辨析丨耐压试验的三点讨论

最近上班偶尔摸鱼，所以有点高产，但这些学习笔记都是一个字一个字敲出来的，比较花精力和时间，往后正常的话，力争每周至少更新两次。

另，这个公从号的初衷是分享自己不成熟的笔记，因为知识点如果不总结一下写下来，过后容易忘，还得重头找资料，重新梳理。

一. “超压”考验，还是“超应力”考验？

关于耐压试验的目的，此前我们已经讨论过，见《液压试验能消除残余应力？钝化裂纹？》。但还有几个常被提及的问题，可以再研究一下。

对于圆筒在内压p作用下的应力、耐压试验压力下的应力，文献[1]是这么认为的：

个人认为这种看法是有问题的，上图中划红线的δ如果称之为“计算厚度”更为恰当，见GB/T150.1的术语和定义。

事实上，在内压p作用下圆筒中的应力（计算应力），应由“有效厚度”计算得到的，如GB/T150.3中的下面两个式子，即有效厚度承载，而不是计算厚度承受压力。

文献[1]并据此认为，液压试验是要对设备各元件进行至少超25%的设计应力水平考验。这种观点也是有问题的，因为在容器制成后的水压试验中，实际承载的是设备的“名义厚度”，而“名义厚度=有效厚度+腐蚀裕量+负偏差”。

此时，在“1.25pX修正系数”试验压力下，圆筒中实际的应力是很有可能达不到1.25倍的“计算应力”的。

另外，需要指出的是按GB150-98式3-7及GB/T150-2011标准释义P47页的要求，水压试验的应力校核中，应取元件的有效厚度。

综上，文献[1]将“计算厚度”当作”有效厚度”，确定筒体在内压p及试验压力作用下的“计算应力”，并据此认为耐压试验是要进行125%超应力水平考验，这种观点恐怕是不妥的。所以，将液压试验视为对设备整体进行125%“超压”（设计压力的“压”）考验，应该是更为妥当的。

如果将液压试验视为”超压”而不是”超应力”考验，就不会有文献[2]这种看法了，而这种提法在其他文献中是不曾见过的。

二. 确定试验压力时，计入紧固件的问题

ASME VIII-1在确定耐压试验压力的时候是不考虑紧固件的，但GB150-98、GB/T150-2011是包括设备法兰或人手孔法兰紧固件的，而09版固容规是不考虑的，但TSG 21-2016又改为和GB/T150一致。

GB/T150-2011的问题解答是这么说的：

而09版固容规的释义是这么说的：

对于TSG 21-2016的转变，条文说明这么解释：

对于考虑不考虑紧固件这个问题，是存在争议的（如文献[1]），正反双方都有道理，如果深究容易糊涂，还是按现行固容规和GB/T150的作法吧，如果以后考试被问起，按上面的说法回答就行了。

三. 立式容器卧置试验校核不合格时的应对方法

关于立式容器的卧置试验，我们之前了讨论过，见《液压试验中的液柱静压》。

立式容器的卧置试验是要加上立置试验时的液柱静压的，以保证不会降低试验时的应力水平。但这就有可能导致立式容器顶部等液压试验应力校核不合格，而此时如果通过增加壁厚来满足液压试验显然是本末倒置了，所以通常有三种做法（见于文献[3]）：

第一，适当降低试验压力进行卧式液压试验, 但该试验压力不得低于立式液压试验时的试验压力值。

第三，采用气压或气液试验，代替液压试验。但此时应注意GB/T150等对气压试验的专门要求，如需要进行100%探伤等。

还有，就是不进行卧式液压试验, 而采用立式液压试验, 模拟真实的操作工况。

另

网上流传的一份编号为“Q&A-2000-011”容标委的“关于塔器液压试验的问题”的答复，就是针对这个问题的，答案和上面的差不多，如下：

问 题 解 答

关于“广重压力容器公司有关塔器做液压试验”问题回复的函

广重压力容器公司：

你单位2000 年7 月5 日发送的“有关塔器做液压试验”问题的传真收悉，就所提具体问题，提出回复意见如下：

塔式容器的特点是高度与直径之比较大的直立容器。按照压力容器的制造要求，在容器制造完毕后，应进行液压试验，以检验其制造质量。对塔式容器而言，一般制造单位并不具备将其直立后进行液压试验的条件，只有采用卧置试验来代替立置试验，因此，卧置试验的试验压力中应包含直立充满液体时的液柱静压力。对此， 92 版标准中的注③已经做了说明， 即试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力。在液压试验前，应进行应力校核，应力校核时应考虑液柱静压力。

卧置试验作为一种替代性试验，它的局限性在于：当考虑液柱静压力时，塔器顶部承受的压力大于立置试验时所承受的压力，因而可能导致原设计壁厚不足；当不考虑液柱静压力时，塔器底部没有承受到立置试验时所承受的压力，则达不到预期的效果。但此问题不能靠增加壁厚来解决。事实上，水压试验主要解决的不是容器壁的强度问题，该问题在设计时已经解决，水压试验解决的主要是整体制造问题，如焊缝强度及其是否存在漏检的重大缺陷等。因此，在卧置试验时，应首先对塔器特别是顶部按考虑液柱静压力进行应力校核，如果合格即可进行卧置液压试验；如果不合格，则可适当降低试验压力，再进行卧置液压试验，但该试验压力不得低于立置液压试验时的试验压力值。

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参考文献：

[1] 丁伯民. 对GB 150《压力容器》有关内容的商榷——试验压力值的确定及相关问题. 化工设备与管道, 2013, 50(1).

[2] 朱祖愚. 腐蚀裕量对试验压力的影响. 石油化工设备, 1986, 15(12).

[3] 王洪波, 宋洪艳, 江涛. 直立容器耐压试验方法探讨. 石油化工设备, 2005, 34(2).