密性和密封结构的紧密性。耐压试验是对压力容器整体强度和制造质量的考察，检验的是压力容器设计制造所有因素的综合结果，即使是同一图纸、同样工艺生产，经过因素众多的复杂制造过程，容器质量也不可能完全一致，因此压力容器必须逐台进行耐压试验。虽然我国压力容器产品的制造、监检日益规范，产品质量逐步提高，但由于设备和人的种种不确定性因素，在耐压试验环节仍存在诸多问题有待明确，有必要对这类问题进行归纳和探讨，同时加强耐压试验操作和检验人员的业务培训，提高耐压试验操作安全，确保产品质量，避免试压过程中事故的发生。

1 耐压检测和密封性检测

用于储存液体或气体的压力容器在制造完成后应按规范进行耐压检验以及密封性检验。耐压检测是为了验证其结构件强度，其中包括焊缝的强度，而密封性检测检测其结构有无泄漏。

1.1水压试验

水压试验主要用于检验压力容器结构的强度，同时也检测其密封性状况。水压试验的步骤为用水将待检验容器灌装满，并堵塞好该容器上的接管、人孔等一切孔，然后用水泵将容器内的水压提升到试验压力。保持30min后，再将压力降到试验压力的80%，并保持该压力足够长时间，以便对焊缝以及结构件进行渗漏检测，发生渗漏应及时修补然后重新试验。

1.2气压试验

气压试验应在水压试验合格后进行。试验时将压缩空气通入容器并缓慢升压，至试验压力的10%时，保压5min，并对容器内所有焊缝和结构连接部位进行初次泄漏检验，若有泄漏，则进行修补然后重新进行。应在焊接缝以结构连接处涂抹肥皂水。初始试验合格后升压至规定压力50%，然后按10%级差增至试验压力。保压10min，降压至规定的87%，并保持足够长时间进行泄漏。如有泄漏进行修补重新开始上述。

1.3煤油渗漏试验

在焊缝容器检测的一面涂白粉浆，晾干后在焊缝另一面涂煤油。如焊缝有裂纹或穿透性气孔缺陷，煤油会渗过缝隙在白粉侧形成油的痕迹，则可以确定焊缝缺陷的位置。30min后白粉若没有煤油痕迹则说明焊缝合格。煤油渗漏检测用于压力比较低的压力容器密封性检测。

2破坏性检测

破坏性检测为有损检测，用机械方式从焊接件或试件取样，以检测其各种力学性能及焊接接头、焊缝金属化学分析。一般进行拉伸、冲击、弯曲试验检测其焊接金属以及焊接接头力学性能。破坏性试验是保证压力容器结构制造的重要检验方法之一。各试样截取的位置为图1所示。其中1号为拉伸，2号为弯曲，3号为冲击。

2.1拉伸试验

被检验容器焊接接头按规定制成一定形状和尺寸试样，放于压力机，并加上轴载荷，载荷在增加的同时，试样产生伸长形变到拉断为止。其目的为了检测焊接接头强度，包括抗拉强度σb、屈服强度σs，以及断后伸长率δ、断面收缩率ψ，还能发现断口处一些缺陷。常用试板接头为板接头试样。

2.2弯曲试验

试验用的焊接接头按规定制成一定形状和尺寸的試样，放在专用压力机上使试样弯曲一个角度。检查其拉伸面有无裂纹。目的是检验焊接接头的塑性，同时可以反映出各接头塑性差异。弯曲试验分为横弯、纵弯、侧弯这三种。弯曲试验的试样数值用弯曲角度量度，该试验合格标准以试样在任何部分出现第一道裂纹的弯曲角度作为其评定标准，如果试样在试验时未出现裂纹，则试验可进行到与试样面平行，也可将试样弯到技术条件要求的角度（50°90°、180°等）再检查有无裂纹。

2.3冲击试验

冲击试验来测定焊接接头冲击韧度，作为评定材料断裂韧度的指标。通常在一定温度下，把制有缺口的冲击试验放在试验机上，测定其冲击韧度。标准试样通常为带有V形缺口，尺寸为10mm*10mm*55mm，根据规范也允许带有U形缺口辅助试件。V形缺口和实际结构破坏之间的关系比U形好，用于测定材料脆性转变温度时，比U形明显，为主要冲击试样。试样的缺口应尽可能在焊缝侧面，如果试验另有要求，则可以开在焊缝、热影响区一级其他指定的区域。

3结束语

压力容器结构件检测分为有损和无损检验。上文主要简述了压力容器成品的耐压检验和密封性检验以及焊接件或试样的有损检验，其中有损检验主要包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等。这些试验对压力容器的质量安全至关重要。

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（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院）