1、1壓力容器設計壓力容器設計Design of Pressure Vessels2一、試驗目的一、試驗目的目的：目的：1 1、檢驗設備在超過設計（工作）壓力條件下，、檢驗設備在超過設計（工作）壓力條件下，設備密封結構的嚴密性。設備密封結構的嚴密性。2 2、檢驗設備在超過設計條件下，焊縫是否致、檢驗設備在超過設計條件下，焊縫是否致密不漏。密不漏。3 3、檢驗設備在超過設計條件下，設備的整體、檢驗設備在超過設計條件下，設備的整體強度。強度。內容：內容：液壓試驗液壓試驗氣壓試驗氣壓試驗耐壓試驗耐壓試驗氣密性試驗氣密性試驗壓力試驗壓力試驗氣液組合試驗氣液組合試驗3以內壓試驗進行以內壓試驗進行“試漏試漏”

2、。（1 1）耐壓試驗：）耐壓試驗：在在下進行的液壓（或氣壓）試驗下進行的液壓（或氣壓）試驗壓容器試驗目的：壓容器試驗目的：在超設計壓力下，考在超設計壓力下，考核缺陷是否會發生快核缺陷是否會發生快速擴展造成破壞或開速擴展造成破壞或開裂造成滲漏，檢驗密裂造成滲漏，檢驗密封結構的密封性能。封結構的密封性能。 壓容器試驗目的：壓容器試驗目的：檢查是否存在穿透性檢查是否存在穿透性缺陷。缺陷。做法：做法：原因：原因：外壓下，容器中的缺陷受壓應力的作用，不外壓下，容器中的缺陷受壓應力的作用，不可能發生開裂，且外壓臨界失穩壓力主要與可能發生開裂，且外壓臨界失穩壓力主要與容器的幾何尺寸、制造精度有關，跟缺陷無容

3、器的幾何尺寸、制造精度有關，跟缺陷無關。關。4對密封性要求高的容器在強度合格后進對密封性要求高的容器在強度合格后進行的泄漏檢查。在等于或低于設計壓力行的泄漏檢查。在等于或低于設計壓力下進行的氣壓試驗。下進行的氣壓試驗。（2 2）氣密性試驗：）氣密性試驗：5二、試驗壓力及應力校核二、試驗壓力及應力校核 液壓試驗液壓試驗用液體（水）。水的壓用液體（水）。水的壓縮系數比氣體要小得多，經濟實用?？s系數比氣體要小得多，經濟實用。氣壓試驗氣壓試驗用氣體。因結構或支承用氣體。因結構或支承等原因，不能向容器內充灌水或其它等原因，不能向容器內充灌水或其它液體，或運行條件不允許殘留液體時液體，或運行條件不允許殘留

4、液體時才用氣壓試驗。才用氣壓試驗。 耐壓試驗耐壓試驗氣液組合試驗氣液組合試驗用液體、氣體。因用液體、氣體。因承重等原因無法注滿液體的壓力容器，承重等原因無法注滿液體的壓力容器，可根據承重能力先注入部分液體，然可根據承重能力先注入部分液體，然后注入氣體，進行氣液組合壓力試壓。后注入氣體，進行氣液組合壓力試壓。 671 1液壓試驗液壓試驗 溫度：溫度：考慮韌脆轉變溫度。考慮韌脆轉變溫度。5：碳素鋼、：碳素鋼、Q345R和正火和正火15MnVR;15：其它低合金鋼制容器：其它低合金鋼制容器; 如果由于板厚等因素造成材料無延性轉變溫度升如果由于板厚等因素造成材料無延性轉變溫度升 高，則需相應提高試驗液

5、體溫度。高，則需相應提高試驗液體溫度。 規定試驗時的介質溫度是為了防止因試驗溫度過低規定試驗時的介質溫度是為了防止因試驗溫度過低而造成壓力容器在試驗過程中發生低應力脆性破壞而造成壓力容器在試驗過程中發生低應力脆性破壞 。 另一方面，試驗時還必須注意其溫度不能超過試驗另一方面，試驗時還必須注意其溫度不能超過試驗介質的沸點而使介質產生氣化。介質的沸點而使介質產生氣化。8水質：水質：奧氏體不銹鋼，氯離子含量控制在奧氏體不銹鋼，氯離子含量控制在25mg/L以以內，并在試驗后立即將水漬清除干凈。（氯內，并在試驗后立即將水漬清除干凈。（氯離子能破壞其表面鈍化膜）離子能破壞其表面鈍化膜）注意：注意：a）對于

6、立式容器采用臥置進行液壓試驗時，試驗壓）對于立式容器采用臥置進行液壓試驗時，試驗壓力應計入立置試驗時的液柱靜壓力；力應計入立置試驗時的液柱靜壓力；b）工作條件下內裝介質的液柱靜壓力大于液壓試驗）工作條件下內裝介質的液柱靜壓力大于液壓試驗的液柱靜壓力時，應適當考慮相應增加試驗壓力。的液柱靜壓力時，應適當考慮相應增加試驗壓力。9（1 1）內壓容器）內壓容器試驗壓力：試驗壓力：PT T耐壓試驗壓力，耐壓試驗壓力，MpaMpa；P -設計壓力，設計壓力，MpaMpa；耐壓試驗壓力系數，按表耐壓試驗壓力系數，按表4-14-1選用；選用；-容器元件材料在耐壓試驗溫度下的許用應力，容器元件材料在耐壓試驗溫度

7、下的許用應力，MpaMpa；t t-容器元件材料在設計溫度下的許用應力，容器元件材料在設計溫度下的許用應力，MpaMpa。 tTpP壓力容器材料壓力容器材料（液壓試驗）壓力系數（液壓試驗）壓力系數固定式壓力容器安全技術監察規程TSG R004-2009移動式壓力容器安全技術監察規程TSG R005-2011鋼和有色金屬1.251.30鑄鐵2.00（4-87）10說明：說明：1)1)容器銘牌上規定有最高允許工作壓力時，容器銘牌上規定有最高允許工作壓力時，公式中應以最高允許工作壓力代替設計壓公式中應以最高允許工作壓力代替設計壓力力p p；2)2)容器各主要受壓元件，如圓筒、封頭、容器各主要受壓元件

8、，如圓筒、封頭、接管、設備法蘭（或人手孔法蘭）及其緊接管、設備法蘭（或人手孔法蘭）及其緊固件等所用材料不同時，應取各元件材料固件等所用材料不同時，應取各元件材料許用應力比許用應力比/t t的最小值；的最小值；3 3）t t不應低于材料受抗拉強度和屈服不應低于材料受抗拉強度和屈服強度控制的許用應力最小值。強度控制的許用應力最小值。11無須考慮溫度修正，因為以內壓代替外壓進行試驗，無須考慮溫度修正，因為以內壓代替外壓進行試驗，已將工作時趨于閉合狀態的器壁和焊縫中缺陷改以已將工作時趨于閉合狀態的器壁和焊縫中缺陷改以“張張開開”狀態接受檢驗。狀態接受檢驗。（2）外壓容器和真空容器）外壓容器和真空容器試

9、驗壓力：試驗壓力：（4-88）（3）夾套容器）夾套容器夾套容器是由內筒和夾套組成的多腔壓力容器，各腔的夾套容器是由內筒和夾套組成的多腔壓力容器，各腔的設計壓力通常是不同的，應在圖樣上分別注明內筒和夾設計壓力通常是不同的，應在圖樣上分別注明內筒和夾套的試驗壓力值。套的試驗壓力值。內筒為內筒為容器：按式（容器：按式（4-88）確定試驗壓力；）確定試驗壓力；內筒為內筒為容器：按式（容器：按式（4-87）確定試驗壓力。）確定試驗壓力。pPT25.112在確定了夾套試驗壓力后，還必須校核內筒在該試驗在確定了夾套試驗壓力后，還必須校核內筒在該試驗壓力下的穩定性。壓力下的穩定性。如不能滿足外壓穩定性要求，則

10、在作夾套的液壓試驗如不能滿足外壓穩定性要求，則在作夾套的液壓試驗時，必須同時在內筒保持一定的壓力，時，必須同時在內筒保持一定的壓力，以確保夾套試壓以確保夾套試壓時內筒的穩定性。時內筒的穩定性。夾套：夾套：按內壓容器確定試驗壓力。按內壓容器確定試驗壓力。注意：注意：13管路系統：管路系統：按按移動式壓力容器安全技術監察規程移動式壓力容器安全技術監察規程（TSG R0005-2011）第）第1號修改單要求：號修改單要求：3.11.8“管路焊接完畢后應當按照本規程的要求進行無損管路焊接完畢后應當按照本規程的要求進行無損檢測，合格后檢測，合格后以以1.5倍罐體設計壓力或者倍罐體設計壓力或者1.67倍氣

11、瓶公稱工倍氣瓶公稱工作壓力作壓力進行耐壓試驗，并且以罐體設計壓力或者氣瓶公稱進行耐壓試驗，并且以罐體設計壓力或者氣瓶公稱工作壓力進行氣密性試驗。工作壓力進行氣密性試驗?！毙薷臑樾薷臑椤肮苈泛附油戤吅髴苈泛附油戤吅髴敯凑毡疽幊痰囊筮M行無損檢測，合格后當按照本規程的要求進行無損檢測，合格后以罐體或者氣以罐體或者氣瓶耐壓試驗壓力瓶耐壓試驗壓力進行耐壓試驗，并且以罐體設計壓力或者進行耐壓試驗，并且以罐體設計壓力或者氣瓶公稱工作壓力進行氣密性試驗。氣瓶公稱工作壓力進行氣密性試驗?！?4為使液壓試驗時容器材料處于彈性狀態，在壓力試驗前必為使液壓試驗時容器材料處于彈性狀態，在壓力試驗前必須按式（須按式

12、（4-89）校核試驗時筒體的薄膜應力）校核試驗時筒體的薄膜應力T。（4）液壓試驗應力校核：液壓試驗應力校核：（4-89）eLeeiTTRDP9.02ReL殼體材料在試驗溫度下的屈服強度（或殼體材料在試驗溫度下的屈服強度（或0.2%0.2%非比例延非比例延伸強度），伸強度），MpaMpa；15氣壓試驗較液壓試驗危險，故試驗壓力比液壓試驗氣壓試驗較液壓試驗危險，故試驗壓力比液壓試驗低，容器上的對接接頭應進行低，容器上的對接接頭應進行100%100%射線或超聲檢測，射線或超聲檢測，試驗壓力、溫度、升壓程序等規定均不同于液壓試試驗壓力、溫度、升壓程序等規定均不同于液壓試驗，現場安全措施也更多。驗，現場

13、安全措施也更多。2氣壓試驗氣壓試驗 氣壓試驗所用氣體應為干燥、潔凈的空氣、氮氣或氣壓試驗所用氣體應為干燥、潔凈的空氣、氮氣或其它惰性氣體。對介質具有易燃特性的在用壓力容其它惰性氣體。對介質具有易燃特性的在用壓力容器，必須進行徹底的清洗和置換，否則嚴禁用空氣器，必須進行徹底的清洗和置換，否則嚴禁用空氣作為試驗介質。作為試驗介質。氣體溫度：氣體溫度：15注意：注意：16 tTpP壓力容器材料壓力容器材料（氣壓試驗）壓力系數（氣壓試驗）壓力系數固定式壓力容器安全技術監察規程TSG R004-2009移動式壓力容器安全技術監察規程TSG R005-2011鋼和有色金屬1.101.15試試驗驗壓壓力力式

14、中式中/t的取值要求同液壓試驗。的取值要求同液壓試驗。1.1TPp17為使氣壓試驗時容器材料處于彈性狀態，在壓力試驗前必為使氣壓試驗時容器材料處于彈性狀態，在壓力試驗前必須按式（須按式（4-90）校核試驗時筒體的薄膜應力）校核試驗時筒體的薄膜應力T。（3）氣壓試驗應力校核：氣壓試驗應力校核：（4-90）eLeeiTTRDP8.02ReL殼體材料在試驗溫度下的屈服強度（或殼體材料在試驗溫度下的屈服強度（或0.2%0.2%非比例延非比例延伸強度），伸強度），MpaMpa；18（1 1）由于結構或支承原因，不能保證壓力容器安全承受液體荷重；）由于結構或支承原因，不能保證壓力容器安全承受液體荷重； 如

15、：大型球罐、水泥基礎、支柱等有困難時的場合。如：大型球罐、水泥基礎、支柱等有困難時的場合。（2 2）結構復雜，水壓試驗不足以充分檢驗各個部位的試壓要求；）結構復雜，水壓試驗不足以充分檢驗各個部位的試壓要求；（3 3）運行條件不允許殘留試驗液體的壓力容器；）運行條件不允許殘留試驗液體的壓力容器； 如：低溫條件下運行且結構不能保證排盡試驗液體的系統就不能用如：低溫條件下運行且結構不能保證排盡試驗液體的系統就不能用 水試壓，因為殘留水會結冰導致系統堵塞，同樣的情況在高溫水試壓，因為殘留水會結冰導致系統堵塞，同樣的情況在高溫 導熱油系統中也不允許，因為系統殘留水會導致運行中壓力不導熱油系統中也不允許，

16、因為系統殘留水會導致運行中壓力不 正常升高。正常升高。（4 4）其他難以克服的困難。如：供水困難等。）其他難以克服的困難。如：供水困難等。193. 3. 氣密性試驗氣密性試驗規定：規定：介質為易燃或毒性程度為極度、高度危介質為易燃或毒性程度為極度、高度危害或設計上不允許有微量泄漏（如真空害或設計上不允許有微量泄漏（如真空度要求較高時）的壓力容器，必須進行度要求較高時）的壓力容器，必須進行氣密性試驗。氣密性試驗。20氣密性試驗壓力：氣密性試驗壓力：大小視容器上是否配置安全泄放裝置而定。大小視容器上是否配置安全泄放裝置而定。若容器上沒有安全泄放裝置，其氣密性試驗壓力值若容器上沒有安全泄放裝置，其氣

17、密性試驗壓力值一般取設計壓力的一般取設計壓力的1.0倍；倍；但若容器上設置了安全泄放裝置，為保證安全泄放但若容器上設置了安全泄放裝置，為保證安全泄放裝置的正常工作，其氣密性試驗壓力值應低于安全裝置的正常工作，其氣密性試驗壓力值應低于安全閥的開啟壓力或爆破片的設計爆破壓力，建議取容閥的開啟壓力或爆破片的設計爆破壓力，建議取容器最高工作壓力的器最高工作壓力的1.0倍。倍。注意：注意：氣密性試驗的危險性大，應在液壓試驗合格后進氣密性試驗的危險性大，應在液壓試驗合格后進 行。在進行氣密性試驗前，應將容器上的安全附行。在進行氣密性試驗前，應將容器上的安全附 件裝配齊全。件裝配齊全。211 1、介質溫度：

18、、介質溫度：水壓試驗的水溫不能超過其沸點，水水壓試驗的水溫不能超過其沸點，水溫也不宜過低，當容器溫度降至材料的脆性轉變點會使溫也不宜過低，當容器溫度降至材料的脆性轉變點會使器壁鋼材在應力強度很低遠未達到屈服點時就破裂。因器壁鋼材在應力強度很低遠未達到屈服點時就破裂。因而規定對碳素鋼和而規定對碳素鋼和Q345R鋼制容器作水壓試驗時，水溫鋼制容器作水壓試驗時，水溫不低于不低于22231 1、液壓試驗：、液壓試驗：充滿液體，當壓力容器器壁金屬溫度與液體溫度接近充滿液體，當壓力容器器壁金屬溫度與液體溫度接近時才緩慢升壓至設計壓力，確認無泄漏后繼續升壓到時才緩慢升壓至設計壓力，確認無泄漏后繼續升壓到規定的試驗壓力，保壓足夠時間（保壓時間一般不少規定的試驗壓力，保壓足夠時間（保壓時間一般不少于于3030分鐘），在此期間，不應有局部膨脹延伸或泄露分鐘），在此期間，不應有局部膨脹延伸或泄露等異常現象。然后降至設計壓力，保壓足夠時間進行等異常現象。然后降至設計壓力，保壓足夠時間進行檢驗（保壓期間不得采用連續加壓來維持試驗