2.11　耐压试验和泄漏试验

2.11.1　压力试验

压力容器在其部件或整体制造完成后，都有要进行压力试验。大多数压力容器的耐压试验是在所有制造工序完成后进行的，所以又称竣工试压。而有些容器则需要分阶段对其零部件分别试压，如夹套容器，先对内筒进行耐压试验，合格后再装焊夹套，然后进行夹套内的耐压试验。又如列管式浮头换热器，需进行管口、壳程、管程共三次耐压试验。

压力试验的目的是检验容器强度和密封性能，它也是压力容器设计、材料、制造质量的综合性检验，因此十分重要。

2.11.1.1　液压试验

（1）试压前的准备

①容器上的接管开孔补强圈应预先以0.5MPa压缩空气进行检漏，当容器的试验压力较高时，可用氮气、氧气来提高检漏压力。

②容器如卧置试压时，应考虑注水后不致失稳而变形。应使容器略有倾斜，以利于注水时排尽空气、试压后排尽残液。

③试压介质通常用水，试验合格后应立即将水排净吹干；无法完全排净吹干时，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。

④试验温度，Q345R、Q370R、07MnMoVR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℃；低温容器液压试验的液体温度应不低于壳体材料和焊接接头的冲击试验温度（取其高者）加20℃。如果由于板厚等因素造成材料无塑性转变温度升高，则需相应提高试验温度。当有试验数据支持时，可使用较低温度液体进行试验，但试验时应保证试验温度（容器器壁金属温度）比容器器壁金属无塑性转变温度至少高30℃。

⑤压力表按GB 1226标准选Ⅰ型，直径100mm、150mm，精度不得低于1.6级（高压容器选ф100mm、ф150mm、1.0级），至少选用两个规格、精度、量程相同且经校验合格的压力表。量程最好为试验压力的1.5～3倍，宜为试验压力的2倍，但不应低于1.5倍和高于4倍的试验压力。压力表上的接头螺纹是不能用于密封的，因此试压时不允许在螺纹上加绕生胶带或铅油与麻丝。

⑥奥氏体不锈钢容器试压用水的氯离子（Cl-）含量应控制在25mg/L以下。

（2）试验压力

耐压试验的压力应符合设计图样要求，且不小于下式计算值：

式中　p——压力容器的设计压力或者压力容器铭牌上规定的最大允许工作压力（对在用压力容器为工作压力），MPa；

pT——耐压试验压力，MPa；

η——耐压试验压力系数，按表2-23选用；

［σ］——试验温度下材料的许用应力（或者设计应力强度），MPa；

［σ］'——设计温度下材料的许用应力（或者设计应力强度），MPa。

（3）试压用泵

最好采用带有时间-压力自动记录仪表的试压泵，它可以如实记下试压全过程。国外早在20世纪70年代就已普遍采用气动增压泵。这种泵是靠压缩空气（0.7MPa）驱动的，按输出压力有多种规格，且压力可在一定范围内调节，增压比例高达300:1。它的优点在于升压快、节能、维修简单，当配置自动记录仪、高压软管、快速接头，便可与容器连接成无泄漏回路。

我国已推广采用的高压无气喷漆用高压泵，其结构、增压原理与此相仿。目前，我国众多的压力容器制造厂家仍在使用结构老化、体积庞大、效率低、故障多的柱塞泵。

（4）拧紧要求与拧紧程序

①按容器图样要求，拧紧所有紧固件。当另外配有试压盲板时，所选用的垫片材料和紧固件级别应与其他管口相当。不允许间隔拧紧螺栓。

②为做到所有密封接口（包括设备法兰）密封可靠、拧紧螺栓应按规定程序进行，尤其是设备主螺栓的拧紧更要认真对待。图2-81所示为两种不同数量螺栓的拧紧程序。

（5）试验过程

法兰连接的螺栓力矩加载过程如下。

①对准法兰螺栓孔并适当加以固定，使之不致偏移；

②在螺栓、螺母的螺纹部位及螺母与法兰（或盲板）接触面处涂抹适用的润滑油脂；

③装好所有的紧固件，并用手旋紧；

④给螺栓编上紧顺序号（图2-81）；

⑤用测力扳手（如风动、电动力矩扳手，高压螺栓可用液压拉伸器）按最终力矩的20％进行预紧；

⑥按加载排序方式，对称而均匀地上紧螺栓（加载可分二级），直至达到所要求的最终力矩；

⑦以回转方式最终上紧所有螺栓（通常可进行两次）。

高压容器的主螺栓上紧通常采用两个液压拉伸器进行对称加载。加载可分级实施，如按最终力矩的30％、70％、100％三级，每一级均按上述第6步进行加载，最后按第7步要求再上紧1～2遍。

螺栓最终力矩由设计给出。高压容器每个主螺栓承载力可换算成液压拉伸器的液压泵压力，然后分级进行加载。采用液压拉伸器方式对螺栓进行加载需考虑加载力的损耗。这种损耗的大小取决于螺纹精度、各接触面的粗糙度及紧固件材料硬度等因素，它可以通过对螺栓加载过程的应力测定而获得。

（6）试验过程

①注水时排气口溢出水，表明水已注满，可将出气口及注水口封死。压力表通常应装于容器上部或便于观测的位置。

②试验压力应缓慢上升，升压至设计压力，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。然后降至设计压力，并保持足够长的时间，以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。

③液压试验保压的压力容器，符合下列条件为合格：

a.无渗漏；

b.无可见变形；

c.试验过程中无异常的响声；

d.对抗拉强度≥540MPa的材料，表面经MT未发现裂纹。

④液压试验完毕后，应排尽所有液体并用压缩空气将内部吹干。当容器内部的干燥度有特殊要求时，也可采用如鼓入热风，或整体入炉，利用加热炉余热烘干。后一种方法在国外应用较普遍。

2.11.1.2　气压试验

由于结构或支撑原因，不能向容器内充注液体，以及运行条件不允许残留试验液体的压力容器，可采用气压试验。

压力容器的气压试验是一项十分危险的压力试验工作，事先应制定严密的安全防护措施和操作规程，并需经企业技术总负责人批准。整个试验过程及现场安全设施应有安技部门监督。

①试验用气体可为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体。

②试验温度按相关规定。

③试验压力按公式（2-25）及表2-23的规定。

④气压试验时，压力应缓慢上升，至规定试验压力的10％，保压5min，并且对所有焊接接头和连接部位进行初次检查；如有泄漏，应泄压修补后按上述规定重新试验，确认无泄漏后，再继续升压至规定试验压力的50％；如无异常现象，按规定试验压力的10％逐级升压，直到试验压力，保压10min；然后降压至设计压力，保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持不变。不得采用连续加压以维持试验压力不变的做法。不得带压紧固螺栓［14］。经肥皂液检查无漏气、无可见的异常变形即为合格。如有泄漏，应泄压修补后按上述规定重新试验。

⑤检漏可采用肥皂液或其他检漏液，只要无漏气、无响声、无变形即为合格。

2.11.2　致密性试验

2.11.2.1　气密性试验

①介质毒性程度为极度，高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。试验时，容器的安全附件（安全装置、阀门、压力表、液面计等）应安装齐全。

②容器需经水压试验合格后方可进行气密性试验。水压试验时，除安全阀（或爆破片）外的安全附件应安装齐全。水压试验后，所有附件和盲板应拆下来，密封面应擦拭干净并经干燥后再装上，才能进行气密性试验。

③气密性试验压力为设计压力。

④气密性试验所用的气体，应符合相关规定。

碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于5℃；其他材料制压力容器按设计图样规定。

⑤气密性试验时，压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压10min，然后降至设计压力，对所有焊缝和连接部位进行泄漏检查。小型容器亦可浸入水中检查。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验。

⑥已经做过气压试验，并经检查合格的容器，可免做气密性试验。

⑦因工艺需要，在制造过程中需对第一层（打底）焊缝进行检漏试验，其试验压力较低，通常采用0.7MPa压缩空气加入少量氨（如不锈钢衬里的焊缝检漏）。又如换热器管板与管头连接接头焊后的气密性检漏，通常采用0.5MPa压缩空气，在角焊缝处涂刷肥皂水测试。如管口是强度胀+密封焊时，可焊后先检漏，然后胀接、试水压，如管口为强度焊+贴胀，可先检漏，再试水压，最后贴胀。

2.11.2.2　煤油渗漏试验

将焊缝能够检查的一面清理干净，涂以白粉浆，晾干后在焊缝另一面涂以煤油，使表面得到足够的浸润，经半小时后白粉上没有油渍为合格。

渗煤油的检漏方法通常适用于压力≤0.4MPa、壁厚≤8mm的小型压力容器接管角焊缝，或常压薄壁贮槽的焊缝上。