GB150耐压试验、泄漏试验的选择及试验值的确定

董洋，程萍

（锦西化工机械（集团）有限公司， 辽宁 葫芦岛 125001）

压力试验是检验压力容器整体质量的传统方法，按检验目的分为耐压试验和泄漏试验。耐压试验是在容器竣工后出厂前采用短时超压方法，全面综合考核其整体强度及密封性能。是对容器选材、设计计算、结构以及制造质量的综合性检查。若有隐患，在耐压试验过程中可充分暴露以便返修甚至判废。泄漏试验是检查容器是否存在不允许的泄漏，检查的重点是可拆的连接部位以及焊接接头部位。泄漏试验属于非必须试验项目，因为多数容器无严格的致密性要求，且耐压试验有一定的检漏功能，因此，GB150规定制造完工的容器应按图样规定进行耐压试验，对于盛装介质毒性程度为极度、高度危害或者不允许有微量泄漏的容器，应在耐压试验合格后进行泄漏试验。

1 耐压试验及泄漏试验的选择

1.1 耐压试验及泄漏试验分类

根据试验介质的不同，耐压试验分为液压试验、气压试验和气液组合试验，三者的目的与作用是相同的，只进行其中一种试验即可。由于液压试验比其他两种试验的安全性高很多，所以应优先选择液压试验，只有在无法进行液压试验时才考虑其他两种方法。

泄漏试验根据试验介质的不同，分为气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验等。

1.2 耐压试验的目的

压力容器是对安全性要求较高的特种设备，虽然在选材、设计、制造、检验及验收各工序中均经严格检验并达到合格要求，但在使用过程中安全事故仍有发生，其主要原因是在建造过程中虽经检验合格，只能是不再存在超标缺陷或因结构等原因形成的高应力区，但内在缺陷或制造中产生的应力在容器使用时有可能因意外的因素引发事故。因此，完工容器在投入运行前对其施以短时超压试验，不仅可能减缓某些局部区域的峰值应力，在一定程度上起到消除或降低残余应力，使应力分布均匀的作用，还能使裂纹产生闭合效应，钝化裂纹尖端，以保证通过压力试验的容器在正常运行中绝对安全。所以，压力试验是考验容器的宏观强度、焊缝致密性和密封件密封性必不可少的手段。

1.2.1 内压容器耐压试验的目的

考察容器的整体强度，刚度和稳定性；检查焊接接头的致密性；验证密封结构的密封性能；消除或降低焊接残余应力、局部不连续区的峰值应力；对微裂纹产生闭合效应，钝化微裂纹尖端。

1.2.2 外压容器耐压试验的目的

外压容器的失效方式主要是失稳，对于完全依据标准建造的外压容器，在设计外压作用下不会产生稳定失效，而且外压稳定性的试验难以进行，因此无必要进行外压试验以考虑其稳定性。只需通过内压进行耐压试验，检查密封结构的密封性能和发现容易扩展为穿透性缺陷的隐患。

1.3 泄漏试验的目的

考察焊接接头的致密性和密封结构的密封性能，确定容器是否存在不允许的泄漏。泄漏试验不是压力容器的必做项目，标准规定仅对与介质毒性程度为极度、高度危害或者不允许有微量泄漏的容器，应在耐压试验后进行泄漏试验。检查重点是可拆的连接部位以及焊接接头部位。

1.4 耐压试验的安全性

耐压试验进行中存在一定的危险，如耐压试验介质的喷出、产品的破裂甚至产生的金属碎片等。其危险因素一般取决于以下因素：

(1)压力与容积的乘积，乘积值越大，耐压试验过程中容器内积聚的势能就越大，一旦发生事故其破坏力越大。

(2)材料特性，试验时是否发生会脆断、金属碎片飞出。

(3)试验介质状态，即压力试验时采用液态介质还是气态介质。液压试验时最常用的试验介质是水，故称水压试验。由于液体的可压缩性极小，压力试验时一旦液体泄漏，能很快释放出积聚的能量，及时导致容器内压力大幅度急速下降，因而事故危害性较小。

气体具有可压缩性，因此气压试验比液压试验危险，一旦发生破坏事故，不但要释放积聚的能量，还会以最快的速度释放在升压过程中被压缩的体积，其破坏力极大，相当于爆炸时的冲击波。因此，GB150要求气压试验应有安全措施[1][2][3]，该安全措施需经试验单位技术负责人批准[1]，并经本单位安全部门检查监督[1][2][3]。

1.5 选用气压或气液组合试验情况[1][2]

1.5.1 对于直径大、压力低且充装气态介质的容器，充满液体介质后，会因自重和液体重量导致容器本身或基础破坏；

1.5.2 因结构原因，液压试验后难以将残存液体吹干排尽，而使用时容器内不允许残存任何液体时（氯气冷却器壳程介质为氯气，如进行水压试验时，壳程水很难排净，而氯气溶于水生成盐酸，对设备腐蚀严重），可采用气压试验进行压力试验。

1.5.3 为了保证试验的安全，气压或气液组合试验前压力容器在焊接及无损检测方面的要求应符合GB150《压力容器》的要求，即A、B类焊接接头应进行100%射线或超声检测。

1.6 选用泄漏试验情况[1][2][3][4]

介质毒性程度为极度、高度危害或者不允许有微量泄漏（一旦发生微量泄漏，将严重危及人的生命安全，造成环境污染，或因生产工艺条件、介质价格昂贵等原因，设计要求不允许有微量泄漏）的容器，应在耐压试验合格后进行泄漏试验。

2 试验压力值的确定[1][2][3]

2.1 内压容器耐压试验压力值规定

液压试验：PT=1.25P[σ]/[σ]t

气压或气液组合试验：PT=1.1P[σ]/[σ]t

注1：容器铭牌上规定有最高允许工作压力时，公式中应以最高允许工作压力代替设计压力P；

注2：容器各主要受压元件，如圆筒、封头、接管、设备法兰及其紧固件等所用材料不同时，应取各元件材料的[σ]/[σ]t比值中最小者；

注3：t[σ]t不应低于材料受抗拉强度和屈服强度控制的许用应力最小值。

为调整在高温下设计的容器在常温下试验时也能达到1.2 5 P，所以考虑到温度补偿PT=1.25P[σ]/[σ]t，以提高其试验压力值，即设计该元件厚度时所采用的许用应力。

2.2 外压容器耐压试验压力值规定

液压试验：PT=1.25P

气压或气液组合试验：PT=1.1P

注：P-设计压力；[σ]-容器元件材料在耐压试验温度下的许用应力；[σ]t-容器元件材料在设计温度下的许用应力。

2.3 泄漏试验压力值规定

由于氨气有毒，现已很少使用。卤素检漏试验在实践中也使用较少，下面仅介绍气密性试验及氦检漏试验压力值的规定。

2.3.1 气密性试验压力值规定：PT=1.0P

2.3.2 氦检漏试验压力值规定

氦检漏试验时，容器内的真空度要求、氦气的浓度、试验压力及试验操作程序要求按GB/T 15823-2009《无损检测 氦泄漏检测方法》的有关规定。

2.4 试验压力最小值的确定

2.4.1 对于立式容器采用卧置进行液压试验时，试验压力应计入立置试验时的液柱静压力。

2.4.2 工作条件下内装介质的液柱静压力大于液压试验液柱静压力时，应适当考虑相应增加试验压力。

3 耐压试验的免除

有的容器无法按标准规定进行耐压试验，如现场组装的特大型低压储罐，由于刚性及承重原因无法进行液压试验，现场也不具备进行气压试验的条件，GB150对这类容器规定，设计单位应提出确保容器安全运行的措施，并在图样上注明。这一要求包含两方面含义：

（1）只有设计单位才有权决定是否无法进行耐压试验。

（2）设计单位应提出安全措施并对措施的正确、完善及有效性负责。

4 结束语

根据实际情况合理选择压力试验方法，在试验压力计算时注意P值及[σ]/[σ]t的比值计算，充分考虑试验压力温度补偿的问题，使压力试验时各受压元件均达到超应力水平的考验，充分考虑液柱静压力对与耐压试验的影响，以保证压力容器在操作时安全运行的目的。