马建军
山东联友石化工程有限公司
实验是为了获取实验值或者验证某个已经被接受的原理。一般人所作的都是实验。 试验是为了探索的目的，并不只到结果会怎样，进行的尝试。有时候并不能预料结果。
TSG 21-2016《固定式压力容器监察规程》(以下简称《容规》)中规定的A类监检项目，是对压力容器安全性能有重大影响的关键项目，在压力容器制造、施工进行到该项目时，监检员现场监督该项目的实施。耐压试验是唯一的A类监检项目，检查内容包括：(1)检查确认耐压试验用介质、试验温度、试验压力和保压时间是否符合本规程及产品标准、设计总图规定的制造技术条件的要求；(2)确认耐压试验是否有渗漏，可见的变形，试验过程中有无异常的响声。
1、耐压试验的目的和作用
(1)对于内压容器，耐压试验的目的是：①考察容器的整体强度、刚度和稳定性；②检查容器的严密性，特别是焊接接头、密封部位以及其他连接部位的严密性。
如果压力容器的材料和焊接接头在耐压试验温度下具有足够良好的塑性和韧性，通过耐压试验时容器高应力部位的塑性变形，耐压试验还能起到以下两个作用：①降低焊接残余应力、局部不连续区的峰值应力；②对微裂纹产生闭合效应，钝化微裂纹尖端。
(2)对于外压容器(包括真空容器)，耐压试验的主要目的是检验容器的严密性(包括材料、焊接接头、密封部位以及其他连接部位的严密性)，而不是考验容器的外压稳定性。
2、耐压试验的种类与选用
耐压试验的种类包括液压试验、气压试验以及气液组合试验三种。
从安全角度考虑，压力容器的耐压试验应优先采用液压试验，这是因为相对于气体而言，液体基本上可以认为是不可压缩的，液压试验时，即使容器发生破裂，也不会导致灾难性的爆炸事故。
对于不合适作液压试验的压力容器，例如，由于结构或支承原因不能向容器内充灌液体，以及运行条件不允许残留试验液体的容器，可按设计图样的规定采用气压试验。
对于因承重等原因无法无法注满液体的压力容器，也可根据承重能力先注入部分液体，然后进行气液组合压力试验。这种试验方法主要适用于比较大型的压力容器，这类容器有时因承重等原因无法进行液压试验，进行气压试验又耗时过长，且可能遇到大流量气源的困难，在这种情况下，气液组合试验不失为一种比较可行的试验方法。
3、耐压试验的通用要求
(1)选择时机：制造完毕、检验合格后进行。
(2)补强圈应在耐压试验前通入0.4-0.5MPa的压缩空气检查焊接接头质量。试验时，补强圈信号孔应打开。
(3)耐压试验前，压力容器各连接部位的紧固件必须装配齐全、紧固妥当。为进行耐压试验而装配的临时受压元件(如试压用封头、盲板等)，应采取措施，保证其安全性。
(4)耐压试验和泄漏试验时，如采用压力表测量试验压力，则应使用两个量程相同的、并经检定合格的压力表。压力表的量程应为1.5-3倍的试验压力，宜为试验压力的2倍。压力表的精度不得低于1.6级，表盘直径不得小于100mm。试验用压力表应安装在被试验容器安装位置的顶部。注意，对于一些高度H与直径D之比数值较大的设备，当采用卧置试验压力时，应当考虑水的静压力，图纸未明确压力时，应当要求设计重新校核。
(注：压力表的精度等级，是以允许误差占压力表量程的百分率来表示的，一般分为0.5、1、1.6、2、2.5、3、4七个等级（锅炉上不用3级和4级），数值越小，其精度越高。)
(5)耐压试验保压期间不得采用连续加压来维持试验压力不变,试验过程中严禁带压拧紧紧固件或对受压元件施加外力。
(6)耐压试验场地应当有可靠的安全防护设施,并且应当经过单位技术负责人和安全部门检查认可。耐压试验过程中,不得进行与试验无关的工作,无关人员不得在试验现场停留。气压试验和气液组合压力试验时,试验单位的安全部门应当派人进行现场监督。
(7)耐压试验后,由于焊接接头或接管泄漏而进行返修的容器,或者其他部位返修深度大于该处整厚1/2的容器,应重新进行耐压试验。
4、试验介质
(1)液压试验时一般用水作为试验介质。用水进行液压试验后,应立即将水排净吹干,无法完全排尽吹干时,对奥氏体不锈钢制容器,应控制水的氯离子含量不超过 25mg/L。
(2)气压试验所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或者其他惰性气体。
(3)气液组合压力试验所用液体,气体应分别符合上述(1)和(2)的要求。
5、试验压力
对于钢和有色金属制造的压力容器,试验压力的最低值按下述规定。液压1.25P，气压或气液组合1.1P。
6、试验温度
耐压试验时容器中的应力水平较高,如果试验温度过低,就有可能因为材料韧性的下降以及容器中存在的缺陷或某些局部结构不连续部位(如焊缝咬边部位等)的缺口效应导致容器的脆性破坏。因此,耐压试验时,必须采用合适的试验温度,以降低容器发生脆性破坏的风险。
Q345R,Q370R,07MnMbVR制容器进行液压试验时,液体温度不得低于5℃;其他碳钢和低合金钢制容器进行液压试验时,液体温度不得低于15℃。
7、试验程序和步骤
(1)液压试验
①试验时容器顶部应设排气口,充液时应将容器内的空气排尽。试验过程中,容器的观察表面应保持干燥。
②当试验容器器壁金属温度与液体温度接近时,方可加压。
③试验时压力应缓慢上升至设计压力,确认无泄漏后继续升压至规定的试验压力,保压时间一般不少于 30min;然后将压力降至设计压力,并保持足够长的时间,对所有焊接接头和连接部位进行检查，检查期间压力应保持不变。如有渗漏,修补后重新试验。
④液压试验完毕后,应将液体排尽并用压缩空气将容器内部吹干。
(2)气压试验
试验时压力应缓慢上升至规定试验压力的10%,保压 5min,对所有焊接接头和连接部位用肥皂液或其他检漏液进行初次泄漏检查,如有泄漏,修补后重新试验。初次泄漏检查合格后,再缓慢升压至规定试验压力的50%,如无异常现象,其后按每级为规定试验压力的10%逐级升压,直至规定的试验压力。保压10min,然后将压力降至设计压力,并保持足够长的时间,再次对所有焊接接头和连接部位进行泄漏检查。如有泄漏,修补后再按上述规定重新试验。
试验结束后，打开放空阀，应缓慢降压排放，不可一次性将放空阀全部开启，防止压力下降过快，造成管口凝液结冰现象。如用临时按管应接至室外排放，排放管应牢固可靠，应承受反冲力的作用。
(3)气液组合压力试验
①将试验液体充灌至设定的液位,注意防止过量充灌,以免超出容器的承重限度,或使容器承受过大的液柱静压力。
②用试验所要求的气体(一般采用空气或氮气)加压,升压步骤及其他要求与气压试验相同。
8、合格标准
(1)液压试验:试验过程中，容器无渗漏，无可见的变形和异常声响。
(2)气压试验：容器无异常声响，经肥皂液或其他检漏液检查无漏气，无可见变形
(3)气液组合压力试验：应保持容器外壁干燥，经检查无液体泄漏后，再以肥皂液或其他检漏液检查无漏气，无异常声响，无可见变形。
9、几种特殊类型容器试验顺序
(1)带夹套容器应先进行内筒耐压试验，合格后再焊夹套，然后再进行夹套内的耐压试验。
(2)管壳式换热器
①固定管板换热器：1)壳程试验，同时检查换热管与管板换热接头；2)管程试验。
②U型管换热器、釜式重沸器及填料函式换热器压力试验顺序：1)用试验压环进行壳程试验，同时检查接头；2）管程试验。
③浮头式换热器压力试验顺序：1)用试验压环和浮头专用试压工具进行管头试压；2)管程试压；3)壳程试压。
④重叠换热器：接头试压允许单台进行。当各台换热器程间连通时，管程及壳程试压应在重叠组装后进行。
综上所述，耐压试验是一项综合要求较高，危险系数较大的验证环节。进行耐压试验时，既需要专业知识的打底，也需要丰富的工作经验的帮衬。希望上述经验，能对从事此专业的人有帮助，也希望同行多多指正。