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1. 水压试验是否考虑换热管
按照GB/T 150的规定，水压试验压力为1.25P*[σ]/[σ]t ,其中许用应力比[σ]/[σ]t应取各元件材料的[σ]/[σ]t比值中最小者。 有朋友遇到一台换热器，在设计温度下，换热管的许用应力比[σ]/[σ]t=1，其它元件[σ]/[σ]t都大于1。 计算水压试验压力时，用换热管的应力比吗？ GB150中列举了很多元件，比如筒体，封头，接管，设备法兰，紧固件等。但是没有明确是否考虑换热管。 那么各元件是否包括换热管呢? 很多朋友不假思索的回答，换热管是主要受压元件，当然应该考虑换热管的许用应力比。
2. 水压试验的目的 我们先复习一下水压试验的目的，见《压力容器》标准释义一书，内压容器进行耐压试验的目的包括: a) 考察容器的整体强度、刚度和稳定性(针对可能由内压引起局部失稳的元件): b) 检查焊接接头的致密性; c) 验证密封结构的密封性能 d) 消除或降低焊接残余应力、局部不连续区的峰值应力; e) 对微裂纹产生闭合效应，钝化微裂纹尖端。 总结起来，就是要考验这台初出茅庐的容器。
通过提高压力，模拟和验证容器在操作情况下，是否能够承受住。 既然是考验，那么就需要在容器安全情况下，考验容器最薄弱处能否通过水压试验，否则上面五项，没有哪一项能够达到。 水压试验的值应该在安全情况下尽可能高。
3. 软肋的考验 在《私人定制》的电影中，范伟扮演高官，要拒绝诱惑腐败，私人定制团队给范伟送土特产，想要走后门办事。 范伟正气凛然，严词拒绝，抓起一把土特产花生，振聋发聩三连问： “你这叫求我办事？ 你们就拿这个考验干部？ 哪个干部经不起这样的考验？” 相同的道理，低的水压试验值，根本达不到考验的目的。 你就拿这个压力考验容器？哪个容器经不起这样的考验？
要考验就考验容器的软肋。 那么对于一台换热器来说，换热管是它的软肋吗？
是不是像范伟一样被水压击中软肋呢？
4. 你踢中了我最强的穴位 软肋？ 换热管，一般直径非常小，承载能力非常高。
以不锈钢S30408的换热管，直径25，厚度2mm为例，按照GB/T 13296-2013的6.5节： P=2*2*137/25=21.9MPa。液压试验值为20MPa。
一般的换热器，几兆帕的水压试验值，对于换热管本身来说，只是挠痒痒。 以换热管的水压试验压力来考验整台设备，几乎是毫无意义的。
换热管不是软肋，而是最强的穴位。
正如张柏芝踢中吴镇宇的胯部， 结果，张柏芝，断了，她的腿！ 因为她考验的不是他的软肋。
而是最强的穴位。
柏芝瞠目结舌，面纱也掩盖不住惊恐。 犹如大吃一惊的设计人员，才刚刚认识到换热管的强悍。
5. 耐压试验压力不足
在新版蓝皮书《压力容器设计工程师培训教程--基础知识零部件》，第4.12节中，对许用应力比的最小值有一条备注： 本条规定有时会导致耐压试验不足。 第4.12.3条，介绍的相当全面：
关于螺栓和蠕变工况的水压试验会过低的问题，在很久以前就讨论过。
文中举了一个案例，当蠕变工况时，水压试验还没有设计温度下的设计压力这么苛刻，水压试验形同虚设，60分及格线被拉到36分。
6. 他山之石之规范展望 那么这种情况，在ASME里会是什么情况呢？
在ASME中一般会用如下三种工况的任意一种进行水压试验。
UG-99(b)= 1.30*MAWP* Sa/S UG-99(b)[35]= 1.30*设计压力* Sa/S UG-99(c)= 1.30 * MAP（NC） - 静压头 很多工程公司将选用哪条写到了工程规定中，如下图某业主给的工程规定，水压试验要基于全金属厚度来计算，即用MAP(NC)。 MAP(NC)一般要高于MAWP，比如一台碳钢的设备，腐蚀裕量是3mm，MAWP是腐蚀后设计温度下最大允许压力。而MAP(NC)是腐蚀前，常温下的最大允许压力。相差可能好几MPa的压力值，导致水压试验值会远高于MAWP的压力值。 选择MAP(NC)一般更苛刻，达到新的设备的考验的目的。
他们的设计原则是：
在安全的情况下（1.3倍设计工况下或者全新设备下），尽可能高的水压试验压力，考验这台设备。 ASME的MAWP是求出每个元件的MAWP，然后取所有值中的最小值作为整台设备的MAWP。
水压试验的应力比也是所有元件的最小值，但是有时候，这两个最小值不是指向同一个元件。 举个最简单的例子： 比如对于筒体来说，它MAWP是1MPa，应力比是1.5，如果要考验筒体，那么水压试验是1.3*1*1.5=1.95MPa。 对于换热管，它MAWP是20MPa，应力比是1，如果考验换热管，那么水压试验值是1.3*20*1=26MPa。 现在两个都取小值，导致整台设备的水压试验是：
1.3*min（1,20）*min（1.5， 1）=1.3MPa。
此时发现，水压试验值没有考验到整台设备（筒体和换热管任意一个元件），这也是为什么水压试验值偏低的底层原因。 所有元件最低的MAWP和许用应力比，不是指向相同的元件。 期待规范能够解决这个问题。
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发表于 2023-2-22 16:57:03
