摘要：在我國核電壓力容器產(chǎn)品中，涉及多種承壓部件焊縫強度的試驗研究。由于焊縫種類多、強度要求高，缺陷頻出，對承壓部件損壞極大。通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式、使用情況、現(xiàn)有技術(shù)水平等各方面的研究，本裝置采用水 / 氣泵及相關(guān)儀表連接裝置形成壓力試驗管路的形式，完成對壓力容器宏觀強度及焊縫的密封情況的試驗，以確保產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。
1 裝置用途
水、氣壓裝置是用于產(chǎn)品制造過程中進(jìn)行壓力試驗時連接儀表及水泵、氣泵等裝置，形成壓力試驗管路。
2 現(xiàn)場使用情況展示（如圖 1）
3 水、氣壓試驗要求
3.1 水壓試驗要求
產(chǎn)品進(jìn)行水壓試驗時，對裝置設(shè)計要求如下：
（1）密封性要求。水壓試驗管路及管路中所有連接位置均具備較高的密封性，在產(chǎn)品水壓過程中，不允許出現(xiàn)泄漏的情況。
（2）壓力表安裝要求。
水壓試驗時，在同一安裝位置至少需要兩塊壓力表且處于豎直狀態(tài)（0MPa 時指針平行地面）。與此同時，壓力表安裝位置必須高于產(chǎn)品#高點。
（3）排氣要求。
對于某些受結(jié)構(gòu)影響的產(chǎn)品，比如，產(chǎn)品進(jìn)水口低于產(chǎn)品自身#高點，且連接壓力表架的產(chǎn)品連接處低于產(chǎn)品自身#高點，此時，需在水壓試驗前增設(shè)排氣裝置，一端固定在產(chǎn)品#高點，另一端導(dǎo)入壓力表架管路中，以便將產(chǎn)品所有氣體排出。
3.2 氣壓試驗要求
進(jìn)行氣壓試驗的連接管路應(yīng)具有較高的密封性，在試驗過程中不允許泄漏。壓力表連接位置及數(shù)量無特殊要求，根據(jù)產(chǎn)品實際使用需求設(shè)置。
3.3 水、氣壓安全要求
在進(jìn)行水壓試驗或氣壓試驗時，需按照相關(guān)規(guī)程，如《水壓試驗專項規(guī)程》《氣壓試驗規(guī)程》進(jìn)行操作，同時，操作之前，需檢查裝置管路的連接情況及密封情況。
4 裝置設(shè)計過程
4.1 設(shè)計形式
4.1.1 水壓試驗管路設(shè)計形式
水壓試驗管路包括：壓力表連接裝置、打壓管路連接裝置、排氣裝置。
（1）壓力表連接裝置設(shè)計形式。壓力表連接裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)形式分為兩種：直立式、拐彎式。如圖 2、3 所示。
直立式和拐彎式結(jié)構(gòu)的選取取決于產(chǎn)品水壓端蓋的位置。壓力表連接裝置的結(jié)構(gòu)要保證兩塊壓力表呈豎直狀態(tài)。壓力表連接裝置包括：壓力表連接接頭、管路、過渡接頭（三通）、水壓端蓋連接接頭。根據(jù)壓力表接口尺寸設(shè)計出與之進(jìn)行螺紋連接的壓力表連接接頭，螺紋連接處需纏生料帶或麻繩進(jìn)行密封，壓力表與壓力表連接接頭之間放有紫銅墊片進(jìn)行密封。壓力表接口尺寸大部分情況使用接口尺寸M20×1.5 壓力表。
（2）打壓管路設(shè)計結(jié)構(gòu)形式。打壓管路連接裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)形式如圖 4 所示
打壓管路連接裝置包括水泵管接頭、管路以及與水壓端蓋連接接頭。
裝置兩端均為 M20×1.5 螺紋連接形式分別與水泵接頭及水壓端蓋連接。管路通過利用 0 型橡膠密封圈和組合密封墊圈進(jìn)行密封，螺紋連接處均需纏生料帶或麻繩進(jìn)行密封，水壓端蓋上螺紋孔一般尺寸為 M20×1.5。
管路中所有焊縫位置的焊角選取，均應(yīng)確保焊縫有效截面積大于被焊件截面，并對角焊縫進(jìn)行探傷，I 級合格。另外，針對不用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，水壓試驗管路設(shè)計可根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)計成其他形式，如某產(chǎn)品打壓管路結(jié)構(gòu)形式如圖5 所示。
由于換熱管同時需要多根管打水壓，裝置設(shè)計成“一對多”分流器裝置，進(jìn)水口一端與截止閥通過 NPT3/8”螺紋進(jìn)行連接，另外一側(cè)為多根管接頭通過高壓軟管與換熱管緊固。可實現(xiàn) 9 根換熱管同時水壓，水壓壓力為 36MPa。
（3）排氣管路設(shè)計結(jié)構(gòu)形式。排氣管路連接結(jié)構(gòu)形式如圖 6 所示。
排氣管路主要分為排氣管以及與產(chǎn)品連接固定裝置。其中，為滿足清潔度要求，排氣管為不銹鋼材質(zhì)，由于排氣管在水壓過程中不受壓力，其尺寸規(guī)格不做要求，滿足排氣需求即可。排氣管一側(cè)與管孔通過膨脹螺栓及相應(yīng)的卡箍、尼龍繩緊固，另一側(cè)與連接法蘭點焊牢固。對于不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)實際情況設(shè)計固定方式。
4.1.2 氣壓試驗管路設(shè)計形
氣壓試驗管路包括：壓力表連接裝置、氣壓管路打壓裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)形式如圖 7、圖 8 所示：氣壓與水壓試驗壓力管路連接裝置不同之處主要體現(xiàn)在以下兩方面：
（1）氣壓試驗所用介質(zhì)常見的有空氣、氨氣以及惰性氣體等，在設(shè)計時，應(yīng)該注意所用介質(zhì)與材質(zhì)是否匹配。以氨檢漏為例，壓力表連接接頭與壓力表相接處所用墊片為聚四氟乙烯材質(zhì)，而不能使用紫銅墊片。
（2）在打壓泵與產(chǎn)品直接需要增設(shè)一個閥門。
4.2 其他設(shè)計注意事項
（1）焊接要求。管路中所有焊縫位置的焊角選取，均應(yīng)確保焊縫有效截面積大于被焊件截面，并對角焊縫進(jìn)行探傷，I 級合格。
（2）閥門安裝要求。為避免因為過多的連接位置造成管路泄漏，在水、氣壓試驗裝置中可根據(jù)實際情況增設(shè)閥門，但對于必須要加閥門的設(shè)計情況可在壓力表下方及打壓裝置進(jìn)口端增設(shè)閥門，對閥門的采購需做出特別要求，兩端的連接方式、耐壓能力密封性要求等。
5 設(shè)計參考
5.1 蒸發(fā)器換熱管水壓試驗
（1）問題描述。在進(jìn)行換熱管水壓試驗時，管路連接部分在進(jìn)行 36MPa 水壓試驗過程中出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。
（2）原因分析。O 型橡膠圈密封效果不佳，機械式密封無法滿足水壓試驗要求。
（3）更改方式。將管接頭與裝置主體部分進(jìn)行焊接，由機械式改為焊接式。
5.2 氨預(yù)熱器水壓試驗
在進(jìn)行氨預(yù)熱器管程水壓試驗前，水壓泵通過水泵轉(zhuǎn)換接頭與水壓端蓋直接連接的形式在水壓試驗升壓過程中可能會出現(xiàn)風(fēng)險，因此，建議在進(jìn)水管路水泵與產(chǎn)品之間增加一個截止閥用于檢測水泵或者產(chǎn)品的漏點。
6 結(jié)語
綜上所述，隨著科學(xué)水平的不斷提高，人們對物質(zhì)和生活的追求也越來越高，這同時也給生產(chǎn)制造業(yè)提出了更高的要求。在制造行業(yè)中的壓力容器焊縫強度檢驗技術(shù)已經(jīng)成為未來發(fā)展中的主流方向，它在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也節(jié)省了生產(chǎn)成本，對產(chǎn)品無損傷，使其更加符合市場發(fā)展的趨勢，推動制造業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。
關(guān)注我們 實現(xiàn)共贏