锅炉水压试验常识

锅炉水压试验一、水压试验种类及其目的锅炉水压试验分为两种： 一种是在制造厂进行的水压试验， 一种是在用户处进行的水压试验。 水压试验时产生的薄膜应力不得超过受压元件材料在试验温度下屈服点的 90％，且应尽量减少超压水压试验的次数，以免引起金属材料的损伤。对于在用户处进行的水压试验，除安装验收和定期检验外，当锅炉具有下列情况之一时，也需进行水压试验：（1）锅炉新装、迁移或改造后。（2）停运一年以上，需要恢复运行前。（3）锅炉受压元件经重大修理或更换后：过热器管或省煤器管全部拆换时；水冷壁管或主炉管拆换一半以上时；汽包（或锅壳）或联箱经挖补修理后；除受热面管子外，锅炉受压部件经过焊接或较大面积堆焊后；更换汽包、联箱后。4）锅炉严重超压达 1.25倍工作压力及以上时。5）锅炉严重缺水后，受热面大面积变形时。6）一般每六年进行一次超压试验，特殊情况下经上级同意，可适当延长或缩短间隔时间，并结合大修进行。（7）根据锅炉设备的运行情况，对受压部件有怀疑时，也可进行水压试验。水压试验前应对锅炉进行内部检查，必要时还应进行强度核算。这里着重介绍一下新安装锅炉的超水压试验。 当锅炉受热面系统安装好后，进行安装验收时，要进行一次整体的水压试验。所谓锅炉超水压试验是指以水为介质， 以高于锅炉工作的压力对锅炉各承压部件进行的超压试验， 其目的是检验锅炉受压部件的严密性和耐压强度。水是一种液体，具有液体的各种特性，其可压缩性很小，受到压力作用时，便以大小相等的压力向各方面传递，均匀地作用到各受压元件的各个部位。如果承压部件的某个部位有细小孔隙时，水就会发生渗漏，某承压部件强度不够时，就会变形和损坏。根据水压试验时检查出来部件缺陷的位置及缺陷的性质， 可以采取相应措施进行处理，以消除运行中的隐患。当然，由于水压试验是在冷态下进行时，不能安全检查出锅炉在热态工作时可能存在和出现的问题，因此对于锅炉不允许以试验压力来确定锅炉的实际工作压力。由于锅炉是在制造厂内制成零部件， 然后在现场组对安装成总体的，即使是整装锅炉经过长距离的搬运、装卸、起吊安装，也难以避免碰撞和损伤， 因此在安装完毕后有必要进行一次水压试验。 实践证明，通过水压试验能够发现一些锅炉的缺陷， 及时采取相应措施后能保证锅炉运行的安全。因此水压试验是保证锅炉安全运行的一个重要步骤和手段。我们说水压试验是锅炉检验的重要手段之一。其目的是在于鉴别锅炉受压元件的严密性和耐压强度。严密性：主要是试验锅炉受压元件的焊缝、法兰接头及管子胀口等处是否严密而无渗漏。焊缝在水压试验时，如果发现渗漏，说明焊缝有穿透性的缺陷。因此，必须把焊缝缺陷处铲除干净后再重焊，不允许仅在其表面上进行堆焊修补。胀口处在水压试验时发现渗漏，应分析原因，找出正确的处理方法。如果一个胀口经过一、两次补胀后，仍有漏水现象，就应将管子取下，检查管端是否有裂纹、轴向刻痕或其它情况，然后换管重胀。耐压强度：只要锅炉结构合理，使用元件钢材符合技术要求，额定工作压力是根据规定进行核算确定的，试验压力是根据规定进行的，一般在水压试验时，不会出现强度上的问题。因为水压试验压力下的应力比钢材的屈服强度低得多。因此，水压试验后，用肉眼观察，受压元件不应有残余变形，即所谓耐压强度。特别应该指出的是，有些单位由于不了解水压试验的目的，而用水压试验来确定锅炉的工作压力，错误地认为锅炉只要进行了水压试验，就可以按试验压力打个折扣确定最高工作压力这种作法是非常错误也十分危险。因为锅炉的水压试验是在常温下进行的，而锅炉运行是在高温条件下，由于温差的变化，受压元件的强度将发生很大差异，极易导致受压元件的损坏或破裂，甚至酿成人身伤亡事故。这种事例是很多的。 据大量的锅炉爆炸事故调查中发现， 许多单位自制的结构不合理的锅炉， 在使用前大都进行了水压试验， 而且绝大部分没有发现损坏，但在运行后很多发生了爆炸事故。 所以绝对不允许以水压试验来确定锅炉的最高工作压力。锅炉水压试验的压力按 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》 所规定的试验压力进行。 热水锅炉本体的水压试验压力与蒸汽锅炉本体的试验压力相同。水压试验的范围锅炉本体：包括省煤器、水冷壁、汽包及过热蒸汽系统，自给水泵出口至汽轮机主汽门前。锅炉本体部分的管道附件， 及由锅炉本体汽水管道引出的放空气、加药、排污、减温水、反冲洗、取样等管道与相关的阀门，各疏水门水压试验到二次门。汽包水位计参加工作压力水压试验。安全阀不参加水压试验。以防止失灵损坏。水压试验前的检查与准备新装锅炉的水压试验应在锅炉本体及管路系统全部组装完毕， 一切受压元件的焊接和热处理工作全部结束， 无损探伤及有关检查项目合格，并且受压元件上点焊各种部件 （勾钉、耳板等）都完成后进行。它是检验设备缺陷和施工质量的重要工序。 为了保证水压试验的顺利进行，试验前应对有关事项进行全面检查和准备。主要内容如下：承压部件的安装工作应全部完成。 试验范围内受热面及锅炉本体管路的管道支吊架安装牢固，临时上水，升压、放水、放水管路应安装完毕， 放水管应从锅炉存水最低处下集箱排污口接出， 过热器如有疏水装置也应装好排水管路， 锅炉顶部应有放气阀即空气门， 如锅内有空气，则上满水较困难，满水后水压试验时容易升压过快。放气管应从锅炉最高点接出并列向排水点。 检查与锅炉水压试验范围有关的汽水系统，确认全部安装检修工作结束，工作票已终结。管道及汽包上全部阀门应按规定装齐， 垫好垫片， 拧紧螺拴。除排气阀外，各阀门处于关闭状态。在试验前应有暂时隔开措施，对于弹簧安全阀不允许用压紧弹簧的方法来压死安全阀。 同时要注意在隔开安全阀时不得将阀杆压歪。 对于暂时不装仪表的法兰口及与其他系统的连接出口也要临时隔开、封闭。除弹簧式安全阀外，所有附件都应装上。 弹簧式安全阀要拆除或者加盲板， 目的是防止水压试验时压力较高，使弹簧失效。安全阀采取防起座措施。组合及安装水冷壁及汽包用的一切临时加固支撑、 支架全部割除，并清理干净，保证试压时汽包与各受热面及管道的自由伸缩。以免锅炉上水时，因温度升高，不能自由膨胀而产生拘束应力。由生技部门决定主蒸汽管道充水后是否需要对架空管道增加支撑。锅炉内部锈污应彻底清理干净。 检查汽包、 集箱内有无安装时用的工具和其他杂物，检查通完球的管子是否有堵塞，待将汽包、集箱、管子清理干净后，再将人孔、手孔关严。清理现场和平台，将与水压试验无关的所有物品搬离。 集箱内焊渣及锈污也要从手孔中清扫出来，确认锅炉内部干净后按要求封闭人孔及手孔。图纸规定的所有热胀部位应检查一遍，并记录其间隙尺寸。对容易互相影响热胀位移的地方，应采取措施。汽包、管道等的热胀指示器应装齐装好，并核对好方向，调整好“零点”。清除焊缝、 胀口附近一切污物及铁锈。 受热面管子及本体管道的焊口在试压合格前不准刷防锈漆。在胀口及焊口处搭设脚手架，以便试压时进行检查。所有合金钢部件的光谱复查工作要全部完成。准备好水源及试压泵。 试压至少装两只经校验合格的压力表，压力表精确度不低于 1.5级（允许误差为量程最大值减去最小值乘以精确度等级即允许误差=量程之差X精度等级），一只装在汽包上，一只装在试验泵的出口处， 以便相互对照升压。 试验压力以汽包或过热器出口联箱处的压力表读数为准。联系热工投入汽包、 过热器、再热器、给水压力表及各减温、给水流量表，电接点水位表。操作画面上汽包压力、汽包壁温、汽包水位、给水系统温度、压力、流量等表计均已投入且指示正确。锅炉水压试验的水温应高于周围空气的露点温度， 以防止汽包、集箱表面结露，影响对渗漏的检查。水压试验水温按制造厂规定的数字控制，一般水温以30〜70c为宜。水温过低，易发生出汗现象；水温过高，渗漏的水就会蒸发。对于合金钢受压元件的水压试验， 水温应高于所有钢种的脆性转变温度。（脆性转变温度是指在不同的温度下对金属材料进行冲击试验，脆性断口占试验断口50%时的温度，用FATT表示。）对于奥氏体受压元件的水压试验，除盐水氯离子浓度应低于0.2mg/L。水压试验结束后，应及时把水放净。凡是与其他系统连接的管道，一时无法接通的，应加堵板作为临时封闭措施。同时，关闭所有的排污阀和疏、放水阀。打开汽包及过热器系统上的所有空气门和对空排汽阀门，以便排出锅内空气。强制过热器向空排汽一、二次门“自动”开启条件。过热器向空排汽一、二次门送电，开关灵活。锅炉事故放水一、二次门送电，开关灵活；放水管畅通。定排各分门、总门、连排调节电动门达到投用条件。主给水、旁路给水各电动门送电，开关灵活。关闭过热器、再热器减温水调节门前后截门。过热器、再热器减温水电动调节门、减温水电动总门送电，开关灵活；否则，手动开启过热器、再热器减温水电动调节门、电动总门。锅炉水压试验一般应在周围环境汽温高于 +5℃时进行，汽温低于 +5℃时应有防冻措施。 可采用安装临时暖气或生火炉方法进行采暖，否则在水压试验完毕后，积水放不尽时会有冻坏锅炉、阀门及管道的危险。准备好照明设备，一般采用手电筒或行灯照明用具。行灯电压应为12〜24V,以保证操作安全。对于干燥并有妥善的安全措施处，照明电压可不高于 36V。配备好试压人员，每个人要熟悉试压的方法及规程，明确分工检查范围，准备好必需的检修工具和试压记录表格。水压试验所需通讯工具齐备。若有些阀门、管道不参加水压试验，有关方面应提前向总指挥提出。应至少提前 8个小时，汇报值长，要求汽机、化学做好锅炉水压试验准备工作， 并将疏水箱、 除氧器储备足够合格的锅炉用水。整理并准备好前一阶段锅炉安装的施工记录、焊接、热处理、光谱复查等记录，便于安全监察部门进行监督检查及验收。以上准备工作都完成后，可以进行上水试压的工作。锅炉上水锅炉上水水质要合乎标准要求。 锅炉对水质的要求随着锅炉额定压力的提高而提高。 给水品质还随电厂的性质而有差别。 凝汽式发电厂比热电厂要求高， 单段蒸发比分段蒸发要求高， 直流锅炉比汽包锅炉要求高。对锅炉给水一般有如下要求：锅炉给水必须是经过化学处理的除盐水。锅炉给水的压力和温度必须要达到规定值。(3) 锅炉给水品质标准要求：硬度、溶解氧、PH值、含油量、含二氧化碳、含盐量、联氨量、含铜量、含铁量必须合格，水质澄清。锅炉上水前为什么要将除氧器水箱内的水加热到规定的温度呢？一方面是锅炉在冷状态下上水时， 上水温度要高于汽包材料的所规定的无塑性转变温度 33℃以上，若上水温度低于此温度，则可能发生设备的脆性破裂； 但上水温度太高又将增大设备的热应力， 因此，在冷状态下上水时，水温应控制在40〜70c(焦作电厂规定)的范围内。另一方面，锅炉在热状态下上水时，因为汽包壁很厚，内外壁温差也大，故热应力也很大。若此时向汽包上冷水，必须给汽包壁增加了一个附加热应力，使汽包损坏或缩短使用寿命。因此，一般要求上水的温度应与汽包壁金属温差不大于 40℃为宜。鉴于上述原因，锅炉上水前应根据锅炉所处的状态将除氧器水箱内的水加热到所要求的温度。何谓脆性转变温度， 发生低温脆性断裂事故的必要和充分条件是什么？脆性转变温度是指在不同的温度下对金属材料进行冲击试验，脆性断口占试验断口50%时的温度，用FATM示。含有缺陷的转子如果工作在脆性转变温度以下， 其冲击韧性显著下降， 就容易发生脆性破坏。 发生低温脆性断裂事故的必要和充分条件是： ①金属材料在低于脆性转变温度的条件下工作。②具有临界应力或临界裂纹，这是指材料已有一定尺寸的裂纹且应力很大。2、水压试验水温按制造厂规定的数字控制，一般水温以 40〜70℃为宜。进入汽包的水温与汽包壁温差最大不超过 40℃，控制汽包壁温任意两点温差》40Co进水温度与汽包壁温差不大时，可适当加快上水速度。上水应有专人操作，水位计、空气门应有专人监视。锅炉上水前、后应分别记录锅炉各部膨胀指示数值。由于考虑到上水温度与汽包壁温的差值影响。 根据汽包壁温情况，锅炉上水有两种方式。 一种是用给水泵通过给水管道向锅炉上水。另一种是用上水泵（疏水泵）通过锅炉底部水冷壁联箱向锅炉汽包上水。给水泵上水：上水前，关闭锅炉所有疏放水门及各排污门；开启对空排汽及所有试验范围汽水系统空气门。 联系启动给水泵， 待给水管道空气门冒水后， 关闭该空气门。 然后用旁路给水电动调节门（或者用水压试验给水调整门）控制上水速度。如果是调速给水泵，也可结合调节给水泵转速来控制上水速度。用疏水泵上水：疏水泵上水是用疏水泵通过锅炉底部排污管经水冷壁底部联箱向锅炉水冷壁上水最后上水到汽包的上水方式。 此种方式打开锅炉省煤器再循环门，使得锅炉省煤器和汽包一起进水。这种上水方式上水完毕后， 应及时投锅炉底部加热， 保证汽包壁温大于35℃，最好在 50~70℃为宜。锅炉上水时，对水温及上水时间的要求：锅炉冷态启动时，各部位的金属温度与环境温度一样。一般规定：冷炉上水时，进入汽包的水温不得高于 90℃。水位达到汽包正常水位-100mm处所需时间，中压锅炉夏季不少于1h,冬季不少于2h;高压以上锅炉，夏季不少于2h,冬季不少于4h。如果锅炉金属温度较低，而水温又较高时，应适当延长上水时间。未经完全冷却的自然循环锅炉，进入汽包的水温与汽包壁温的差值，不得大于40Cc当水温与锅炉金属温差的差值在20c（正值）以内时，上水速度可以不受上述限制，只需注意不要因上水引起管道水冲击即可。五、水压试验方法及合格标准水压试验的标准锅炉水压试验压力见表。试压过程中，必须严格按照表中执行表 锅炉水压试验压力名称试验压力（MPa锅炉本体（包括过热器）再热器1.25倍锅炉设计压力1.50倍再热器设计压力直流锅炉过热器出口设计压力的1.25倍，且不得小于省煤器设计压力的1.1倍水压试验的程序（1）锅炉上水期间，要经常检查空气门是否冒气，放水门是否未关严，进水管路是否有漏水地方，以便查明原因及时消除。（2）当锅炉最高点的空气门向外冒水时，说明水已经注满。待残存空气排尽后，关闭进水和排气门。在满水的情况下对锅炉进行全面检查，看有无异常和结露现象。实际中为了防止大量给水浪费掉，经常采用待集汽联箱两侧温度指示相同且接近给水温度时， 判断为锅炉上满水。3）水压试验起压前务必确认汽包壁温各点均大于 35℃，最好在50℃以上为宜；各承压部件金属温度高于 20℃；4）锅炉满水后检查无渗漏和结露现象时开始进行升压，升压速度一般不应大于0.3MPa/min。当压力升高到试验压力的10%时，停止升压，检查各部分严密性。5）水压试验中，加强对再热器冷段压力、温度的检查，防止再热器起压； 加强对汽轮机各部金属温度的检查， 防止因高中压主汽门、调门不严而进水。6）继续升压至工作压力时，应暂停升压进行进行全面检查，检查有无漏水或异常现象。正常时再升压进行超压水压试验。7）做超压试验时，开始升压前，记录各部膨胀指示器一次。开启汽包事故放水一道门和集汽联箱疏水一道门， 以防锅炉超压； 关闭所有水位表一次门，各热工仪表一次门（压力表除外），退出一次汽所有安全阀。（8）超压试验时，保持升压速度不超过0.1MPa/min,至超压试验压力。焊接锅炉应在试验压力下保持 5分钟。铆接锅炉则应保持20分钟。在上述时间内，试验压力不能下降；如果压力下降，要查明原因。如果试验压力可维持到规定的时间， 就将压力降到工作压力，在此工作压力下保持不变再进行一次全面详细的检查和记录， 并在渗漏或变形异常处做出标记。9）试压结束后应缓慢降压。停止给水泵，通过减温器疏水门或一次汽疏水门进行降压。降压速度一般为 0.20〜0.30MPa/min（不超过0.5MPa/min）。待压力接近零时，投入水位计，打开所有空气门、排汽阀和疏水门，用事故放水门放水至汽包正常水位，投入安全阀，通知汽机对蒸汽母管和一级旁路进行疏水。如要进行全炉放水，应打开锅炉底部排污所有阀门和省煤器疏放水、 给水管道疏放水门， 将炉水全部放尽以防锅炉内部锈蚀和结冰冻坏。过热器如无疏水门，其中积水可用压缩空气吹出。锅炉放水时排污阀应开至最大，以便冲除污物对锅炉进行清洗。超压试验结束， 降压后应再抄录锅炉各部膨胀指示器一次，以校对是否存在残余变形。汽水压试验联系汽机关闭一、二级旁路门、中压缸自动主汽门，开启高压缸排汽逆止门前疏水门；关闭二次汽疏水门，开启二次汽对空排汽。用二次汽喷水减温、 事故喷水和减温台二次汽上水旁路门进行上水。 再热器出口联箱两侧温度相同且发生变化时， 关闭二次汽对空排汽门、 事故喷水门和减温台二次汽上水旁路门， 联系汽机关闭给水泵出口门。 用二次汽喷水减温调整门控制升压速度不超过 0.3MPa/min,当压力升至25％时，暂停升压，进行全面检查，无问题后，继续升压。当压力升至工作压力时，停止升压，进行全面检查；做超压水压试验时，在开始升压前，退出所有安全阀，保持升压速度不超过0.1MPa/min,待压力升至试验压力时，停止升压，维持5min,降回压力至工作压力，并保持此压力进行全面检查，然后停给水泵运行，用减温台二次汽疏水门降压，降压速度不超过0.5MPa/min,并通知汽机疏水。当压力接近零时，开启二次汽所有空气门、对空排汽门和疏放水门进行放水。投入安全阀；水压试验过程中，运行操作人员应严密监视锅炉压力情况， 做好防止锅炉超压的各项预防措施。 试验升压期间不得变换操作人员，若发现超压，应立即停止上水，同时开启疏水门进行泄压。试验的合格标准水压试验符合下列要求时，即认为水压试验合格。1）受压元件金属和焊缝上没有水珠和水雾的泄漏痕迹。铆缝和胀口处，在降至工作压力后不滴水珠2）受压元件没有明显的残余变形。水压试验合格后及时填写记录表格，办理各方面检验人员的签证。压试验发现缺陷的处理在水压试验时发现焊缝、锅炉受压元件、人孔、手孔、法兰、阀门等的渗漏超过合格标准的，应进行处理，直至合格。对于渗漏的焊缝必须将有缺陷的部位铲除， 按焊接工艺评定试验要求编制返修方案进行重焊，不允许在表面堆焊修补。锅炉受压元件的泄漏大都发生在管子上， 对于存在裂纹等线状缺陷的管子应重新更换。试验应注意的事项水压试验过程中，为了确保试验效果，保证人身及设备的安全，必须注意以下几点：炉的超压试验应有总工程师或指定专人现场指挥，并有详细的技术措施。压试验最好安排在白天进行，以便观察清楚。压试验时注意监视不同位置压力表是否同步上升，避免由于只读一块表而该表失灵造成试验压力超过标准发生事故。 在水压试验进水时， 管理空气门和给水门的人员， 应坚守岗位。 升压过程中，应停止锅炉内外一切安装工作， 非试验人员一律离开现场， 严格执行操作命令监护制和设备状态挂牌制。试验压力不同的受热面的水压试验，将