水压试验问题

水压试验问题（通用9篇）

水压试验问题 篇1

高压井口阀门是管路流体输送系统中控制部件,可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质等各种类型流体通路断面和介质流动方向具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能, 是井口装备和采油树设备中启闭流体的关键部件,数量大、规格多,其性能安全可靠至关重要,一旦失效,轻则油(气)井钻井或生产停息,造成经济损失,重则可能会造成人员伤亡事故。为了严格控制高压井口阀门的质量,对其进行了质量入库检验,其中静水压试验是检验过程的关键环节, 主要包括强度试验和密封试验。在进行的静水压试验过程中,发现了许多导致不合格的质量问题, 其中主要以井口闸阀问题居多, 本文主要对静水压试验过程中高压井口阀门常见质量问题进行探讨分析, 提出了导致质量问题的原因及建议[1,2]。

1高压井口阀门结构

在高压井口阀门中主要分为井口闸阀、 节流阀及止回阀,其中以井口闸阀居多。井口闸阀按闸板分类分为平板闸阀和楔形闸阀, 平板闸阀又分暗杆平板阀和明杆平板阀,主要由阀杆护套、手轮、轴承、阀杆螺母、阀杆、轴承座、阀盖、阀体、阀板、阀座、注脂阀、波簧等组成(图1)。 其中,阀板与阀杆利用T型槽挂接,阀板与阀座靠波形弹簧相互自由贴紧[3,4]。

2高压井口阀门检验常见质量问题

2014年,在高压技术检测实验室共入库检验高压井口阀门228只,首次进行压力检验合格188只, 不合格40只,合格率为82.46%,对不合格阀门进行的二次压力检验合格30只,不合格10只,三次及以上压力检验合格10只(图2)。 对这40只不合格的阀门进行统计得出, 静水压强度试验泄漏的阀门有23只 ,占有质量问题阀门57.5%,密封压降过大的阀门有17只,占有质量问题阀门42.5%。

2.1静水压强度试验泄漏

1)阀盖漏。 对阀盖漏的阀门进行检查 、分析发现,主要是阀盖螺栓预紧力过小,导致强度试压时阀盖膨胀,从阀盖密封处向外滴水,将其预紧力增加上紧后再次试压无漏水现象; 其次是阀盖垫环密封面有划痕,造成强度试压时无法完全密封,导致漏水, 对其进行更换后试压无漏水现象(图3、图4)。

2)注脂孔漏。主要是注脂阀未安装到位,导致强度试压时延着螺纹处向外漏水, 其次是部分注脂阀内钢珠受压未回弹到位及阀内有缺陷无法回弹到位导致注脂阀关闭不严而漏水,对其修复后,试压无漏水现象出现(图5)。

3)复合密封圈漏。 复合密封圈主要由丁晴橡胶制成,用于阀杆与阀盖处的密封。此处的泄露主要是由于复合密封圈上方的压盖未压紧造成密封不严而漏水;其次是复合密封圈有损伤,造成无法密封而泄露,对其更换后,试压无泄漏出现(图6)。

2.2密封试验压降超标

2.2.1闸板缺陷引起的压降超标

1)闸板密封面有明显划痕 ,在闸板密封面喷焊硬质合金研磨抛光后, 在安装过程中划损密封面或保管不当造成闸板密封面划痕, 从而在试压时引起压降超标。

2)闸板密封面加工精度不够 ,在闸板喷焊面研磨过程中未按照标准研磨,造成表面精度不够,如有波纹状缺陷,导致试压时压降超标(图7)。

2.2.2阀座密封面有划痕及O型密封圈损坏

1)阀座密封面有划痕 ,阀座密封面同样采用喷焊硬质合金处理,密封面研磨抛光,硬度高,表面光滑,如被划损,在进行密封试验时,导致压降超标。

2)O型密封圈损坏 ,在阀座上有2条O型橡胶密封圈,在试验时起到阀座与阀体密封作用,如密封圈损坏,可导致阀门的压降超标(图8)。

2.2.3波簧强度不够

阀座密封时,在波簧的弹力作用下,浮动闸板和阀座能保证密封面紧密贴合, 从而使阀座与闸板之间起到较好的密封性,如果波簧强度差,受压后产生塑性变形, 不能回弹至原型, 无法起到较好的密封力,导致试压时密封性下降而泄漏(图9、图10)。

2.2.4加工误差超标

阀门内腔阀座之间加工尺寸误差过大, 造成闸板两端阀座安装后间距过大, 闸板与阀座之间无法紧密贴合,在进行密封性试验时,无法起到较好的密封性,从而压降超标。 如果加工尺寸过大,只能在加工阀座时,将阀座厚度加厚,弥补阀座与闸板之间的间隙。

2.3阀门材质问题

在进行阀门试压检验过程中, 发现部分阀门的闸板及阀座材质与标准要求不同。 根据目前检验的阀门材料类别均为EE级(酸性环境),标准要求阀门阀杆、闸板及阀座为不锈钢。 但检验过程发现闸板、阀座材料为低合金钢35Cr Mo ,通过对不锈钢和低合金钢2种材料的化学成分对比可知不锈钢中元素Cr含量远远高于低合金钢,含Cr量的增加,大大的提高了不锈钢的耐腐蚀性能。 因此从使用环境方面(酸性)要求,低合金钢是不能代替不锈钢的,不符合标准要求[5]。

3结论及建议

1)通过以上的分析发现 ,多数有质量问题阀门是安装时的预紧力不够、 安装不到位及零件损伤导致静水压试验不合格, 这些问题都是完全可以避免的。 因此建议厂家在阀门的制造过程中要严格要求员工,加强责任心,严格控制和执行好产品的制造流程,不断提高阀门生产质量;在阀门加工装配过程中严格控制阀体及密封副之间的位置公差, 保证其加工精度和研磨精度,并严格要求装配精度,以提高阀门的密封性; 同时加强成品及阀门零部件的保护意识,避免阀门零部件及成品的损伤,从而不断提高阀门的质量。

2)通过对高压井口阀门的质量入库检验 ,高压井口阀门一次检验合格率由82%上升至90%以上高压井口阀门的质量有了明显提升。 2014年以前高压井口阀门的检验为驻厂检验。 2014年9月,对高压井口阀门进行了质量入库检验, 一次检验不合格率超过18%,甚至个别批次阀门一次不合格率达到50%。 通过对阀门质量问题的总结分析反馈,厂家的整改,2015年送检的高压井口阀门质量有了很大提高,一次合格率达到90%以上。 下步对高压井口阀门检验,将进行全性能分析,对阀门关键部件的化学元素、力学性能等进行深入透彻分析,以不断提高阀门质量。

水压试验问题 篇2

1、锅炉检修后进行工作压力水压试验，以检查锅炉受热面及其它承压部件有无泄漏现象；尤其是锅炉受热面管大面积更换后的焊口及检修的阀门、管道的泄漏情况，确保锅炉的检修质量。

2、通过水压实验，检验受热面经过多年运行后的强度水平，在机组冷态暴露问题，及时处理，确保机组启动后安全稳定运行。

二、本措施编写依据：

1、《电力工业锅炉压力容器监察规程》（dl612-20xx）

2、《电力工业锅炉压力容器检验规程》（dl647-20xx）

3、《蒸汽锅炉安全技术检查规程》

4、《锅炉运行规程》。

三、锅炉工作压力水压试验范围：

炉本体汽水系统水压试验范围：从给水操作台到汽机自动主汽门前，工作压力为18.62mpa，超压试验压力为23.28mpa。再热器系统水压试验范围：从再热器冷段入口水压试验堵阀至再热器热段出口水压试验堵阀，工作压力为3.71mpa，超压试验压力为5.57mpa。

（一）水压试验压力：略按照压力容器监察规程要求，本次＃1锅炉大修后过、再热系统水压试验做超压试验。

（二）锅炉水容积（吨）略

四、水压试验时检查的重点：

1、大包内联箱、导汽管、减温器喷嘴定位螺栓焊缝、温度测点管座角焊缝；

2、低温过热器、省煤器；

3、修后各换管处和堆焊处；

4、各给水、减温水、疏放水管座角焊缝等；

5、水冷壁两排悬吊管穿墙处（折烟角部位）；

6、后竖井前包墙管穿墙处（水平烟道转向处）；

7、本次更换过的受热面管子焊缝。

8、各部承压阀门填料、自密封、阀盖、阀芯是否泄漏。

五、水压试验应具备的条件：

1、与一、二次汽、水系统有关的工作全部终结或停止，工作票已终结或收回押到值长处；

2、锅炉受热面管子更换完毕，并经探伤合格；所有修复焊口都已经无损探伤及有关检查合格；

3、汽包安全阀、过/再热器安全阀用水压试验专用装置隔离，过热器pcv阀前手动门关闭，汽包就地双色水位计要参与工作压力试验，做超压试验前必须隔绝汽包就地双色水位计、电接点水位计。热工过热汽、再热汽流量变送器及汽包三个差压水位计变送器隔绝。设计中未考虑到水压试验的其它部件必须隔离；

4、蒸汽管道及大包内部支吊架检查；主蒸汽管道恒力、弹簧支吊架处用导链临时固定；

5、汽水系统所有阀门正确安装就位，经过传动试验合格，受热面管子或承压部件上的鳍片、密封件、人孔门和热工监测件、保温及外护板均恢复。需要检查部位的保温已拆除；

6、参与水压试验的汽水系统及阀门周围在升压过程中确保无人；

7、一次系统水压试验压力以汽包就地压力表为准，汽包安装0-40mpa的压力表；再热汽系统水压试验压力以再热汽入口疏水处就地压力表为准，再热器入口安装0-10mpa的压力表，压力表精度等级不低于0.5级，并经校验合格；在试验过程中汽包就地压力表与控制室应保持通讯联络，加强就地与集控的联系校对。

8、锅炉超压试验必须在工作压力水压试验合格后方可进行；

9、通知热工隔绝不参与超压试验的有关仪表门；

10汽包加药门待做完工作压力试验后关闭；各化学取样门待做完工作压力试验后关闭；

11、水压试验的水温30-70℃，水压试验时汽包壁温度≮30℃；

12、检查确认再热器入/出口堵阀已安装完毕；

13、在锅炉上水前，应按运行操作措施的规定，检查汽水系统阀门处于正确位置： 1）、关闭以下阀门：定排所有分电动门、总电动门；连排电动门/调节门；过热器顶棚/环形联箱疏水电动门；再热器入口联箱疏水电动门；过、再热器减温水滤网反冲洗/疏放水门；过热器各级减温水手动/电动/调节门；再热器事故减温水手动/电动/调节门；后屏至吹灰手动门/电动门/调门，辅汽至空预器吹灰手动门、电动门；pcv阀手动门；炉底加热进汽一/二次电动门及各加热分门，炉内汽水取样一次门。2）、各空气门/启动排汽门待连续见水2分钟后关闭。3）、汽机侧高压主汽门前疏水关闭；高中压导汽管疏水开启；汽机本体疏水开启。4）、检查汽机高、低旁路关闭到位，水压试验中加强对高旁后管道疏水和压力的检查，严密监视再热器管道系统压力，发现异常立即停止升压、及时汇报领导。

（1）水质为合格的除盐水，同时水中氯离子含量不超过0.2mg/l，ph值为9-10；（2）汽机、电气等有关专业影响水压的工作全部结束；（3）现场清理干净，道路畅通、照明良好；

（4）成立水压试验领导小组，统一指挥，检查人员统一分工、责任明确。

六、水压试验步骤：

1、上水：

1.1水压试验的顺序，先做再热蒸汽系统，后做过热蒸汽系统。

1.2上水前对锅炉各部位进行全面检查一次，各系统阀门应处于正确位置，并解除汽包水位高ⅱ值联锁。

1.3本体试验，利用电动给水泵或前置泵经给水旁路进行锅炉本体汽水系统的上水，待炉顶各空气门向外连续冒水2分钟左右，确认系统空气已经排尽后关闭各空气门。

1.4再热器水压试验，利用电动给水泵中间抽头通过再热器微量减温水a/b侧同时上水，a/b侧上水量一致。

1.5上水温度控制在30-700c；上水温度与锅筒壁温差不超过28℃。

1.6上水速度应缓慢，上水时间应控制在2-4小时（冬天上水时间不少于4小时），当水温与锅筒壁温较为接近时，可适当加快上水速度。

1.7上水过程中密切监视水位变化，并检查各部件是否发生泄漏；若发现异常，立即查明原因，并予以消除。

1.8锅炉上水前/后记录各膨胀指示值，发现异常情况应停止上水，查明原因消除后方允许上水。

1.9锅炉上水前联系化学人员加药。

2、升压和检查：

2.1再热器系统水压试验：

2.1.1关闭壁再入口联箱疏水电动门，手动门保持开启位，利用再热器入口就地压力表监视压力，利用微量减温水a/b侧同时进水。

2.1.2中、高再空气门连续见水后，关门前通知集控升压负责人，减小上水量后再关闭空气门，升压时利用单侧控制，升压应缓慢，在1.0mpa以下升压速度≤0.1mpa/min；达到1.0mpa后停止升压检查；同时，联系热工人员对仪表、取样管进行冲洗，冲洗完检查无异常后继续升压，升压速度≤0.3mpa/min，升至3.71mpa后停止升压，保持压力稳定，对系统进行全面检查。无异常后再以0.2mpa/min速度升压至5.57mp，保持5分钟，然后以0.2mpa/min速度降至工作压力3.71mp后对系统进行全面检查，发现异常的地方必须准确地作出标记和记录。2.2锅炉本体水压试验：本体水压试验时要严密监视再热器压力，防止系统不严导致再热器超压。升压时应缓慢，在1.0mpa以下升压速度0.2～0.3mpa/min，达到1.0mpa时暂停升压进行检查；同时，联系热工人员对仪表、取样管进行冲洗，冲洗完检查无异常后继续升压，升压速度0.3～0.4mpa/min，至6.0mpa时暂停升压，观察压力变化，无异常后继续升至12mpa；观察压力无异常后放慢升压速度，以0.2～0.3mpa/min升压速度升至18.62mpa，稳压进行全面检查。无异常后隔绝就地双色水位计、电接点水位计；通知热工隔绝不参与超压试验的有关仪表、变送器器一、二次门，关闭汽包加药门；关闭各化学取样门，然后再以＜0.2mpa/min升压至超压试验压力23.28mp，保持5分钟，然后以0.2mpa/min降至工作压力进行全面检查，发现异常的地方必须准确地作出标记和记录。

3、疏水泄压：水压试验结束后，通知热工、化学冲洗表管、取样管，先逐渐降低电泵转速停泵，然后再缓慢开启定排分门和再热器疏水门泄压，泄压速度控制在0.3～0.5mpa/min，压力降至0.1～0.2mpa时，开启炉顶放空气门，汽包压力降至零后，全开过热器系统疏水门、主蒸汽管道疏水门、主汽至轴封疏水门、高旁门前疏水门；开启过、再热器减温水疏放水门，放水完后关闭。当再热器就地压力表读数接近零时，全开壁再入口联箱疏水门放水。

4、工作压力水压试验升降压控制见水压试验曲线图。

5、水压试验合格后，将锅炉受热面内水全部放完。根据开机时间安排锅炉上水，上水水质及要求严格按照规程规定执行，恢复水压试验中临时措施。

七、水压试验合格标准：

1、水压元件的焊缝和金属外壁没有任何水珠和湿润现象；

2、经宏观检查，受压元件无明显的残余变形；

3、省煤器、水冷壁、过热器系统水压压降在5分钟内不大于0.5mpa，再热器系统压降在5分钟内不大于0.25mpa。

八、安全注意事项：炉侧：

1、水压试验进行前，编写水压试验操作措施、画出水压试验系统图，经审核批准后组织人员学习。

2、水压试验过程中，由试验总指挥统一指挥,升压、降压时都应得到总指挥的批准后方能进行。

3、应有专人负责升压操作，严防超压，压力监视以就地压力表为准，上下保持联系，及时校对。

4、防止超压可以采取下列措施： 1）开启事故放水门； 2）开连排、定排；

3）开启过热器、再热器疏水门；

4）降低给水泵转速或停止给水泵运行等措施。

5、水压试验前对上水、升压、放水、加热系统进行全面检查，发现问题及时整改。

6、所有平台梯子畅通，应搭设脚手架的地方必须搭设可靠的脚手架。

7、水压试验时应停止一切与水压试验无关的工作，与水压试验无关的人员应撤离现场。

8、在升压过程中，检修人员应全部撤离炉内，否则不得升压。

9、在升压过程中，不得对承压部件做任何检修、检查工作。

10、汽包内水温低于30℃不得升压。

11、水压试验用的对讲机、电话通讯设备要准备好。

12、水压试验现场应有充足的照明。机侧：

1、水压试验中加强对高旁后压力及再热汽压力的监视，发现异常立即停止升压、及时汇报领导。

2、严格执行水压试验汽机阀门检查卡，水压试验过程中，开启#1--6高压导气管快冷排气一、二次门，严密监视高压缸快冷排气管是否有水流出，以判断高压主汽门和调门的严密性。

3、投运前置泵前应注意检查汽泵密封水回水至单级水封手动门开启，单级水封溢流手动门开启。

4、因门杆会漏水至轴加，应注意监视轴加水位，水压试验期间开启轴加多级水封旁路门直接回凝汽器。

5、本次水压试验给水走高加主路，对高加水侧查漏。

九、人员组织安排：

1、#1炉大修后汽水系统做水压试验，成立水压试验领导小组，统一指挥；检查人员统一分工，听从指挥，发现问题及时向指挥部汇报。

2、参加试验领导小组人员组成如下：试验总指挥：试验副指挥：运行负责人：当班值长试验成员：

3、现场检查负责人：

4、火电检修组织机构水压总指挥：水压总负责：水压技术负责：锅炉负责：汽机负责：电气负责：热工负责：检查负责人：

1、低温过热器、省煤器、包墙检查负责人：

2、中温再热器、高温再热器、水冷壁后墙后部、高温过热器、前包墙拉稀管检查负责人：

3、水冷壁、壁式再热器检查负责人：

4、大包、汽包（包括水位计、压力表、加药管、连续排污管、事故放水管、内给水管、取样管的连通管一次门前）、本体排气门检查负责人：

5、锅炉、汽机阀门检查负责人：

6、热力系统检查负责人：

水压试验问题 篇3

二回路水压试验是对二回路给水管路和蒸汽管路安装完成后承压能力的整体强度性试验,验证其满足设计要求,为系统后续的调试和安全运行奠定基础。

本文从试验的组织/实施角度,介绍了某核电厂二回路水压试验的试验方法、目的、问题处理及试验结果。

1试验方法及目的

核电站二回路水压试验是工程建设的里程碑节点,该节点的实现表明常规岛的工作重心从安装向调试转移。按照目前国内大部分核电站的经验反馈都是进行联合打压;也有些是进行分系统打压。分系统打压是各个系统分别进行冲洗、充水、排气、强度试验、严密试验;联合打压是从主给水泵出口隔离阀、启动给水泵出口手动阀、高加、主给水管道、蒸汽发生器、主蒸汽管道至主汽阀前、旁路蒸汽管道、各主蒸汽用户前隔离阀。通过两者的比较,联合打压优于分系统打压:1)从临时措施上,联合打压临时措施少;2)从打压时间上,联合打压时间明显缩短,优化工期;3)从系统移交,联合打压促使各系统较完善便于移交;4)联合打压前进行二回路相关系统的冲洗、吹扫工作,便于后续系统保养。

2水压试验问题处理

2.1试验出现的问题及处理

2.1.1速率控制问题

一区试验时,由于缺乏对临时泵性能和一区系统范围小这两个特点的认识,调节一区系统压力变化靠临时升压泵旁路阀和出口手动阀来控制,导致一开始在压力从0升到2MPa时,压力梯度变化很大,且存在一次超出压力变化范围的现象,同时压力也无法控制稳定在第一个压力平台2MPa,后在ARE管道上找了一根较细的排气管道,通过管道上两个排气阀ARE107VL和ARE108VL配合调节,才将压力变化速率准确控制和稳定控制,此方法也成功应用于后续一、二区联合试验时控制压力变化率。另进行停泵、切换阀门操作时,一定要慢,尽最大可能的减小压力瞬态。

2.1.2压力监视问题

临时高量程就地压力表量程与远传表量程不一致,导致在升压过程中发现变送器就地本体比主控DCS中相差0.5MPa且读数不精确,后来仪控人员核对仪表正常后通过远传表就地显示读数来及时反馈;因此试验时要尽量选用在就地能看升压速率的表,这样能减小管道超压的风险,因为试验时发现就地变化比主控变化明显快很多;就地调节阀门后,主控过一段时间才反应,往往导致调节过快或调节过慢的超调情况发生。此外压力变送器与就地压力表要装在一个柜子里;才能便于相互检验。另外压力控制一定要选择管道且离高量程变送器压力表或专用就地压力表近的疏水阀或排气阀,便于信息的最快传递,来实现压力变化的精确控制。

2.1.3电动阀边界问题

所有电动阀边界一定要用电源关闭后再手动紧固。因为前期为了保护阀门,常规岛所有电动阀均设定为限位关。这种关闭容易导致阀门关闭不严,所以在做二回路水压试验前将所有的边界相关电动阀均手动紧过,保证试验顺利完成。

2.1.4化学加药及取样问题

除氧器内的水加热到85℃加入联氨打循环后,水质中的两个指标:PH值和氨浓度均不满足要求。在断断续续加入联氨和氨液的过程中,当化学药剂量已达福清核电总药剂量(联氨200Kg;氨:20Kg)时,现场试验室测得的PH值仍为9.7(要求大于10);联氨氨浓度为:40ppm(要求大于75ppm)。在两次分析异常后,重新更换了取样点再次进行取样分析,水质分析结果满足二回路水压试验用水要求。由于之前的取样点是ADG001BA底部APA泵入口下降段的正式取样点,当时试验时该管段为死水,所以该取样点不具有代表性,导致测量结果不能准确反映水质状况。另外对于化学加药量及如何添加联氨及氨,考虑到加氨及联氨对PH有相互影响,实际执行时因为提前计算好了加药量并制定加药方案,故能做到心中有数。

2.1.5蒸发器顶部排气孔堵塞问题

1#、2#SG在仪表管VVP800/805/810/815VV处排出水以及在GCT132/133/134/135VV下游排出连续水来的时间基本一致,但在2#SG排出水来后,1#SG出水时间几乎慢了3小时,从1#SG顶部的排气量和声音以及出水后无压、溢流的状态来看,怀疑是1#SG水面上有脏物,部分堵塞排气孔所致。在检查现场无漏水的情况下,反复快速开关该阀或用硬物捅排气管的方法来改善排气,但是存在操作人员被高温水烫伤的风险,所以要预先做好防烫措施,该仪表管后续安装单位进行了检查。

2.1.6仪表根阀及疏水阀滴漏问题

ARE009KD文丘利管的7个仪表管阀有5个在2.0MPa时,全部出现滴漏情况,现场用F扳手已经无法紧固。后续尝试采取先适当开一个小开度对阀门冲洗,再重新关阀的方式,这一问题得以解决。

2.1.7临时垫片爆裂问题

在压力升到8.9MPa左右时,1VVP174VV和1VVP175VV阀前与管道连接的临时垫片均爆开,导致系统压力快速下降,无法控制。

后关闭阀前手动隔离阀隔离后,才将压力稳定并重新更换了垫片。建议试验时,要对临时垫片的安装更加重视并提出更高要求。

2.1.8法兰渗漏问题

在用XCA辅汽暖管ADG管道时,ADG028VV阀前法兰漏冷凝水,漏量较大。与此同时,在进汽管道上还有几个疏水阀连接法兰存在滴漏和渗漏。立即关闭上游进汽阀,拆开保温进行处理,后续也对疏水阀法兰漏水进行了紧固。

2.1.9安全阀有动作风险

二回路水压试验安全阀存在很大的风险,需引起够的重视。如果安全阀未整定到位,在压力未到达动作定值就动作,且未正常回座(由于管道介质中有杂质),导致压力快速失控下降,使蒸发器和相关管道设备承受较大的应力瞬变。建议水压试验时,临时安全阀要装在上游有手动隔离阀的管道上,如果发现安全阀误动,立即关闭安全阀上游的手动隔离阀,防止较大压力瞬变的发生。

2.1.10 ADG泵电机轴承温度过高问题

水压试验前,启动ADG001PO给ADG001BA打循环时,发现ADG001PO电机在转了4小时之后,轴承温度最高上涨到93℃,立即停泵,导致除氧器水箱无法打循环,影响除氧器加热和加化学药剂。据反馈,该电机在试车时就曾出现过电机轴承温度高,但一直没有带病运转,只是简单在电机轴外部涂抹油脂试转合格。后续经过近1天时间处理,重新启动,在运行15个小时中,该点温度稳定运行在83℃左右,仍离报警值90℃较近,试验后联系厂家服务进行了处理。

2.1.11人员操作不当导致升压泵出口临时接管爆裂问题

水压试验过程中,安装人员启动升压泵后出口临时管突然爆裂,立即停泵。后检查发现沟通不畅未传达到位,升压泵出口阀尚未全部开启就开始启泵,而此时升压泵本身小流量阀无开度,导致出口临时管道急速升压而爆裂。这是因人员操作失误引起,值得进行经验反馈和学习,这也直接导致工期延误了半天。

3总结

二回路水压试验从升压到降压结束只有10多小时,但是在试验方案的确认、工作文件的编制等都需要花费很长的时间去准备,只有前期各项工作按质按量的开展才是二回路水压能顺利安全进行的条件。根据各个电厂的实际情况,对照国家标准、设计院文件、厂家资料进行核实;参照其他电厂的经验教训进行改进,这样才能更好的完成二回路水压试验。

参考文献

[1]建设部.GB50235-2010工业金属管道工程施工及验收规范[S].

[2]核工业第二研究设计院.RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则[S].1993.

[3]海南昌江核电工程.主给水系统手册[S].9.1章.

[4]海南昌江核电工程.海南蒸汽发生器竣工文件质量分卷[Z].

[5]海南昌江核电工程.蒸汽发生器水压试验导则[Z].

水压试验方案 篇4

1、综合说明

为了检验锅炉制造及安装质量，按《工业锅炉安装工程施工及验收规范》（GB50273-2009）和TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》对锅炉本体受热面、进水阀、排污阀、出水阀作水压试验。

2、水压试验具备条件

（1）锅炉钢架及受压件全部组对焊接完毕，阀门安装完毕，并经检验合格。（2）检查水冷壁管，对流管以及其它管子应畅通，通球合格。（3）应有充足的水源和良好的上水装置和排水装置。

（4）装设的压力表不少于2只，其精度等级不低于1.6级，量程为0～2.5Mpa。并经校验合格。

（5）水压试验前要做好锅筒集箱的清扫工作，受压元件的表面检查工作。（6）环境温度不应低于5℃，水温：20℃～70℃。

3、水压试验前准备

（1）清理现场，拆除临时支架，架设临时跳板。（2）试压泵检查加压正常。

（3）水源充足照明良好，能满足水压试验的要求。（4）良好的排水设施，以便降压能及时进行。（5）需要统一的人员指挥，做到信号一致。（6）水压试验无关人员不得进入现场。

4、检查人员分工：

（1）前拱管、前集箱、侧下集箱水冷壁、下降管焊口及手孔；

（2）侧上集箱水冷壁、中间集箱、上部后拱管焊口及手孔；

（3）上锅筒焊口及人孔；

（4）后集箱、下部后拱管、下锅壳焊口、人孔手孔；（5）进水阀、出水阀、排污阀检查；

5、水压试验过程

（1）水压试验水源来自现场自来水，接好临时上水管及压力表（其中至最高点一只）。锅炉上水前，开启锅炉顶部排气阀，对锅炉进行上水，待整个锅炉充满水并且从排气阀溢出水后，关闭上水阀。待锅内气体排净后，再补水一次，直到锅内充满水，关闭排气阀和进水阀。

（2）各检查人员必须坚守各自的岗位。首先检查充满水后是否有渗漏现象（包括阀门、焊口、人孔、手孔等所有部件）确定无异常后，开启升压泵进行升压，监表人员随时记录好升压数值和时间，并及时与控泵人员联系，待压力升至0.3～0.4Mpa时，停止升压，检查各受压元件和易漏部件，并对人孔、手孔和法兰等进行紧固。

（3）当检查完确实无异常情况下，可以继续升压。各检查人员在此期间应随时汇报所出现的问题，待压力升到1.6Mpa时，在此压力下停止升压，全面检查各部件是否有渗漏变形等异常现象，（注意在此压力下对所有渗漏和异常不得进行任何处理工作，只能作好记录，待降压以后再做处理），就现场具体情况作出是否可以进行超压试验的决定，在此时间，监表人员记录好压力表变动情况。

（4）在超压试验前，各检查人员撤离到平台上，严禁敲打和攀爬受压件，待人员撤出以后，由监表人员记录好升压时间和表的压力，控泵人员注意升压速度不得超过0.1Mpa/min，待压力升至2.0 Mpa，停止升压，监表人员记录好时间和压力，密切注意表的压力变动情况，作好记录。保持压力20分钟后，缓慢打开打压泵管道上泄水阀泄压，使压力值恢复到锅炉额定出水压力1.6 Mpa（降压速度不得超过0.1Mpa/min），在此压力下总体检查是否有渗漏和异常。总体检查以后，没有渗漏和异常，即可进行缓慢降压，降压速度小于0.1Mpa/min，待水压降至0 Mpa时，打开排污阀放尽水，记录人员做好时间和压降后，结束水压试验。

6、水压试验合格标准

（1）在试压2.0 Mpa下保持20分钟，压力降到锅炉额定出水1.6 Mpa，检查受压元件金属壁和焊缝上没有水珠，检查期间压力值保持不变。（2）水压试验后，无可见的残余变形。

7、水压试验后应认真填写“锅炉本体水压试验记录”。

8、水压试验合格后，应办理签证手续。

9、水压试验曲线图：

试验压力额定压力0.3 MPa0 10 10 20 10时间 min

热 水 锅 炉 水 压 试 验 方 案

编制: 王桂科 审核: 蔡 正 批准: 李耀荣

天津宝成机械制造股份有限公司

一回路冷态水压试验探讨 篇5

由于水压试验承受高于一回路设备的正常承压范围。试验过程中突然失压将导致较为严重的后果。在水压试验泵投运期间, 反应堆冷却剂系统的辅助系统化学和容积控制系统的上充泵保持小流量运行, 以便在一回路水压试验泵意外解列和故障时能稳定一回路冷却的试验压力。当在试验过程中发现在一回路法兰组装件、接头之上的泄漏流量大于试验泵的流量时, 一回路必须要卸压至3.0MPa进行重新紧固。注意此时余热排出系统不能和一回路相连接, 原因是余热排出系统连接后再隔离将作为水压试验一次结果判定的记数。在一回路压力在17.2MPa再往上升压之前试验边界上的阀门已经关闭, 并经过联合检查加以确认。阀门在线不到位, 或者压力边界的阀门、盲板、人孔门垫片等不在承压范围或设备安装力矩不在要求范围, 可能导致严重的一回路失压或跑水后果。当失去压力指示或通讯联系中断时, 停止一回路升压。

1 试验压力

RSEM规范规定, 试验压力应至少等于压力容器设计压力的1.2倍, 并应等于构成主回路系统的承压部件的最大设计压力。反应堆压力容器的设计压力为17.23MPa.a, 反应堆冷却剂系统水压试验的压力为设计压力的1.2 倍, 即20.676MPa.a近似为20.7MPa.a, 用相对压力表示即为20.6MPa.g。

2 试验温度

RSEM规范规定试验温度应取下列值中的最大值:第一次试验的规定温度;反应堆压力容器的RTNDT+30℃.某核电厂3 号机组首次在役冷态水压试验的温度下限为35℃, 同时为防止一回路试验回路温度过高而造成检查人员烫伤, 某核电厂301 大修一回路水压试验温度范围确定如下:35℃<试验温度<80℃。

3 验收准则

1) 对泄漏率的要求。在15.4MPa.g压力下进行泄漏率计算, 要求总泄漏率小于2301/h;

2) 20.6MPa.g压力平台的检查。试验必须达到, 在设计压力的1.2倍时, 确认焊缝无渗漏, 各种密封面的连接处无异常, 国家核安全局现场代表对试验及其结果没有提出异议。

4 超压保护措施

稳压器安全阀先导控制柜上安装固定卡子;在3.0MPa压力以下, 余热排出系统处于投运状态, 反应堆冷却剂系统的保护将通过余热排出系统的SEB工M安全阀来保证;在3.0MPa和15.4MPa之间, 超压保护是由安全注入系统的试验管线构成的 (RIS124VP由EHP001/002MP控制) ;在15.4MPa和20.6MPa试验压力之间, 超压保护由超压保护装置和相应的执行机构来实现。试压过程中, 最大的风险是一回路突然泄压, 由于试验过程中, 轴封注入量较小, 且有过剩下泄进行平衡, 不会突然升压, 特别是化容系统的下泄孔板隔离后。某电厂在进行水压试验时, 由于稳压器的安全阀的固定卡子损坏, 导致一回路压力在短时间内泄压到常压, 使得一回路压力边界承受较大的应力。

5 试验回路的构成

反应堆冷却剂系统的水压试验回路由以下构成:压力容器及其顶盖、压力容器热电偶套管的导向管 (耐压管) 、压力容器驱动机构的套管、一回路主管道, 即1, 2 回路的冷段、过渡段和热段;蒸汽发生器的一次侧;承压情况下主泵的泵壳;稳压器及其波动管线;稳压器安全阀管线;内径大于25mm的辅助管道及相关的阀门和附件:回路的旁通管线、稳压器和喷淋管线:连接反应堆冷却剂系统到辅助系统直到第二个隔离机构的管线。鉴于试验操作的理由, 承压边界扩展到超出反应堆冷却剂边界外的高压辅助管线的管段, 这些系统是:主泵一号轴封的注入管线;直到减压阀的过剩下泄管线;安全注入系统止回阀的试验管线。

6 试验过程

反应堆冷却剂系统及辅助系统完成充水排气。需要充水排气的系统为化学容积系统、安全注入系统、余热排出系统、反应堆冷却剂系统、取样系统、废气废液处理系统。

反应堆冷却剂回路及辅助系统充水排气完成后, 主系统升压到2.5MPa压力, 余热排出系统保持运行, 启动两台主冷却剂泵进行一回路冷却剂的加热, 温度保持在70℃。持续10 小时以上, 以保证较厚的一回路设备及管道温度均匀, 减少温差产生的热应力。并在2.5MPa进行一回路冷却剂的泄露率测量, 如果泄露量较大, 需要进行查漏, 防止在高压情况下失控泄露。

泄露率计算合格后, 余热排出系统推出运行, 保持核反应堆冷却剂系统隔离。主冷却剂泵停运, 开始一回路冷却剂的第一阶段升压。同时停运反应堆安全壳的通风系统, 减少空气流动产生的对一回路承压的管道设备冷却而产生的热应力。

以0.1MPa/min的速率, 反应堆冷却剂系统升压到7.0MPa。关闭一个化学和容积控制系统的隔离阀及孔板。同时第一次对一回路冷却剂承压边界的设备、阀门、焊缝进行检查, 确认完好无泄露。

继续以0.1MPa/min的速率, 反应堆冷却剂系统升压到10.0MPa.隔离化学和容积控制系统的第二个孔板和阀门。继续升压到15.4MPa的正常运行压力。进行一回路压力边界的隔离阀门、孔板、承压部件、焊缝的完整性检查。启动主冷却剂泵, 搅混一回路冷却剂, 使得温度均匀后停运主冷却剂泵。

启动水压试验泵, 一回路继续以0.1MPa/min进行升压到16.5MPa, 隔离化学容积控制系统的第三个孔板, 从而实现下泄的隔离。水压试验泵启动后, 通过主泵轴封注入和过剩下泄, 进行一回路冷却的升压。

一回路继续升压到17.2MPa, 进行一回路承压边界的阀门、孔板焊缝的检查, 确认完整无泄漏后, 升压到最高压力20.6MPa。

在最高压力平台20.6MPa, 保压10 分钟后, 开始进行最高压力平台的检查工作, 对一回路承压边界的阀门、孔板、焊缝、盲板等进行检查确认, 确认完整无泄漏异常。国家核安全局监督人员认可后, 开始一回路以0.1MPa/min的速率进行降压2.5MPa。

降压到2.5MPa后, 余热排出系统和反应堆冷却剂系统连接。

水压试验结束。

7 泄漏率计算

在15.4MPa下进行的主系统泄漏率计算, 在进行泄露率试验时, 一回路温度是影响最大的因素。一回路两台主泵运行搅混后, 记录一环路冷段温度、一环路热段温度、二回路冷段温度、二环路热段温度、容控箱温度、稳压器液相温度、稳压器气相温度, 这些温度加权平均等到一回路平均温度θ0, 停运两台主泵, 等待4小时以上。重新启动两台主泵, 每分钟检查一次温度并计算权重平均温度, 当计算得到的温度等于初始的温度θ0, 记录时间。计算出试验整体用时。泄漏率分为两种泄露率, 可识别的泄露率及不可识别的泄露率。可识别的泄露包括, 泄压箱水位变化量、中压安注箱水位变化量、一回路外漏, 但可被收集的泄露、主泵的轴封泄露率等。不可识别的泄露率为一回路的总的泄露率减去可识别的泄露率。阀门或设备的外漏分别在以下各压力平台下分别进行了相应的检查, 升压阶段, 2.7MPa压力平台:实施压力边界阀门目视检查;10.OMPa压力平台:实施压力边界阀门目视检查;15.4MPa压力平台:实施压力边界阀门目视检查:17.2MPa压力平台:投入声发射检查系统, 开始进行声发射检查;20.6MPa压力平台:声发射检查CRDM、稳压器接管、RIC指套管焊缝、及其他压力边界的目视检查;降压阶段:17.2MPa压力平台:停止进行声发射检查;15.4MPa压力平台:实施压力边界阀门及管道焊缝的目视检查。焊缝和声发射检查结果, 大修结束后, 在役检查报告中将会提交详细检查结果。

摘要：压水堆核电厂正常运行时一回路压力为15.4MPa, 组成一回路压力边界的主要设备为压水反应堆、蒸汽发生器、反应堆冷却剂泵、稳压器等部件组成, 通过一回路压力边界内的设备运行将反应堆堆芯中核裂变反应产生的热量传送到蒸汽发生器, 从而冷却堆芯, 防止燃料元件烧毁, 而蒸汽发生器供给汽轮发电机组 (二回路) 所必需的蒸汽。反应堆冷却剂系统组成的一回路压力边界内设备的正常运行对于保证反应堆稳定运行至关重要。正常运行时, 反应堆冷却剂系统维持168吨温度为310℃、压力为15.4MPa的欠饱和水, 这些冷却剂在主冷却剂泵的驱动下, 循环流动, 流经反应堆堆芯, 带出裂变反应产生的热量, 在蒸汽发生器中, 将这些热量传递到二回路给水, 产生蒸汽, 驱动汽轮机发电。当一回路压力边界失效, 将无法维持稳定的一回路压力, 一回路压力下降, 将使得温度为310℃的过冷水变为饱和水, 从而产生大量的蒸汽, 进入堆芯的冷却剂将变为汽液两相流或过热蒸汽, 传热效果大大下降, 同时产生大量的蒸汽, 流经主冷却剂泵, 将导致主冷却剂泵叶轮发生汽蚀, 流量下降, 进一步恶化的反应堆堆芯的冷却。堆芯核裂变或核燃料衰变产生的大量热量如果不能及时导出, 将可能产生严重的后果甚至堆芯融化, 从而造成重大的核安全事故。

铁道罐车加温套水压试验压力分析 篇6

对于装运凝固点比较高介质的铁道罐车, 为了便于卸车作业, 一般需设置加温卸车装置。铁道罐车采用的加温卸车装置主要分为外加温套和内加热管, 采用较多的是外加温套。目前, 我国60t级铁道罐车采用外加温套加热方式的主要有G17型粘油罐车、G11型酸碱罐车、G11S型浓硫酸罐车、G11J型液碱罐车、GH型黄磷罐车等, 70t级铁道罐车采用外加温套加热方式的主要有GS70型浓硫酸罐车、GJ70型液碱罐车, GH70B型不锈钢精细化工品罐车等。

为验证加温套装置的强度, 加温套组装完毕后有水压试验要求, 旧版TB/T1803规定加温套的水压试验压力为0.0981MPa, 在铁道罐车新造和检修系统调研发现, 采用0.0981MPa试验压力, 在加温套水压试验过程中, 易造成罐体局部变形, 甚至大面积内凹等失稳现象, 需频繁进行调修, 给生产组织带来极大不便, 为此, 有必要对加温套的使用工况进行分析, 计算铁道罐车罐体在水压试验工况下的许用外压力, 确定合理的加温套水压试验压力值, 使其既能满足检验加温套强度, 又不至于造成罐体失稳。

2 加温套使用工况分析

通过对加温套实际使用工况进行大量的调研分析, 加温套结构为敞口结构, 在采用加温套加热卸车过程中, 加温套的排气管、排水管均为常开结构, 排气管、排水管的总截面积大于进气管的总截面积;另外加温套的容积是其进气管容积的200余倍, 蒸汽一旦由进气管进入加温套内其压力会迅速降低, 故加温套工作时实际承压并不高, 远低于0.0981MPa的试验压力。

3 罐体许用外压力计算分析

罐体的许用外压力与罐体直径及罐体材料的弹性模量等参数有关, 相同长度情况下, 罐体直径越大, 罐体材料的弹性模量越小, 许用外压力越小。通过对以上车型的比较分析可知, GH70B型不锈钢精细化工品罐车为目前采用外加温套形式铁道车辆中罐径最大的车型, 并且不锈钢弹性模量较碳钢小, GH70B型不锈钢精细化工品罐车在加温套水压试验工况下罐体的许用外压力最小, 因此采用GH70B型不锈钢精细化工品罐车进行罐车许用外压力计算。

4 计算分析

4.1 车体简介

GH70B型不锈钢精细化工品罐车采用有中梁结构。罐体为直角斜锥式, 采用0Cr18Ni9 (304) 或者00Cr17Ni14Mo2 (316L) 不锈钢。鞍座采用单腹板组焊式鞍座结构, 材质为Q345A低合金高强度结构钢。

底架装配主要由中梁、枕梁、端梁及侧梁等零部件组成。

中梁采用屈服极限为450MPa的热轧310乙字型钢, 前、后从板座材质采用C级铸钢。枕梁为双腹板结构。材质为Q345A低合金高强度结构钢。侧梁材质为Q235A低合金结构钢。

罐与底架中部采用上、下鞍进行连接;鞍座处采用压板式连接结构。

4.2 计算模型

采用ANSYS有限元软件进行屈曲计算, 计算模型采用整车结构。有限元计算中采用8节点四边形壳单元进行离散, 共使用单元41468个, 节点83232个。有限元模型离散图如图一所示。

5 计算载荷

计算时载荷的施加按照加温套水压试验工况进行, 考虑车体自重及罐体承受的外压力。

6 计算结果

经过计算, 罐体加温套水压试验工况下的临界外压力PCR为0.115MPa, 其屈曲模态如图二所示。

7 加温套水压试验工况下罐体的许用外压力

罐体在加温套水压试验工况下的许用外压力:[P]=PCR/n, n为安全系数。考虑到加温套的结构特点, 加温套在实际运用工况下为敞口作业, 加温套内部压力和罐体承受的外压力很小, 因此取安全系数n=2, 则加温套水压试验工况下罐体的许用外压力为:

8 铁道罐车加温套水压试验压力确定

综合分析加温套加热作业时的实际受力工况及罐体许用外压力以及实际的使用经验, 确定加温套水压试验压力值为0.06MPa, 既能保证新造及检修的安全需要, 防止产生罐体内凹的现象, 又不会对加温套的实际使用造成影响。

9 结语

通过以上分析及计算, 确定了铁道罐车加温套水压试验压力, 既满足了铁道罐车加温套水压试验要求, 又不会造成罐体失稳, 新版TB/T1803《铁道罐车水压试验》已采用该压力作为铁道罐车加温套水压试验压力值。

摘要：通过分析铁道罐车加温套实际使用工况, 并结合有限元计算出的铁道罐车罐体许用外压力, 确定出合理的水压试验压力值。

核电循环水廊道水压试验技术优化 篇7

关键词：循环水,廊道,水压试验

1 工程简介

核电站循环水进水廊道为外方内圆形, 内圆直径为3.6m;出水廊道内部形状为八边形高、宽均为3.5m, 斜角角度为45°宽度为0.5m, 外侧为方形。均属于防水结构, 主要依靠混凝土的自身质量来确保其抗渗性和不透水性。进出水廊道均有两种规格分别为单孔、双孔。进水廊道每隔20m~22m设置一道伸缩缝, 进水廊道有3道双层、4道单层伸缩缝, 合计10道水压试验口;出水廊道每隔21m~24m设置一道伸缩缝, 出水廊道有9道双层、4道单层伸缩缝, 合计22道水压试验口。伸缩缝宽度为20mm, 伸缩缝周围采用BW橡胶止水带连接隔离, 伸缩缝内填充BW聚乙烯闭孔泡沫板, 外侧填充BW2000聚硫密封膏;伸缩缝两侧均预埋316L不锈钢预埋件, 水压试验就是检测伸缩缝周围及伸缩缝本身的密封效果。

常规岛土建技术规格书要求对整个廊道进行灌水试验, 整个过程复杂而且耗费巨大。后来与业主沟通及相似工程施工经验, 改为只对伸缩缝进行水压试验, 这样大大降低了施工成本、周期, 为后续廊道两侧的回填创造了条件。

2 本工程特点与难点

本项目水压试验首先需要注水达到机组运行压力 (进水287Kpa/出水228Kpa) 维持压力5分钟, 查看伸缩缝外侧有无渗漏;然后继续充水升压至试验压力 (1.5倍运行压力, 进水431Kpa/出水343Kpa) 维持压力10分钟, 检查伸缩缝外侧有无渗漏。

本项目水压试验特点在于:循环水廊道水压试验压力值与其它项目比具有试验压力值大、稳压时间长的特点。这无疑增大了试验操作难度, 公司是第一次独立完成此项目, 这对以往其它项目成功水压试验经验的一次挑战, 在借鉴其它项目经验的基础上, 通过集中众智改善水压试验架体结构形式、顶撑方法, 优化水压试验橡胶圈与廊道砼壁的接触方式等措施来达到试验效果。

本项目水压试验难点在于:压力值较大, 其它项目水压试验用架体在本项目已不适用, 而且水压试验架体受力复杂不能明确计算出杆件截面尺寸;试验用密封橡胶圈与廊道砼壁接合不够紧密, 在较大水压力下橡胶圈与廊道砼壁间缝隙漏水严重, 造成压力值不能升至设计值或升至了但不能稳住的现象。

3 试验过程

在进行第一道伸缩缝试验调试过程中, 用于水压试验的架体是参考其它项目已有经验制作的, 我单位第一次做相关的施工, 是否适用本项目技术要求还不是很明确, 而且操作试验的工人及管理人员也无此方面的经验, 因此在加压调试过程出现了相当大的困难。当压力值升到一定高度时, 密封橡胶圈与廊道壁接合部位即有压力水喷出, 进出水口密封困难, 几次试验压力最大只能达到0.2Mpa, 根本无法达到设计的试验压力值。经过几天的试验摸索、分析、开专题会议, 在上述架体上改进了一套适用于本工程的架体, 对局部的顶撑方法及顶撑位置做了改善, 这样大大加快了试验进程, 为回填工作提供了充足的时间。

4 经验总结

4.1 架体设计

原架体是借鉴其它核电的经验而设计的, 内部支撑系统采用脚手管焊接连接, 但在安装的过程中发现橡胶带的托架支持系统很难与廊道砼面接触良好, 由于其自身的钢度过大, 手动旋钮丝杆无法达到紧固力的要求, 试验几次依然有压力水喷出, 无法达到试验要求的压力。多次试验后初步摸索及水压试验专题会对原架体做了局部改进, 取消水平及斜支撑, 降低了橡胶带的托架支持系统的钢度, 使橡胶带自身受力更加均匀到位。在试水压的过程中托架支持系统接头部位很容易泄漏, 为此特在橡胶带的托架支持系统接头部位增加八个顶点, 通过这一改进很好的解决了接头部位泄漏的问题。

4.2 创新设计

在不耽误水压试验的情况下, 又摸索出了一套更适合的架体结构, 安装过程更加方便快捷, 架体受力更加合理。原架体安装过程要8个人工才能完成, 新设计的架体整个安装过程只需要4个人工即可完成, 而且试验效果很好, 安装完成紧固结束即可水压试验。具体设计思路如下述:设计成车轮形式, 两片架体中间用脚手管和扣件连接固定, 保持间距不变。橡胶带托架系统取消整个支撑杆, 只留下槽钢圈。用顶托直接作用于槽钢圈, 这样减少中间力的传递损失, 而且受力均匀。需要注意一点就是槽钢圈的八个接头在安装的时候一定要处于顶杆的位置。在顶撑不到位的地方采用承载力≥10t的螺旋式千斤顶进行顶撑, 直至橡胶带与砼面接触严实。为了保证整个架体的稳定, 不至于在加压的过程中架体发生偏移, 特在架体两侧各加装8根交错脚手管支撑, 在廊道轴向方向加装斜撑脚手架防止脚手架倾斜。

4.3 廊道砼壁处理

在装水压试验装置之前首先须对廊道伸缩缝处砼结构进行预处理, 通过打磨、刮浆等措施尽量使与橡胶密封圈接触部位平整顺滑, 减少因砼面的不平整或缺陷造成与密封圈接触不严密而漏水的情况。此处处理需注意要用素水泥浆掺和建筑胶在砼结构上进行刮浆, 而不是抹一层水泥砂浆找平。根据实际操作经验抹水泥砂浆找平后压力水会从砂浆层与砼结构结合部位渗出, 甚至冲坏砂浆层。

4.4 密封橡胶圈

在水压试验加压过程中已加工好的橡胶密封圈不能很好与砼结构面吻合是水压试验的一个难点。最初通过委托华安橡胶厂加工定制的橡胶密封圈与廊道壁接触面是一个平面, 在砼结构面涂抹硅酮结构胶来粘结二者, 但在加压后充入密封圈内的压力水很容易从接合缝隙渗漏出。经过不断摸索、试验最后改装成一套密封圈, 即在密封圈与廊道壁接触的一侧塞入两道圆型橡胶条, 橡胶条的直径为10mm, 在放入之前为了防止橡胶条在塞入过程中出现错位, 采用透明胶带把橡胶条每隔150mm粘在一道。采用上述方法的目的是为了缩小密封圈与廊道壁的接触面, 解决密封圈与廊道壁接合缝不能接合严密问题。另外需要注意一点就是橡胶条接头要处理好, 接头要粘接牢固, 不然压力水很容易从接头处喷出。

安装橡胶密封条要注意密封条本身的定位, 可以拿角尺从外侧缝隙处测量其所处的位置, 保证从外侧测量时密封条距外侧橡胶带边缘20-25mm。安装密封条时注意不得损坏砼面, 同时不得损坏密封条本身。在进行顶托紧固的过程中可以依据密封条嵌入橡胶带的深度来判断紧固的效果, 当橡胶带与砼面接触严密, 之间没有空隙就可以判断紧固到位。同时委托橡胶带生产厂家在做橡胶带的时候把这两道橡胶条作为一个整体压制出来, 这样就减少了安装橡胶条这个工序, 从而大大提高劳动效率。

5 结论

本项目循环水廊道伸缩缝水压试验由最初14天完成一道, 经过上述的一系列改进措施, 进水廊道3天就可以完成一道。可以说在借鉴其它项目经验的基础上又总结出了一套比较完善、适用的水压试验操作方法, 为本项目2号机组的循环水廊道水压试验提供了有力的技术保证。

参考文献

[1]孙训方.材料力学[J].高等教育出版社, 2009, (7) .[1]孙训方.材料力学[J].高等教育出版社, 2009, (7) .

水压试验问题 篇8

1 围压水压耦合试验

1.1 试验方法

试验在四川大学水利水电学院MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统进行, 该试验机的轴向最大荷载为4 600 k N, 围压和渗透压力最大均为140 MPa, 渗透压差最大为30 MPa。振动加载控制方式为轴向荷载、围压、渗透压力, 或为上述3种加载控制方式的任意波形、频率及相位的组合[4,5]。

1.2 试样及试验方案

所测试的岩石样品采自山西宁武煤田昌华煤矿, 该矿构造位置处于吕梁—太行断块之宁武—静乐块坳北段。结合水文地质勘探工程, 采取细砂岩、中砂岩、粗砂岩和灰岩, 经过钻、切、磨工序制备成直径d=50 mm、高h=100 mm标准试件, 进行不同围压、不同水压条件下岩石三轴压缩试验。

试验方案: (1) 4、8、12、16 MPa围压 (σ3) 条件下, 细砂岩、中砂岩、粗砂岩及灰岩的饱和岩块试验; (2) 4、8、12、16 MPa围压 (σ3) 及0、3、6、9 MPa水压 (pw) 条件下裂隙岩块 (亦即破坏岩块) 试验。

强度参数测试过程中施加的水压为静水压力即孔隙水压力。裂隙岩块试件为岩块全过程试验所破坏的试件, 对其施加不同围压和不同孔隙水压, 可以用来模拟实际采动岩石强度的围压效应与水压效应。

1.3 强度参数试验结果

测试了不同围压条件下不同岩性饱和岩块强度16组, 测试各级水压下不同围压、不同岩性破坏岩块强度52组, 总计68组, 测试结果见表1。

MPa

2 岩石强度围压效应

在不同水压状态下, 细砂岩岩石强度 (σ1) 随围压 (σ3) 的变化情况见图1。从图1中可以看出, 饱和岩块、各级水压裂隙岩块强度与围压呈正相关关系, 随着围压的增大, 岩石强度增加。

围压从4 MPa增大至16 MPa时, 细砂岩饱和岩块峰值强度从60.33 MPa增加到144.33 MPa, 增幅为84 MPa, 岩石强度增加了139%, 强度随围压的变化速率为7;水压为0 MPa时, 细砂岩破坏岩块残余强度从49.66 MPa增加到114.56 MPa, 增幅为64.9 MPa, 强度增加了131%, 强度随围压的变化速率为5.41;水压为3 MPa时, 细砂岩破坏岩块残余强度从22.99 MPa增加到82.56 MPa, 增幅为59.57 MPa, 强度增加了259%, 强度随围压的变化速率为4.96。细砂岩岩石强度围压效应随着水压的增大而减小。

围压从4 MPa增大至16 MPa时, 中砂岩饱和岩块峰值强度从76.05 MPa增加到194.65 MPa, 增幅为118.6 MPa, 强度增加了156%, 强度随围压的变化速率为9.88;水压为0 MPa时, 中砂岩破坏岩块残余强度从39.56 MPa增加到104.47 MPa, 增幅为64.91 MPa, 强度增加了164%, 强度随围压的变化速率为5.41;水压为3 MPa时, 中砂岩破坏岩块残余强度从22.47 MPa增加到77.95 MPa, 增幅为55.48 MPa, 强度增加了247%, 强度随围压的变化速率为4.62。

围压从4 MPa增大至16 MPa时, 粗砂岩饱和岩块峰值强度从59.30 MPa增加到130.85 MPa, 增幅为71.55 MPa, 强度增加了121%, 强度随围压的变化速率为5.96;水压为0 MPa时, 粗砂岩破坏岩块残余强度从45.88 MPa增加到100.39 MPa, 增幅为54.51 MPa, 强度增加了119%, 强度随围压的变化速率为4.54;水压为3 MPa时, 粗砂岩破坏岩块残余强度从20.88 MPa增加到71.88 MPa, 增幅为51 MPa, 强度增加了244%, 强度随围压的变化速率为4.25。

围压从4 MPa增大至16 MPa时, 灰岩饱和岩块峰值强度从74.28 MPa增加到180.57 MPa, 增幅为106.29 MPa, 强度增加了143%, 强度随围压的变化速率为8.86;水压为0 MPa时, 灰岩破坏岩块残余强度从58.17 MPa增加到119.34 MPa, 增幅为61.17 MPa, 强度增加了105%, 强度随围压的变化速率为5.10;水压为3 MPa时, 灰岩破坏岩块残余强度从21.27 MPa增加到99.08 MPa, 增幅为77.81 MPa, 强度增加了366%, 强度随围压的变化速率为6.48。

不同岩性饱和岩块岩石强度与围压呈指数关系, 随着围压的增大, 岩石强度围压效应增加;裂隙岩石在水压为0 MPa时, 岩石强度与围压呈线性关系, 岩石强度围压效应随着围压的增加基本保持不变;裂隙岩石在水压为3 MPa时, 岩石强度与围压呈对数关系, 岩石强度围压效应随着围压的增加而减小。细砂岩、中砂岩、粗砂岩及灰岩的围压效应拟合方程见表2。

拟合计算中, SSE (和方差) 、R2 (确定系数) 、Adj.R2 (调整的确定系数) 和RMSE (均方根) 为拟合优度检验指标。SSE为拟合数据和原始数据对应点的误差的平方和, RMSE为拟合数据和原始数据对应点误差的平方和均值的平方根, SSE和RMSE越小说明拟合程度越好。R2为SSR (拟合数据与原始数据均值之差的平方和) 与SST (原始数据与其均值之差的平方和) 的比值, R2与Adj.R2越接近于1说明自变量对因变量的解释能力越强。

饱和岩块围压效应拟合方程中, 中砂岩拟合方程拟合效果最好, 灰岩拟合方程对强度的解释能力稍弱。水压为0 MPa的破坏岩块围压效应都为线性关系, 各种岩性围压效应方程拟合结果均较好。水压为3 MPa的破坏岩块围压效应随着围压的增加而降低, 围压效应方程拟合效果较好。

3 岩石强度水压效应

细砂岩在不同围压状态下破坏岩块残余强度随水压的变化情况见图2。各级围压条件下, 破坏岩块残余强度与孔隙水压均呈负相关关系, 岩石强度随水压的增大而减小。水压的存在降低了破坏岩块残余强度, 这是因为孔隙水压降低了岩石裂隙面及破坏面上的有效正应力, 从而使岩石的强度减小[6]。

围压为16 MPa时, 水压从0 MPa增加到9 MPa, 细砂岩破坏岩块残余强度从114.56 MPa降至57.16 MPa, 岩石强度降低了57.4 MPa, 强度减小了50.1%, 强度随水压的变化速率为-6.38。围压12、8、4 MPa条件下, 随着水压的增大, 细砂岩岩石残余强度明显降低。

围压为16 MPa时, 水压从0 MPa增加到9 MPa, 中砂岩破坏岩块残余强度从104.47 MPa降至57.91 MPa, 岩石强度降低了46.56 MPa, 强度减小了44.6%, 强度随水压的变化速率为-5.17。围压12、8、4 MPa条件下, 随着水压的增大, 中砂岩岩石残余强度均明显降低。

围压为16 MPa时, 水压从0 MPa增加到9 MPa, 粗砂岩破坏岩块的残余强度从100.39 MPa降至53.05 MPa, 岩石强度降低了47.34 MPa, 强度减小了47.2%, 强度随水压的变化速率为-5.26。围压12、8、4 MPa条件下, 随着水压的增大, 粗砂岩岩石残余强度均明显降低。

围压为16 MPa时, 水压从0 MPa增加到9 MPa, 灰岩破坏岩块残余强度从119.34 MPa降至77.87 MPa, 岩石强度降低了41.47 MPa, 强度减小了34.7%, 强度随水压的变化速率为-4.61。围压为12 MPa时, 灰岩强度与水压基本呈线性关系, 随水压的增大而减小。

从各种岩性岩石强度水压效应曲线上可以看到, 岩石强度的水压效应有随着水压的增大而减小的趋势, 即水压较大后岩石强度降低速率减缓。岩石强度的水压效应呈负指数关系, 在围压16 MPa时, 不同岩性的破坏岩块残余强度水压效应的拟合方程见表3。

4 围压水压耦合效应

建立围压水压耦合作用下岩石强度拟合方程, 见表4。耦合效应方程因变量为岩石强度, 自变量为围压和水压, 常数项反映围压、水压均为0 MPa时破坏岩块残余强度特征。不同岩性岩石围压水压耦合效应方程均反映岩石强度与围压呈正相关关系, 与水压呈负相关关系。

不同岩性岩石围压水压耦合效应方程在空间上皆是一个平面, 细砂岩破坏岩块强度围压水压耦合效应拟合方程平面及测试原始数据点见图3, 可见原测试数据接近拟合平面且位于平面两侧, 方程拟合程度较好。

5 结论

1) 饱和岩块岩石峰值强度与围压呈正相关、指数关系, 强度随着围压的增大而增加。

2) 不同岩性破坏岩块残余强度与围压呈正相关关系, 岩石残余强度随围压的增大而增加。裂隙岩石在水压为0 MPa时, 岩石强度与围压呈线性关系;裂隙岩石在水压为3 MPa时, 岩石强度与围压呈对数关系。

3) 不同岩性岩石残余强度与水压呈负相关关系, 岩石残余强度随水压的增大而减小。岩石强度的水压效应有随着水压的增大而减小的趋势, 岩石强度的水压效应呈负指数关系。

4) 围压水压耦合效应方程曲面为空间上的平面, 反映围压水压共同作用下破坏岩块强度特征。

参考文献

[1]邢福东, 朱珍德, 刘汉龙, 等.高围压高水压作用下脆性岩石强度变形特性试验研究[J].河海大学学报:自然科学版, 2004, 30 (2) :184-187.

[2]李法柱, 宋淑光, 孟辉, 等.深部下组煤底板软硬岩石阻渗性试验及其耦合特征[J].矿业安全与环保, 2013, 40 (1) :8-11.

[3]任高峰, 王官宝, 郭玉龙.渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的数值模拟研究[J].矿业安全与环保, 2006, 33 (6) :26-29.

[4]刘建锋, 谢和平, 徐进, 等.循环荷载下岩石变形参数和阻尼参数探讨[J].岩石力学与工程学报, 2012, 31 (4) :770-777.

[5]朱珍德, 张爱军, 徐卫亚.脆性岩石全应力—应变过程渗流特性试验研究[J].岩土力学, 2002, 23 (5) :555-563.

水压试验问题 篇9

SNJ水电站位于云南省普洱市墨江哈尼族自治县BL乡、SNJ乡和NH乡境内, 电站为II等大 (2) 型工程, 永久性主要建筑物等级为2级, 永久性次要建筑物等级为3级, 临时性建筑物等级为4级;电站以发电为主, 采用跨流域、混合式开发。水库正常蓄水位为900.000m, 装机容量为201MW (3×67MW) , 总库容为2.46亿m3。

电站压力管道为圆形断面, 深埋式钢衬钢筋混凝土结构, 采用了“四平三竖”的总体方案。供水主管及支管的总长度分别约895、310m。供水管道系统主要由支管、岔管及主管联合组成, 主岔管和支岔管采用了“一分二”的月牙岔型式。压力管道的设计水头为420m, 布置型式为“一管三机”。

2 岔管制作及质量控制

2.1 划线放样和下料

根据设计文件按照图纸要求直接在待加工的钢板上进行划线, 放样应保证精度, 尺寸公差应符合标准规定并考虑焊接的收缩量、合理利用材料, 下料切割使用半自动氧-乙炔切割机进行。作业过程中, 遵循以下原则对岔管钢板进行分块。

(1) 岔管管节之间的环缝间距需不小于下面各值的大值:10倍管壁厚度, 300mm, (r为钢管半径, t为管壁厚度) 。

(2) 岔管管节的顶、底母线和腰线与纵缝所夹的中心角应不小于15°, 二者间距 (指弧长) 一般不小于300mm。

岔管钢板坡口和切割加工的制作工艺应符合划线极限偏差所明确的内容, 具体情况见表1。

2.2 坡口及边缘加工

为了使焊缝的厚度达到图样规定的尺寸或获得全焊透的焊接接头, 接缝的边缘应按厚度和焊接工艺方法加工成“不对称双V型”或“不对称X型”。

2.3 钢板卷制

钢板卷制加工采用3 000mm×80mm三辊筒卷板机 (水平下调式) 进行, 两下辊可同时或单独水平移动, 上辊可单独上下升降运动, 可以一次性完成从预弯端部到卷圆整个系列工序。卷制过程中分多次成型, 控制一次下压量不应过大, 卷板工艺流程示意图如图1所示。非完整圆部分采用卷板机多次多点位分别卷制。

2.4 焊接、组焊及质量控制

焊接前首先将钢管半成品进行定位、校正, 之后进行清洁处理, 主要是把拟焊坡口及拟焊面两侧各50~100mm范围内的油污、铁锈、氧化皮及其它杂物清除干净。焊口采用固定的远红外线加热器、煤气喷灯、电加热器等进行预热。使用表面温度计对焊缝周围的温度进行实时监控, 每条焊缝两侧的测量点应不小于3对。通常在距离焊缝中心线两侧的50mm处对称布置监测点, 测量宽度一般为3倍钢板厚度的范围且不小于100mm。多层焊接时应错开层间接头, 拆除断弧、引弧助焊板时不得损伤母材, 拆除后应打磨修整残留焊疤使之与母材表面齐平。双面焊接时, 在单侧焊接后应及时进行基础清理并将焊疤打磨干净, 然后再继续焊另外一面。同时, 采用附加引弧和断弧用的助焊板进行纵缝焊接, 定位焊的断弧和引弧应在坡口内进行作业。在焊接作业前首先确定焊接顺序, 然后选定定位焊焊点, 再从构件受周围约束较大的部位开始焊接, 向约束较小的部位推进, 从而达到减小收缩应力和变形的目的。

岔管的焊接、整体组装都在加工厂内完成, 焊接成型后的各项尺寸要求应符合表2的规定。

球形岔管的几何尺寸与球壳板曲率的极限偏差应满足表3、表4的规定。

岔管尺寸受到交通运输界限限制时, 可以先在加工厂内根据结构要求组装成尽可能大的部件, 然后在加工厂内进行预组装后再分件分次运送至施工现场进行总体组装焊接。组装后的岔管腰线转折角偏差应不大于2°。在此之前, 岔管组合焊接后应在加工厂内进行应力消除处理。

3 水压试验

3.1 岔管特性

本工程采用WHT590高强钢制作岔管, 岔管位于主钢管道下游侧, 分别设置1个支岔管、1个主岔管, 岔管型式为内加强月牙肋型, 岔管特性见表5。

3.2 试验闷头

根据施工现场实际情况, 借鉴以往岔管水压试验的成功经验, 本次试验将主岔管与支岔管焊接连为一体后进行整体性水压试验。闷头为半圆型内闷头, 钢板厚度δ=60mm, 钢板材质为日本SM570TQT钢材;闷头外面布置进人孔、排气孔、进水孔、排气孔和测试仪器等;闷头通过专门加工制作的凑合节与岔管焊接在一起, 组成本次试验的主体, 如图2所示。

3.3 测点布置及测量仪器

应变测点可布置在主管标准圆断面上, 但应重点布置在月牙肋板、肋管壳区和折角区等关键部位, 如图3所示。试验人员应使用千分表通过目测读值监测变形情况。

3.4 水压试验目的及压力的选定

鉴于本项目高水头压力钢管道岔管所采用的钢板材质为WHT590高强钢, 且目前国内已建成水电站压力钢管道工程采用的较少, 根据设计文件有关要求对其质量、应力变形消除等性能进行原型水压试验。本次试验主要目的有:为了保证电站压力管道的正常安全运行, 需掌握岔管各部位, 特别是关键部位的应力变形及分布情况;为了检查结构整体的安全性能, 通过超载内压的方法使结构缺陷充分暴露;水压试验时可以使得不连续部位的峰值应力和焊接残余应力达到屈服, 并在试验退压后消减;缓慢加载时, 可以使得缺陷尖端发生塑性变形直至钝化, 压力卸载后可以产生预压应力。

岔管试验是在露天明管的条件下进行的, 而工程实际运行时岔管为地下埋管。为了使本次压力试验更具操作性和科学性, 按照设计文件的有关要求, 将试验最大压力水头设置为525m (设计水头为420m) , 即按设计压力的1.25倍设计水头, 则Pmax=420×1.25MPa=5.25MPa。为此, 将试验压力 (水压试验的压力变化 (减压/加压) 速度为0.05MPa/min) 设置为P1=2MPa、P2=3MPa、P3=4.2MPa、P4=5.25MPa。

3.5 水压试验步骤

水压试验前, 应对现场进行全面安全检查, 排除各种安全隐患、危险物, 对可能发生的危险事件制定紧急预案, 以保证试验的安全进行。

(1) 首先向岔管注水, 并打开排气阀门将内部空气全部排尽, 直至水流稳定溢出, 保证岔管内部完全被水充满。

(2) 使用压力泵连续向岔管加压注水, 直至压力达到P1 (2MPa) , 保持该压力10min后全面检查岔管的变形情况。

(3) 在上一阶段正常的情况下, 使用压力泵继续向岔管加压注水, 直至压力达到P2 (3MPa) , 保持该压力10min后全面检查岔管的变形情况。

(4) 在上一阶段正常的情况下, 使用压力泵继续向岔管加压注水, 直至压力达到P3 (4.2MPa) , 保持该压力30min后全面检查岔管的变形情况。使用重量不大于0.5kg的橡胶锤或木锤在焊缝两侧15~20mm及管壁处轻轻敲击, 观察压力表指针读数、记录应变值和管内压力的稳定性, 检查焊缝有无渗水等现象及其它异常情况。

(5) 在上一阶段无异常情况下, 继续注水加压直到试验压力P4 (5.25MPa) 并保持该压力30min, 按照上一步骤的程序和内容进行测试检查。

(6) 将岔管压力降至工作压力P3, 并在维持此压力的情况下对岔管进行详细检查。每个试验压力段均观察和记录岔管的漏水情况, 并在第 (5) 、 (6) 步测试应力变形情况。

(7) 依次降压至P2、P1直至岔管内压力为零, 观察和记录岔管的漏水和测点变形情况。绘制P-t曲线, 即压力-时间曲线, 如图4所示。

3.6 试验结果

各测点的变形随着给水压力的增大而增大, 当给水压力达到最大值时发生最大变形, 具体变形情况见表6。

由表6可知, 主岔管腰部#4、#5测点向外膨胀, 肋板底部#2测点和顶部#3测点向内收缩, 说明主岔管的顶部及底部应力值较大, 其次是支岔管的#10、#11测点所处的部位;处于闷头部位的#1、#7~#9测点因在实际运行中不存在, 故其变形值此处不作为定量分析使用, 只作参考。

WHT590高强钢的屈服极限δs≥490MPa, 安全系数取1.25~1.54, 则安全范围内的允许压力δ=350~392MPa。通过虎克定律计算后, #4、#5测点应力值约为310MPa, #10、#11测点应力值约为360MPa, 其它监测点的应力值均未超出300MPa。据此, 所有测点的应力值均在岔管钢板安全运行允许的范围内。

4 结束语

将水压试验成果进行整理并分析后进一步验证了以下结论:作用在主岔管肋板上的应力值比较小且岔管的最大应力值在360MPa以内, 主岔管与支岔管在项目建成后的发电运行中是安全可靠的;用于本工程的岔管焊接与制作质量达到国家相关标准, 满足设计要求。该岔管的制作及水压试验方案可供同类工程借鉴, 有一定的参考价值。

摘要：岔管原型水压试验可以充分验证岔管制作和焊接质量的情况以及应力变形是否在安全范围内, 是岔管进行安装、投入使用前一个非常关键的环节。制作过程中按相关专业规范进行严格的质量控制, 制作完成后通过试验过程的外观检查和试验所得数据的综合分析, 从科学角度论证施工质量, 从而达到确保工程质量和安全运行的目的。

关键词：水电站,压力钢管,岔管,质量,水压试验

参考文献

[1]GB6654—1996压力容器用钢板[S]

[2]DL5017—93压力钢管制造安装及验收规范[S]

[3]SL281—2003水电站压力钢管设计规范[S]

[4]DL/T 5141—2001水电站压力钢管设计规范[S]